2. 安琪酵母股份有限责任公司, 宜昌 443000;
3. 安琪酵母(崇左)有限公司, 崇左 532201
2. Angel Yeast Co., Ltd., Yichang 443000, China;
3. Angel Yeast(Chongzuo) Co., Ltd., Chongzuo 532201, China
酵母水解物是一种新型饲料原料，2013年被列入中国农业部饲料原料目录。酵母水解物富含蛋白质、小肽、核苷酸、细胞壁免疫多糖及维生素等营养物质[1]，对动物安全无毒性[2]。目前市场上动物蛋白质饲料原料存在生物安全隐患，资源有限且成本较高。酵母水解物无生物安全性问题且易于量产，具备在幼龄动物养殖中替代血浆蛋白粉、高档鱼粉等饲料原料的潜能[3-4]。近年来，酵母水解物在动物生产中的应用研究逐步成为热点，其在动物生产中表现出了促进动物肠道发育、增加免疫力、促进生长等效果[5-7]。国内外均有文献报道酵母水解物在猪的养殖中的应用情况，饲粮中添加酵母水解物能提高仔猪的平均日采食量、平均日增重及饲料报酬等[8-9]，还可以维持仔猪肠道环境健康，调节仔猪免疫系统[10]。饲粮中添加酵母水解物还能提高母猪的生产性能，并改善仔猪的生长状况[11-13]。目前酵母水解物在动物养殖中的使用量逐年增加，但是公开报道的营养价值评定较为少见。因此，本研究测定分析了酵母水解物的营养成分含量，通过消化代谢试验评定仔猪对酵母水解物消化能、粗蛋白质以及氨基酸等的利用率，以期为酵母水解物在动物生产上的高效应用提供参考数据。
1 材料与方法 1.1 酵母水解物的制备酵母水解物按照下列工艺生产。
酵母发酵培养：培养物的碳源为糖8 000 g和淀粉8 000 g，氮源为18%氨水500 mL、硫酸铵400 g和磷酸铵500 g，磷源为磷酸二氢铵70 g，121 ℃灭菌10 min，上罐流加，采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)进行发酵培养，发酵温度34 ℃，pH 6.4，发酵24 h后获得纯培养液体发酵酵母乳。
酵母自溶：将酵母乳在温度95 ℃进行热击45 s，再在控制温度60 ℃、添加5‰的柠檬酸条件下，进行24 h的自溶。
定向酶解与调味：控制温度65 ℃、调节pH至6后，依次加入2‰木瓜蛋白酶、2‰碱性蛋白酶、2‰甘露聚糖酶、2‰ β-葡聚糖酶、2‰中性蛋白酶等酶制剂，酶解作用16 h。
浓缩干燥：酶解反应结束后，升温到90 ℃保温5 h，喷雾干燥，获得酵母水解物产品。
1.2 消化代谢试验设计与试验饲粮选取56日龄体重(20.50±0.98) kg的“杜×长×大”三元杂交仔猪12头，随机分为2组，每组6个重复，每个重复1头猪。2组试验动物分别饲喂纯合饲粮和半纯合饲粮。酵母水解物为半纯合饲粮的唯一蛋白质来源。预试期3 d，正试期4 d。
试验饲粮为粉状，参照NRC(2012)[14]10~20 kg仔猪的营养需要(粗蛋白质和氨基酸除外)配制而成，其组成及营养水平如表 1所示。
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表 1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of test diets (air-dry basis) |
动物试验在湖北省农科院畜牧兽医研究所金水试验基地动物营养代谢室进行，室温控制在26 ℃左右。试验动物均单头饲养于代谢笼内，自由采食，自由饮水。
1.4 样品的采集 1.4.1 原料和饲粮样的采集分别采集纯合饲粮、半纯合饲粮、酵母水解物各500 g于样品袋中，4 ℃保存待测。
1.4.2 粪样、尿样的采集正试期内每天在固定时间分别收集每只试验动物的粪便和尿液，并及时结算并记录粪样量、尿样量。粪样、尿样的前处理参照贺淼等[15]的方法进行。
1.4.3 回肠末端食糜的采集回肠末端食糜的采集方法参照赵叶等[16]的方法进行，采集的食糜样品用液氮冷冻保存，冻干机冷冻干燥后进行分析检测。
1.5 指标测定方法与生物利用率计算方法 1.5.1 酵母水解物的常规营养指标的测定方法干物质含量的测定参照GB/T 6435—2014，粗灰分含量的测定参照GB/T 6438—2007，钙含量的测定参照GB/T 6436—2002，总磷含量的测定参照GB/T 6437—2002，粗脂肪含量的测定参照GB/T 6433—2006，粗蛋白质含量的测定参照GB/T 6432—2018，总能的测定采用ZDHW-6型微机全自动量热仪。
1.5.2 粪样、尿样、饲粮样和食糜样的指标测定方法粪样、饲粮样测定干物质、氮、二氧化钛(TiO2)含量及总能等指标，尿样测定能量、氮含量等指标。其中干物质、氮含量及总能测定方法如前1.5.1所述，TiO2含量的测定参照Short等[17]和邓雪娟等[18]的方法测定；酵母水解物、试验饲粮以及回肠末端食糜中的氨基酸含量的测定参照GB/T 18246—2000。
1.5.3 酵母水解物在仔猪上的表观消化能和表观代谢能计算方法先参照Adeola等[19]的方法计算饲粮的表观消化能和表观代谢能，再参照杨凤[20]和Kim等[21]，采用套算法根据饲粮组成比例计算酵母水解物在仔猪上的表观消化能。
1.5.4 酵母水解物中的氮在仔猪上的生物利用率计算方法参照杨凤[22]的方法计算酵母水解物中的氮在仔猪上的表观消化率、真消化率、表观利用率以及真利用率。
1.5.5 酵母水解物中的氨基酸在仔猪上的回肠消化率计算方法参照Stein等[23]的方法计算酵母水解物中的氨基酸的回肠表观消化率和真消化率。
1.6 数据统计分析试验数据经Excel 2013处理，结果以“平均值±标准差”表示。
2 结果与分析 2.1 酵母水解物的常规营养成分由表 2和表 3可知，酵母水解物的总能为19.17 MJ/kg，粗蛋白质含量为54.30%，总氨基酸含量为43.37%。其中，猪的第1限制性氨基酸赖氨酸含量为3.12%，呈味氨基酸天门冬氨酸和谷氨酸含量分别为4.37%和6.88%，必需氨基酸与非必需氨基酸含量之比为44 : 56。
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表 2 酵母水解物的常规营养成分(风干基础) Table 2 Routine nutritional composition of yeast hydrolysate (air-dry basis) |
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表 3 酵母水解物的代谢能和氮消化利用率(干物质基础) Table 3 Metabolic energy and nitrogen digestibility and utilization rate of yeast hydrolysate (DM basis) |
本研究采用纯合饲粮和半纯合饲粮法测定了仔猪对酵母水解物的代谢能和氮表观代谢率，结果见表 3。经测定及计算可知，酵母水解物在仔猪上的表观消化能为14.98 MJ/kg，表观代谢能为14.58 MJ/kg；氮表观消化率为89.38%，氮真消化率为93.01%；氮表观利用率为51.16%，氮真利用率则为70.21%。
2.3 酵母水解物氨基酸在仔猪回肠末端的消化率通过外源指示剂法测定的酵母水解物中的氨基酸在仔猪上的回肠消化率见表 4。酵母水解物的组氨酸回肠真消化率为78.68%，其他必需氨基酸的回肠真消化率都高于90.00%；赖氨酸的回肠表观消化率、真消化率分别为92.39%和95.30%，蛋氨酸的回肠表观消化率、真消化率分别为86.35%和92.80%。非必需氨基酸中回肠表观消化率和真消化率最高的均为丙氨酸，分别为95.10%、97.29%。
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表 4 酵母水解物中的氨基酸在仔猪上的回肠表观消化率和真消化率(干物质基础) Table 4 Ileal apparent digestibility and true digestibility of amino acids in yeast hydrolysate on piglets (DM basis) |
本研究中酵母水解物中粗蛋白质含量高达54.30%，总氨基酸含量达到43.37%。其中，必需氨基酸与非必需氨基酸之比为44 : 56。酵母水解物中赖氨酸:蛋氨酸:色氨酸:苏氨酸=100 : 21 :22 : 71，与复合酵母[15]中的赖氨酸:蛋氨酸:色氨酸:苏氨酸=100 : 21 : 19 : 64比例接近，但是酵母水解物中色氨酸和苏氨酸含量更高。酵母水解物中含有多种必需氨基酸，而且呈味氨基酸天门冬氨酸和谷氨酸含量高，具有较高的营养价值和良好的诱食性。酵母水解物作为主要蛋白质来源配制仔猪饲粮时，仍要注意氨基酸营养的均衡。
本研究中酵母水解物在仔猪上的表观消化能和表观代谢能分别为14.98和14.58 MJ/kg，高于鱼粉(粗蛋白质含量为53.5%，消化能和代谢能分别为12.93和11.00 MJ/kg)和血粉(粗蛋白质含量为82.8%，消化能和代谢能分别为11.42和9.04 MJ/kg)，也高于啤酒酵母(粗蛋白质含量52.4%，消化能和代谢能分别为14.81和12.64 MJ/kg)[23]，故酵母水解物能更好的为动物提供能量。
本研究结果表明，酵母水解物的氮表观消化率为89.38%，氮真消化率为93.01%；氮表观利用率为51.16%，真利用率为70.21%；其氮表观消化率略高于Almeida等[24]报道的喷雾干燥血粉(88.1%)、喷雾干燥血球粉(81.3%)和喷雾干燥血浆蛋白(85.3%)，远高于禽血粉(58.5%)和猪血粉(57.5%)。
精确测定氨基酸消化率才能科学地使用饲料原料制定饲粮配方，满足动物氨基酸营养需要。评定饲料原料在猪上的氨基酸消化率常采用回肠末端取样法。小肠是氨基酸消化、吸收、转运的主要场所。氨基酸通过消化道后段(大肠和盲肠)时被机体直接吸收的量非常少，大部分会被后肠微生物发酵降解产生不能被机体消化吸收的氨和胺；此外，大肠中的微生物可通过自身的代谢合成菌体蛋白，改变粪中氨基酸组成。只有在回肠前被消化吸收的氨基酸，才能被动物作为氨基酸来利用。测定回肠末端消化率避免了后肠微生物发酵对小肠分泌的内源性蛋白质、氨基酸和未消化的外源蛋白质的影响，能更加准确评定饲料氨基酸的营养价值。本试验中所评定的酵母水解物的主要限制性氨基酸赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸的回肠表观消化率(92.39%、86.35%、86.57%、84.48%)、真消化率(95.30%、92.80%、91.81%、90.18%)均高于复合酵母中的赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸的回肠表观消化率(91.84%、74.46%、81.19%、67.22%)、真消化率(94.35%、83.81%、86.85%、73. 98%)[15]。而Mateo等[25]用回肠末端安装T型瘘管法研究发现，酵母抽提物氨基酸仔猪的表观消化率和真消化率(75.9%和85.4%)与血浆蛋白粉(78.8%和86.5%)相当。本试验测定结果高于以上报道结果，这可能与试验动物日龄及酵母水解物的制作工艺不同有关。按照蔡大亮等[26]的分类，本工艺条件下制作的酵母水解物属于纯培养酵母水解物，含有仔猪较易消化吸收的蛋白质，在仔猪上应用效果较好。
4 结论① 酵母水解物的粗蛋白质含量为54.30%，总氨基酸含量为43.37%，呈味氨基酸天门冬氨酸和谷氨酸含量较高。
② 酵母水解物的仔猪表观消化能为14.98 MJ/kg，表观代谢能为14.58 MJ/kg；仔猪对酵母水解物氮、氨基酸的消化利用率较高。
③ 本工艺条件下制作的酵母水解物是一种易于被仔猪消化利用的优质高蛋白质饲料原料。
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