新型霉菌毒素吸附剂_酵母细胞壁提取物

2009年第21期

专业的酵母源生物饲料

饲用高活性干酵母

酵母细胞壁多糖酵母硒复合酵母枯草芽孢杆菌

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酵母源生物饲料应用

安琪酵母股份有限公司协办霉菌毒素是霉菌的代谢次生物。目前，已知污染饲料的霉菌毒素约有100多种，主要为青霉菌属、曲霉菌属和镰刀菌属所产的多种霉菌毒素。饲料和饲料原料霉变并由此造成的霉菌毒素污染问题是一个全球性问题，对畜牧业生产和人类健康构成了巨大危害。尽管人们采取了各种防霉措施，但由于饲料作物在田间、储藏、加工等诸多环节均可受到霉菌感染，防霉工作很难完全有效，饲料受霉菌毒素污染的现象十分普遍，由此造成的畜禽死亡、生产力下降、繁殖机能障碍等畜禽霉菌毒素中毒事件屡有发生。同时，霉菌毒素还可在畜禽产品中残留，为人类健康带来极大的安全隐患。因此，对霉变饲料，寻求一种经济有效并适合在大规模饲料生产中应用的脱毒措施十分必要。1霉菌毒素吸附剂的种类1.1

常用的霉菌毒素吸附剂

霉菌毒素吸附剂种

类繁多，主要包括：水合硅铝酸钙钠、沸石、活性炭以及某些黏土。但它们在使用过程中均存在一定缺陷，主要是：吸附功能单一，不能同时吸附饲料中存在的多种不同类型的霉菌毒素；添加量大，占用过大配方空间；在吸附霉菌毒素的同时，会与饲料中的维生素、矿物质等营养成分结合，干扰营养物质的利用；可能含有二恶英和其他污染物，在一定程度上污染饲料。1.2新型霉菌毒素吸附剂——酵母细胞壁提取物

酵母源生物技术和碳水化合物化学的最新研

究进展为解决霉菌毒素问题提供了新方法。近年来的研究发现，存在于酵母细胞外壁的功能型碳水化合物可结合多种霉菌毒素。人们进一步发现，酵母细胞能通过吸收毒物和病原菌到细胞壁

上来改善动物健康。根据这一研究，酵母细胞壁提取物成为新型霉菌毒素吸附剂研究的重点，被认为是具有很大开发价值的天然绿色添加剂。2

酵母细胞壁提取物的制备和结构

酵母细胞壁提取物是以酿酒酵母为原料，经过细胞破壁、酶解、分离提纯和干燥等工艺精制而成的一类真菌提取物，成品通常为浅灰色至深灰色的粉状物。研究证实，酵母细胞壁分为3层：外层为甘露寡糖和蛋白质结合物，中间层为β-（1，3）、β-（1，6）葡聚糖，内层为几丁质。3酵母细胞壁提取物的主要机理3.1

β-葡聚糖的作用机理

β-葡聚糖是一种

具有特殊结构的多糖，通常由10~20个单糖组成，分子量为6500~7500，大多数为水不溶性或胶质颗粒。与其他糖类不同，一般糖类单糖之间以β-1，4键相结合，而β-葡聚糖中的单糖之间以β-1，3键和β-1，6键相连。由于特殊的键结方式和分子氢键的存在，β-葡聚糖呈螺旋形分子结构，其特殊的构型可与多种霉菌毒素形成特异的互补构造，从而与多种霉菌毒素牢牢的结合，并通过肠道排出动物体外。

此外，β-葡聚糖可通过激活酚氧化酶系统，将酚氧化酶原氧化成酚氧化酶，后者可特异性降解饲料中的霉菌毒素，从而起到降低、化解毒素作用。3.2

甘露寡糖作用机理

甘露寡糖是由甘露糖和

葡萄糖组成的寡糖，一般含有2~10个单糖，单糖之间以α-（1，2），（1，3）及α-1，6键相连。甘露寡糖易溶于水，难溶于有机溶剂，黏度随温度上升逐渐下降，具有独特的胶凝性质。

胃肠道非免疫防御系统的主要组成部分是内

新型霉菌毒素吸附剂——

酵母细胞壁提取物

○安琪酵母股份有限公司

杨乃欢

李彪

源微生物菌群。甘露寡糖可竞争性地和病原菌细胞表面的外源凝集素结合，阻止病原菌在肠上皮上的粘附，减少肠道病原菌的数量。另外，甘露寡糖在小肠中几乎不能被消化利用，但可被消化道（后段）菌群中的有益菌如双歧杆菌等选择性的发酵利用，以有机酸、CH 4、CO 2的形式放出或参与代谢，提供能量，并降低整个肠道pH值，从而从一定程度上抑制有害菌生长。甘露寡糖还可以螯合胃肠道释放的黄曲霉毒素，结合玉米赤霉烯酮。3.3

糖蛋白的作用机理

酵母细胞壁中的糖蛋白

主要由甘露寡糖与蛋白质结合而成，这些糖蛋白可结合侵入机体的细菌，与细菌荚膜相粘接并激发机体的多级免疫反应，起到保护机体的作用。

总之，酵母细胞壁提取物可通过氢键和范德华力叠合作用与多种毒素形成多糖-毒素复合物，防止毒素被肠道吸收；尤其是它的空间结构可特异性地结合玉米赤霉烯酮，并以范德华力形成紧密的结合。4酵母细胞壁提取物吸附剂的应用4.1

在反刍动物上的应用

据美国North Carolina

州立大学的Lon Whitlow 博士报道，在被黄曲霉毒素污染的奶牛饲料中添加0.05%（干物质基础）的酵母细胞壁提取物可使牛奶中的黄曲霉毒素降低58%，并能提高奶牛产奶量和牛奶质量。此外，酵母细胞壁提取物对提高犊牛生产水平、奶牛健康水平的作用也显著。研究发现，给1~35日龄初生犊牛饮用奶中添加酵母细胞壁提取物，与对照组相比，试验组生长速度提高8%，采食量增加10%，差异显著（P<0.05），疾病发生率也降低。4.2

在家禽上的应用

通常情况下，鸡霉菌毒素

中毒症无特定的临床症状，常见的症状为鸡只健康状况不佳，无精打采；进一步发展则表现为羽毛蓬乱站立。然而，这些症状易与家禽的其他病理症状混淆。例如，霉菌毒素可对家禽胃肠道和肾脏产生影响，家禽采食受霉菌毒素污染的饲料后，肠道和肠上皮细胞层暴露于高浓度的霉菌毒素及其代谢产物中。一些毒素，尤其是T-2毒素，可重点破坏肠道的肠上皮细胞，导致细胞坏死，临床表现为肠炎。霉菌毒素还可对家禽免疫机能产生影响，导致淋巴组织的衰退和细胞耗竭。

研究表明，雏鸭比其他家禽更敏感。试验者

通过雏鸭试验，得出结论：饲粮中添加黄曲霉毒素后雏鸭体重下降，死亡率升高，但再向饲粮中添加酵母细胞壁提取物后，黄曲霉毒素的不利影响显著减轻。研究发现，在含有168mg/kg 黄曲霉毒素、8.4mg/kg 的赭曲霉素、54mg/kg 玉米赤霉烯酮、32mg/kg T-2毒素的日粮中分别添加0.05%的酵母细胞壁提取物，结果显示，没有添加酵母细胞壁提取物的鸡采食量和日粮效益显著降低，而添加组则有效减轻了霉菌毒素造成的生长抑制，并使尿素氮水平恢复到正常。此外，使用酵母细胞壁提取物可提高肉鸡生长性能和效率、肉用种母鸡孵化能力，降低肉用种母鸡死淘率。Stanley 等在肉仔鸡日粮中添加0.1%的酵母细胞壁提取物，可提高日增重，降低黄曲霉毒素的危害。4.3

在猪上的应用

猪的霉菌毒素中毒症症状和

严重程度在很大程度上取决于饲料中所存在的霉菌毒素种类和含量，同时也取决于猪的日龄和生产阶段。一般来说，青年猪和繁殖用种猪对霉菌毒素最敏感。

猪霉菌毒素中毒症的常见症状有：生长迟缓、饲料转换效率降低、发病率升高、免疫机能下降、猝死、血粪、母猪繁殖力下降、流产、小母猪和小公猪的青春期推迟、性欲下降、精子质量降低、肝脏和/或肾脏的发病率升高等。

酵母细胞壁提取物可使猪避免一些霉菌毒素造成的不良影响。Missouri 大学的研究表明，呕吐霉素或玉米赤霉素会造成断奶仔猪的增重损失，而酵母细胞壁提取物可减缓这一损失。苏军等在受镰刀菌毒素污染25%的玉米饲粮中，添加0.2%酵母细胞壁提取物，结果显示，可有效提高猪只的平均日增重和日采食量；并能提高有机物、蛋白质、钙、磷等养分的利用率。5

展望

从现有研究看，酵母细胞壁提取物制备霉菌毒素吸附剂是很好的研究方向。当然，因不同霉菌毒素分子有不同的理化性质，酵母细胞壁提取物作为一种单一的吸附剂也不能将所有霉菌毒素都吸附，因此，开发复合型的霉菌毒素吸附剂是未来的发展趋势。目前，我国在酵母细胞壁提取物这一领域的研究起步较晚，但酵母细胞壁提取物有望成为替代抗生素的绿色饲料添加剂产品。□