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工艺决定酵母细胞壁的功效
发布时间:2021-05-20 10:35来源:安琪福邦

按照饲料原料目录中的定义,酿酒酵母细胞壁是酿酒酵母(Saccharomsces cerevisiae)经液体发酵后得到的菌体,再经自溶或外源酶催化水解,分离获得的细胞壁经浓缩、干燥得到的产品。 

通过以上定义可以得知,酵母细胞壁是专业酵母工厂采用酿酒酵母,并通过“分离”工艺得到的产品,没有任何非酵母企业会专门生产酵母细胞壁,也不存在专门筛选菌种生产酵母细胞壁的说法。 

酵母细胞壁的生产工艺与酵母抽提物相互关联,两类产品均具有明确的使用价值,酵母抽提物主要用于食品调味领域,根据不同质量要求和应用领域,价格往往在35-40元/公斤甚至以上。 

得益于专业酵母工厂对生产工艺的优化,酵母抽提物的应用价值不断攀升,同时,酵母细胞壁产品也为广大饲料企业创造了更多的使用价值。 

那么,什么才是决定酵母细胞壁使用价值,或者说功效的重要因素呢? 

众所周知,结构决定功能是自然界的普遍法则。酵母细胞壁的组成包括甘露寡糖、β-1,3/1,6-葡聚糖、蛋白质和几丁质等,其中,多糖类成分的结构注定了其与身俱来的功能,包括增强免疫力、吸附病原菌及霉菌毒素和抑制病原菌。 

站在细胞壁结构的角度,同为酿酒酵母属的不同菌株,其细胞壁结构上的差异是微乎其微的,不存在专门筛选菌种生产酵母细胞壁的说法。 

当然,来源于啤酒、酒精工艺的废弃酵母是比不上纯培养酵母的,不仅杂质多,其功效上也大打折扣。 

酵母细胞壁要更好的发挥功效,还需要在生产工艺上做文章,一方面确保细胞壁结构的稳定性,另一方面彻底暴露其功能性位点,使其活化。 

因此,生产工艺是决定酵母细胞壁功效的重要因素。 

生产酵母细胞壁的工艺包括:培养工艺、自溶和酶解工艺、后处理工艺、干燥工艺。 

一、培养工艺是确保酵母菌细胞壁结构稳定的条件 

在液体纯培养酵母菌中,好的培养条件能让酵母细胞壁结构生长的更加完整,甘露聚糖和葡聚糖含量更高。这需要不断调试培养参数,挑选出酵母菌生长过程中最适合的糖原、pH值、含氧量、温度和时间等。 

安琪采用全智能化、数字化生产设备,全程数百个关键控制点,严格控制酵母纯培养过程。并通过CNAS认证的检测中心,反复验证纯培养条件对酵母菌生长的影响,确保酵母细胞壁功能性结构的稳定性。

二、自溶+定向酶解工艺充分暴露酵母细胞壁功能性结构位点 

酵母菌自溶后,虽然能将酵母细胞壁提取出来,但是,该细胞壁只能发挥部分吸附霉菌毒素的功能,并不具有吸附病原菌、激活免疫的作用。 

这时,就需要酶解工艺来进一步将酵母细胞壁中的甘露寡糖、葡聚糖和蛋白质分离,将其功能性结构位点暴露出来。只有这样,才能被动物机体所利用。 

安琪通过多年实践,将普通酶解升级为定向酶解工艺。定向酶解的意义在于,不破坏细胞壁多糖功能性结构的基础上,让各种多糖分离开来,各司其职的发挥作用。   

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三、对定向酶解技术的探索,孕育出了更多酵母细胞壁衍生品

 (1)全溶于水的甘露寡糖 

高溢胜就是一款全溶于水的甘露寡糖产品,不仅纯度高,而且对病原菌的吸附率更高,在养殖场的水线使用更方便。 

以下数据来源于第三方科研机构——Texas Tech University(美国得克萨斯理工大学),证实了高溢胜对病原菌的吸附效果更高效。

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上图:不同甘露寡糖对大肠杆菌的吸附量(CFU)

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上图:不同甘露寡糖对沙门氏菌的吸附量(CFU) 

(2)更高含量和纯度β-葡聚糖 

定向酶解技术将酵母细胞壁中的甘露寡糖和β-葡聚糖分离开来,后期通过浓缩工艺,让生产纯度更高的β-葡聚糖产品成为可能,其免疫激活效果更强。 

(3)能产生抑菌圈的酵母精华:亢可替 

亢可替就是定向酶解技术探索过程中的产物。亢可替不仅能产生抑菌圈,抑制肠道病原菌,还能促进动物生长,是替代抗生素的一种选择。 

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上图:亢可替对猪产气荚膜梭菌的抑菌圈研究。1、2、3为不同工艺亢可替样品;5号孔为20ppm恩拉霉素。

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上图:在替代抗生素方面,亢可替的研究论文已被收录进SCI期刊里,该期刊(Food&Function)影响因子为3.289。

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上图摘自论文:ABC为抗生素组,DEF为亢可替组。AD为十二指肠,BE为空肠,CF为回肠。

 

四、后处理工艺帮助去除多余的蛋白质和杂质 

酵母细胞壁产品中的蛋白质偏高,会导致甘露寡糖和葡聚糖含量降低,这就失去了使用酵母细胞壁的意义。另外,通过废弃啤酒酵母泥生产的酵母细胞壁产品,其中的蛋白质含量也偏高。 

酵母细胞经过破壁酶解,细胞内的大部分蛋白质和核酸被酶解成可溶的小分子蛋白质及核酸,通过离心机将酵母细胞壁与可溶性蛋白质和核酸分离开来。蛋白质及核酸被分离后,得到的细胞壁产品中的粗蛋白含量明显降低。 

我们通过大量的工艺及样品检测结果,总结出酵母细胞壁产品中粗蛋白含量与酵母破壁程度的关系如下:没有破壁的酵母细胞壁,粗蛋白含量大于等于40%,类似酵母粉;破壁程度较低的酵母细胞壁,粗蛋白含量在30%至40%之间,功能性成分未充分暴露;破壁程度较高的酵母细胞壁,粗蛋白含量小于等于30%,功能性成分暴露充分。

 

五、干燥工艺影响细胞壁多糖的活性和分散性 

喷雾干燥工艺中的设备、温度、时间等因素是关键,好的喷雾干燥工艺不仅能保持酵母细胞壁的活性,还能保持产品的分散性,在饲料混合过程中更加均匀。 

当然,影响酵母细胞壁使用功效的因素还包括原料来源、菌种和添加量。相比较之下,生产工艺对于酵母细胞壁的使用效果,乃至创新迭代更为重要。


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