工藝決定酵母細胞壁的功效
按照飼料原料目錄中的定義,釀酒酵母細胞壁是釀酒酵母(Saccharomsces cerevisiae)經(jīng)液體發(fā)酵后得到的菌體,再經(jīng)自溶或外源酶催化水解,分離獲得的細胞壁經(jīng)濃縮、干燥得到的產(chǎn)品。
通過以上定義可以得知,酵母細胞壁是專業(yè)酵母工廠采用釀酒酵母,并通過“分離”工藝得到的產(chǎn)品,沒有任何非酵母企業(yè)會專門生產(chǎn)酵母細胞壁,也不存在專門篩選菌種生產(chǎn)酵母細胞壁的說法。
酵母細胞壁的生產(chǎn)工藝與酵母抽提物相互關(guān)聯(lián),兩類產(chǎn)品均具有明確的使用價值,酵母抽提物主要用于食品調(diào)味領(lǐng)域,根據(jù)不同質(zhì)量要求和應(yīng)用領(lǐng)域,價格往往在35-40元/公斤甚至以上。
得益于專業(yè)酵母工廠對生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,酵母抽提物的應(yīng)用價值不斷攀升,同時,酵母細胞壁產(chǎn)品也為廣大飼料企業(yè)創(chuàng)造了更多的使用價值。
那么,什么才是決定酵母細胞壁使用價值,或者說功效的重要因素呢?
眾所周知,結(jié)構(gòu)決定功能是自然界的普遍法則。酵母細胞壁的組成包括甘露寡糖、β-1,3/1,6-葡聚糖、蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)等,其中,多糖類成分的結(jié)構(gòu)注定了其與身俱來的功能,包括增強免疫力、吸附病原菌及霉菌毒素和抑制病原菌。
站在細胞壁結(jié)構(gòu)的角度,同為釀酒酵母屬的不同菌株,其細胞壁結(jié)構(gòu)上的差異是微乎其微的,不存在專門篩選菌種生產(chǎn)酵母細胞壁的說法。
當然,來源于啤酒、酒精工藝的廢棄酵母是比不上純培養(yǎng)酵母的,不僅雜質(zhì)多,其功效上也大打折扣。
酵母細胞壁要更好的發(fā)揮功效,還需要在生產(chǎn)工藝上做文章,一方面確保細胞壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,另一方面徹底暴露其功能性位點,使其活化。
因此,生產(chǎn)工藝是決定酵母細胞壁功效的重要因素。
生產(chǎn)酵母細胞壁的工藝包括:培養(yǎng)工藝、自溶和酶解工藝、后處理工藝、干燥工藝。
一、培養(yǎng)工藝是確保酵母菌細胞壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件
在液體純培養(yǎng)酵母菌中,好的培養(yǎng)條件能讓酵母細胞壁結(jié)構(gòu)生長的更加完整,甘露聚糖和葡聚糖含量更高。這需要不斷調(diào)試培養(yǎng)參數(shù),挑選出酵母菌生長過程中最適合的糖原、pH值、含氧量、溫度和時間等。
安琪采用全智能化、數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備,全程數(shù)百個關(guān)鍵控制點,嚴格控制酵母純培養(yǎng)過程。并通過CNAS認證的檢測中心,反復(fù)驗證純培養(yǎng)條件對酵母菌生長的影響,確保酵母細胞壁功能性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
二、自溶+定向酶解工藝充分暴露酵母細胞壁功能性結(jié)構(gòu)位點
酵母菌自溶后,雖然能將酵母細胞壁提取出來,但是,該細胞壁只能發(fā)揮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。
這時,就需要酶解工藝來進一步將酵母細胞壁中的甘露寡糖、葡聚糖和蛋白質(zhì)分離,將其功能性結(jié)構(gòu)位點暴露出來。只有這樣,才能被動物機體所利用。
安琪通過多年實踐,將普通酶解升級為定向酶解工藝。定向酶解的意義在于,不破壞細胞壁多糖功能性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,讓各種多糖分離開來,各司其職的發(fā)揮作用。
三、對定向酶解技術(shù)的探索,孕育出了更多酵母細胞壁衍生品
(1)全溶于水的甘露寡糖
高溢勝就是一款全溶于水的甘露寡糖產(chǎn)品,不僅純度高,而且對病原菌的吸附率更高,在養(yǎng)殖場的水線使用更方便。
以下數(shù)據(jù)來源于第三方科研機構(gòu)——Texas Tech University(美國得克薩斯理工大學(xué)),證實了高溢勝對病原菌的吸附效果更高效。
上圖:不同甘露寡糖對大腸桿菌的吸附量(CFU)
上圖:不同甘露寡糖對沙門氏菌的吸附量(CFU)
(2)更高含量和純度β-葡聚糖
定向酶解技術(shù)將酵母細胞壁中的甘露寡糖和β-葡聚糖分離開來,后期通過濃縮工藝,讓生產(chǎn)純度更高的β-葡聚糖產(chǎn)品成為可能,其免疫激活效果更強。
(3)能產(chǎn)生抑菌圈的酵母精華:亢可替
亢可替就是定向酶解技術(shù)探索過程中的產(chǎn)物。亢可替不僅能產(chǎn)生抑菌圈,抑制腸道病原菌,還能促進動物生長,是替代抗生素的一種選擇。
上圖:亢可替對豬產(chǎn)氣莢膜梭菌的抑菌圈研究。1、2、3為不同工藝亢可替樣品;5號孔為20ppm恩拉霉素。
上圖:在替代抗生素方面,亢可替的研究論文已被收錄進SCI期刊里,該期刊(Food&Function)影響因子為3.289。
上圖摘自論文:ABC為抗生素組,DEF為亢可替組。AD為十二指腸,BE為空腸,CF為回腸。
四、后處理工藝幫助去除多余的蛋白質(zhì)和雜質(zhì)
酵母細胞壁產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)偏高,會導(dǎo)致甘露寡糖和葡聚糖含量降低,這就失去了使用酵母細胞壁的意義。另外,通過廢棄啤酒酵母泥生產(chǎn)的酵母細胞壁產(chǎn)品,其中的蛋白質(zhì)含量也偏高。
酵母細胞經(jīng)過破壁酶解,細胞內(nèi)的大部分蛋白質(zhì)和核酸被酶解成可溶的小分子蛋白質(zhì)及核酸,通過離心機將酵母細胞壁與可溶性蛋白質(zhì)和核酸分離開來。蛋白質(zhì)及核酸被分離后,得到的細胞壁產(chǎn)品中的粗蛋白含量明顯降低。
我們通過大量的工藝及樣品檢測結(jié)果,總結(jié)出酵母細胞壁產(chǎn)品中粗蛋白含量與酵母破壁程度的關(guān)系如下:沒有破壁的酵母細胞壁,粗蛋白含量大于等于40%,類似酵母粉;破壁程度較低的酵母細胞壁,粗蛋白含量在30%至40%之間,功能性成分未充分暴露;破壁程度較高的酵母細胞壁,粗蛋白含量小于等于30%,功能性成分暴露充分。
五、干燥工藝影響細胞壁多糖的活性和分散性
噴霧干燥工藝中的設(shè)備、溫度、時間等因素是關(guān)鍵,好的噴霧干燥工藝不僅能保持酵母細胞壁的活性,還能保持產(chǎn)品的分散性,在飼料混合過程中更加均勻。
當然,影響酵母細胞壁使用功效的因素還包括原料來源、菌種和添加量。相比較之下,生產(chǎn)工藝對于酵母細胞壁的使用效果,乃至創(chuàng)新迭代更為重要。
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