不同酶解程度的酵母水解物对断奶仔猪诱食及生长性能的影响

2019-09-26蔡大亮陈毛清曹诗国戴晋军胡骏鹏

中国饲料 2019年17期

蔡大亮，陈毛清，曹诗国，熊锋，戴晋军，，胡骏鹏，*

（1.安琪酵母股份有限责任公司，湖北宜昌443000；2.安琪酵母（崇左）有限公司，广西崇左 532201）

随着酵母深加工产业迅速发展及应用研究的深入，有研究发现，酵母水解物具有增加幼龄动物采食量、提高免疫力和促进生长的功能（伏润奇等，2019；时博等，2018；文超越等，2016），其作为一种安全稳定的功能性蛋白原料已被广泛的应用到动物饲料产品中。但由于原料来源、菌种及生产工艺等不同，酵母水解物在产品特性、营养指标及应用效果上均存在较大差异（蔡大亮等，2017；陈中平等，2015；骆光波，2014）。

酵母水解物在生产过程中，添加外源酶可使酵母细胞酶解破壁，并将其内容物中核酸、结构性蛋白质等大分子物质水解，进而改善其生物学价值，提升其在养殖动物中的应用效果，因而不同酶解工艺将直接导致酵母水解物中酸溶蛋白、小肽及游离氨基酸等关键指标的差异。当前酵母水解物的研究方向主要集中在不同养殖动物的体内应用评估，鲜见不同酶解工艺引起的产品指标及应用效果差异。因此本研究选用相同菌种自制的两种酵母水解物，即酵母水解物A和酵母水解物B（二者仅酶解时间存在差异，其他工艺均保持一致），引用电子舌技术将味觉转化为数据进行测定，并结合动物养殖评估试验进行评估，进一步研究不同酶解工艺引起的产品指标及应用效果差异。

1 材料与方法

1.1 电子舌测定

1.1.1 试验材料试验所用酵母水解物为安琪酵母股份有限公司自制，其中酵母水解物A生产工艺流程为：（1）选用糖蜜纯培养酵母乳，调节pH至 4.6±0.2，温度（60±2）℃，维持 6 h；（2）调节 pH至5.8±0.2，根据干物质含量添加3‰ ～5‰ 复合蛋白酶（安琪酵母股份有限公司），在（64±2）℃条件下酶解 6 h；（3）升温至 75 ℃反应 2 h；（4）蒸发浓缩、喷雾干燥得到酵母水解物A；酵母水解物B选用同批酵母乳，仅酶解时间延长至12 h，其他生产工艺流程与酵母水解物A相同。

1.1.2 试验仪器试验采用日本INSENT公司的电子舌产品TS-5000Z味觉分析系统进行两种酵母水解物的滋味分析。

1.1.3 味觉的测试方法本试验参照武汉轻工大学“国家粮食技术转移中心”推荐方法（许芳田和陈轩，2016）。用称样小勺，分别精确称取3 g酵母水解物样品于洁净100 mL玻璃杯中，用量筒量取（100±1）mL 超纯水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀。在室温（25℃）下用电子舌检测，每种样品检测4次，5个味觉传感器测得相应的数据。

1.1.4 试验数据处理测试数据采用TS-5000Z味觉分析系统自带的DBMS数据库和APACHE 2网络服务器进行处理，并采用雷达图分析。

1.2 动物饲养试验

1.2.1 试验材料试验所用2种纯培养酵母水解物，制备方法同1.1.1。

1.2.2 试验日粮参照美国NRC（2012）仔猪的营养需要配合成粉状全价料，基础日粮配方及营养水平见表1。

1.2.3 试验设计与饲养管理试验选用21日龄左右、体重一致、体况良好的杜长大三元杂交断奶仔猪32头。过渡3 d，按体重相近、公母各半的原则分为2个处理组，即酵母水解物A组和酵母水解物B组，每个处理4个重复，每个重复1栏猪，每栏4头猪（2阉公2母）。试验猪采用群饲，自由采食和饮水。正试期为14 d，试验开始和结束时仔猪称重；试验期间每日8点结料，统计平均日采食量。

表1 基础日粮组成和营养水平（风干基础）

1.2.4 指标测定平均日采食量（ADFI）：记录每日每重复试验猪教槽料的供给量及剩余量，两者之差除以头数，即为实际每天平均采食量。

平均日增重（ADG）：在试验开始前和试验结束时 8：00空腹称重（前一天 20：00断料），以重复为单位称重（可先禁食12 h，自由饮水），在试验期内增加的体重除以头数和试验天数。

料重比（F/G）：在试验期内消耗的全部饲料量与增重之比。

1.2.5 统计分析试验数据用Excel进行整理，采用SAS 9.3软件中的一般线性模型（GLM）对本试验的数据进行统计分析，试验数据均采用“平均值±标准差”表示。组间比较采用t检验，以P＜0.05作为差异显著性的判断标准。

2 结果

2.1 酵母水解物样品制备结果本试验以粗蛋白质、酸溶蛋白、氨基酸态氮、游离氨基酸及小肽等作为参考指标评价两种纯培养酵母水解物的营养价值，其中粗蛋白质代表原料的总蛋白水平，酸溶蛋白表示较低分子量（＜10000 Da）蛋白水解物，酸溶蛋白越高表明该原料可消化蛋白含量越高；氨基酸态氮、游离氨基酸代表蛋白质的水解程度，二者数值越高表明水解程度越高；小肽含量由酸溶蛋白与游离氨基酸水平计算得出，其与蛋白原料的功能性紧密相关，小肽含量越高其原料相应功能性越强。

两种酵母水解物检测指标如表2所示。两种纯培养酵母水解物粗蛋白质水平均在50%以上，酸溶蛋白高于45%，溶解率大于60%，RNA法测定核酸值均超过8%。其中，酵母水解物B与酵母水解物A相比，酸溶蛋白水平基本一致，氨基酸态氮提高31.1%（P＜0.05），游离氨基酸提高50.7%（P＜0.05），小肽含量降低 21.4%（P＜0.05）。结果表明，酵母水解物B可能由于水解过度使氨基酸态氮和游离氨基酸水平偏高，导致功能性成分小肽含量偏低。

表2 两种酵母水解物的检测指标%

2.2 电子舌检测结果不同工艺酵母水解物的电子舌检测结果如表3和图1所示。电子舌的不同电极设备依据各传感器的响应物质，如通过感应氢离子（H+）等检测其酸味值，通过感应谷氨酸钠（MSG）、肌苷酸（IMP）等检测其鲜味值等（曹荣等，2019），其味道的强弱用电压数值表示，数值越大，表明其味值越大。其中，由于配制的基准溶液中含有少量的酸和盐，因而当以基准溶液的输出值为无味点时，除了酸味和咸味外，其他指标的无味点均为0。通常仅将大于无味点（即参比溶液对应的味觉值）的味觉项目作为有效味觉指标，而无味点以下的项目被认为无效指标（谢靓等，2016）。

表3 不同工艺酵母水解物电子舌检测结果对比

图1 不同工艺酵母水解物电子舌雷达图

由表3可知，咸味、鲜味、苦味及鲜味后味为酵母水解物重要的味觉指标，而酸味、涩味、涩味后味及苦味后味均低于无味点不作为评价指标。不同工艺酵母水解物的味觉存在部分差异，其中，与酵母水解物B相比，酵母水解物A咸味值下降27.22%，其浓度差异大于20%（即1个味觉单位），已达到人类的味蕾可感知范围；苦味值下降17.93%，表明酵母水解物具有一定苦味，且酵母水解物A苦味弱于酵母水解物B；鲜味值上升8.43%、鲜味后味值上升18.6%，鲜味与鲜味后味表现出相同差异，表明酵母水解物A样品的鲜味绝对值及鲜味的持久性与丰富程度均优于酵母水解物B。结果表明，酵母水解物A电子舌测定结果明显优于酵母水解物B，其可能对饲料品质提升效果更佳。

2.3 动物饲养试验结果本研究选用21日龄断奶仔猪为模型，动物养殖评估结果如表4所示。

表4 不同工艺酵母水解物对仔猪生长性能的影响

由表4可知，与酵母水解物B相比，酵母水解物A组仔猪平均日采食量提升11.29%、平均日增重增加23.68%、料重比下降1.89%。结果表明，两种酵母水解物的诱食效果与电子舌检测结果基本相符，酵母水解物A咸味值及苦味值偏低、鲜味及鲜味后味较高，且由于酵母水解物B可能因水解过度导致其诱食肽等功能小肽含量偏低，因而酵母水解物A对仔猪诱食促进效果明显优于后者；在生长性能促进方面，养殖评估结果显示，酵母水解物A对断奶仔猪日增重及料重比的促进效果优于酵母水解物B。

3 讨论

3.1 电子舌技术的发展及其在各领域的应用电子舌是20世纪80年代兴起的一项科学技术，其采用与味蕾细胞工作原理类似的人工脂膜传感技术（范佳利等，2009）。研究表明，对于大部分感知觉刺激来说，其行为表现均遵循韦伯定律（Sebastian等，2014）。电子舌跟据“韦伯-费希纳定律”定义味道单位差异，在测试过程中通过感应膜电势变化情况，将味觉指标量化，可测定出酸味、苦味、涩味、鲜味、咸味和甜味等六种先期味道以及苦味回味、涩味回味和丰富度（鲜味回味）等后期回味数值。

随着电子舌技术的不断发展，其响应时间短、检测速度快的特点，不仅避免了气相色谱、高效液相色谱等精密仪器复杂的样品前处理过程，而且可以避免人为测定时的个体差异，确保测定数据的误差小、重复性好、灵敏度高（李学林，2013），因而，在各领域研究均得到有效的推广和应用。顾永波等（2011）利用电子舌系统检测了6个烤烟型和3个混合型卷烟样品主流烟气水处理液的味觉特征，发现电子舌能区分不同香型卷烟味觉特征；吴飞等（2012）通过电子舌对不同产地样品的响应特点建立产地分类模型，发现电子舌能够有效鉴别未知产地来源的枳实药材；贾洪锋等（2013）研究发现，电子舌通过识别液体味道可以在饮料、茶叶、酒类、乳制品、调味品、肉类、油脂等多个食品检测领域发挥重要作用。

吴浩等（2013）在水产动物养殖领域利用电子鼻和电子舌对五种食靡的挥发性成分和水溶性成分进行检测，所得数据以主成分分析法和聚类分析法进行分析，发现电子鼻、电子舌及感官评价均能有效区分淡水鱼糜和海水鱼糜，且对两种海水鱼糜区分效果较好，但未能将三种淡水鱼糜区分开；本研究通过引用电子舌检测技术，对比两种酵母水解物鲜味、咸味等各种味觉的味值，发现其结果在动物饲养评估试验中得到了进一步证实，表明电子舌技术同样适用于动物养殖领域，但其在畜牧领域更广阔的应用仍需进一步的开发和研究。

3.2 不同工艺酵母水解物对仔猪生长性能的影响酵母水解物因其具有高营养、强免疫、促生长及肠道健康等系列特性而得到广泛关注，然而由于其原料来源、菌种及生产工艺等的差异，不同酵母水解物在产品特性、营养品质上存在较大差异，导致应用效果存在差异。孙雪梅等（2016）在妊娠后期母猪日粮中添加1%新鲜糖蜜酵母水解物发现，与对照组相比，仔猪初生重增加170 g/头、平均断奶重增加580 g/头、母猪哺乳期日采食量增加440 g/头、母猪毒素指数下降61.9%、免疫抑制指数下降45%，表明新鲜糖蜜酵母水解物可以提升母猪的产仔能力和哺乳仔猪的生长性能；董爱华等（2017）在保育仔猪日粮中分别添加2.5、5、10 kg/t啤酒酵母水解物发现，与对照组相比，试验组仔猪料重比分别显著下降6%、7.29%和16.24%（P＜0.05），血清免疫球蛋白IgG的含量显著提升（P＜0.05），但平均日采食量和平均日增重无显著变化（P＞0.10），表明啤酒酵母水解物可以降低保育猪料重比、增强免疫力，但对日增重无显著影响；郭小云等（2015）在断奶仔猪日粮中用3%纯培养酵母水解物等量替代血浆蛋白粉发现，与血浆组对比，仔猪平均日增重、采食量、器官指数和腹泻率等指标差异均不显著（P＞0.05），但空肠段隐窝深度显著降低、甲状腺T3显著提高（P＜0.05），表明纯培养酵母水解物与血浆相比，对仔猪血清激素水平和肠道黏膜形态有更好的促进作用；伏润奇等（2019）研究发现，在断奶仔猪日粮中用0.5%酵母水解物等量替代去皮豆粕，可以极显著提高断奶仔猪平均日增重和平均日采食量、降低腹泻率（P＜0.01），显著降低血清低密度脂蛋白、胆固醇和丙二醛含量（P＜0.05），显著提高血清总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶活性（P＜0.05），增加断奶仔猪直肠粪便芽孢杆菌数量（P＜0.05），表明酵母水解物可改善断奶仔猪生长性能，增强机体先天性免疫和血清抗氧化能力，提高直肠粪便芽孢杆菌数量。

本研究发现，即使相同菌种及原料来源的酵母水解物，其酶解程度的差异对断奶仔猪生长性能的促进效果仍存在较大影响，适度酶解保证酵母水解物功能小肽与游离氨基酸平衡更有利于促进仔猪诱食及生长。