摘  要：酵母培养物作为一种绿色、安全、高效的饲料添加剂，被广泛应用于单胃动物生产中。它产生的代谢产物丰富，可改善单胃动物肠道健康。同时，其代谢产物成分复杂，作用机理尚不明确。本文对酵母培养物增强单胃动物肠道免疫、维持肠道形态结构、促进肠道发育成熟和改善肠道微生物区系的作用及其可能的机理进行综述，为酵母培养物在单胃动物生产中的进一步研究及应用提供参考。
关键词：酵母培养物；肠道健康；单胃动物

       肠道是动物重要的消化器官，也是最大的免疫系统。肠道的主要作用是营养物质吸收和免疫防御屏障，健康的肠道能够保证动物机体高效地消化吸收营养物质，同时有效抵抗病原体的侵袭，从而促进动物的生长和发育。

       酵母培养物是指在特定工艺条件控制下，酵母菌在特定培养基中经过充分发酵后形成的微生态制品。酵母培养物最早被用作反刍动物的蛋白质补充料，目前已被广泛应用于单胃动物生产中。酵母培养物由发酵后变异的培养基、少量酵母细胞和细胞外代谢产物组成，其成分比较复杂，有效功能性成分包括寡糖、核苷酸、有机酸、小肽、醇类、酶类和其他“未知生长因子”等。研究表明，酵母培养物对动物机体的有益作用主要归功于其代谢产物对肠道健康的改善。

1 酵母培养物改善单胃动物的肠道健康

       酵母培养物提高动物肠道免疫功能。分泌型免疫球蛋白A（secretory immunoglobulin A，SIgA）存在于肠道黏膜表面，能够限制细菌的增殖，中和细菌毒素，是肠道黏膜免疫中最主要的效应因子。有研究报道，日粮中添加2.5 g/kg、5.0 g/kg和7.5 g/kg的酵母培养物能提高肉鸡血清溶菌酶含量，并在21 d和42 d提高了十二指肠sIgA浓度。另外，研究发现日粮中添加5 g/kg酵母培养物，显著提高了断奶仔猪肠道黏膜中辅助性T细胞亚群Th1（Th-1）细胞因子干扰素-γ（IFN-γ）的浓度，进而γ（IFN-γ）可以活化巨噬细胞，增强其吞噬作用；同时，断奶后14 d，对照组仔猪淋巴细胞数量显著升高，但是酵母培养物添加组仔猪淋巴细胞数量没有显著变化。因此，酵母培养物可能通过改善肠道黏膜Th-1应答反应缓解了仔猪由断奶应激引起的免疫应答。以上结果表明，酵母培养物可以增强肠道免疫功能，从而改善肠道健康。

       酵母培养物还可以改善肠道结构，保护肠道黏膜，促进肠道发育。有研究发现，在肉鸡日粮中添加酵母细胞壁可以提高十二指肠、空肠和回肠绒毛高度，对肠道黏膜具有积极作用，从而提高肉鸡的生长性能。Zhang等研究结果表明，肉鸡日粮中添加0.5%的酵母和0.3%的酵母细胞壁均可显著提高肠道绒毛高度和绒隐比（绒毛高度/隐窝深度）。另有研究表明，添加0.2%的酵母培养物显著提高了爱拔益加肉仔鸡十二指肠、空肠和回肠绒毛高度及绒隐比，显著降低了隐窝深度。

       酵母培养物能够调节微生物菌群，改善肠道生态环境。日粮中添加5 g/kg酵母培养物显著降低了保育猪盲肠内大肠杆菌数量。Shanmugasundaram等研究发现，日粮中添加酵母培养物显著降低了蛋鸡盲肠大肠杆菌属和沙门氏菌属的数量。Markazi等研究发现，在白来航鸡日粮中添加酵母培养物显著提高了盲肠中乳酸杆菌属的相对含量。Zhen等在肉鸡上的研究结果表明，在第21天，0.8%和1%酵母培养物组的瘤胃球菌属、丙酸菌属、双歧杆菌属和拟杆菌属的数量均显著高于对照组；在第42天，0.8%酵母培养物组的拟杆菌属、鞘氨醇单胞菌属和双歧杆菌属的数量显著高于对照组，而肠杆菌科的数量显著低于对照组。

2 酵母培养物改善肠道的可能作用机理

       酵母培养物对肠道的改善作用是由于其功能性成分对肠道免疫功能的提高、肠道结构的优化和肠道内环境的改善，可能是甘露寡糖、有机酸、核苷酸、小肽、酶类、其他营养代谢产物和“未知生长因子”等协同作用的结果。

2.1 增强肠道免疫

       增强肠道的免疫可以提高机体的抵抗力，有大量的研究结果表明酵母培养物对提高肠道免疫能力具有积极作用。Toll样受体（Toll-like receptors, TLRs）是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质分子，也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁。有研究发现酵母细胞壁的成分，例如，甘露聚糖和葡聚糖，作为微生物相关分子模式（Microbe-associated molecular patterns, MAMPs），与肠相关淋巴组织(GALT)中免疫细胞上的模式识别受体（TLRs）结合后可以释放出免疫效应分子（如β-防御素（AVBD），Cathelicidins等）激活免疫防御反应，例如，吞噬作用、替代补体反应和凝集反应等，进而调节机体的免疫反应。Shashidhara等在肉鸡上的研究报道指出，日粮中添加0.5 g/kg和1.0 g/kg甘露寡糖，均可显著提高肉鸡对传染性法氏囊病病毒的抗体反应，且显著增强后代体内对传染性法氏囊的母体抗体效价。研究发现肉鸡日粮中添加甘露寡糖可上调肠道TLR2和TLR4的基因表达量，且0.3 g/kg和0.9 g/kg甘露寡糖分别对回肠和盲肠TLR2 mRNA表达上调作用效果最佳；0.6 g/kg甘露糖对回肠TLR4 mRNA表达上调作用效果最为明显。0.3 g/kg和0.6 g/kg甘露寡糖分别对21日龄肉鸡回肠Cath-B1 mRNA、AVBD9 mRNA表达上调作用效果最好；0.9 g/kg甘露寡糖对肉鸡42日龄回肠AVBD9 mRNA以及盲肠Cath-B1 mRNA表达上调作用效果最好。说明适宜水平的甘露寡糖可不同程度提高肉鸡回肠和盲肠TLRs的表达，进而上调AVBD和Cathelicidins家族抗菌肽的表达而提高肉鸡天然免疫防御功能。

       酵母菌中含有丰富的核苷酸，日粮中添加酵母可以作为有效的核苷酸添加途径。核苷酸可保护小肠细胞免受自由基的攻击，改善机体的免疫应答，且能降低小肠炎症发生率。参与免疫的大部分细胞不能合成足够的核苷酸，补充外源核苷酸能够维持免疫系统的正常功能。

       研究发现，日粮中添加酵母壁多糖显著提高了仔猪肠道短链脂肪酸的含量。短链脂肪酸通过与肠上皮细胞GPR43（短链脂肪酸受体，属于G蛋白偶联受体C家族）相结合，刺激钾离子流动，使肠上皮细胞膜形成超极化，激活NLRP3炎性小体，促进产生白细胞介素18，进而维持肠道黏膜的完整性和稳态；短链脂肪酸也能通过识别Toll样受体，活化G蛋白偶联受体，抑制组蛋白去乙酰酶活性等调节肠上皮细胞及肠黏膜组织内不同免疫细胞（如淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞等）的功能，改变细胞分化、增殖和凋亡，从而调节肠黏膜的免疫应答过程。Foxp3在调节机体免疫自稳中起关键作用。丁酸可促进Foxp3的表达，增加外周调节性T细胞的产生，抑制肠道黏膜炎症反应。

2.2 促进肠道发育，维持肠道形态结构

       肠道是机体消化吸收营养物质的主要场所，对营养物质的消化吸收能力直接影响动物生产性能的高低，正常的肠道形态结构是营养物质消化吸收的重要保障。肠道绒毛高度及表面积、隐窝深度和绒隐比是衡量肠道形态结构的重要指标。通常，肠道绒毛高度和表面积的增加可以增大与食物的接触面积，促进食物消化。绒隐比增加表示机体肠道发育较快，消化吸收能力较强。研究表明，0.1%和0.2%的毕赤酵母甘露寡糖可以增加仔猪空肠绒毛高度和绒隐比，提高肠道对营养物质的吸收，显著提高仔猪日增重。甘露寡糖还可以提高半滑舌鳎稚鱼的微绒毛长度和皱襞高度，促进肠道发育。另外，研究发现甘露寡糖有助于提高肠道杯状细胞的数量，从而提高杯状细胞的分泌产物，例如，抵抗素样分子、黏蛋白和β肠三叶因子等的分泌量，进而对肠道的稳定性和完整性起到保护作用。

       核苷酸在机体内的合成有两条途径，包括从头合成和补救合成途径。补救合成途径是指外源核苷酸、核酸水解产生的自由基与机体内的磷酸核糖发生磷酸核糖化作用而合成相应的核苷酸。与从头合成途径相比，补救合成途径简单且耗能低，肠黏膜总是优先利用补救合成途径。动物体快速生长的肠道细胞周转较快，对核苷酸需求较多；且肠道缺乏嘌呤从头合成所需要的关键酶（谷氨酸核糖转移酶），从头合成核苷酸的能力有限。因此，补充外源核苷酸对肠道健康发育尤为重要。研究表明日粮中添加酵母培养物可以为机体提供所需的核苷酸，有助于肠上皮细胞的更新和改善，进而促进肠黏膜发展。核苷酸是组成RNA和DNA的单体，参与各种酶及生长因子的代谢，在细胞分裂、分化和发育过程中有至关重要的作用。外源核苷酸可以通过影响肠道RNA和DNA的含量影响肠道蛋白质的合成；在机体缺乏蛋白质的情况下补充核苷酸能够维持小肠滤泡细胞的生长。核苷酸还能够促进肠道发育成熟，并对受损肠道组织有修补、修复作用，表现为肠道黏膜的重量、蛋白质、DNA含量、肠壁厚度等增加，增强肠壁屏障功能。研究还发现酵母核苷酸可能通过提高肠绒毛高度，增加肠道吸收面积；或者通过影响肠细胞分裂分化等促进肠细胞生长、发育和成熟。另外，研究发现腺嘌呤核苷酸可能与细胞分化有关，鸟嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸、次黄嘌呤核苷酸和胞嘧啶核苷酸主要参与细胞增殖活动。此外，酵母核苷酸也可以被消化道各种酶分解成核苷、碱基等易被小肠前部吸收的物质，从而促进肠绒毛生长，增加肠壁厚度以及肠黏膜的核酸和蛋白质含量。

       此外，研究表明，日粮中添加0.3%和0.45%酵母壁多糖显著提高了仔猪结肠丙酸和丁酸的含量。短链脂肪酸可通过诱导肠上皮细胞分泌粘蛋白，从而加强肠上皮细胞紧密连接，维持肠道黏膜屏障的完整性。丁酸作为一种短链脂肪酸，可被肠上皮细胞吸收。不同浓度的丁酸有不同的作用机制。低浓度丁酸可通过β氧化为细胞提供能量，促进肠上皮细胞增殖；高浓度丁酸则会抑制肠上皮细胞增殖并促进其凋亡。

       小肽也是酵母培养物的主要组成成分之一，其吸收速度快、耗能低，载体不易饱和，可作为能源底物优先被小肠黏膜上皮细胞完整的吸收，促进了肠黏膜组织的快速发育。小肽也可以直接作为神经递质刺激肠道受体激素或消化酶的分泌，促进小肠对营养物质的消化。另外，与氨基酸相比，小肽能被机体更有效地吸收，可以作为高效的氨基酸来源，促进机体内氨基酸的代谢。小肽可以促进肠上皮细胞增殖，抑制肠上皮细胞凋亡，起到促进肠道发育的作用。研究发现小肽可以和钙、铁、铜、锌等矿物质离子形成螯合物，提高机体对这些金属元素的吸收。

2.3 改善肠道微生物区系

       肠道微生物和宿主之间是互惠共生的关系，宿主给肠道微生物提供所需的生存环境和营养物质，肠道菌群同样对宿主的生理机能以及中枢神经系统的发育具有尤其重要的作用。大量研究表明，肠道菌群失调会破坏肠道上皮屏障的完整性、损害机体免疫和消化功能。酵母培养物代谢产生的有机酸能够降低胃肠道pH，进而促进有益菌的生长繁殖，并抑制病原菌的生长，维持机体消化道微生物稳态。同时，肠道内的有害菌（大肠杆菌、沙门氏杆菌等）具有能够与肠上皮细胞上的甘露糖受体特异性结合的I型菌毛，而酵母细胞壁含有的甘露寡糖和β-葡聚糖与该受体有相似的结构，能够竞争性的与I性菌毛有害菌结合并发生凝集反应，使其不能在肠道黏膜上黏附和定殖，而是被排除体外，从而减少肠道致病菌的数量。甘露寡糖可以被肠道内有益菌（双歧杆菌、乳酸杆菌等）吸收利用，并发酵产生乙酸、丙酸、丁酸等有机酸，促进其生长和繁殖；而大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌无法利用甘露寡糖而死亡。研究发现，日粮中添加1 g/kg甘露寡糖显著降低了蛋鸡回肠中大肠杆菌和总细菌的数量。苏健、于桂阳、段绪东等发现相似结论，将200 mg/kg、0.5-1.0 g/kg或800 mg/kg甘露寡糖分别应用在泥鳅、肉鸡或母猪等水产和畜禽动物中，能够抑制大肠杆菌繁殖，促进乳酸杆菌增殖。此外，研究发现200 mg/kg或400 mg/kg的甘露寡糖显著降低了团头鲂幼鱼肠道菌群Shannon-Wiener指数，改善肠道菌群结构。3 g/kg的甘露寡糖显著抑制仔猪盲肠和结肠大肠杆菌的生长，同时显著促进了盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌的生长，进而维持菌群平衡。

       酵母培养物中的有机酸能够促进消化道回肠乳酸杆菌和结肠双歧杆菌的增殖，抑制大肠杆菌和葡萄球菌的增殖。有机酸还可以通过电离产生氢离子降低消化道的pH；或者通过某些复杂的酶的作用进入细菌的细胞从而抑制病原菌的生长和增殖，另外有机酸还能够提高消化道多种酶的活性。此外，酵母培养物代谢可产生多种酶类，两者协同促进肠道中营养物质的分解，从而促使肠道对营养物质的吸收。同时，小肽能作为最适底物有效诱导消化酶分泌，并为机体消化酶的迅速合成提供完整的氮架。小肽可以促进机体消化道有益菌的繁殖和菌体蛋白的合成，并抑制有害菌的繁殖，优化肠道菌群结构。

3 展望

       当今市场上的酵母培养物产品很多，在畜禽生产上也有大量应用，其应用效果因所用菌种的种类、菌种的活性、发酵底物、发酵工艺等的不同而有所差异。酵母培养物具有改善肠道免疫、肠道形态和肠道内环境稳定的作用。酵母培养物中功能性成分丰富且复杂，它的各个成分是否具有协同作用需要探究，另外，“未知生长因子”的种类及作用机理尚不明确，也需要进一步研究。