[发明专利]改性酵母细胞壁及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种改性酵母细胞壁及其制备方法和应用。本发明提供的酵母细胞壁中β‑葡聚糖的含量为25‑50％，其中99％以上的β‑葡聚糖的相对分子量为3.0×10⁵‑1.0×10⁶；甘露聚糖的含量≥20％，其中99％以上的甘露聚糖的相对分子量为8.0×10⁵‑2.0×10⁶。本发明还提供了该酵母细胞壁的制备方法，包括以下步骤：(1)酵母经自溶破壁、分离，得到酵母细胞壁乳；(2)酵母细胞壁乳通过甘露聚糖酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶和β‑葡聚糖酶酶解，干燥得到酵母细胞壁。本发明方法生产的改性酵母细胞壁具有溶解率高、抑菌效果好的特点，生产过程中无药物残留、无污染物，是纯天然的安全产品。

技术领域

本发明涉及微生物应用技术领域，具体涉及一种改性酵母细胞壁及其制备方法和应用。

背景技术

集约化养殖中，畜禽发病率和死亡率较高，抗生素作为饲料药物添加剂和兽药广泛应用于饲料及养殖现场。然而，长期使用抗生素造成的药物残留、病菌耐药性、动物机体双重感染等问题，引起社会的广泛关注，因而对饲用抗生素的反对意见日趋强烈。2015年7月和9月，国家相继出台“抗菌药综合整治5年计划”和“2292号公告”禁用四种沙星类抗生素。无论是替代饲料中的抗生素还是减少养殖现场用药，都会给养殖成绩带来一定影响，市场上迫切需要开发有效替代饲用抗生素的产品。

酵母细胞壁是以酿酒酵母经液体发酵后得到的菌体，再经自溶或外源酶催化水解、或机械破碎后，分离获得的细胞壁浓缩、干燥得到的产品。酵母细胞壁中的功能性成分主要为甘露聚糖、β-葡聚糖。国内外大量研究均已表明，酵母细胞壁具有增强动物机体免疫能力、吸附霉菌毒素和病原菌的效果。酵母细胞壁中的β-葡聚糖作用于巨噬细胞能激发一连串免疫反应，释放下游信号分子，刺激机体产生更多的巨噬细胞、T细胞、中性粒细胞等，诱导机体产生非特异性和特异性免疫应答反应。酵母细胞壁中的甘露聚糖能与病原菌的外源凝集素结合，阻碍病原菌在肠壁上的黏附，防止病原菌在肠道繁殖。同时，基于特异的空间结构，酵母细胞壁能通过氢键和范德华力等分子间作用力稳固吸附多种霉菌毒素。基于酵母细胞壁的生物安全性和功能性，农业部已将酵母细胞壁自《饲料添加剂品种目录》移至《饲料原料目录(2013)》，为其更广泛地应用于畜牧养殖业奠定了政策基础。

酵母细胞壁提升免疫、促进动物机体健康的使用效果已逐步被人们接受，是一种比较理想的饲用抗生素替代品。由于酵母细胞壁具有特殊的三股螺旋结构，不溶于水，呈聚集颗粒状，稍溶于二甲基亚砜(DMSO)中。由于其不溶性，使其使用受到很大限制，目前市面上的酵母细胞壁产品以未深加工的酵母细胞壁为主。为了扩大酵母细胞壁的应用范围，国内外学者对其进行了大量的物理、化学以及生物修饰改性等方面的研究。

酵母细胞壁的物理改性法主要是在不破坏酵母细胞壁多糖基本分子结构的基础上，应用外力方式将其主链打断，使其变为可溶性的小分子，以增加其溶解性，目前主要使用超声波解聚和辐照处理等；生物改性技术主要是酶法改性，通过相应的多糖酶作用，使其空间结构发生相应的改变，使长的分子链水解为短的分子链，使多糖部分地转化为低聚糖或寡糖；化学修饰改性是通过在酵母细胞壁多糖分子链上引入或脱掉一些基团，使其分子结构发生改变，得到具有多种特殊性能的衍生物。通过改性修饰，酵母细胞壁的溶解度、免疫能力都能得到一定程度的改善，扩大了其应用范围。

发明内容

本发明所解决的现有技术问题是：现有的酵母细胞壁溶解度不高，而且不具有抑菌效果，限制了其在饲料添加领域中的应用。本发明通过对酵母细胞壁改性，提高酵母细胞壁的溶解度及抑菌效果，使得酵母细胞壁用作饲料添加领域时可以提高动物的免疫能力，同时提高酵母细胞壁的溶解度。