本文轉自公眾號：曦曦博士
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大家好呀～
今天我們來聊聊益生菌的另一面！近年來，不論是文章、會議還是行業培訓，關于益生菌在動物體內的多重功效和機制可以說是層出不窮哇，但大家有沒有想過：這些益生菌在真正進入動物體內之前，首先要經歷一個不小的考驗——高溫高壓的飼料加工工藝，尤其是「制粒關」，如果過不了制粒這個關口，益生菌的諸多功能就只能停留在紙面！
那有沒有什么辦法能讓這些微生物選手穿越重重工藝壓力，依然元氣滿滿地上線呢？今天，我們請來了拉曼動物營養（Lallemand Animal Nutrition）的生產工藝研發團隊負責人，Jean-Fran?ois Hupé先生，Jean-Fran?ois在酵母生產工藝開發領域深耕多年，我們聊了許多關于不同酵母產品的功能和生產，以及如何保證飼料加工過程中活酵母的穩定性和有效性的研究。
一起來聽聽看吧~
Q: 能否分享一下您如何進入動物營養行業的故事？
在接下來的五年中，我在不同種類和用途的酵母開發項目中積累了很多經驗。之后，我調往拉曼在法國的工廠，并于2014年正式加入拉曼動物營養，擔任研發項目經理。自2017年起，我負責管理產品與工藝開發團隊，并于2024年擔任拉曼動物營養的生產工藝研發總監。
所以其實我進入動物營養行業也算是機緣巧合啦，但我很開心能將我在微生物生產方面的專業知識和工作熱情，轉化為推動咱們產業發展的動力！
Q: 在動物飼料中使用活酵母有哪些主要好處？這些益處在不同畜種之間有何不同？
What are the main benefits of using live yeast in animal feed? How do these benefits vary between different animal species?
JF：在過去二十年間，隨著全球畜牧業逐步向無抗生素化和可持續發展轉型，益生菌（probiotics）在動物飼料中的應用受到越來越多關注。與此同時，消費者對動物源性食品中抗生素殘留、耐藥菌傳播等問題的認知顯著提升，也進一步推動了市場對益生菌這種天然功能性添加劑的需求。
根據2023年全球飼料添加劑行業調查數據，全球益生菌市場年增長率已穩定在9%以上，預計2028年市場規模可達71億美元（數據來自MarketsandMarkets?）
?? https://www.marketsandmarketsblog.com/probiotics-in-animal-feed-market-size-industry-overview-and-leading-players.html
然而，使用益生菌所期望帶來的效果很大程度上取決于目標動物種類（反芻動物或單胃動物），因為它們在解剖結構、生理代謝、消化機制以及腸道微生物構成方面存在顯著差異。正是這些差異，使得益生菌在不同動物體內不僅作用方式不同，其所能創造的價值也各具特點。
就拿我最熟悉的功能性活酵母（live yeast）來舉例吧——
在反芻動物中，活酵母的主要價值體現在其對瘤胃發酵環境的調節功能。通過穩定瘤胃pH、促進纖維降解菌和乳酸利用菌的生長，酵母能有效提升粗飼料的利用效率，幫助動物從高纖維飼料中獲取更多能量，從而支持更高的產奶量、更優的乳成分，或更快的動物日增重。這一機制對于以草料為主、消化依賴瘤胃微生物的動物而言尤為關鍵。
而在單胃動物（如豬、禽類）中，活酵母的價值則更多體現在腸道健康與免疫調節方面。酵母可通過抑制有害菌的增殖，提高有益菌的活性、強化腸道屏障、調節局部免疫反應和抑制炎癥反應等功能幫助動物建立更加穩定的腸道環境，降低腹瀉風險，增強抗應激能力，尤其在斷奶、轉群、疫苗接種等易感時期表現突出，這對于保障生長性能和減少抗生素依賴具有重要意義。
功能性活酵母對單胃動物和反芻動物的不同作用機制（圖片來自Sampath et al., 2023; Amin and Mao, 2021）
所以總的來說啊，益生菌的選擇與應用必須「因胃而異」，以動物本身的消化生態為基礎進行精準匹配，將合適的益生菌用于合適的動物和應用場景，是確保其功效轉化為實際生產績效的關鍵。
正因此，益生菌的產品設計和應用也需要逐步從「通用化」邁向「物種定制化」，更注重與動物生理特征的協同作用。
Q: 如何評估益生菌/酵母產品在飼料中的穩定性與活性？我們可以通過哪些下游工藝步驟來改善？
具體到下游工藝，毫無疑問干燥環節是影響酵母活性的關鍵步驟之一。不同菌株對熱和氧的耐受程度差異較大，因此我們會根據每一株酵母的生理特性定制相應的發酵與干燥參數，以最大限度地保留其活性。
在此基礎上，我們還會針對不同的飼料加工方式，開發出適配性的保護工藝。比如用于粉料的酵母產品，只需要在干燥后擠壓定型；針對顆粒飼料制粒過程中高溫、高壓、高濕等極端條件，我們最常用、也是最有效的手段之一就是微膠囊包被工藝（microencapsulation），可以在不影響酵母功能性的前提下，為其提供有效的物理保護，使其在制粒過程中的存活率顯著提高，確保酵母能夠挺過「制粒關」，最終進入動物體內時依然保持生物活性，真正實現其益生功能。
最終在評估生產出的酵母產品穩定性時，我們通常會采用活菌計數等微生物學方法作為基礎手段，對加工前后樣品進行對比測試，驗證其存活率。
同時，我們也在不斷加強產品在客戶現場應用階段的跟蹤和技術支持，通過協助采樣、分析和工藝優化，確保產品在實際使用中達到應有的效果！
Q: 能否進一步介紹微膠囊包被工藝？它是如何增強酵母在飼料制造過程中的耐受性？
Can you elaborate on how microencapsulation works, and how it enhances yeast's resistance to the harsh conditions of feed manufacturing?
在拉曼，我們開發了一項名為“鐵達（TITAN）”的專利酵母微膠囊包被技術，旨在保護活性酵母在飼料加工過程中的穩定性和活性。該技術通過優化發酵、干燥和包被工藝，將酵母細胞包裹在特制的材料中，形成微小的珠狀顆粒（beadlets），能夠有效抵御制粒過程中的高溫、高濕、剪切力以及其它飼料原料帶來環境因素。
經過專屬優化后的鐵達微膠囊包被活酵母產品生產流程（圖片來自拉曼動物營養）
鐵達微膠囊包被酵母產品Levucell Titan的微觀形態和產品外觀展示（圖片來自拉曼動物營養）
拉曼鐵達包被技術不僅增強了酵母在飼料加工過程中的耐受性，還提高了其在儲存期間的穩定性，確保酵母在動物攝入時仍具備活性，從而發揮益生菌的功能。
值得一提的是，我們的鐵達微膠囊包被酵母產品（Levucell Titan）是市場上唯一真正實現微膠囊包被的活酵母產品，獨立研究機構的多項試驗表明，鐵達微膠囊包被酵母在各種制粒條件下表現出優異的穩定性。
Q: 酵母的包被技術是否能夠在細菌類益生菌上應用？
Could encapsulation technology also be applied to other live microorganisms like bacteria and what new opportunities might arise from this？
因此，我們也在積極探索包被技術在細菌類益生菌飼料加工中的應用，盡管挑戰重重，還是非常期待能看到突破性的結果。
Q: 能否分享一些功能性活酵母產品定制化篩選與研發方面的故事？
How yeast strains are selected and studied for different applications or targeted animal species in Lallemand?
在大概25年前，我們以評估菌株對纖維降解/消化能力的改善以及對瘤胃 pH 穩定性為標準，經過多輪階段、篩選了許多菌株，最終篩選出一株功能性活酵母 Levucell SC 瘤胃康?（釀酒酵母，菌株編號CNCM I-1077），其能有效提升反芻動物瘤胃發酵效率以及提高產奶產肉的能力。在過去20年里，我們不斷更新篩選流程，測試了更多新菌株，但直到今天，Levucell SC 瘤胃康?依然是我們在反芻動物應用中表現最優的選擇。
我們進一步開展了眾多研究以深入了解其體內作用機制和優化最適添加劑量。同時，我們也對菌株的生產效率進行了評估，從可行性測試到工藝放大再到持續優化，確保產品不僅在使用效果上優秀，同時在經濟效益方面也具有競爭力。
功能性活酵母 Levucell SC 瘤胃康?對反芻動物的作用機理，以及提高反芻動物的纖維消化率、提升飼料效率的作用（圖片來自拉曼動物營養）
我們的另一款功能性活酵母 Levucell SB 布拉迪?（釀酒酵母布拉迪，菌株編號CNCM I-1079），在人類醫學中作為益生菌已有幾十年的研究歷史與數百篇文獻支持。我們基于該專有菌株開發了 “Levucell SB 布拉迪?”，專門面向單胃動物應用。其三大核心益處包括：
1）促進腸道有益菌生長、抑制條件致病菌，實現腸道微生態平衡；
2）促進腸道絨毛發育、增強緊密連接，提升腸道成熟度與屏障完整性；
3）調節免疫反應，維持促炎與抗炎反應平衡，從而增強動物對應激的抵抗能力。
釀酒酵母布拉迪在腸道中的作用方式 ｜MoA of Saccharomyces cerevisiae var. boulardii CNCM I-1079（圖片引自拉曼動物營養）
Q: 您的研發團隊未來的主要目標是什么？
What are the future goals of your R&D team?
Q: 如果您能給年輕時的自己一句建議，您會說什么？
你永遠無法預測也無法控制生活將帶來怎樣的明天，但一路上的錯誤與挑戰都是讓我們在工作和人生層面不斷成長的契機！