石油酵母

人們習慣把以石油衍生物作培養基生產的酵母稱作石油酵母。確切地説,我國目前進口的石油酵母應稱作正烷烴酵母(N-paraffinYeast)或石蠟酵母。

石油酵母作為蛋白源的研究開始於70年代初期.但真正使用在70年代後期。1963年，在聯邦德國的法蘭克福召開的第六屆世界石油會議中,英國石油公司(BP)發表了一篇題為《石袖中的蛋白質的文章.引起各國關注，此後.EssoShell公司發表了《石油蛋白質生產實用化》的報告,接着前蘇聯、捷克、印度、中國也開始着手研究。

最初.研究石油酵母的出發點有兩個：一是50年代末.石油作為能源有被原子能取代的趨勢.因而發達國家想開發石油新的應用領域;二是有的國家糧食短缺,尋求工業生產食用蛋白質來源。前蘇聯是世界上生產石油酵母的大國.年生產能力約50萬噸,主要集中在5~6個大型生物化工廠生產。目前我國使用的石油酵母均從獨聯體經邊貿易貨入境。累計約2萬噸。從使用效果看,石油酵母完全可以作為飼用蛋白源用於飼料工業。 ^[1] 

石油酵母煉油廠為什麼要供養這批食客呢？原來，石油產品的質量與蠟的含量多少有很大關係。在高空飛翔的飛機，如果使用含蠟量高的汽油，那麼高空的低温會使蠟凝固起來，堵塞機內各條輸油管，使飛機發生嚴重事故。因此，石油產品需要經過脱蠟處理。工業上有多種脱蠟辦法，但是設備複雜，消耗材料和能源也多。於是，煉油廠的工程師從微生物實驗中請來了這批專愛吃蠟的食客--石油酵母。在要脱蠟的石油產品中，石油酵母如魚得水，大吃特吃，把石蠟一掃而光，同時自己迅速繁殖起來。這樣，人們既得到了高級航空汽油和柴油，又獲得了大量石油酵母，真是一舉兩得。

完成了脱蠟任務的石油酵母，一個個吃得白白胖胖，含有豐富的蛋白質和維生素，可以製成無毒高蛋白的精飼料，用於餵養家禽和家畜。據説加喂1噸石油酵母飼料，可多生產700多公斤豬肉。科學家預測，石油酵母將來還可以作為色香味俱全的人類食物！

最初.英國石油公司是以輕油或重質輕油直接當原料,一邊除去石油中的蠟一邊生產酵母。當時(50年代後期)尚沒有良好的脱蠟技術,用酵母脱蠟才是有效的方法:到了60年代。物理和化學方法脱蠟技術取代了生物法、石油酵母的生產也就不直接使用輕油或重質輕油.而使用正烷烴了。正烷烴的含碳數為10~24.最好是14~20.可用輕油分餾。

正烷烴作為碳源、加上無機氮、磷鹽、鉀鹽及鐵鹽等微量礦物質,然後與酵母菌種一起放入發酵罐中,保持弱酸和30~36°C,發酵數小時,其生產過程有如下特點:

因此，與其他碳水化合物發酵不同,要使用特殊的發酵罐，從發酵罐得到的酵母,帶有正烷烴及其他培養基.需經離心分離,熱水洗滌、濃縮、噴霧乾燥。有時粉狀酵母還壓成顆粒.以便於運輸和減少浪費。 ^[1] 

石油酵母的粗蛋白質一般在60%以上，，比其他酵母高10個百分點左右.略低於進口魚粉,其中賴氨酸與魚粉接近,蛋氨酸或含硫氨基酸明顯偏低。 ^[1] 

獨聯體一廠家提供的酵母粉成分為(幹基%):水分6~8.粗蛋白60~63.可消化蛋白49~51.類脂9~14.灰分6~18;B族維生素(mg/kg)為B2.7,B2120.Be420.尼克酸420.泛酸115.膽鹼4000;常量元素(%)為:磷2.5.鈣0.13.鈉0.02.鉀0.19.鎂0.23;微量元素(mg/kg)為:鐵1800,銅40.鋅450.砷0.2.鉛2.6,銻2.7,汞未檢出.氟低於250。

石油酵母作為蛋白源,介於進口魚粉與大豆之間，從能量角度看.則優於魚粉。一般來説,工業化生產的魚粉經脱脂後,粗脂肪較低.雖然不脱脂的魚粉粗脂肪也很高.但極易氧化變質而影響品質。石油酵母粗脂肪含量雖高(一般可達10%以上).但在細胞質中以結合型存在,非常穩定.利用率也好.可作為優質的熱能來源。從微量成分方面分析.石油酵母的鐵含量比魚粉高,B₁₂和碘則較少。另外、單細胞類物質的細胞壁含有肽、幾丁質和β-1，3-葡聚糖等特殊物質。經研究，畜禽和水產動物消化道或腸內均含這些物質的消化酶,如蛋白酶、殼多糖酶和β-1,3-葡聚糖酶等。因此.石油酵母的消化率是沒有問題的。

石油酵母是單細胞蛋白,其營養價值與其他酵母明顯不同,特別是與我國以餅粕作培養基的酵母更是差異迥然。它的能量、蛋白質都大大優於國產酵母粉,價格卻低於國產酵母粉.是一種良好的飼用蛋白源,效益相當可觀。有一點需要説明的是,由於石油酵母需經噴霧乾燥,因此活性受到很大影響。

在世界衞生組織(WHO)>和其他國際組織的建議和指導下,通過了大量的石油酵母安全性研究試驗。這些研究試驗由幾十個研究院所和大專院校完成,重點是碳氫化合物的殘留、帶奇數碳原子的脂肪酸及其在肌體內的生物轉化。安全性試驗對幾代動物進行了幾千次的研究.包括白鼠、狗、兔、荷蘭豬、猴、家禽和家畜。

試驗內容包括:①健康狀況,如表觀、一般行為.遷移率和食慾等生長狀況，如增重和飼料消耗等;各種酶的活性:④蛋白質和類脂的代謝:⑤血液學、病理學、組織學.組織化學、免疫學等方面;@性腺體質、胚胎中毒性、畸胎等。含石油酵母的飼料安全性試驗是長期的，一般都在二年以上,所有醫學、獸醫和動物學的研究以及慢性毒性、急性毒性試驗都肯定了石油酵母的生物價值，沒有發現致畸.胚胎中毒和誘變作用。

對6~8代豬的試驗表明,增重.代謝、生產性能和妊娠質量無明顯差異。對6代產蛋雞的試驗表明.從純化了的液體石蠟衍生的酵母對代謝、孵化、仔雞生長、雞蛋的化學構成和有機特性以及雞肉的化學構成無負效益。對雞、兔和荷蘭豬的免疫研究表明,石油酵母對畜禽的後天免疫的形成無不良影響。對碳氫化合物殘留和帶有奇數碳原子的脂肪酸的研究也表明,無論是飼餵含石油酵母或是不含石油酵母的飼料後,動物的體組織細胞中都呈現碳氫原子。對試驗動物進行了碳氫慢性毒性試驗,通常認為,碳氫的作用劑量為5ml/kg體重，低於此劑量沒有任何反應，而試驗動物所攝入的碳氫已超過10~100倍。放射性同位素法和生物化學方法已經表明，碳氫在動物體細胞中被氧化.然後最終代謝。

帶奇數碳原子的脂肪酸與帶偶數原子的脂肪酸的消化吸收的生化機理相同。

因此無論從理論上還是實踐上,石油酵母作為飼料中的一種蛋白質來源都是安全的。那麼人們為什麼一提到石油酵母就持懷疑態度.甚至完全否定呢?其原因主要有以下三個方面:

1.如前所述,正烷烴酵母通常稱作“石油酵母“.而“石油”一詞冠在酵母之前往往給人一種錯覺。即動物吃下石油,而人類間接攝入石油。由於石油常被人們認為是污染環境、造成公害甚至致癌的物質,因而人們懷疑石油酵母會危害飼養動物,進而間接危害人類。

2.石油酵母曾有過兩種生產方法,第一種方法含有害物質.第二種方法則不含有害物質。第一種方法是以輕油或重質輕油直接當原料,一邊脱蠟.一邊發酵生產酵母,這種方法生產的石油酵母確實有致癌的多環芳香族碳氫化合物,主要是3,4苯丙蓖。而我國現在進口使用的是第二種方法生產的石油酵母,即第二代石油酵母,從石油中抽出正烷烴當原料,其分離和精製過程中也會有少量的芳香族物質,但高分子的具有致癌作用的多環芳香族物質則已被除盡。

3.石油酵母也屬微生物的一種,而微生物中的每菌具有毒性,也使人們擔心石油酵母可能產生黴菌毒素(mgcotoxin)的有害物質,但迄今並沒發現這類問題的報告。 ^[1] 

石油酵母開發的初衷是用於食品.然而由於人們對食品的要求極為嚴格,且有一定保守性,加上有關技術等尚不成熟，因此直接用於食品工業還有一.定問題,而用於飼料則比較容易。因此,目前各國都以用作飼用蛋白源作為開發的第一步，在石油酵母開發的初期，由於對其特點不甚瞭解,只是單純地部分取代魚粉,常引起蛋氨酸和VB₁₂的不足,因此曾武斷地認為其營養價值不好,不過,石油酵母還是有個合理用量和配伍問題。這個問題解決得好,會降低飼料成本,具有明顯的經濟效益和社會效益;解決得不好，可能導致營養失衡,影響飼料質量、比如從石油酵母賴氨酸高、蛋氨酸低的特點分析,不宜用於蛋氨酸需求量高的幼小動物、所以,要適當控制在幼維和仔豬飼料中的用量,或用合成蛋氨酸加以平衡，而用於成雞、產蛋雞和生長肥育豬等飼料效果就很好。又如,從消化率和能量水平來看,成畜成雞也明顯優於幼畜和仔雞。再如，同時考慮蛋白源和熱能時，不應單純地取代魚粉和豆粕,而應同時取代魚粉+油脂,並補以蛋氨酸,可使石油酵母具有魚粉和優質油脂的優點,提高石油酵母的經濟價值。因此,需要添加油脂的飼料,特別是肉雞後期飼料、高熱能產蛋雞飼料和肉豬飼料中添加石油酵母具有顯著效果。而對魚來説,由於温水魚比冷水魚體温高,消化道內酶活性較強,酵母更易於消化,因此用於鯉、鰻魚飼料中要優於鮎魚飼料。同時,用於成魚飼料中較有利。 ^[1] 

石油酵母對提高豬的生產率方面的作用已在前蘇聯的不同地區的幾千頭豬的大量試驗中得到證實,試驗豬體重為20~40~110公斤。石油酵母還作為唯一蛋白源成功地用於始重40公斤的豬飼料中，其結果是日增重提高.而飼料消耗並未增加。石油酵母用於豬飼料相當有效,其推薦量如下:乳豬或60日齡以內的豬,添加日糧的4%或日糧粗蛋白的10%~20%;仔豬、生長豬、育肥豬及後備豬、妊娠豬、泌乳豬.添加日糧粗蛋白的20%。

用於家禽飼料在不同地區對10萬隻產蛋雞進行了試驗,試驗從150~330天，歷時6個月.對產蛋能力、枚數、蛋重和孵化率進行了研究。對肉雞進行了17萬隻的試驗,替代魚粉和水解酵母,試驗從1日齡開始,49~56天結束。日增重和肉仔雞貯存性試驗組與對照組無明顯差異;而試驗組每公斤體重耗料低於對照組。其推薦量為:仔雞和成雞可添加日糧的1.5%~3%,或佔日糧粗蛋白的5%~10%。但家禽飼料中通過微生物合成的蛋白質總量不宜超過6%。

對1783頭牛、奶牛、羊和羊羔進行的試驗表明.石油酵母是牛羊冬季缺乏蛋白質時的有效蛋白源.還可用於犢牛和羔羊的開口配合飼料.作為代乳料。其推薦量為:冬季反芻動物添加日糧的5%~10%.粗蛋白總量的10%~20%:犢牛、羔羊在開口飼料中佔粗蛋白總量的20%.在代乳料中佔粗蛋白總量的5%~15%。

對水貂、北極狐和狐的試驗表明,石油酵母可在毛皮動物飼料中作為蛋白源,部分替代肉粉和魚粉.並作為VB的來源。石油酵母在毛皮動物中可使飼養成本降低.而不降低動物的任何特性。其推薦量為:水貂添加飼料中蛋白質總量的22%.狐、北極狐添加飼料中蛋白質總量的35%。

石油酵母對魚的生長、繁殖和池塘養鯉無任何副效應。其推薦量為在飼料中添加8.5%~9.6%。

能量很高。石油酵母所含脂肪大部分與細胞內其他成分結合成結合質,多屬卵磷脂、腦磷脂型。因此，常規分析法所得脂肪含量偏低。應先以鹽酸破壞細胞後,再行萃取,若用氯仿甲醇混合萃取,可溶出更多脂肪。然而，由於權威性的測定方法尚未確認，因此無法準確測出粗脂肪消化率,TDN也就不易計算了,而只能以ME或DE值來測定TDN值。

蛋白質總量不夠穩定。由於石油酵母生產條件尚未固定,各廠家工藝差異等,石油酵母的粗蛋白質和能量及其消化率都不十分穩定,即使同一廠家的各批次產品也有差異。因此.最好用時對粗蛋白進行實際測定，或者有條件地設計配方。

粗蛋白質較高,蛋氨酸偏低。據國外資料介紹,不同石油酵母蛋氨酸含量分別為1.28%.1.81%和1.59%,但對已進入我國的前蘇聯酵母進行測定,蛋氨酸分別為0.71%、0.41%、0.31%。因此,在使用石油酵母作為蛋白源時，要注意用合成蛋氨酸補足蛋氨酸或注意基礎配方的氨基酸平衡。

包裝問題較大。主要是包裝不牢,損耗較大,定量包不準。前蘇聯酵母原包裝的3~4層牛皮紙,強度低，加之運輸環節較多,破包散包比較嚴重,石油酵母較輕,但流動性很好,加.上粒度極細,不易回收。石油酵母原包裝為自封式紙袋,飼料行業有的稱“閥式”,灌包為正壓氣力灌包.灌滿為止.裝得越滿.封得越嚴。因此,包重差異較大。目前,我國進口的石油酵母平均為25.0±2~3(公斤)。為了減少損失，最好加編織袋外包裝。

不應苛求活性。石袖酵母基本不具活性,卻也無雜菌污染,作為飼料用蛋白源，很有應用價值。

目前，進入我國一部分紙漿酵母、木屑酵母.除顏色之外,其外觀和外包裝基本相同，當然標籤不同,但外文標籤不易識別。這些酵母粗蛋白低10%左右。隨着邊貿易貨數量的增加,這類酵母流入我國的數量可能增加,因此要注意區分。 ^[1]