本文转自公众号：曦曦博士
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大家好呀～
今天我们来聊聊益生菌的另一面！近年来，不论是文章、会议还是行业培训，关于益生菌在动物体内的多重功效和机制可以说是层出不穷哇，但大家有没有想过：这些益生菌在真正进入动物体内之前，首先要经历一个不小的考验——高温高压的饲料加工工艺，尤其是「制粒关」，如果过不了制粒这个关口，益生菌的诸多功能就只能停留在纸面！
那有没有什么办法能让这些微生物选手穿越重重工艺压力，依然元气满满地上线呢？今天，我们请来了拉曼动物营养（Lallemand Animal Nutrition）的生产工艺研发团队负责人，Jean-François Hupé先生，Jean-François在酵母生产工艺开发领域深耕多年，我们聊了许多关于不同酵母产品的功能和生产，以及如何保证饲料加工过程中活酵母的稳定性和有效性的研究。
一起来听听看吧~
Q: 能否分享一下您如何进入动物营养行业的故事？
在接下来的五年中，我在不同种类和用途的酵母开发项目中积累了很多经验。之后，我调往拉曼在法国的工厂，并于2014年正式加入拉曼动物营养，担任研发项目经理。自2017年起，我负责管理产品与工艺开发团队，并于2024年担任拉曼动物营养的生产工艺研发总监。
所以其实我进入动物营养行业也算是机缘巧合啦，但我很开心能将我在微生物生产方面的专业知识和工作热情，转化为推动咱们产业发展的动力！
Q: 在动物饲料中使用活酵母有哪些主要好处？这些益处在不同畜种之间有何不同？
What are the main benefits of using live yeast in animal feed? How do these benefits vary between different animal species?
JF：在过去二十年间，随着全球畜牧业逐步向无抗生素化和可持续发展转型，益生菌（probiotics）在动物饲料中的应用受到越来越多关注。与此同时，消费者对动物源性食品中抗生素残留、耐药菌传播等问题的认知显著提升，也进一步推动了市场对益生菌这种天然功能性添加剂的需求。
根据2023年全球饲料添加剂行业调查数据，全球益生菌市场年增长率已稳定在9%以上，预计2028年市场规模可达71亿美元（数据来自MarketsandMarkets™）
🔗 https://www.marketsandmarketsblog.com/probiotics-in-animal-feed-market-size-industry-overview-and-leading-players.html
然而，使用益生菌所期望带来的效果很大程度上取决于目标动物种类（反刍动物或单胃动物），因为它们在解剖结构、生理代谢、消化机制以及肠道微生物构成方面存在显著差异。正是这些差异，使得益生菌在不同动物体内不仅作用方式不同，其所能创造的价值也各具特点。
就拿我最熟悉的功能性活酵母（live yeast）来举例吧——
在反刍动物中，活酵母的主要价值体现在其对瘤胃发酵环境的调节功能。通过稳定瘤胃pH、促进纤维降解菌和乳酸利用菌的生长，酵母能有效提升粗饲料的利用效率，帮助动物从高纤维饲料中获取更多能量，从而支持更高的产奶量、更优的乳成分，或更快的动物日增重。这一机制对于以草料为主、消化依赖瘤胃微生物的动物而言尤为关键。
而在单胃动物（如猪、禽类）中，活酵母的价值则更多体现在肠道健康与免疫调节方面。酵母可通过抑制有害菌的增殖，提高有益菌的活性、强化肠道屏障、调节局部免疫反应和抑制炎症反应等功能帮助动物建立更加稳定的肠道环境，降低腹泻风险，增强抗应激能力，尤其在断奶、转群、疫苗接种等易感时期表现突出，这对于保障生长性能和减少抗生素依赖具有重要意义。
功能性活酵母对单胃动物和反刍动物的不同作用机制（图片来自Sampath et al., 2023; Amin and Mao, 2021）
所以总的来说啊，益生菌的选择与应用必须「因胃而异」，以动物本身的消化生态为基础进行精准匹配，将合适的益生菌用于合适的动物和应用场景，是确保其功效转化为实际生产绩效的关键。
正因此，益生菌的产品设计和应用也需要逐步从「通用化」迈向「物种定制化」，更注重与动物生理特征的协同作用。
Q: 如何评估益生菌/酵母产品在饲料中的稳定性与活性？我们可以通过哪些下游工艺步骤来改善？
具体到下游工艺，毫无疑问干燥环节是影响酵母活性的关键步骤之一。不同菌株对热和氧的耐受程度差异较大，因此我们会根据每一株酵母的生理特性定制相应的发酵与干燥参数，以最大限度地保留其活性。
在此基础上，我们还会针对不同的饲料加工方式，开发出适配性的保护工艺。比如用于粉料的酵母产品，只需要在干燥后挤压定型；针对颗粒饲料制粒过程中高温、高压、高湿等极端条件，我们最常用、也是最有效的手段之一就是微胶囊包被工艺（microencapsulation），可以在不影响酵母功能性的前提下，为其提供有效的物理保护，使其在制粒过程中的存活率显著提高，确保酵母能够挺过「制粒关」，最终进入动物体内时依然保持生物活性，真正实现其益生功能。
最终在评估生产出的酵母产品稳定性时，我们通常会采用活菌计数等微生物学方法作为基础手段，对加工前后样品进行对比测试，验证其存活率。
同时，我们也在不断加强产品在客户现场应用阶段的跟踪和技术支持，通过协助采样、分析和工艺优化，确保产品在实际使用中达到应有的效果！
Q: 能否进一步介绍微胶囊包被工艺？它是如何增强酵母在饲料制造过程中的耐受性？
Can you elaborate on how microencapsulation works, and how it enhances yeast's resistance to the harsh conditions of feed manufacturing?
在拉曼，我们开发了一项名为“铁达（TITAN）”的专利酵母微胶囊包被技术，旨在保护活性酵母在饲料加工过程中的稳定性和活性。该技术通过优化发酵、干燥和包被工艺，将酵母细胞包裹在特制的材料中，形成微小的珠状颗粒（beadlets），能够有效抵御制粒过程中的高温、高湿、剪切力以及其它饲料原料带来环境因素。
经过专属优化后的铁达微胶囊包被活酵母产品生产流程（图片来自拉曼动物营养）
铁达微胶囊包被酵母产品Levucell Titan的微观形态和产品外观展示（图片来自拉曼动物营养）
拉曼铁达包被技术不仅增强了酵母在饲料加工过程中的耐受性，还提高了其在储存期间的稳定性，确保酵母在动物摄入时仍具备活性，从而发挥益生菌的功能。
值得一提的是，我们的铁达微胶囊包被酵母产品（Levucell Titan）是市场上唯一真正实现微胶囊包被的活酵母产品，独立研究机构的多项试验表明，铁达微胶囊包被酵母在各种制粒条件下表现出优异的稳定性。
Q: 酵母的包被技术是否能够在细菌类益生菌上应用？
Could encapsulation technology also be applied to other live microorganisms like bacteria and what new opportunities might arise from this？
因此，我们也在积极探索包被技术在细菌类益生菌饲料加工中的应用，尽管挑战重重，还是非常期待能看到突破性的结果。
Q: 能否分享一些功能性活酵母产品定制化筛选与研发方面的故事？
How yeast strains are selected and studied for different applications or targeted animal species in Lallemand?
在大概25年前，我们以评估菌株对纤维降解/消化能力的改善以及对瘤胃 pH 稳定性为标准，经过多轮阶段、筛选了许多菌株，最终筛选出一株功能性活酵母 Levucell SC 瘤胃康®（酿酒酵母，菌株编号CNCM I-1077），其能有效提升反刍动物瘤胃发酵效率以及提高产奶产肉的能力。在过去20年里，我们不断更新筛选流程，测试了更多新菌株，但直到今天，Levucell SC 瘤胃康®依然是我们在反刍动物应用中表现最优的选择。
我们进一步开展了众多研究以深入了解其体内作用机制和优化最适添加剂量。同时，我们也对菌株的生产效率进行了评估，从可行性测试到工艺放大再到持续优化，确保产品不仅在使用效果上优秀，同时在经济效益方面也具有竞争力。
功能性活酵母 Levucell SC 瘤胃康®对反刍动物的作用机理，以及提高反刍动物的纤维消化率、提升饲料效率的作用（图片来自拉曼动物营养）
我们的另一款功能性活酵母 Levucell SB 布拉迪®（酿酒酵母布拉迪，菌株编号CNCM I-1079），在人类医学中作为益生菌已有几十年的研究历史与数百篇文献支持。我们基于该专有菌株开发了 “Levucell SB 布拉迪®”，专门面向单胃动物应用。其三大核心益处包括：
1）促进肠道有益菌生长、抑制条件致病菌，实现肠道微生态平衡；
2）促进肠道绒毛发育、增强紧密连接，提升肠道成熟度与屏障完整性；
3）调节免疫反应，维持促炎与抗炎反应平衡，从而增强动物对应激的抵抗能力。
酿酒酵母布拉迪在肠道中的作用方式 ｜MoA of Saccharomyces cerevisiae var. boulardii CNCM I-1079（图片引自拉曼动物营养）
Q: 您的研发团队未来的主要目标是什么？
What are the future goals of your R&D team?
Q: 如果您能给年轻时的自己一句建议，您会说什么？
你永远无法预测也无法控制生活将带来怎样的明天，但一路上的错误与挑战都是让我们在工作和人生层面不断成长的契机！