酵母后生元酿酒酵母在肉鸡生产中的环境效益：一种生命周期评估方法

《Animals》：Environmental Benefits of Yeast Postbiotic Saccharomyces cerevisiae in Broiler Production: A Life Cycle Assessment Approach

　　

随着肉类需求增加和全球变暖，肉鸡生产的可持续性已成为传统产业的“热点话题”。研究人员开展了生命周期评估（LCA）以比较在肉鸡日粮中添加源自酵母细胞壁（YCW）的后生元对环境的影响。添加酿酒酵母（S. cerevisiae）降低了气候变化碳足迹（8.4%）、土地利用（8.7%）、水资源利用（7.7%）、资源利用（7.9%）、酸化（12.5%）、海洋富营养化（9.5%）、淡水富营养化（8.6%）、陆地富营养化（12.6%）和颗粒物（11.4%）。对环境影响的积极效应与饲料转化率（FCR: ?7.6%）、体重增加（BWG: +5.7%）的改善以及死亡率降低约44.1%相关。总体而言，在暴露于热应激（?8.7%）或受到产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）攻毒（?8.2%）的鸡中，环境效益相似，这两种是家禽养殖场常见的应激情况。该LCA研究表明，酿酒酵母是一种食品添加剂，可帮助家禽产业应对多种因素引起的应激，并降低其总体环境影响。

**论文解读：酵母后生元酿酒酵母在肉鸡生产中的环境效益——基于生命周期评估的研究**

**一、研究背景与问题**
随着全球人口增长和肉类需求上升，肉鸡生产已成为满足动物蛋白供应的核心产业。然而，该产业面临多重挑战：传统集约化养殖导致温室气体排放、水体富营养化、土地资源过度消耗等环境问题；同时，热应激和产气荚膜梭菌（*Clostridium perfringens*）感染等应激因素严重损害肉鸡生长性能、增加死亡率，并迫使抗生素滥用，进而引发细菌耐药性和产品残留问题。欧盟已禁止在畜牧生产中常规使用抗生素，亟需寻找可持续替代方案。后生元（postbiotics，即非活微生物细胞或细胞组分，如酵母细胞壁衍生物）因其能改善营养利用、抑制病原菌、抗氧化及增强免疫等特性，成为替代抗生素的潜在工具。然而，尽管已有研究证实后生元对肉鸡生长性能的益处，其直接降低碳足迹等环境效益的系统性量化数据仍然匮乏。为此，研究人员采用生命周期评估（LCA）方法，系统评估了酿酒酵母（*Saccharomyces cerevisiae*）后生元在不同应激条件下对肉鸡生产环境影响的改善作用。该论文发表于《Animals》期刊。

**二、研究方法**
研究人员收集了来自美国、巴西、墨西哥和巴基斯坦六个独立试验的数据，覆盖热应激和产气荚膜梭菌攻毒两种常见应激条件。采用“从摇篮到农场大门”（cradle-to-farm gate）系统边界，功能单位为1 kg活体重增重（LWG）。主要技术方法包括：
1. **生命周期评估（LCA）建模**：依据ISO 14040/14044标准，利用Agri-Footprint v6和Ecoinvent 3.8数据库构建上游（作物种植、饲料生产、添加剂制造）和下游（农场饲养、粪便管理）清单。
2. **排放因子计算**：根据IPCC指南计算甲烷（CH₄）、一氧化二氮（N₂O）等温室气体排放，并采用经济分配法处理副产品。
3. **性能数据收集**：每周记录体重、采食量，计算饲料转化率（FCR）、体重增加（BWG）和死亡率。
4. **敏感性分析**：评估添加剂生产碳足迹（1.3 kg CO₂ eq/kg）对整体结果的敏感性。

**三、研究结果**
**3.1 全球变暖潜势与环境影响**
与阳性对照组相比，添加酿酒酵母使气候变化碳足迹降低8.4%（即0.19 kg CO₂ eq/kg活体重），并在所有评估类别中均呈下降趋势：土地利用（?8.7%）、水资源利用（?7.7%）、资源利用（?7.9%）、酸化（?12.5%）、海洋富营养化（?9.5%）、淡水富营养化（?8.6%）、陆地富营养化（?12.6%）和颗粒物（?11.4%）。

**3.2 对碳足迹领域的影响**
气候变化影响分为生物质碳、化石燃料碳和土地利用变化（LUC）碳。添加酿酒酵母分别使生物质碳足迹降低14.3%、化石燃料碳足迹降低8.3%、LUC碳足迹降低8.1%。

**3.3 按地理区域的贡献分析**
不同地区主要贡献源不同：北美（美国/墨西哥）饲料生产（含运输）占碳排放68%，巴西以LUC为主（71%），亚洲LUC和化石燃料贡献接近（53%和44%）。添加酿酒酵母后，北美、巴西和亚洲的碳足迹分别降低7.7%、3.5%和18%。

**3.4 肉鸡生长性能**
添加酿酒酵母使FCR降低7.6%，BWG增加5.7%，死亡率降低44.1%。在热应激条件下，FCR降低8.3%，BWG增加7.2%，死亡率降低78.7%；在产气荚膜梭菌攻毒条件下，FCR降低6.9%，BWG增加4.0%，死亡率降低24.0%。

**四、讨论与结论**
讨论部分指出，环境效益主要源于饲料转化率改善，减少了饲料（尤其是进口大豆）需求，进而降低饲料生产和土地利用变化相关排放。甘露寡糖（MOS）和β-葡聚糖等酵母细胞壁成分通过改善肠道健康、抑菌和抗氧化作用，在热应激和产气荚膜梭菌攻毒下均表现出显著效果。本研究的结论部分翻译如下：
该LCA表明，在肉鸡日粮中添加酿酒酵母来源的酵母后生元，可显著降低从摇篮到农场大门的环境足迹。在三大洲六项试验中，无论热应激还是产气荚膜梭菌攻毒，添加酿酒酵母使气候变化影响降低8.4%（即?0.19 kg CO₂ eq/kg活体重），并持续降低土地利用（?8.7%）、水资源短缺（?7.7%）、资源利用（?7.9%）、酸化（?12.5%）、海洋富营养化（?9.5%）、淡水富营养化（?8.6%）、陆地富营养化（?12.6%）和颗粒物形成（?11.4%）。这些环境改善与生长性能提升相关：FCR降低7.6%，BWG增加5.7%，死亡率降低44.1%。综上，可持续性收益主要来源于生物效率提高和动物抗逆性增强。酵母细胞壁组分是一种实用且可扩展的营养策略，可在不同地理和管理背景下同时提高生产力和减少环境负担。未来研究需验证这些结果于更广泛的系统，并评估长期效益。研究局限性包括添加剂生产的代理数据以及特定区域数据库，可能未涵盖所有商业农场变异性。