酶制劑作為非常重要的一類飼料添加劑,已經(jīng)被廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用,但是飼用酶制劑的應(yīng)用仍然存在諸多問題。
飼料酶制劑的使用目的和作用
①對動物內(nèi)源酶的補(bǔ)充。 ②消除飼料中的某些抗?fàn)I養(yǎng)因子。 ③使某些營養(yǎng)物質(zhì)易吸收,提高飼料的營養(yǎng)價值。 ④對某些飼料成分進(jìn)行預(yù)處理,使其更易吸收。 ⑤特殊功能的酶制劑,比如葡萄糖氧化酶,可以延長飼料保藏時間,維持腸道菌群平衡。 飼料酶制劑種類和特點(diǎn)
(1)目前在飼料添加劑品種目錄中的酶制劑共有18項(xiàng),可大體將其分為兩大類。
(2)非淀粉多糖降解酶是非消化酶中的一類酶,以非淀粉多糖酶進(jìn)行分類具有一定的獨(dú)特意義。 非淀粉多糖(NSP)是飼料營養(yǎng)學(xué)中的一個概念,是指除淀粉以為的碳水化合物,由纖維素,半纖維素,抗性淀粉和果膠四部分組成。前三者主要存在于細(xì)胞壁中,是構(gòu)成細(xì)胞壁的主要成分。非淀粉多糖又可以分為水溶性非淀粉多糖(SNSP)和非水溶性非淀粉多糖(INSP)。 由下表可以看出,非淀粉多糖在飼料中的占比在8.1%-24.3%。 非淀粉多糖抗?fàn)I養(yǎng)機(jī)理由于以上原因,凸顯出了非淀粉多糖降解酶的重要性,也是酶制劑開發(fā)的一個非常重要的方向。
| 名稱 | 適用范圍(底物) | 功效 | 反應(yīng)條件 | 酶制劑2 | 淀粉酶(產(chǎn)自黑曲霉、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、長柄木霉3 、米曲霉、大麥芽、酸解支鏈淀粉芽孢桿菌) | 青貯玉米、玉米、玉米蛋白粉、豆粕、小麥、次粉、大麥、高粱、燕麥、豌豆、木薯、小米、大米 | 常用的是α淀粉酶,催化1,4-糖苷鍵的隨機(jī)水解 | 根據(jù)來源可以在2.5-7.0之間作用 | α-半乳糖苷酶(產(chǎn)自黑曲霉) | 豆粕 | 可以降解單胃動物不能消化的α-半乳糖苷類低聚寡糖,如棉子糖、水蘇糖等,從而提高動物對飼料營養(yǎng)的利用率。 | - | 纖維素酶(產(chǎn)自長柄木霉3 、黑曲霉、孤獨(dú)腐質(zhì)霉、繩狀青霉) | 玉米、大麥、小麥、麥麩、黑麥、高粱 | 降解纖維素中β-1,4糖苷鍵的總稱。 | PH(3.5-5.5)溫度:45-50℃ | β-葡聚糖酶(產(chǎn)自黑曲霉、枯草芽孢桿菌、長柄木霉3、繩狀青霉、解淀粉芽孢桿菌、棘孢曲霉) | 小麥、大麥、菜籽粕、小麥副產(chǎn)物、去殼燕麥、黑麥、黑小麥、高粱 | β-甘露聚糖酶(endo-β-1,4-mannanase)是一種新型的酶制劑,屬于一種半纖維素酶類,它除具有一般非淀粉多糖(NSP)酶類的作用--降解NSP,降低腸道粘度,促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。 | 4.9-7.5,50-70℃ | 葡萄糖氧化酶(產(chǎn)自特異青霉、黑曲霉) | 葡萄糖 | 分解葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸和過氧化氫,殺菌,抑菌,促進(jìn)腸道及肝臟健康。 | pH作用范圍3.5~6.5,30-60℃。 | 脂肪酶(產(chǎn)自黑曲霉、米曲霉) | 動物或植物源性油脂或脂肪 | 催化三酰甘油的酯鍵水解 | 3.5-8.0 35-50℃ | 麥芽糖酶(產(chǎn)自枯草芽孢桿菌) | 麥芽糖 | 麥芽糖酶(maltase)原來是對可使麥芽糖水解生成2分子葡萄糖的酶所用的名稱,但后來一般地是作為作用于結(jié)合各種配糖基的α-D-葡萄糖苷的α-葡萄糖苷酶的別名來使用。 | - | β-甘露聚糖酶(產(chǎn)自遲緩芽孢桿菌、黑曲霉、長柄木霉3) | 玉米、豆粕、椰子粕 | 降低食糜粘度 提高飼料轉(zhuǎn)化率破壞植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)改善腸道微生態(tài)環(huán)境促進(jìn)機(jī)體增長,提高免疫機(jī)能 | 5.5 | 果膠酶(產(chǎn)自黑曲霉、棘孢曲霉) | 玉米、小麥 | 果膠的主要成分是半乳糖醛酸,果膠酶可使得果膠質(zhì)水解,降低食糜粘度,改善營養(yǎng)吸收,提高利用率 | 3.5-4.5 40-55℃ | 植酸酶(產(chǎn)自黑曲霉、米曲霉、長柄木霉3、畢赤酵母) | 玉米、豆粕等含有植酸的植物籽實(shí)及其加工副產(chǎn)品類飼料原料 | 飼料植酸酶將植酸分解為無機(jī)磷,使其直接被動物吸收和利用,從而提高了飼料利用率,減少了動物糞便中磷的排泄,并減少了環(huán)境污染。同時,可以減少無機(jī)磷的添加,從而降低成本。 植酸酶是一種新型的綠色飼料添加劑,不僅可以減少糞便中磷的排泄對環(huán)境的污染,而且還可以緩解植酸的抗營養(yǎng)作用,并提高各種礦物質(zhì),蛋白質(zhì)和氨基酸的利用率。飼料中的酸。 | 2.5-5.5 | 蛋白酶(產(chǎn)自黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢桿菌、長柄木霉3) | 植物和動物蛋白 | 催化分解肽鍵的一類酶的總稱,可將蛋白質(zhì)降解為小分子的蛋白胨,肽和氨基酸??商岣叩鞍踪|(zhì)的消化。 | 2.5-8.0 50-55℃ | 角蛋白酶(產(chǎn)自地衣芽孢桿菌) | 植物和動物蛋白 | 角蛋白酶是一種可專一地降解角蛋白的蛋白酶類,對廢棄羽毛的開發(fā)、利用具有重要的應(yīng)用前景,它一方面解決了當(dāng)前飼料工業(yè)中蛋白資源不足的問題,另一方面又可解決環(huán)境污染問題。 | 4.0-10.0 40-60℃ | 木聚糖酶(產(chǎn)自米曲霉、孤獨(dú)腐質(zhì)霉、長柄木霉3、枯草芽孢桿菌、繩狀青霉、黑曲霉、畢赤酵母) | 玉米、大麥、黑麥、小麥、高粱、黑小麥、燕麥 | 木聚糖酶(xylanase)是指可將木聚糖降解成低聚糖和木糖的一組酶的總稱。木聚糖酶可以分解飼料工業(yè)中的原料細(xì)胞壁以及β-葡聚糖,降低釀造中物料的粘度,促進(jìn)有效物質(zhì)的釋放,以及降低飼料用糧中的非淀粉多糖,促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用,并因而更易取可溶性脂類成分。 | 應(yīng)用pH范圍4.5~6.0,最佳5.0;溫度范圍40℃~60℃,最佳50℃ |
(4)2018年增補(bǔ)
| 名稱 | 適用范圍 | 功效 | 條件 | 酶制劑 | β-半乳糖苷酶(產(chǎn)自黑曲霉) beta-Galactosidase (Source: Aspergillus niger) | 犬、貓 | -- | 最適PH值:5.0 最適溫度:50-55℃ | 菠蘿蛋白酶(源自菠蘿) Bromelain (Source: Ananas spp.) | 犬、貓 | 菠蘿蛋白酶屬于巰基蛋白酶,是存在于菠蘿莖和果實(shí)中的一類蛋白水解酶的總稱,可提高蛋白的利用率。 |
| 木瓜蛋白酶(源自木瓜) Papain (Source: Carica papaya) | 犬、貓 | 木瓜蛋白酶是從種植的番木瓜未成熟果實(shí)中割取乳液經(jīng)采用生物技術(shù)精制而成的天然混合生物酶制劑,其中含木瓜蛋白酶、木瓜凝乳酶、木瓜肽酶,等其主要成分為木瓜蛋白酶,由212個氨基酸組成,屬于含疏基﹙—SH﹚肽鏈內(nèi)切酶,其主要催化蛋白質(zhì)水解,切割分解點(diǎn)全面。分解飼料中的蛋白質(zhì)成氨基酸,提高飼料營養(yǎng)的滲出量,同時補(bǔ)充動物內(nèi)源酶不足,增強(qiáng)食欲,促進(jìn)動物生長,增加飼料利用率及降低飼料成本,進(jìn)而提高日增重及成活力 | 最適PH值:7.0-8.0 最適溫度:50-55℃ | 溶菌酶(源自雞蛋清) Lysozyme (Source: Egg-whites) | 擴(kuò)大適用范圍至犬、貓 | 溶菌酶(Lysozyme,EC3.2.1.17)又稱細(xì)胞壁質(zhì)酶(Murami dase)或N-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶(N-Acetyl muramide lycanohydralase),抗菌消炎,抗病毒,增強(qiáng)免疫力。 |
| 酶制劑 | 胃蛋白酶(源自豬、小牛、小羊、禽類的胃組織) Pepsin (Source: Hog, Calf, Goat(kid) or Poultry Stomach) | 犬、貓 | - | - | 胰蛋白酶(源自豬或牛的胰腺)Typsin(Source: Porcine or Bovine Pancreas) | 犬、貓 | - | - | 目前已經(jīng)被證實(shí)有較好的應(yīng)用價值的酶制劑是①β-葡聚糖酶、阿拉伯木聚糖酶,這兩種酶用于單胃動物的飼養(yǎng)體系,可提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率,改善糞便質(zhì)量和(或)蛋的清潔度。其他酶制劑的作用效果,科學(xué)依據(jù)尚不充分。(1)研究開發(fā)分解抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒性因子的酶制劑,甚至是單項(xiàng)專一酶制劑。(2)根據(jù)不同日糧的特點(diǎn),設(shè)計(jì)飼料酶制劑的酶組成和酶活力的含量。(3)根據(jù)不同動物不同發(fā)育階段及不同用途設(shè)計(jì)不同組成和活力的酶制劑。(4)開發(fā)生產(chǎn)一些飼料原料處理專用酶制劑。(6)酶制劑的高效生產(chǎn)技術(shù)。飼料酶制劑開發(fā)和應(yīng)用中存在的問題(1)很多酶制劑產(chǎn)品活力鑒定方法不一,不同產(chǎn)品缺乏可比性。(2)在飼料工業(yè)生產(chǎn)中,特別是針對加工后的飼料產(chǎn)品中的酶活性,缺乏有效的酶活性測定方法。(4)酶制劑的酶活性評估,應(yīng)用評估缺乏,導(dǎo)致酶制劑在應(yīng)用時具有盲目性。(5)酶制劑作用效果和機(jī)制的不明確性。雖然現(xiàn)在已經(jīng)確定酶制劑具有一定的效果,但是酶制劑本身對pH和溫度的敏感性導(dǎo)致其在飼料加工和應(yīng)用過程中存在失活的可能性,這些因素對酶制劑的作用效果帶來了質(zhì)疑。飼料酶發(fā)揮作用的位置存在多元性,即在飼料加工、飼料飼喂,口腔和腸道等過程都有可能發(fā)揮作用。飼料酶發(fā)揮位置的多元性可在一定程度上解答酶制劑作用效果的質(zhì)疑。(6)目前很多酶制劑的性質(zhì)不能滿足飼料工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用需求。參考文獻(xiàn):
(1)飼料酶制劑技術(shù)體系的發(fā)展與應(yīng)用
(2)飼料非淀粉多糖的營養(yǎng)特性
(3)飼料用酶制劑的生產(chǎn)與應(yīng)用研究進(jìn)展 (4)非淀粉多糖酶制劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展
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