酶制剂的特性作用机制及其在饲料中应用的针对性精.docx
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酶制剂的特性作用机制及其在饲料中应用的针对性精
酶的特性、作用机理及在饲料应用中的针对性
（上海尤特尔生化有限公司研发中心饲料酶研发部）
1.酶的本质及特性：
酶是生物催化剂，几乎参与所有生命过程的活动。
酶的催化效率极高，在可比条件下，大约是化学型催化剂的107～1013倍。
酶本身基本上是蛋白质，主要由氨基酸组成，在各个酶的活性部位，氨基酸侧链群有不同的三维结构，由于不同酶的三维结构不同，可催化的反应也就不同，因而酶具有高度的专一性。
酶只能与一种或一类底物起催化反应，有的底物或形成有立体异构体时，酶只选择性地催化某种异构体。
目前尤特尔公司生产的非淀粉多糖酶（NSPenzymes包括：
木聚糖酶（xylanase、β-葡聚糖酶（β-glucanase、纤维素酶（cellulase、果胶酶（pectinase等；寡聚糖酶（oligosaccharideenzymes包括：
β-半乳糖苷酶（β-galactosidase等。
复合酶制剂由1种或几种酶为主体及少量其他酶而构成。
酶的降解作用具有高度的选择性和专一性，不同的酶降解底物不同，复合酶制剂可以同时降解饲粮中多种抗营养因子和养分，从而从整体上提高饲料的营养价值。
2．非淀粉多糖酶的作用机理：
非淀粉多糖（NSP由不溶性非淀粉多糖及可溶性非淀粉多糖（SNSP两部分构成。
饲料中添加非淀粉多糖酶的应用效果及其作用机制如下：
（1提高畜禽采食量、生长速度和饲料转化率：
鸡、猪日粮中添加非淀粉多糖酶，可显著提高采食量、生长速度和饲料转化率。
添加非淀粉多糖酶提高猪、鸡生产性能等作用机制目前主要有两种解释：
第一种解释是非淀粉多糖酶可切割麦类饲料及其加工副产品中的可溶性非淀粉多糖（SNSP）。
由于饲料中SNSP含量高，黏度大，可吸收大量的水分，从而导致消化道中食糜黏度大为增加。
Bedford（1996指出，食糜黏度的增加使养分从日粮中溶出的速度减缓，降低养分和内源酶的相互作用，养分的消化速度随之减缓。
食糜黏度的增加还使养分向肠黏膜扩散的速度减缓，因而吸收率降低。
Danicke（1995指出，食糜黏度的增加使肠道机械混合内容物的能力减弱，脂肪乳化作用减缓，脂肪消化率下降。
同时，食糜水分增加，排空速度减慢，促进后肠道微生物发酵，养分利用率降低。
DeSilva等（1983指出，加入非淀粉多糖酶可把SNSP切割成较小的分子，使之黏度大为降低，食糜的黏度随之也大大降低，从而可提高麦类饲料及其加工副产品日粮中所有养分的消化率和利用率。
Juokslahti等（1996报道，在肉鸡黑麦日粮中添加木聚糖酶，肠道内容物上清液的黏度大幅度下降，从而可增加黑麦在配合饲料中的比例。
由于可大幅度增加大麦、黑麦等相对廉价的原料在饲料配方中的比例，添加非淀粉多糖酶给饲料和养殖企业配制最低成本平衡日粮提供了灵活性。
第二种解释是非淀粉多糖酶可裂解植物性饲料的细胞壁，提高各种类型饲粮的利用率。
因为单胃动物不分泌非淀粉多糖酶，用添加的非淀粉多糖酶降解NSP，裂解细胞壁，有利于细胞中的淀粉、蛋白质和脂肪等养分从细胞中释放出来，使之充分和消化道中的内源酶作用，从而提高饲料能量和养分的消化率，进而提高畜禽生产性能。
非淀粉多糖酶还可水解细胞壁中一些碳水化合物一蛋白质键，释放这一部分蛋白质，提高饲料蛋白质利用率。
（2增进畜禽健康：
Choct（1996指出，添加非淀粉多糖酶使NSP水解，NSP降解产物在小肠被吸收，NSP进入后肠道数量减少，因而后肠道微生物增殖减少，黏粪减少，空气中氨气和硫化氢的浓度降低，垫料湿度也降低，保持地面干燥，改善饲养环境卫生，增进畜禽健康，提高畜禽的成活率。
韩正康（1996报道，在雏鸡大麦日粮中加入以β-葡聚糖酶为主的粗酶制剂，显著提高了禽体细胞免疫力。
（3减少脏蛋：
添加非淀粉多糖酶，减少家禽饮水量和粪便含水量，泄殖腔污染减少，脏蛋减少，提高了蛋的商品价值。
（4使畜禽体重均匀：
Choct等（1995指出，小麦中NSP含量变异较大，表观代谢能（AME）变异也较大，添加非淀粉多糖酶可使之达到相同水平，可使家禽体重均匀。
（5减少环境污染：
Donham（1995指出，添加非淀粉多糖酶可减少畜禽粪便有机物和氮的排泄量，可减少有机物和氮对环境的污染。
3．寡聚糖酶的作用机理：
豆粕中除含有NSP、胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素等抗营养因子外，还含有7.1％寡聚糖-α-半乳糖苷（α-galactosides，其中包括棉籽糖（1.9％和水苏糖（5.2％。
Gitzelmann和Auricchio（1965报道，鸡小肠黏膜不分泌α-半乳糖苷酶。
因此，α-半乳糖苷进入后肠道，通过微生物发酵形成挥发性脂肪酸。
Leske等（1993报道，在寡聚糖被提净的豆粕日粮中加入棉籽糖和水苏糖后真代谢能和干物质消化率显著下降。
添加α-半乳糖苷酶可使豆粕中的α-半乳糖苷在小肠前部水解为单糖，而直接被利用，提高代谢能值，同时减少α-半乳糖苷直接进入后肠道可能引起胃胀的气体，如CO2、CH4和H2S等。
Vila等（1999报道，在豆粕一玉米日粮中加入500μg／kg和750μg／kg的α-半乳糖苷酶后，其代谢能值分别为14.90MJ／kg和14.55MJ／kg，比对照组的13.84MJ／kg约高出5％以上，氮存留率分别为45.7％和48.8％，比对照组的41.3％高出15％以上。
由此说明豆粕日粮中添加α-半乳糖苷酶不仅有利于提高能量的利用效率，还有利于提高蛋白质的利用效率。
4．淀粉酶和蛋白酶：
Lindemann（1986指出，单胃动物自身分泌淀粉酶和蛋白酶，但幼禽幼畜消化机能尚未健全，淀粉酶、蛋白酶分泌量不足。
在其日粮中添加外源淀粉酶、蛋白酶，不但能补充体内内源酶的不足，而且能激活内源酶的分泌，因而有利于畜禽这一阶段对淀粉和蛋白质的消化分解和吸收利用。
添加支链淀粉酶可降解在饲料加工中形成的结晶化淀粉，提高淀粉的消化率添加枯草杆菌蛋白酶可降解豆类抗营养因子胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和抗原性蛋白质等，从而提高饲料蛋白质的消化率和存留率。
日粮中添加外源淀粉酶、蛋白酶，可加快十二指肠和回肠前部对淀粉、蛋白质的消化吸收，从而减少后肠道微生物对营养物质的消耗。
5.常用饲料原料抗营养因子含量（冯定远，2005）
（1）主要植物性原料中木聚糖的含量
原料
含量
原料
含量
玉米
4.4％
豆粕
6.0％
小麦
6.5％
去皮豆粕
4.0％
小麦麸
8.0％
菜籽粕
4.0％
次粉
11.0％
棉籽粕
9.0％
米糠
6.0％
（2）主要谷物及豆类中非淀粉多糖（NSP）的类型和含量（％，DM）：
原料
总NSP
不溶性NSP
可溶性NSP
主要的NSP
小麦
11.4
9.0
2.4
戊聚糖
大麦
16.6
12.2
4.5
β-葡聚糖
黑小麦
16.3
14.6
1.7
戊聚糖
玉米
8.1
8.0
0.1
纤维素等
高粱
4.8
4.6
0.2
果胶、戊聚糖
豆粕
19.2
16.5
2.7
半乳糖苷、果胶
菜籽粕
46.1
34.8
11.3
果胶、戊聚糖
豌豆
34.7
32.2
2.5
果胶、戊聚糖
（3）主要植物性原料中纤维素的含量（％）：
原料
细胞壁
纤维素
木质素
原料
细胞壁
纤维素
木质素
玉米
6.9
2
0.5
豆粕
27.5
10.3
1
小麦
16.4
3.9
2
去皮豆粕
22
6
－
小麦麸
27.4
3.5
－
菜籽粕
34
8
11
次粉
38.6
5.8
－
棉籽粕
32
12
7
米糠
20.5
4.5
－
（4）不同植物种子中α-半乳糖苷的含量（％）：
植物种子
棉子糖
水苏糖
毛蕊花糖
α-半乳糖苷总量
羽扇豆
3.30
11.80
4.0
19.10
大豆
1.90
5.20
Tr.
7.10
棉籽
6.91
2.36
Tr.
9.27
苜蓿草籽
1.35
3.95
Tr.
5.30
花生
0.33
0.99
－
1.32
葵花籽
3.09
0.14
－
3.23
大麦
0.71
Tr.
－
0.71
小麦
0.70
Tr.
－
0.70
玉米
0.26
－
－
0.26
黑麦
0.71
－
－
0.71
6.尤特尔复合酶制剂的针对性：
尤特尔系列复合酶制剂是利用我公司特有的非淀粉多糖酶产生菌经液体深层发酵、过滤、提纯、精制后，根据畜禽生理特点及饲料原料组成而设计的系列产品，主要以高活性的纤维素酶、β－葡聚糖酶、木聚糖酶、α－半乳糖苷酶、果胶酶等为主，辅以蛋白酶、淀粉酶等内源酶，针对性地解决饲料中纤维素、半纤维素、葡聚糖、木聚糖、果胶、半乳糖苷等抗营养因子引起的饲料利用率下降问题以及引起的动物应激、腹泻和生产性能下降等问题。
其中酶种搭配以及各种酶的含量多少根据畜禽品种、生理阶段以及饲料原料组成不同而定；公司除了根据市场常用饲料配方而设计的定型产品以外，还可以根据客户饲料原料不同而定制相应的复合酶产品。
并提供饲料配方设计、酶制剂使用和检测评估等服务。
7.尤特尔复合酶制剂主要功能：
1、有效降解饲料中的纤维素、木聚糖等非淀粉多糖类抗营养因子，降低食糜粘度，减少腹泻的发生，提高杂粮杂粕及工业副产品在饲料中的使用种类及比例，降低配方成本；
2、摧毁植物细胞壁结构，促进细胞内营养物质释放，提高饲料中营养物质的消化率和利用率约3－7％；
3、提高内源酶活性，提高饲料养分的消化与吸收，提高饲料原料本身的消化能和代谢能约5－7％，平衡因饲料原料采购差异而造成的产品质量差异；
4、抑制肠道有害微生物生长，增加有益微生物的数量，维持动物肠道微生物的动态平衡；
5、提供免疫佐剂，增强动物的免疫功能及抗病能力；
6、减轻或避免消化器官代偿性增生和肥大，降低动物维持需要量，提高饲料能量效价；
8.酶制剂的评估途径：
常用的酶制剂评估途径分为三种：
（1）酶活的实验室检测：
直接测定各种酶活，根据酶活含量，来评估其针对性和有些有效成分的含量，从而平均其质量。
该方法可以直接对酶进行评估，而且简便快捷，但该方法不能完全真实反应出酶的使用效果和价值。
（2）酶的体外消化评估法：
用体外法，模拟动物体内的温度、pH值等条件，用酶对饲料在体外进行降解，通过对饲料干物质降解的程度和相应还原糖的增量来评估该酶制剂对该饲料的作用效果。
该方法可以比较全面地对酶的使用效果进行平均，而且简便易行，但由于体外模拟的条件与动物体内条件有一定的差距，故评价结果与实际也有一定的差距。
（3）动物试验评估法：
直接用动物试验，通过饲料配方的调整和相应营养成分水平的控制，根据动物生产水平的高低来评价酶的使用效果。
该方法能够真实直接的反应酶的使用效果，但由于成本高、时间长、影响因素多且复杂，给酶制剂的评估带来一定的局限性。
目前，对于酶制剂评估行之有效的方法是试验室检测和动物试验相结合，就是先通过动物试验来评估其使用效果，然后再用实验室检测的方法来监测其质量及质量其稳定性。
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