第四章第二節(jié)飼用酶制劑-1

1、2022-3-612022-3-62l 酶是一種具有酶是一種具有催化特性的蛋白質催化特性的蛋白質，即生物，即生物催化劑。催化劑。l動物體內的物質代謝主要靠酶的作用來完成，動物體內的物質代謝主要靠酶的作用來完成，動物對飼料的消化和吸收在很大程度上都依動物對飼料的消化和吸收在很大程度上都依賴于酶的參與。賴于酶的參與。2022-3-63l 飼用酶制劑是將一種或多種用生物工程技術生產的酶與載體和稀釋劑采用一定的加工工藝生產的一種飼料添加劑。2022-3-64l一般認為酶制劑可以：l提高日糧營養(yǎng)分的利用效率，改善畜禽生產性能；l減少排泄物的污染；l轉化和消除飼料中的抗營養(yǎng)因子；并使一些新的飼料資源能被充

2、分利用。 2022-3-65l目前飼料工業(yè)上使用的酶制劑主要：l消化碳水化合物l植酸酶l蛋白酶l脂肪酶。 2022-3-66l l l l l 非淀粉多糖（非淀粉多糖（NSP)圖圖4-1：植物性飼料中的碳水化合物分：植物性飼料中的碳水化合物分類類 碳水化合物碳水化合物無氮浸出物無氮浸出物淀粉淀粉+ +糖糖寡糖寡糖果膠果膠半纖維素半纖維素纖維素纖維素木質素木質素粗纖維粗纖維2022-3-67l1消化碳水化合物的酶消化碳水化合物的酶：l淀粉酶l非淀粉多糖（NSP）酶 ,包括: A、半纖維素酶：木聚糖酶、 -葡聚糖酶、甘露聚糖酶等 B、纖維素酶 C、果膠酶2022-3-68l淀粉酶淀粉酶 l 包括-

3、和-淀粉酶、糖化酶以及支鏈淀粉酶和異淀粉酶。l-淀粉酶作用于-1，4-糖苷鍵，將淀粉水解為雙糖、寡糖和糊精，只能分解直鏈淀粉只能分解直鏈淀粉和支鏈淀粉的直鏈部分。2022-3-69l-淀粉酶淀粉酶l作用于淀粉的-1，6-糖苷鍵（支鏈淀粉分支處），將淀粉水解為雙糖、寡糖和糊精。糖化酶水解底物為雙糖、寡糖和糊精，生成葡萄糖和果糖，并從淀粉的非還原末端，依次水解-1，4糖苷鍵生成葡萄糖。 2022-3-610l果膠是高等植物細胞壁的一種結構多糖，主要成分是半乳糖醛酸（果膠酸），并含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖。l果膠酶可裂解單糖之間的糖苷鍵，并脫去水分子，分解包裹在植物表皮的果膠，促使植物組織的

4、分解，降低腸內容物的黏度降低腸內容物的黏度。 2022-3-611l包括C1、Cx酶和-葡聚糖酶，纖維素酶可破壞富含纖維素的細胞壁，一方面使其包圍的淀粉、蛋白質、礦物質等內含物釋放淀粉、蛋白質、礦物質等內含物釋放并消化利用，另一方面將纖維素部分降解為纖維素部分降解為可消化吸收的還原糖，從而提高動物對飼料干物質、粗纖維、淀粉等的消化率。 2022-3-612l包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶和半乳聚糖酶等。l主要作用：將植物細胞中的半纖維素水解為多種五碳糖，且降低半纖維素溶于水后的黏度。2022-3-613l 谷物飼料含有較多的非淀粉多糖(NSP)，可溶性-葡聚糖和阿拉伯木聚糖一般占NSP

5、的30%，是NSP抗營養(yǎng)作用的主要物質基礎。 2022-3-614l在谷物飼料中有一種抗營養(yǎng)因子叫戊聚糖，小麥和黑麥等谷物中主要是阿拉伯糖基木聚糖，這種糖可以與細胞壁的其它成分緊密結合，它含有1-4糖苷鍵，而且它可以吸收其自身重量10倍的水倍的水，形成一種非常黏的液體，這種高黏性液體表現對動物的影響就這種高黏性液體表現對動物的影響就是降低飼料利用效率，減緩生長速度。是降低飼料利用效率，減緩生長速度。 2022-3-615l蛋白酶將蛋白質水解成為可被腸道消化吸收的小分子物質-氨基酸、小肽。l根據最適pH值不同，將其分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。l由于動物胃液呈酸性，小腸液多為中性，所以

6、飼料中多添加酸性和中性蛋白酶。 2022-3-616l脂肪酶是水解脂肪分子中甘油酯鍵的一類酶的總稱，微生物產生的脂肪酶通常在pH3.57.5時水解率最好，最適溫度3840，因此微生物脂肪酶非常適用于飼料。l外源性脂酶的作用與動物的年齡有關，生長動物體內的脂酶足以滿足自身的需要，但幼畜日糧中添加脂酶有益。 2022-3-617l植酸酶又稱為肌醇六磷酸水解酶，是一種可使植酸磷復合物中的磷變成可利用磷的酸性磷酸酯酶。l植酸酶廣泛存在于植物組織中，也存在于微生物（細菌、真菌和酵母）。2022-3-618目前分離出的植酸酶主要有兩種：3-植酸酶植酸酶（EC 3.1.3.8）：最先水解的是肌醇3號碳原子位

7、置的磷酸根，主要存在于動物和微生物；6-植酸酶植酸酶（EC3.1.3.26）：最先水解的是6號碳原子的磷酸根，主要存在于植物組織。2022-3-619l飼用酶制劑的飼用酶制劑的主要作用作用：l補充內源性消化酶的不足（強化消化）；l消除、降解日糧抗營養(yǎng)因子（NSP)；l消化內源酶不能消化的養(yǎng)分。2022-3-620l1破壞植物細胞壁破壞植物細胞壁，使各種牢固鏈鍵斷裂，從而使各種牢固鏈鍵斷裂，從而提高淀粉和蛋白質等營養(yǎng)物質的可利用性提高淀粉和蛋白質等營養(yǎng)物質的可利用性。l植物細胞中的淀粉和蛋白質等營養(yǎng)物質，被細胞壁包裹。經研究C1酶、Cx酶、-葡萄糖苷酶、半纖維素酶、果膠酶、-葡聚糖酶等都能崩解植

8、物細胞壁，使內容物釋放出來，提高能量和蛋白質的利用率（Frieson等，1992；Mingan等，1995）。作用方式（機理）：作用方式（機理）：2022-3-621l 2降低消化道食糜黏性，減少疾病的發(fā)生降低消化道食糜黏性，減少疾病的發(fā)生構成植物細胞壁的非淀粉多糖物質，能夠結合大量的水，增加了消化道食糜的黏度，使營養(yǎng)物質和內源酶難以擴散，這不僅降低了蛋白質、淀粉等營養(yǎng)物質的消化吸收，而且也使畜禽產生黏糞現象（Classen等，1991）。 2022-3-622l添加酶制劑可分解葡聚糖降低粘性（Brens等，1993）。lMorgon等（1996）報道，酶通過降低腸道食糜的黏度直接影響禽艾美爾

9、球蟲及堆型艾美爾球蟲的抗病性，提高家禽的抗病力。l另外，仔豬斷奶后常出現消化不良和腹瀉，添加酶制劑后，仔豬腹瀉發(fā)生率顯著減低（Imborr和Oyle，1998）。2022-3-623l有些飼料組分（如日糧纖維、植酸、植物凝血素、有些飼料組分（如日糧纖維、植酸、植物凝血素、蛋白酶抑制因子等）是無法被動物內源酶消化，蛋白酶抑制因子等）是無法被動物內源酶消化，同時這些不能被消化的養(yǎng)分還會產生抗營養(yǎng)作用。同時這些不能被消化的養(yǎng)分還會產生抗營養(yǎng)作用。 l消化和降解這些抗營養(yǎng)因子的外源酶包括：消化和降解這些抗營養(yǎng)因子的外源酶包括：植酸植酸酶、酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶、半半

10、乳糖苷酶、乳糖苷酶、酯酶酯酶。 2022-3-624l酶制劑可部分或全部消除抗營養(yǎng)因子。酶制劑可部分或全部消除抗營養(yǎng)因子。l如植酸酶可分解植酸和礦物質形成的絡合物。如植酸酶可分解植酸和礦物質形成的絡合物。Nelson(1968)Nelson(1968)首次報道，植酸酶可提高肉首次報道，植酸酶可提高肉雞雞對植對植酸磷的利用率，達到與添加無機磷相似效果。酸磷的利用率，達到與添加無機磷相似效果。l植酸酶還能提高礦物元素和蛋白質等養(yǎng)分的利用植酸酶還能提高礦物元素和蛋白質等養(yǎng)分的利用率（率（BrozBroz等，等，19941994）。）。2022-3-625l飼料飼料中存在各種有毒有害物，脫毒酶可降低或

11、中存在各種有毒有害物，脫毒酶可降低或消除部分毒物的毒性作用。消除部分毒物的毒性作用。l酯酶可裂解玉米赤酶烯酮的內酯環(huán)，環(huán)氧酶可酯酶可裂解玉米赤酶烯酮的內酯環(huán)，環(huán)氧酶可裂解單端孢菌素的裂解單端孢菌素的1212，13-13-環(huán)氧基，生成的無環(huán)氧基，生成的無毒降解產物被消化或排除體外（毒降解產物被消化或排除體外（PastemunerPastemuner，19971997）。）。2022-3-626l成年動物能夠產生足夠的內源性消化酶，滿足自身需要。l但對幼齡動物或處于病態(tài)和應激狀態(tài)下的動物，酶的分泌不足，適當補加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等制劑補充其內源酶的不足，可提高飼料的消化率（Ferker，199

12、6）。4補充內源酶的不足2022-3-627l如出生4周齡前的仔豬，消化系統(tǒng)功能不完善，胃內酸度和蛋白酶的活性均很低。l斷奶應激會導致內源酶活性降低，仔豬在斷奶后數周內，內源性淀粉酶、蛋白酶和脂酶活性均有降低，導致營養(yǎng)分的吸收減少和腹瀉，這時選擇易消化的飼料并添加外源酶可以收到良好效果 。2022-3-628l Owsley等（1986）報道，在飼料中加入可分解纖維素、蛋白質和淀粉的酶，腸道中可供進一步水解基質增加，從而促進內源酶的分泌。l另外，Almirall等（1993）研究表明，在雛雞大麥飼糧中，添加-葡聚糖酶可顯著提高食糜中的胰蛋白酶、淀粉酶的活性。l所以添加飼用酶不僅不抑制反而能促進

13、內源酶的分泌和活性。2022-3-629l1. 擴大秸桿擴大秸桿飼料飼料的使用范圍，發(fā)展節(jié)糧代糧型的使用范圍，發(fā)展節(jié)糧代糧型畜牧業(yè)畜牧業(yè) 節(jié)糧代糧型飼料主要指用各種秸桿代替部分糧食配成飼料。這種飼料中纖維素含量超過了飼養(yǎng)標準，有的高達15%以上。所以必須經加酶處理，才能被非草食動物所消化。2022-3-630l宋桂經（宋桂經（19961996）用）用10%10%和和20%20%的秸桿粉代替的秸桿粉代替5%5%10%10%的玉米、小麥，用含纖維素酶等的復合酶的玉米、小麥，用含纖維素酶等的復合酶生產酶化飼料，可溶性還原糖和氨基酸均比沒生產酶化飼料，可溶性還原糖和氨基酸均比沒有進行酶化的飼料提高了有

14、進行酶化的飼料提高了1.81.82.02.0倍和倍和1.81.82.32.3倍，纖維素降低了倍，纖維素降低了7%7%8%8%。2022-3-631l王堯等（王堯等（19951995）研究在育肥豬的前期加）研究在育肥豬的前期加10%10%的沙打旺草的沙打旺草粉，后期加粉，后期加15%15%的沙打旺草粉，添加的沙打旺草粉，添加0.14%0.14%的纖維素酶，的纖維素酶，結果表明每頭日增重多結果表明每頭日增重多255255克、料肉比下降克、料肉比下降0.240.24，頭日，頭日增效益增效益0.950.95元。元。l即使對反芻動物加酶也有明顯效果。在奶牛日糧中加即使對反芻動物加酶也有明顯效果。在奶牛日

15、糧中加入入0.05%0.05%的纖維素酶效果明顯，產奶量增加的纖維素酶效果明顯，產奶量增加6.40%6.40%，飼，飼料利用率提高料利用率提高6.11%6.11%，經濟效益增加，經濟效益增加16.12%16.12%（尹長安等，（尹長安等，19971997）。）。2022-3-632l 生態(tài)營養(yǎng)就是使用一切手段提高畜禽飼料利用率，生態(tài)營養(yǎng)就是使用一切手段提高畜禽飼料利用率，以最小的飼料投入，獲得最多的畜產品和最少的排以最小的飼料投入，獲得最多的畜產品和最少的排泄物。使用飼用酶制劑，特別是植酸酶的使用，可泄物。使用飼用酶制劑，特別是植酸酶的使用，可以降低畜禽的糞便和磷的排泄量。飼料中添加酶制以降低

16、畜禽的糞便和磷的排泄量。飼料中添加酶制劑可降低食糜粘稠度，縮小胰臟和胃腸道的體積劑可降低食糜粘稠度，縮小胰臟和胃腸道的體積（BrenesBrenes等，等，19931993），減少糞便量，降低氮排出率），減少糞便量，降低氮排出率（HaddenHadden等，等，19951995）。飼料中植酸代替磷酸鈣，可）。飼料中植酸代替磷酸鈣，可顯著降低磷的排泄（胥傳來，顯著降低磷的排泄（胥傳來，19971997）。）。2 減少畜禽排泄物對環(huán)境的污染，發(fā)展生態(tài)營養(yǎng)減少畜禽排泄物對環(huán)境的污染，發(fā)展生態(tài)營養(yǎng)2022-3-633l從酶的作用機理可以看出，飼用酶制劑的應從酶的作用機理可以看出，飼用酶制劑的應用效果主

17、要取決于酶的組分、活性和動物日用效果主要取決于酶的組分、活性和動物日糧的匹配性。酶的活性高、酶種適宜、與動糧的匹配性。酶的活性高、酶種適宜、與動物日糧的匹配性好，應用效果必然好。物日糧的匹配性好，應用效果必然好。2022-3-634l低黏度日糧低黏度日糧 比較典型的是玉米-豆粕型日糧，是我國畜禽常規(guī)飼糧。這類日糧適宜選用的酶種為含有木聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶和甘露聚糖酶果膠酶和甘露聚糖酶的復合酶。l高黏度日糧高黏度日糧 是指小麥、大麥、米糠含量較高的日糧，它們在腸道會形成較高的黏度，嚴重影響消化吸收。小麥黏度的來源主要是木聚糖（含量約6.0%），大麥為-葡聚糖（含量3.2%3.5%）和木聚糖（

18、含量7.4%7.8%）。這類日糧應選用-葡聚糖酶或木聚糖酶。2022-3-635l高纖維日糧高纖維日糧 是指谷物、糟渣、麥麩含量較高的日糧。這類日糧應選用纖維素酶，同時還要輔以其它半纖維素酶（如木聚糖酶和甘露聚糖酶等），以協(xié)助纖維素酶共同摧毀植物細胞壁。l雜餅、粕日糧雜餅、粕日糧 是指棉、菜籽粕等含量較高的日糧，富含粗纖維、果膠、甘露聚糖等多聚物。這類日糧應選用含纖維素酶、果膠酶和甘露聚糖酶的復合酶。2022-3-636l2.12.1根據畜禽消化道的生理條件根據畜禽消化道的生理條件選用選用l 豬與禽的消化道溫度通常在豬與禽的消化道溫度通常在38384040之間，胃液之間，胃液的的pHpH值在值在1.71.73.53.5之間，小腸之間，小腸pHpH值在值在5.05.07.27.2之之間，大腸接近中性。胃主要消化蛋白質，小腸消間，大腸接近中性。胃主要消化蛋白質，小腸消化吸收蛋白質、淀粉和脂肪，大腸對粗纖維可以化吸收蛋白質、淀粉和脂肪，大腸對粗纖維可以起酵解作用，胃和小腸是飼用酶發(fā)生作用的主要起酵解作用，胃和小腸是飼用酶發(fā)生作用的主要場所。選用酶應適應胃和小腸的生理條件。場所。選用酶應適應胃和小腸的生理條件。2022-3-637l 2.2 根據酶在動物體內存留時間根據酶在動物