飼料添加劑酶制劑

1、CONTENTS 國內(nèi)外酶制劑的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景酶制劑的定義與分類酶制劑的作用機(jī)理及其應(yīng)用研究酶制劑的制作工藝酶制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中存在的問題國內(nèi)外酶制劑的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景1酶作為商品生產(chǎn)已有100多年歷史，早在1833年還沒出現(xiàn)酶字之前已有人用酒精沉淀出，這個(gè)人叫Diastase。他發(fā)現(xiàn)“淀粉酶”可使2000倍淀粉液化而用于棉布退漿。的生產(chǎn)是1884年日本人Takamine首先開發(fā)的，他在美國開Takamine制藥廠生產(chǎn)高峰淀粉酶用于棉布退漿和用作消化劑。此后在、和先后也建立了一些酶制劑工廠，但在20世紀(jì)50年代前酶制劑工業(yè)沒什么驚人發(fā)展。直到60年代隨著發(fā)酵技術(shù)和菌種選育技術(shù)的進(jìn)步，獲得成功，的流

2、行，又獲成功，帶動(dòng)了淀粉深加工工業(yè)的興起，工業(yè)酶開始大量需要，使酶制劑工業(yè)出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)機(jī)。工業(yè)上使用酶帶來了許多的好處，如等，因而引起人們廣泛重視。80年代以后，遺傳工程被廣泛用于產(chǎn)酶菌種之改良，現(xiàn)在酶制劑工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的一門重要高科技產(chǎn)業(yè)。酶制劑的研究歷史和經(jīng)濟(jì)效益20 世紀(jì)90年代初，我國開始飼用酶制劑的研究與應(yīng)用，酶制劑產(chǎn)品不斷增加，質(zhì)量不斷提高，目前已開發(fā)出-淀粉酶、-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、果膠酶、-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、植酸酶等上百個(gè)產(chǎn)品。我國現(xiàn)配合飼料年產(chǎn)量約6500萬噸，其中20%左右已加酶，用酶1萬余噸，加酶飼料預(yù)計(jì)要1億噸才夠，我國飼料源不足，加酶是方向。目前常

3、用飼料酶約20種，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)使用約有12種。其中植酸酶在消除抗?fàn)I養(yǎng)因子植酸和減少磷對環(huán)境污染有重要意義，故國外飼料酶中約一半是植酸酶。國外飼料酶多為提取的酶，復(fù)合酶是由單一酶配合而成。我國生產(chǎn)飼料酶多為固體曲粉碎而成,酶組成較復(fù)雜。國內(nèi)外酶制劑的生產(chǎn)現(xiàn)狀酶制劑的定義與分類2酶制劑(Enzyme preparations)：生物活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有高度專一性和催化功能的蛋白質(zhì)，又稱為生物催化劑，輔以其他成分，可用于加速食品加工過程和提高食品產(chǎn)品質(zhì)量。酶活力單位：在最適條件下，每分鐘內(nèi)催化lmol的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為1個(gè)酶活力單位，稱為酶的國際單位(IU)。1 IU=1mol/min酶制劑

4、的定義我國允許使用的食品類酶制劑有：凝乳酶，胃蛋白酶，胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶A，菠蘿蛋白酶，木瓜蛋白酶，無花果蛋白酶，糖化酶，一淀粉酶，枯草桿菌蛋白酶，果膠酶，乳糖酶，纖維素酶，一淀粉酶，花色素酶，葡萄糖氧化酶。酶制劑的分類按作用機(jī)理分類按作用機(jī)理分類(1) 加水分解酶：這類酶主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、植酸酶、果膠酶等。(2)氧化還原酶：氧化還原酶是指參與有機(jī)物質(zhì)氧化還原的酶類。主要有脫氫酶和細(xì)胞色素氧化酶等，存在于動(dòng)植物體的體液和組織中，在飼料添加劑中應(yīng)用不多。按來源分類按來源分類(1)動(dòng)物自身酶：由動(dòng)物的各種分泌腺產(chǎn)生和分泌的，幾乎包括了動(dòng)物所需的各種酶。(2)人工酶：人工

5、提取的酶主要是消化酶類。從制劑類型上分類從制劑類型上分類（常見）（常見）(1)單一酶制劑：如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纖維素酶和植酸酶等。(2)復(fù)合酶制劑：由一種或幾種單一酶制劑為主體，加上其他單一酶制劑混合而成，或者由一種或幾種微生物發(fā)酵獲得。復(fù)合酶可同時(shí)降解飼糧中多種需要降解的底物(多種抗?fàn)I養(yǎng)因子和多種養(yǎng)分)，可最大限度地提高飼料的營養(yǎng)價(jià)值。國內(nèi)外飼料酶制劑產(chǎn)品主要是復(fù)合酶制劑。按動(dòng)物能否合成分類按動(dòng)物能否合成分類(1)消化酶：畜禽體內(nèi)能夠合成這類酶并消化營養(yǎng)物質(zhì)，但因某種原因需要強(qiáng)化和補(bǔ)充。這類酶主要包括淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等。(2)非消化酶：動(dòng)物自身不能分泌到消化道內(nèi)的酶，多來源于微生

6、物，這類酶能消化動(dòng)物自身不能消化的物質(zhì)或降解一些抗?fàn)I養(yǎng)因子。12酶制劑單酶制劑又可分為非消化酶(外源酶)和消化酶(內(nèi)源酶)兩大類。動(dòng)物配合飼料中含有多種營養(yǎng)素，這些營養(yǎng)素多由生物高分子組成，動(dòng)物在消化利用這些營養(yǎng)物質(zhì)之前，必須經(jīng)酶解后才能利用。而酶具有嚴(yán)格的專一性和特異性，使用單一酶系的作用效果要低于使用多酶系統(tǒng)。利用各種消化酶和非消化酶的協(xié)同作用，可最大限度地提高飼料中能量、蛋白質(zhì)、纖維素等營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，從而達(dá)到增重、減少飼料消耗的目的。單酶制劑復(fù)合酶制劑酶制劑的常見分類-葡聚糖酶-葡聚糖多存在于大麥、燕麥等谷物中，可溶于水形成粘性的凝膠，成為一種抗?fàn)I養(yǎng)因子，阻礙動(dòng)物(特別是幼畜)對營養(yǎng)

7、物質(zhì)的利用，影響生長。-葡聚糖酶可水解-葡聚糖，降低腸道內(nèi)容物的粘度。01纖維素酶包括C1酶、CX酶和-葡萄糖苷酶(Cb)。其中C1酶將結(jié)晶纖維素分解為活性纖維素，降低結(jié)晶度，然后經(jīng)CX酶的作用將活性纖維素分解為纖維二糖和纖維寡糖，再經(jīng)Cb的作用生成動(dòng)物機(jī)體可利用的葡萄糖。02果膠酶果膠是一種多糖，果膠酶可裂解果膠單糖之間的糖苷鍵，并脫去水分子，分解植物細(xì)胞壁間質(zhì)成分果膠，促使植物組織崩解，使?fàn)I養(yǎng)成分得到充分釋放和利用。03植酸酶植酸即肌醇六磷酸，作為磷酸的儲(chǔ)存庫，廣泛存在于植物中。由于礦物質(zhì)結(jié)合在蛋白-植酸-礦物元素復(fù)合物中，因此就降低了某些植物性食物和一些植物蛋白分離物中礦物質(zhì)的營養(yǎng)效價(jià)。

8、植酸酶（phytases）能將磷酸殘基從植酸上水解下來，因此破壞了植酸對礦物元素強(qiáng)烈的親和力，所以說植酸酶能增加礦物元素的營養(yǎng)效價(jià)。04半纖維素酶包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶和聚半乳糖酶等,主要是將植物細(xì)胞中的半纖維素降解為各種五碳糖,并可降低半纖維素溶于水后的粘度。纖維素酶、半纖維素酶協(xié)同作用,破壞富含纖維素的細(xì)胞壁,將難于消化和粘性的多糖分解,從而大大提高低能飼料的飼用價(jià)值,提高飼料利用率。05非消化酶消化酶淀粉酶作用于-1,4糖苷鍵，將淀粉水解為雙糖、寡糖和糊精，使之易于吸收，并能在胃中迅速液化淀粉，減輕胃部脹感，促進(jìn)消化。糖化酶可水解線性的寡糖、雙糖和糊精生成葡萄糖和果糖，也

9、可作用于淀粉的非還原性末端，依次緩慢水解-1,4糖苷鍵生成葡萄糖。因此可在淀粉酶的協(xié)同作用下，將淀粉完全分解成葡萄糖。蛋白酶有酸性、中性、堿性之分。在飼料中由于動(dòng)物胃液多呈酸性，腸道多數(shù)為弱酸性至中性，所以大多數(shù)添加酸性和中性蛋白酶。其主要作用是將動(dòng)物攝取的飼料蛋白質(zhì)分解為氨基酸，并由動(dòng)物體重新組合合成自身的蛋白質(zhì)。脂肪酶分解脂肪為甘油、脂肪酸和磷脂酸?？傊?消化酶是動(dòng)物本身能分泌到消化道中的酶,消化淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)。這些物質(zhì)不能直接被畜禽吸收,必須經(jīng)酶消化降解成葡萄糖、氨基酸后才能被吸收。而非消化酶動(dòng)物自身不能合成,必須通過外源添加來改善畜禽吸收營養(yǎng)的能力。以-葡聚糖酶為主的飼用

10、復(fù)合酶此類酶制劑主要用于北美、歐洲及以大麥為飼料主原料的國家。復(fù)合酶制劑以蛋白酶、淀粉酶為主的飼用復(fù)合酶此類酶制劑主要用于補(bǔ)充動(dòng)物內(nèi)源酶的不足,以降解多糖和蛋白質(zhì)等生物大分子為主。以纖維素酶、木聚糖酶、果膠酶為主的飼用復(fù)合酶主要作用為破壞植物細(xì)胞壁,使細(xì)胞中營養(yǎng)物質(zhì)充分釋放出來,供進(jìn)一步消化吸收,并能消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,降低胃腸道內(nèi)容物的粘度,促進(jìn)動(dòng)物消化吸收。以上幾種不同酶的平均混合物此類復(fù)合酶綜合了222和223中各酶系的作用,具有更強(qiáng)的助消化能力。酶制劑的作用機(jī)理及其應(yīng)用研究3321456有效分解營養(yǎng)物質(zhì)，提高增重率，降低飼料系數(shù)消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，降低食糜粘度，提高飼料消化率補(bǔ)充魚類內(nèi)

11、源消化酶的不足，促進(jìn)養(yǎng)分消化吸收促進(jìn)氮磷的消化吸收，減少環(huán)境污染提高魚類的免疫抵抗力，增進(jìn)動(dòng)物健康改善腸道菌群狀態(tài)1.有效分解營養(yǎng)物質(zhì)，提高增重率，降低飼料系數(shù)大部分飼糧主要由谷類、餅粕類等植物性原料組成，而這些植物性原料中細(xì)胞壁的存在降低了養(yǎng)分的消化和吸收。植物細(xì)胞壁是由多種聚化物（纖維素、半纖維素和果膠等非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP）組成的，也含有少量蛋白質(zhì)、酚類和脂肪酸等物質(zhì)。這些物質(zhì)通過氫鍵或共價(jià)鍵相互交聯(lián)結(jié)合共同構(gòu)成細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，支持和保護(hù)細(xì)胞的內(nèi)容物。由于魚體消化系統(tǒng)不能分泌木聚糖酶、纖維素酶等，所以在飼料中添加外源酶制劑（如纖維素分解酶類

12、）能有效地打破植物性飼料原料的細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等）釋放出來，使之充分與消化道內(nèi)源酶發(fā)生作用，從而提高飼料利用率，進(jìn)而提高魚體的生產(chǎn)性能。配合飼料植物性原料中存在的NSP，含量豐富，包括阿拉伯木聚糖、-葡聚糖、戊聚糖、纖維素和果膠質(zhì)等，這些大分子物質(zhì)可吸收大量的水分，或溶于水后使食糜在腸道內(nèi)的粘度增強(qiáng)；同時(shí)，NSP還可使腸粘膜表面不動(dòng)水層增厚，致使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)擴(kuò)散受阻，吸收率下降，影響魚類對有效營養(yǎng)成分的消化和吸收。添加外源酶制劑（如木聚糖酶、-葡聚糖酶、果糖酶和纖維素酶等），在內(nèi)源酶的協(xié)同作用下，可將纖維素、果膠質(zhì)以及糖蛋白降解為單糖和寡糖，降低了消化道內(nèi)容物的粘稠度

13、，減少了此類物質(zhì)對動(dòng)物消化利用的障礙，加速了排空速度，增加了養(yǎng)分的消化吸收，改善魚類的消化機(jī)能。魚類不同的生長階段其消化酶的活性有明顯的不同，特別是幼體消化道和酶系統(tǒng)的發(fā)育很不完善，主要消化酶分泌不足，遠(yuǎn)不能滿足其分解大分子營養(yǎng)物質(zhì)的需要，這就為外源性消化酶發(fā)揮作用創(chuàng)造了條件，外源酶制劑的添加可提供更多可供分解的基質(zhì)以刺激內(nèi)源酶的分泌量，從而提高飼料的消化率。酶制劑作為一種代謝調(diào)節(jié)劑，可以改善機(jī)體的代謝機(jī)能，提高養(yǎng)分的利用率，特別是氮磷的有效利用，進(jìn)而降低氮磷的排泄，有效地減少對水質(zhì)的污染，增進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的健康，提高水產(chǎn)動(dòng)物的抗病能力，如植酸酶等。酶制劑作為蛋白質(zhì)的一種，是微生物發(fā)酵的天然產(chǎn)物，無毒、無副作用，同時(shí)，酶菌在發(fā)酵過程中分泌出一些維生素、礦物元素、蛋白質(zhì)等能促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的全面吸收，增強(qiáng)魚體的體質(zhì)和抗病能力。添加外源酶制劑提高了魚類對蛋白質(zhì)及其他營養(yǎng)成分的利用率，促進(jìn)了免疫球蛋白、淋巴因子、前列腺素免疫因子的生物合成，從而提高動(dòng)物的免疫功能。酶制劑的生產(chǎn)制作工藝4是指