饲料用酶的研究进展 姚斌
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体外酶法研究进展摘要:消化能值是评定饲料能量生物学效的主要指标之一。
客观精准地评定饲料的消化能值是确定动物营养需要量及优化饲料配方的主要决策依据。
本文主要介绍了体外酶法的研究进展,影响评定准确性的因素以及体外酶法评定饲料消化能中存在的一些难题。
关键词:猪;消化能;体外酶法引言能量是饲料营养物质的第一要素。
代谢能值是评定饲料能量生物学效的主要指标之一,因此,客观精准地评定饲料的代谢能值是确定动物营养需要量及优化饲料配方的主要决策依据。
目前评定饲料营养价值的方法主要有体内法、半体内法(运动尼龙袋法)和体外法(酶法)。
体内法和半体内法评定饲料营养物质在小肠消化率虽然较为客观实际,但都需要依赖于试验动物,半体内法还需要借助于必要的瘘管手术和试验设备,试验较麻烦且费用昂贵,不适于生产实际,而酶法是利用一种或多种酶或动物小肠液模拟动物体内的环境,在体外对营养物质进行消化,以评定营养物质的消化率,是一种快速且相对准确的试验方法。
酶法最早产生于50年代,最初只是用单一胃蛋白酶法评定饲料蛋白质的消化率,虽然这一方法快速简便,但与体内法所测数据相差较大(Grand 和Carroll,1958; Campbell,1961)。
Akeson和Stahmann(1964)进一步发展了酶法,在胃蛋白酶的基础上又加入了胰蛋白酶,测得真蛋白消化率与体内法所测数据强烈相关(r=0.995),使得胃蛋白酶加胰蛋白酶法成为评定单胃动物饲料蛋白质消化率的常规方法, 但这种方法是在假定蛋白消化率不受其他养分消化影响的基础上建立的,而消化道酶谱是一个复杂多变的多酶系统,由于各种酶元所需要的激活条件不同以及酶作用于底物的反馈抑制作用。
所以胃蛋白酶加胰蛋白酶法并不能真正反映体内消化过程。
日本Furuya(1974)提出了胃蛋白酶加小肠液测定离体消化试验方法,通过离体法和全收粪二者比较,两法干物质和能量消化率间均为强相关,且测值相当一致。
国内张子仪等(1981-1988)对此法做了进一步研究,已形成一套完整的实验室测定猪饲料营养物质消化率的体外方法。
饲料酶制剂市场状况及进展饲料酶制剂通过作用于饲料原料中的抗营养因子,使动物更充分利用饲料中的营养物质,从而提高饲料转化率和肉、蛋的生产效率。
此外,饲料酶制剂可减少动物排泄量,在控制畜牧生产中环境污染方面发挥了关键作用。
一、为什么在动物饲料中使用酶制剂?以猪和禽为例,占采食量15%~25%的饲料在体内不能被消化,因为饲料中包含抗营养因子,或是体内缺乏某种可特异性降解饲料中某种成分的酶。
抗营养因子可干扰正常消化,导致产蛋量或产肉量降低,同时也降低了饲料转化率,并会引发消化不良。
酶制剂可提高饲料组分的营养价值和消化效率,帮助降解许多饲料原料中普遍存在的抗营养因子,如粗纤维和植酸;还可用于提高饲料中淀粉、蛋白质、氨基酸及矿物质(钙、磷)的利用率。
此外,酶制剂还可用于补充幼龄动物内源酶的不足。
由于酶本身是蛋白质,最终可被动物消化或排出体外,在蛋或肉中没有任何残留。
二、应用于动物饲料的酶制剂有哪些?1.糖酶可降解复杂的碳水化合物,包括以非淀粉多糖(纤维)或淀粉为底物的酶类。
2.纤维降解酶所有植物性饲料原料都含有纤维,其由一系列复杂的碳水化合物(非淀粉多糖)组成,主要存在于植物的细胞壁中,分为可溶性纤维和不可溶性纤维。
纤维以多种方式产生抗营养作用。
在动物饲料中使用的纤维降解酶主要是木聚糖酶和β-葡聚糖酶。
木聚糖酶降解阿拉伯木聚糖,阿拉伯木聚糖在谷物饲料及其副产物中含量较多。
β-葡聚糖酶可降解β-葡聚糖,β-葡聚糖在大麦和燕麦中含量丰富。
其他应用于动物饲料的纤维降解酶还有β-甘露聚糖酶、果胶酶和α-半乳糖苷酶。
3.淀粉降解酶植物性饲料原料中淀粉的消化率可因淀粉颗粒大小、淀粉组成和淀粉的包裹情况而变化。
植物的遗传特性、生长条件、收获条件、加工处理、干燥、储藏和饲料生产过程都会影响淀粉的消化率。
淀粉降解酶可降解谷物、谷物副产品以及一些植物性蛋白中的淀粉。
通过提高淀粉的消化率,淀粉降解酶可使动物从饲料中获取更多的能量,并有效地转化为肉和蛋。
木聚糖酶在猪饲料中的研究进展与应用
小麦中的主要抗营养因子是阿拉伯木聚糖,其作用主要表现为增加动物消化道食糜粘度。
日粮中添加以木聚糖酶为主的复合酶,可有效消除其抗营养作用,提高猪的生产性能。
本文就近几年来,国内外学者对木聚糖酶在猪饲料中的研究与应用作一综述。
在传统饲料的玉米-豆粕型日粮中,玉米作为主要的能量饲料,常占到日粮配方组成的60%左右。
目前养猪生产中出现了玉米等能量饲料的短缺,因而必须充分地开发和利用我国资源丰富的麦类谷物和糠麸。
另外,中国已加入世贸组织,国外低价格小麦、大麦产品即将涌入中国市场,将进一步刺激木聚糖酶的市场需求。
同时,随着我国饲料安全工程的启动和实施,抗生素等产生残留,抗药性和污染环境的饲用添加剂的使用将受到限制,被逐步禁用或淘汰,而饲用酶制剂作为无残留,无抗药性又不污染环境的促生长添加剂,将会得到大力推广使用。
1木聚糖酶的作用机理谷物籽实中都会含有一定量的抗营养因子非淀粉多糖(NSP),NSP分为可溶性NSP(SNSP)和不可溶性NSP(INSP),影响动物对养分消化率的NSP主要是SNSP。
小麦、麦麸、米糠中的SNSP主要是木聚糖。
众多研究表明,酶制剂能消除NSP的抗营养作用,主要是NSP酶将NSP降解为小分子,从而改变NSP的抗营养特性。
木聚糖酶是专一降解木聚糖的复合酶,主要是由β-1,4-D-内切木聚糖酶和β-1,4-D-外切木
糖甘酶组成,此外,还有一些脱支链酶。
木聚糖酶破坏木聚糖分子中的共价交联(阿拉伯糖残基取代区)及通过氢键形成的连接区(主链上的非取代区),使木聚糖的水溶性及粘性大大下降,从而降低对肠道的负作用。
1.1降低胃肠道食糜的粘性DeSilva。
摘要饲料中添加酶可帮助动物对饲料养分的消化吸收,大幅提高饲料效率,促进动物生长。
综述了木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶和植酸酶在饲料工业中的应用。
关键词饲用酶;饲料;应用 Application Advancement of Feed Enzyme ABSTRACT adding enzyme to the feed can help animal to digest nutrient of the feed and increase efficiency of the feed and promote animal to grow up. Application of xylanase, p-glucanase, cellulase and phytase in the feed industry were summarized,KEYWORDS feed enzyme: feed: application 1 前言饲用酶的研究开发和推广应用已成为生物技术在饲料工业中应用的重要领域。
酶作为一种新型高效饲料添加剂,可以提高畜禽生产性能和减少排泄物的污染,同时也为开辟新的饲料资源提供了可能性。
从而使饲料工业高效、环保和可持续发展成为可能。
饲用酶可大致分为两大类:内源性酶,如与消化道分泌的消化酶相似的酶(淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等)可直接消化水解饲料的营养成分:外源性酶,消化道不能分泌的酶,如纤维素酶,β-葡聚糖酶和植酸酶等。
外源性酶不直接消化水解大分子的营养物质,而是分解或水解饲料中的抗营养因子,间接促进了营养物质的消化利用,提高营养消化率。
大部分的科研报告显示,在正常的畜禽日粮中,使用外源性酶才有实际意义。
目前已得到充分肯定的饲用酶主要是木聚糖酶,β-葡聚糖酶,纤维素酶和植酸酶。
随着饲用酶研究工作的系统化、研究范围的扩大化,饲用酶生产:技术的不断进步使得其应用取得了较大的进展。
2 木聚糖酶在饲料工业上的应用 2.1 木聚糖酶的种类及作用β-木聚糖酶属于水解酶类,包括内切β-木聚糖酶、外切β-木聚糖酶和β-木二糖苷酶。
酶制剂在动物营养和饲料中的应用发布时间:2021-11-16T07:42:01.870Z 来源:《中国科技人才》2021年第22期作者:朱海峰[导读] 酶是目前较晚的饲料添加剂。
1975年,美国首次在配合饲料中使用酶制剂,取得了显著的效果。
此后,饲料酶商品化技术应运而生,并越来越受到世界水产界的重视。
我国饲料酶制剂的研究和应用始于20世纪90年代,产品数量不断增加,质量不断提高。
短短十几年间,已经有数百种酶产品被逐渐应用于猪、禽、水产品和反刍动物的养殖。
饵料是水产养殖业发展的关键。
酶广泛应用于饲料中,以提高饲料质量。
酶制剂可以克服饲料中抗营养因子的不利影响,提高饲料地消化率,为动物提供充足的营养,促进动物健康生长。
本文综述了酶制剂在动物营养和饲料中的应用。
济南市海倍得生物技术有限公司山东济南 271133摘要:酶是目前较晚的饲料添加剂。
1975年,美国首次在配合饲料中使用酶制剂,取得了显著的效果。
此后,饲料酶商品化技术应运而生,并越来越受到世界水产界的重视。
我国饲料酶制剂的研究和应用始于20世纪90年代,产品数量不断增加,质量不断提高。
短短十几年间,已经有数百种酶产品被逐渐应用于猪、禽、水产品和反刍动物的养殖。
饵料是水产养殖业发展的关键。
酶广泛应用于饲料中,以提高饲料质量。
酶制剂可以克服饲料中抗营养因子的不利影响,提高饲料地消化率,为动物提供充足的营养,促进动物健康生长。
本文综述了酶制剂在动物营养和饲料中的应用。
关键词:酶制剂;动物营养;饲料1 酶对动物的益处 1.1 酶的作用机制因为动物不能分泌水解非淀粉多糖的酶,所以谷物细胞壁中的非淀粉多糖只处于非水解状态。
非淀粉多糖是一种大分子碳水化合物,在组成和结构上与淀粉不同,分子间有化学交联,因此不能被动物完全消化利用。
一些非淀粉多糖易溶于水,在动物肠道内形成黏性凝胶,降低肠道功能,因此臭名昭著。
木聚糖是戊聚糖,具有很强的水溶性和黏性,这是造成这种情况的主要原因。
从植酸酶玉米说起(上)提要:植酸酶玉米减少使用无机磷,将延缓磷矿资源的枯竭,显著节省了成本,还可以增进牲畜对铁、锌、钙、镁、铜、铬、锰等矿物质元素的吸收;更重要的是,它能有效减少牲畜粪便对环境造成的污染。
许多环保主义者总喜欢以各种手段不厌其烦地表达对于现代工业的憎恨,认为它是破坏环境的根源所在,却不了解(或其实了解但不愿承认)一个环境学领域最基本的事实:对生态与环境破坏最严重的不是工业,而是农业,尤其是原始农业。
——农业不仅要侵占大量森林和草地,还要向环境施放大量农药和化肥,以及“农家肥”;原始农业生产方式(即今天所谓的“有机农业”)由于效率低下,养活同样多的人口就需要用更多的土地,这意味着更多的森林和草地将被开垦为耕地。
“农家肥”的污染则是一个由来已久的话题。
随着农村劳动力大量外出,当前越来越多的“农家肥”未经田地吸收而直接通过溪流进入江河湖泊,中国几乎所有河流湖泊都或多或少遭遇到农家肥污染。
“农家肥”带来的主要污染物有两种:氮和磷,正是这两种物质导致水体的富营养化。
尤其是磷污染,当前,中国每年通过畜禽粪便流失到环境中的磷元素达363万吨,相当于通过化肥流失量的1.2倍。
磷污染的处理难度及成本均远远高于氮污染,环保部门每处理水体中的一吨磷,平均大约要花费人民币11万元。
磷是生物体必需的元素,作为牲畜饲料主要原料的玉米中富含磷元素,但这些磷却不能被鸡、猪和鱼等动物很好地吸收。
原来,玉米中丰富的磷绝大部分以植酸的形式存在。
植酸又叫肌醇六磷酸,不仅是玉米,包括水稻、小麦在内的其他禾本科植物也以植酸作为磷在种子中的储存形式。
正常情况下,植酸大部分不能被人、鸡、猪、鱼等单胃动物的消化系统分解,这些动物因而不能充分利用其中的磷。
植酸不仅不让动物吸收磷,它还会与蛋白质及钙、镁、铁、锌、铜、锰、铬等人体必需元素结合,影响动物对这些微量元素的吸收。
所以亚洲以大米为主食的人们很容易缺钙,以及因缺铁而贫血,各种微量元素的缺乏还造成隐性饥饿。