不同酶制剂的特点及在饲料生产中的应用
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收稿日期:2014-04-13酶制剂在饲料中应用广泛,能有效提高饲料利用率、降低养殖成本。
本文综述了饲料酶的种类、作用机理、在蛋鸡上的应用效果以及影响效果的因素,对酶制剂在蛋鸡上得合理使用起到一定指导作用。
1饲料酶的种类根据酶的作用底物可将饲料酶分为消化酶与非消化酶。
消化酶主要包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、肽酶、麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶等,这些酶可在动物消化道内产生,其催化反应的产物可直接被动物利用。
非消化道酶主要包括非淀粉多糖酶(木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶等)、植酸酶和饲料毒素分解酶,主要功能是分解饲料中的抗营养因子和饲料毒素。
2饲料酶的主要作用机理2.1消化酶饲料消化酶的主要作用是补充内源性消化酶的不足,提高饲料养分的消化率。
一般情况下,正常健康的成年家禽在适宜的生产条件下,可以分泌足够的消化酶用以分解饲料中的淀粉、蛋白质和脂类等营养物质,在应激条件下,其消化酶的分泌量会大大减少。
幼龄家禽由于消化系统发育不完善,各种消化酶分泌不足。
因此,在幼龄家禽和应激条件下成年家禽的日粮中,添加外源性消化酶,不仅可以补充内源酶的不足,并且能激活内源酶的分泌,有利于家禽对饲料养分的消化吸收。
2.2非消化酶2.2.1非淀粉多糖(NSP )酶非淀粉多糖(NSP )是细胞壁的主要成分,广泛存在于各类植物性饲料中,其中麦类含量大,难于被家禽自身分泌的消化酶所分解。
由于植物细胞内的营养物质被细胞壁包裹,难以接触到消化酶,因此,NSP 是影响谷物类日粮中营养物质利用率的主要抗营养因子之一。
NSP 酶通过分解NSP ,释放被细胞壁包裹的淀粉、蛋白等营养成分,降低可溶性NSP 造成的粘稠食糜的粘度而发挥作用。
NSP 酶可破坏植物细胞壁,提高饲料养分消化率。
植物细胞壁主要成分有纤维素、半纤维素和果胶等,而植物细胞内容物则为淀粉等营养性多糖及蛋白质。
细胞壁不可消化的物质阻碍了消化酶与细胞内容物直接接触,影响其消化。
蛋鸡饲料中酶制剂对饲料消化率的影响近年来,养殖业的快速发展对饲料的需求量不断增加。
为了提高蛋鸡的生产性能,饲养中添加酶制剂已成为一种常见的方法。
本文将探讨蛋鸡饲料中酶制剂对饲料消化率的影响,并讨论其在养殖业中应用的意义。
一、酶制剂在蛋鸡饲料中的作用蛋鸡对于饲料中的淀粉、蛋白质、纤维素等成分消化能力有限。
而酶制剂的添加可以改善饲料的可消化性,进而提高蛋鸡对饲料营养成分的吸收利用率。
常见的酶制剂包括纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等。
它们能降解饲料中的复杂多糖、纤维素和蛋白质,使其变为蛋鸡能够消化吸收的简单碳水化合物和氨基酸。
二、酶制剂对饲料消化率的影响研究表明,酶制剂的添加可以显著提高蛋鸡对饲料的消化率。
以纤维素酶为例,它能够有效降解饲料中的纤维素,使得蛋鸡能够更好地吸收纤维素中的营养物质。
在添加纤维素酶的饲料中,蛋鸡的饲料消化率明显提高,能够更充分地利用饲料中的能量和养分,从而促进蛋鸡的生长和生产性能。
此外,酶制剂还可以改善饲料中的矿物质消化率。
例如,饲料中的磷含量较高,但蛋鸡的磷酸酶活性有限,很难完全利用饲料中的磷。
通过添加磷酸酶酶制剂,可以提高蛋鸡对磷的吸收率,减少磷的排泄,降低环境污染。
综上所述,酶制剂对蛋鸡饲料中的营养物质消化率有显著的促进作用。
适量添加酶制剂可以提高饲料的可消化性,提高蛋鸡的生产性能。
它不仅可以减少动物粪便中的营养流失,还能降低环境污染,具有重要的经济和环境效益。
三、酶制剂在养殖业中的应用前景随着养殖业的发展,酶制剂在蛋鸡饲养中的应用前景非常广阔。
首先,合理添加酶制剂可以提高饲料的利用率,降低饲料成本,从而增加养殖业的经济效益。
其次,酶制剂的应用还能改善饲料的营养价值,提高蛋鸡的生产性能,增加产蛋率和出栏率。
此外,酶制剂还能减少饲料中的反刍物和粪便产量,减轻环境污染的程度。
然而,要实现酶制剂在养殖业中的最大效益,还需要继续加强对酶制剂的研发和应用的深入研究。
目前,虽然有关酶制剂在饲料中的应用已有相当数量的研究报告,但仍然存在一些问题需要解决。
酶制剂在水产养殖饲料中的应用关键词 :酶制剂 ; 水产养殖1 酶制剂 (酶、酵素的概念酶制剂是由一种或多种可以分解饲料营养分子链的生物活性物质组成的微量添加剂。
它可降解饲料中各营养组分的分子链 , 或者改变动物消化道内酶系的组成 , 促进消化 , 大幅度提高饲料效率 ,促进动物生长。
酶制剂的探索性应用已有多年 , 但是作为商品酶制剂应用到实际生产上只是近年的事。
目前在生产中应用的酶主要有淀粉酶 (蛋粉酶、糖化酶、蛋白酶 (中性蛋白酶、酸性蛋白酶、纤维素酶 (C1酶、 B-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、果胶酶、植酸酶等 , 可以分别降解饲料中的淀粉、蛋白质、纤维素、果胶质和抗营养因子等。
在商品酶制剂分类中又可以分为单一酶和复合酶。
2 酶制剂在水产养殖上的应用溢多酶是一种复合酶 , 含有较高活性的木聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶。
通过在草鱼 (Ctenopha- ryngodon godonidells饲料中添加 0.1%的溢多酶 , 生长速度较对照组提高了 6.6%,饵料系数下降了 0.29, 每千克养殖成本降低了 8.93%。
处理组的粗蛋白和灰分明显增加 , 说明在草鱼饲料中添加合适的酶制剂可以增强蛋白转化率 [1]。
陈天华 [2] 发现在彭泽鲫 (Carassius auratus幼鱼的饲料中添加 0.05%、 0.1%、 0.2%、 0.3%的溢多酶时 , 幼鱼的平均增长率分别较对照组提高 8. 0%、 7. 6%、17.3%、 9.0%,畸形率明显下降。
在幼鱼阶段添加酶制剂的效果较好是因为该阶段的鱼类消化系统尚未发育完全 , 消化腺分泌的消化酶尚不充足 , 所以在此阶段添加外源性酶以补充内源性酶的不足是必要和可行 , 需要掌握合适添加的量。
在鲤(Cyprinus carpio饲料中添加复合纤维素酶可提高生长率和降低饲料成本 , 与对照组相比分别提高了 11.96%和 14.63, 饵料系数降低了 16.36%[3]。
酶制剂在宠物行业中的应用主要体现在宠物诱食剂的生产中。
诱食剂是一种非营养型饲料添加剂,通过提高饲料的适口性,增强动物的食欲,从而提高宠物的食量,提高饲料利用率和消化率。
酶制剂在诱食剂的生产中起到关键作用,通过酶解作用将大分子蛋白水解为小分子多肽和氨基酸,并通过美拉德反应增加挥发性风味物质,从而提高宠物食品的适口性和风味性。
常用的酶制剂包括风味蛋白酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶和木瓜蛋白酶等。
不同的酶制剂作用位点不同,得到的多肽、小肽、游离氨基酸等风味前体物质组合也不同,因此,酶制剂的选择对于宠物诱食剂的生产至关重要。
在宠物诱食剂的生产中,可以根据宠物的口味偏好选择不同的酶制剂。
例如,针对犬类对甜味食品的喜好,可以选择甜味酶制剂;而针对猫类对酸味食物的喜好,可以选择酸味酶制剂。
此外,对于不同的风味需求,如牛肉味、鸡肉味和鱼味等,可以选择相应的动物蛋白水解专用酶与风味酶搭配使用。
总之,酶制剂在宠物行业中的应用主要是通过提高宠物食品的适口性和风味性来增强宠物的食欲和食量,从而提高饲料的利用率和消化率。
在实际应用中,需要根据宠物的口味偏好和风味需求选择合适的酶制剂。
饲用酶制剂在养猪生产中的应用
在养猪生产中,饲用酶制剂的应用已经越来越广泛。
酶制剂作为一种特殊的蛋白质,能够促进猪对饲料的消化与吸收,提高饲料的利用率,减少粪便中的污染物排泄量。
酶制剂主要分为消化酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等,在猪饲料中添加这些酶制剂,可以促进猪对饲料的消化与吸收。
特别是对于幼猪和早期断奶的仔猪,在其开食的配合饲料中添加酶制剂,可以增加它们的食欲,促进生长发育和提高饲料转化率。
此外,酶制剂的使用还能提高猪对饲料的消化率,减少粪便中的氮、磷等污染物的排泄量。
这对于环境保护和猪的健康生长都具有重要意义。
在使用酶制剂时,需要注意影响酶活力的各种因素,如环境最适pH值、环境温度等,以便其发挥最大的功效。
同时,酶制剂的种类和用量也需要根据猪的种类、年龄、日粮类型等因素来确定,以达到最佳的使用效果。
总的来说,饲用酶制剂在养猪生产中扮演着重要的角色,能够提高猪的饲料利用率和生长性能,同时也有助于保护环境。
饲料酶制剂的作用与应用作者:王道坤侯天燕来源:《科学种养》2017年第06期随着饲料科学和饲料工艺的发展,作为饲料添加剂的酶制剂,逐渐受到业界的关注。
对养殖户来说,充分了解饲料酶制剂的作用及原理,掌握饲料酶制剂的应用原则,显得很有必要。
一、饲料酶制剂的种类酶是生物体内活细胞产生的具有高效生物催化活性的大分子物质。
酶的种类繁多,目前人们已经发现了4000多种,但真正用于饲料生产的酶制剂并不多。
2014年2月1日施行的《饲料添加剂品种目录(2013)》(中华人民共和国农业部公告第2045号)规定,用于饲料的酶制剂主要有淀粉酶、α-半乳糖苷酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麦芽糖酶、β-甘露聚糖酶、果胶酶、植酸酶、蛋白酶、角蛋白酶、木聚糖酶等13种(见下表)。
由于饲料原料的组成和结构都很复杂,因此,除植酸酶外,饲料生产中很少使用单一的酶制剂,更多的是使用复合酶制剂。
复合酶制剂含有2种或2种以上的单酶。
二、饲料酶制剂的作用在畜禽饲料中添加酶制剂,直接作用是促进饲料营养物质的消化、补充内源酶的不足,间接作用是提高畜禽机体免疫力、减少粪便排放、降低环境污染。
促进消化的机理在于破坏饲料中的抗营养因子、解离金属元素。
1. 破坏抗营养因子植物细胞壁很难被完全破坏,包围在其中的淀粉、蛋白质等营养成分,由于无法接触消化液而不能被消化。
植物细胞壁的成分包括木聚糖、β-葡聚糖、纤维素、半纤维素等,属于非淀粉多糖(NSP)。
这些非淀粉多糖被称为“抗营养因子”。
在纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等非淀粉多糖酶(NSP酶)的作用下,非淀粉多糖可以被降解,营养物质的消化得以更好地进行,又加上消化道食糜的黏度降低,消化酶的扩散和已消化养分的吸收速度都有所加快,饲料利用率得到较大幅度的提升。
但畜禽体内不分泌非淀粉多糖酶,必须通过外源添加。
因此,非淀粉多糖酶是目前饲料业应用最广的一大类酶制剂。
2. 解离金属元素磷是饲料工业中继能量、蛋白质之后第三大昂贵的饲料资源,添加量相对较大。
不同酶制剂的特点及在饲料生产中的使用饲用酶制剂的使用效果现已毋庸置经,它既能提高饲料的消化率和利用率,提高畜禽及鱼类的生产性能,又能减少畜禽摄泄物中的氮、磷的摄泄量,保护水体和土壤免受污染,因而饲用酶制剂作为一类高效、无毒副作用和环保型的“绿色”饲料添加剂,在21 世纪将有着十分广阔的使用前景。
根据国内外多年研究和使用实践,我们认为在饲料中使用酶制剂有以下几点原因:1、改变肠道内的物理化学性质,如降低食糜粘度2、破坏细胞壁,使营养物质更易被动物消化酶消化3、去除抗营养因子4、补充内源酶的不足,如幼龄动物及应激状态下5、更利于特定营养在动物在小肠内的吸收6、提高谷物加工副产品的营养价值7、降低排泄物的水分含量8、减少营养物质的浪费,提高消化率9、影响胃肠道内微生物的构成,平衡肠道菌群尽管酶制剂的作用已经为人们所认识,但是由于酶制剂生产的特殊性,比如使用不同的菌种,不同的生产方式(固体发酵或者液体发酵),同一种发酵方式中的不同生产条件和对生产条件控制的能力的差异以及最终产品的测定条件的巨大差异都给广大酶制剂的用户带来了一定的难度,很难从表观上去简单判别哪种酶制剂产品是适合自己的。
那么,抛开产品的差异,我们在决定饲料中使用酶制剂种类时至少应考虑以下的因素:1、首先要考虑到是饲料的组成,主要考虑以下因素:•谷物及蛋白饲料原料的种类•谷物及蛋白饲料原料的配比•谷物及蛋白饲料原料中抗营养因子的水平(根据来源、天气和土壤情况而不同)2、考虑到因素是动物本身的因素,特别是日龄因素和品种。
一般来说,可推荐下面的组合•使用木聚糖酶在阿拉伯木聚糖丰富的饲料中•使用β- 葡聚糖酶在β- 葡聚糖丰富的饲料中•使用淀粉酶在淀粉含量高的饲料中尽管原则上应该是这样,但在实际操作中,我们发现营养师仍然会有很大的疑虑,究竟该选择什么样的酶制剂和酶制剂的组合,才能最好的发挥酶制剂的功能,降低饲料企业的成本压力,提高饲料的品质,是现在大家比较困惑的问题。
不同酶制剂的特点及在饲料生产中的应用
饲用酶制剂的应用效果现已毋庸置疑,它既能提高的消化率和利用率,提高畜禽的生产性能,又能减少畜禽摄泄物中的氮、磷的摄泄量,保护土壤免受污染,因而饲用酶制剂作为一类高效、无毒副作用和环保型的“绿色”,在21 世纪将有着十分广阔的应用前景。
虽然酶制剂的作用已经为人们所认识,但是由于酶制剂生产的特殊性,比如使用不同的菌种,不同的生产方式(固体发酵或者液体发酵),最终产品的测定条件的巨大差异都给广大酶制剂的用户带来了一定的难度,很难从表观上去简单判别哪种酶制剂产品是适合自己的。
那么我们在决定中使用酶制剂种类时至少应考虑以下的因素:
首先要考虑到是的组成,主要考虑以下因素:谷物及蛋白的种类,谷物及蛋白的配比和谷物及蛋白中抗营养因子的水平。
第二个考虑到因素是动物本身的因素,特别是日龄因素和品种。
一般来说,可推荐这些的组合:使用木聚糖酶在阿拉伯木聚糖丰富的中;使用β- 葡聚糖酶在β- 葡聚糖丰富的中;使用淀粉酶和蛋白酶在幼小动物的中。
一.不同酶制剂及其底物特点
酶作用的一个主要特点是底物专一性,所以首先应该对其所作用的底物有一个初步的认识。
目前国内酶制剂主要包括消化非淀粉多糖的酶、淀粉酶、蛋白酶等。
在本节中将阐述以上非淀粉多糖和其相应底物的特点。
非淀粉多糖(Non-starch Polysaccharides NSP)主要包括木聚糖、阿拉伯聚糖、半乳聚糖和甘露聚糖和葡聚糖,NSP具有很强的抗营养作用。
这些抗营养作用严重地影响了这些的使用,在小麦、裸麦、大麦和所用的加工副产品中,阿拉伯木聚糖(Arabinoxylans AX )是最主要的抗营养因子。
在大麦和燕麦中,抗营养因子主要由β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖组成。
1.1阿拉伯木聚糖
阿拉伯木聚糖是NSP中最主要的成份。
阿拉伯木聚糖是木糖分子由β-(1,4 )键连接而成的骨架结构。
这一木糖分子的线性长链结构是它的基础骨架。
由于来源不同,其直链上还可能连接着不同的组分形成的线性支链。
阿拉伯木聚糖最为人知的就是它提高了食糜的粘性,主要是因为它强大的吸水能力。
粘性的增加使得与消化酶以及胆盐的混合非常困难,另外营养物质的吸收效率也受到很大影响,同时伴随着微生物活动的增加,并且有理由相信,这也是导致高含量阿拉伯木聚糖日粮饲喂动物,其生长性能变差的一个重要原因。
一个可能的解释是这些微生物和其宿主之间会竞争营养物质。
肠道微生物还可以转运对脂肪消化起重要作用的胆盐。
另外引起肠道形态的变化也是AX 重要的抗营养作用,这会降低肠道的吸收能力。
最后,AX 的吸水能力还会导致排泄物的粘性和水分增加。
AX 第二个重要的抗营养作用是其作为细胞壁成份形成一层包被,将大量可被很好利用的营养物质如淀粉和蛋白质包裹起来,或者是支链结构与营养物质形成化学键。
这些被包裹的营养将不能被动物肠道充分利用。
1.2 木聚糖酶
木聚糖酶是目前使用的最多的一种用酶,从来源上讲有真菌性的木聚糖酶和细菌性的木聚糖酶,从作用方式来看,又包括外切性木聚糖酶和内切性木聚糖酶。
内切性1,4-β-木聚糖酶可将木糖聚合物分解成短链。
这一内切活性会很快将食糜粘性降低并释放被包裹的营养物质。
因此,这种酶是消除AX 抗营养作用的最重要的酶。
外切性木聚糖酶只能在AX 的末端发挥作用。
1.3 β- 葡聚糖
β- 葡聚糖是D-葡萄糖通过β-(1-3)和β-(1-4)键连接而成的多聚体。
由于它们是水溶性的,因此不会造成太过复杂的结构。
低浓度的β-葡聚糖只会直接与水分子作用而截留水分。
但当浓度增加后,就会互相反应而形成网状结构(凝胶)。
因此含有高浓度的β- 葡聚糖的就会导致肠道内容的粘性增大。
粘度增加的抗营养作用在阿拉伯木聚糖中已有详细阐述
1.4 β- 葡聚糖酶:
[与阿拉伯聚糖酶类似,要消除β-葡聚糖的粘性效应,就要把其长链水解成较短的短链。
最有效的方法就是使用内切β-葡聚糖酶。
1.5纤维素
纤维素是D-葡萄糖以β-1,4糖苷键结合而成的线性大分子物质。
每分子纤维素含800 - 1200个葡萄糖分子,分子链内、键间及分子链与表面分子间易形成氢键。
常见的畜禽如谷物、豆类、麦类及牧草都含有大量纤维素,并且常与半纤维素、果胶等物质结合在一起。
除反刍动物可以利用一部分纤维素外,单胃动物如、等则不能利用纤维素。
1.6纤维素酶
Q纤维素酶是由多种水解酶组成的一个复杂酶系,根据其各酶功能的差异,被分为以下三大类:葡聚糖内切酶,葡聚糖外切酶和β- 葡萄糖昔酶。
纤维素在这3 类酶的协同作用下完成水解。
纤维素酶能打破植物细胞壁使胞内原生质暴露出来,进一步降解。
提高了胞内物质的消化率,从而有效地提高了的有效能值,可补充草食动物内源酶的不足。
添加纤维素酶制剂可明显提高草食动物对粗纤维的消化利用率。
另外,对单胃动物而言,纤维素酶可改善消化道环境,使酸度增加,以激活胃蛋白酶。
消除抗营养因子,降低物料的粘稠度,促进内源酶的扩散,增加养分的消化吸收。
1.7甘露聚糖
甘露聚糖,就是半乳糖基甘露聚糖,其在饼粕类中含量很高,在豆粕中的含量比在其它常用中的都高。
对于家禽和来说,甘露聚糖降低粕类的消化率,即使很低浓度的甘露聚糖也会降低葡萄糖在肠道中的吸收率,结果通过于扰胰岛素的分泌和胰岛素样生长因子的产生而降低碳水化合物的代谢。
另外还会降低脂肪和氨基酸的吸收,降低水的吸收从而导致粪便含水量增高。
1.8 甘露聚糖酶
甘露聚糖酶是半纤维素酶中的一种,它能有效地分解粕类中的甘露聚糖生成甘露寡糖等物质,虽然甘露寡糖不能直接被动物机体吸收,但可参与机体的神经内分泌,影响代谢。
甘露聚糖酶的作用包括:提高饼粕类的能量利用率,降低动物体重的变异程度。
而且动物体重越
小,该酶的作用越容易体现,可有效阻断细菌和寄生虫对肠道的侵袭,提高动物健康水平。
1.9果胶是存在于植物组织中的一种多糖成分,主要由半乳糖醛酸及其甲酯缩合而成,它和纤维素一起对植物起构造作用。
1.10 果胶酶!果胶酶含有酯酶、水解酶和裂解酶三种成份,分别对果胶质起解酯、水解、裂解作用,生成半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸、不饱和半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛等,最终分解植物结构,释放营养物质。
结语:
7酶制剂在我国发展还处于初级阶段,还有很多问题需要企业和生产企业一起来解决,但酶制剂的使用在未来必然成为企业的首选。
木聚糖酶,β- 葡聚糖酶,纤维素酶和甘露聚糖酶的出现为广大用户提供了一个新的选择,并且可以肯定的是它必然将会是酶制剂发展的方向。