酶解蛋白在畜牧生产中的应用及发展趋势
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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。
枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用研究枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种常见的产孢杆菌,广泛存在于土壤、水体和植物根际中。
它具有多种对植物生长和健康有益的特性,例如能够产生丰富的酶类和抗生素,降解有机废弃物,并与植物根系建立起共生关系。
其中,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用是一项有潜力的研究领域。
首先,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白可以增加饲料的蛋白质可利用性。
植物蛋白质中存在一些抗营养因子,如纤维素、多肽和肽酶抑制剂等,它们会降低蛋白质的降解和吸收速度。
通过酶解植物蛋白,可以降低这些抗营养因子的含量,提高其可利用性。
一些研究表明,酶解植物蛋白后,饲料中的蛋白质降解率明显提高,动物对蛋白质的利用效率也明显提高。
其次,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白可以改善饲料的营养价值。
植物蛋白质中含有大量的必需氨基酸,但存在不平衡的情况。
通过酶解,可以提高植物蛋白质中各种氨基酸的比例,使其更接近动物的需求。
此外,酶解还可以降低饲料中的抗营养物质含量,如纤维素和多肽,从而改善饲料的营养价值。
第三,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白可以改善饲料的口感和食欲。
植物蛋白质的特点是结构复杂,对动物消化道有一定的刺激作用。
通过酶解,可以破坏蛋白质的大分子结构,使其更易于被动物消化酶分解,并提高饲料的嗜好性和食欲。
最后,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用还可以提高动物的生产性能。
研究表明,添加酶解植物蛋白的饲料可以提高动物的生长速度、饲料转化率和产蛋率,降低饲料成本。
这是因为酶解植物蛋白可以提高饲料中蛋白质的可利用性,增加动物对营养物质的吸收利用,从而提高生产性能。
然而,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用还存在一些潜在的问题和挑战。
例如,酶解过程中可能会产生氨和胺等有毒物质,对动物健康产生不利影响。
此外,酶解植物蛋白也需要一定的条件和工艺,如果操作不当,可能会导致酶活性降低或失活。
综上所述,枯草芽孢杆菌酶解植物蛋白在饲料中的应用具有广阔的研究前景。
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。
复合酶解蛋白质工艺食品工业中应用提纲:1. 复合酶解蛋白质工艺的作用和原理分析2. 复合酶解蛋白质工艺在食品工业中的应用现状分析3. 复合酶解蛋白质工艺的优缺点分析4. 复合酶解蛋白质工艺在未来的应用前景分析5. 复合酶解蛋白质工艺在食品质量安全方面的研究分析1. 复合酶解蛋白质工艺的作用和原理分析复合酶解蛋白质工艺是指利用多种酶对蛋白进行联合分解的一种新型蛋白降解技术,其中酶类多种多样,包括蛋白酶、肽酶、胰蛋白酶等。
这些酶能够在特定的条件下协同作用,相互促进,加速蛋白的降解。
复合酶解蛋白质工艺的原理在于,酶是高度选择性的蛋白物质,它们只能与特定类型的基质相互作用,对于不同的蛋白质结构也有不同的作用机制。
当多种酶联合作用时,它们能够共同作用于蛋白质分子不同部位,将其分解为较小的分子,如肽和氨基酸。
这使得在没配制复合酶解剂前,以单一酶剂作用物易产生死角、耗时长、作用不均匀等弊病都可以得到一定的改善。
2. 复合酶解蛋白质工艺在食品工业中的应用现状分析复合酶解蛋白质工艺在食品工业中的应用广泛。
其中主要的应用领域是肉制品、加工蔬菜、豆制品、奶制品等行业。
通过复合酶解蛋白质工艺,这些食品可获得多种特殊的口感和营养价值。
复合酶解蛋白质工艺能够加快肉制品的蛋白质降解速度,使其嫩滑。
目前,许多商家已将其应用于烧烤食品和火锅类肉制品的生产中。
同时,也有不少企业使用复合酶解蛋白质工艺生产肉丸、鸡蛋卷等产品。
在加工蔬菜领域,复合酶解蛋白质工艺虽然起步较晚,但是也得到了越来越多的应用。
它可以加速蔬菜中的蛋白质降解和淀粉分解,提高蔬菜的烹饪和口感,增加营养价值。
例如目前市场上很火的泡菜、酸菜等产品,就运用了复合酶解蛋白质工艺进行生产。
此外,复合酶解蛋白质工艺还被广泛应用于豆制品和奶制品的生产中。
豆制品中的高蛋白质分子很难被分解,而复合酶解蛋白质工艺能够有效地将大豆蛋白质分解为具有生物韵律调节活动性的短肽,提高豆制品的营养价值和口感。
动物营养学报2019,31(4):1547⁃1553ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.04.011蛋白质饲料的酶解工艺及酶解蛋白在畜牧生产中的应用王诗琦㊀刘显军∗㊀陈㊀静㊀李建涛(沈阳农业大学畜牧兽医学院,沈阳110866)摘㊀要:酶解工艺是指通过各种分解酶的作用,将蛋白质原料中一部分大分子蛋白质降解成活性小分子肽和游离氨基酸的过程㊂酶解蛋白具有提高动物生产性能和免疫性能㊁促进蛋白质消化吸收的作用㊂本文简单介绍了酶解工艺过程,并且总结了酶解蛋白在畜牧生产中的应用㊂关键词:酶解工艺;酶解蛋白;畜牧生产中图分类号:S816.4㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)04⁃1547⁃07收稿日期:2018-09-29基金项目:辽宁省高等学校基本科研项目(LSNZD201703,LSNFW201701);辽宁省科技厅重大项目(2015103034)作者简介:王诗琦(1995 ),女,辽宁锦州人,硕士研究生,从事动物营养与饲料科学研究㊂E⁃mail:1033026465@qq.com∗通信作者:刘显军,副教授,硕士生导师,E⁃mail:lchenj@163.com㊀㊀近几十年,我国畜牧业发展越来越好,当前饲料产销量已跃升世界首位,可即便如此,仍然存在着不可忽视的原料短缺问题,而且原料供给和所需之间的矛盾问题更是日益突出㊂特别是以进口为主要来源的蛋白质资源,供给不足将会严重影响我国畜牧业和饲料行业的效益和发展㊂这使学者们不得不思考如何有效利用现有原料㊁开发新资源以缓解当前蛋白质原料不足的问题㊂酶解工艺近些年逐渐被人们熟知,尤其是在食品行业的应用更是屡见不鲜,而利用酶解工艺来提高蛋白质饲料原料利用率的方法也已经被大多数学者关注和肯定㊂与普通蛋白质饲料相比,酶解蛋白具有促进蛋白质合成和消化道发育㊁提高动物生长和免疫性能的作用㊂这种酶解蛋白得到了广大饲料企业的认可,被列为最有效发挥蛋白质营养生理效用的方式之一,并逐渐成为部分替代饲料中鱼粉㊁豆粕的重要原料㊂1㊀酶解工艺㊀㊀酶解工艺是指通过各种分解酶的作用,将蛋白质原料中一部分大分子蛋白质降解成活性小分子肽和游离氨基酸的过程[1]㊂酶解蛋白产品含有更易被吸收的小肽分子和丰富的益生菌㊁酶类和酸类等生物活性因子,不仅能使养分更丰富,还可以使动物肠道内的菌群结构得到一定程度地完善,提高动物的免疫性能,也提高了原料吸收利用率和饲用价值[2]㊂Rojas⁃García等[3]给大西洋比目鱼同时饲喂牛血清蛋白和酶解蛋白,研究显示酶解蛋白的吸收速度比血清蛋白快了约1.3倍㊂这也是目前企业为加速蛋白质原料转化㊁提高营养物质利用率采用的创新工艺㊂与酸碱法相比,酶解工艺具有效率高㊁过程环保安全㊁操作简单㊁营养成分损失少㊁酶解程度容易控制等优点[4],因此在生产实践中越来越受到企业的欢迎和重视㊂1.1㊀酶解原料㊀㊀大部分情况下,常选择植物源蛋白质作为酶解原料,如豆粕㊁棉籽粕这类植物饼粕[5]㊂另外动物源蛋白质也是一类重要的蛋白质资源,之前就有研究曾将诸如动物血液等一些屠宰业废弃物酶解制备某些小肽[6]㊂例如,李艳伟等[7]就曾尝试利用胰蛋白酶通过层析㊁超滤等方法水解猪血,最终成功获得了一种小肽纯品产物㊂但血粉产品细菌含量较高且易腐败,具有一定的危险性,尤其是将其应用到动物饲料中时会对动物生长造成不利㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷影响,因此以后可能会限制甚至禁止动物血液酶解产品的使用㊂而作为世界大豆的主产国之一,我国具有丰富的大豆资源,大豆中不仅蛋白质含量高且氨基酸平衡性能较好,其酶解产物大豆活性肽更是具有抗氧化㊁降血脂㊁抗血栓㊁易于吸收的优势,因此大豆酶解蛋白备受食品保健品行业的青睐,其在饲料行业也表现出重要价值[8],具有极佳的发展前景㊂1.2㊀酶解技术1.2.1㊀单一酶解技术㊀㊀酶解技术中最简单最基础的就是单一酶解,单一酶解只能对大分子蛋白质进行简单地分解,得到功能多样的小肽,促进动物对蛋白质的吸收㊂常选择的是胃-胰蛋白酶[9]㊁番木瓜蛋白水解酶[10]和菠萝蛋白水解酶[11],另外还有一些商业化蛋白酶也比较受欢迎,比如Alcalase碱性酶㊁Neu⁃trase中性酶㊁Flavourzyme风味酶和Protamex复合酶等㊂即便是在对同一种原料进行酶解时,使用不同种蛋白酶产生的效果也各不相同[12]㊂刘春娥等[13]尝试选择不同种类蛋白酶水解鱿鱼内脏蛋白,将氨基酸得率作为评价因子,最终结果显示碱性蛋白酶效果最好,中性蛋白酶和胰蛋白酶水解后氨基酸得率也都达到50%以上,而胃蛋白酶的作用效果最不理想㊂单一酶解法虽然操作简单,但酶解效率低㊁所得产物单一,因此目前该方法正被复合酶酶解技术逐步替代㊂1.2.2㊀复合酶解技术㊀㊀与单一酶解技术相比,复合酶解技术采用多种蛋白酶协同作用提高蛋白质水溶性,高效降解蛋白质原料中大分子蛋白质㊂Beal等[14]早在20世纪就尝试选择复合酶解技术来酶解豆粕和生大豆,结果发现该方法明显提高了氮的消化率,而且酶解后产物蛋白质分子中分子质量大于66ku的含量和比例也有所减少,这表明通过复合酶解技术已经达到使部分高分子蛋白质降解的目的㊂周乃继[15]㊁蒋金津等[16]都选择结合Alcalase碱性酶和Flavourzyme风味酶的复合酶酶解体系,通过酶解饼粕生产小肽,结果表明利用复合酶酶解技术大大提高了棉籽粕原料的水解度,同时制备的小分子肽含量也显著升高㊂何东平等[17]采用超声辅助,以大豆多肽获得率作为评判标准,采用复合酶解技术研究出大豆分离蛋白质原料酶解工艺的适宜条件㊂然而若采用酶制剂对某些蛋白质原料进行酶解,其中含有的有毒有害成分和某些抗营养因子会影响酶解效果,导致结果并不理想[18]㊂针对这一现象,学者们研究发现微生物发酵酶解技术有显著效果㊂1.2.3㊀微生物发酵酶解技术㊀㊀随着学者们不断探索尝试,微生物发酵酶解技术逐渐受到各大企业的青睐㊂微生物发酵酶解技术即利用微生物菌种,人为使环境达到某特定条件,经各菌种发酵后产生某些分解酶,直接使蛋白质原料降解㊂通过这种方法不但可以得到酶解蛋白,还可以了解蛋白质原料中的抗营养因子成分及含量㊂同时,微生物发酵时也会产生一些有机酸和抗菌肽等物质,可以降低某些疾病的发病率[19];产生的芳香物质可以提高适口性[20];而某些菌株甚至还可以增加产物小肽中的甜味,从而刺激动物采食[21]㊂像黑曲霉㊁米曲霉和枯草芽孢杆菌等菌种都是进行微生物发酵酶解时常用的选择㊂万琦等[22]挑选了1株枯草芽孢杆菌株,结合产羧肽酶的某曲霉菌发酵酶解豆粕粉制备大豆多肽,经济高效且口味绝佳㊂王文娟等[23]选择微生物发酵酶解技术,以豆粕为蛋白质原料酶解制备大豆肽,最终获得的小肽不光是苦味减少了许多,而且生理特性也有很大改善㊂2㊀酶解蛋白肽㊀㊀几十年前,学者们普遍认为要想蛋白质被充分利用,唯一选择就是将其水解,由高分子蛋白质变成游离氨基酸,这使人们有了一种误解,认为蛋白质并不存在其他的吸收方式㊂这是忽略了除了氨基酸平衡以外,氨基酸和蛋白质酶解产生的小肽协同作用也是动物生长过程中所需要的㊂钱利纯[5]对小肽应用的探究中发现,动物的低蛋白质饲粮中不该只是添加必需氨基酸,还应该补充一部分小肽,由此才能最大程度地提高动物的生长性能㊂优质蛋白质饲粮经动物采食消化后,其最终产物大多为小肽的形式,而实践证明以小肽形式作为氮源时,蛋白质在消化道的沉积量明显比以氨基酸以及蛋白质分子的形式作为氮源时高㊂有研究报道,酶解蛋白肽能够促进氨基酸和矿物元素的吸收,加速蛋白质合成[24],促进肠道生长发育,维持肠道健康[3],提高免疫力[25]和生长速度,降低料重比,增大企业收益[26]㊂84514期王诗琦等:蛋白质饲料的酶解工艺及酶解蛋白在畜牧生产中的应用2.1㊀提高风味㊀㊀酶解蛋白肽有助于提高产品风味,因此在食品行业尤其受到各生产企业的欢迎,很多食品及饮料的制作过程中都利用酶解工艺来提高感官评分㊂段春红等[27]以大豆为原料,在中性蛋白酶和胰蛋白酶作用下酶解得到大豆11S球酶解蛋白,将其以2.3%的比例添加到猪肉肠制作中,显著提高了风味和品质㊂曾文燕等[28]利用风味蛋白酶酶解扇贝后得到的含活性肽的改良物无苦腥味,且色泽明亮,味道鲜美,可作为海鲜调味品㊂2.2㊀促进矿物元素吸收㊀㊀某些酶解蛋白肽还能够促进矿物质元素的吸收,比如乳清蛋白酶解后能得到一种促矿物元素吸收肽,与矿物元素鳌合后可在机体需要时缓慢释放金属离子㊂郭丽丽等[29]以乳清蛋白为原料,利用胰蛋白酶酶解可制备一种促钙离子吸收肽,特别是当水解液中氨基氮含量达到0.272mg/mL时,能够显著促进钙离子吸收㊂2.3㊀抗氧化作用㊀㊀抗氧化肽能够作为供电子体或供氢体,促进过氧化物分解和清除自由基,从而起到抗氧化的作用[30]㊂除了来源自然界生物或通过化学方法合成得到,某些蛋白质酶解后得到的活性肽也具有抗氧化作用㊂从自然界生物提取成本高且获得率低,化学合成抗氧化肽安全性差,因此通过酶解技术制备抗氧化肽不失为一个好方法,比如乳清蛋白㊁碎米蛋白㊁苦荞蛋白等经酶解后得到的小肽都有抗氧化作用㊂吴伟菁等[31]研究也显示,利用碱性蛋白酶酶解苦荞蛋白后得到的小肽,其抗氧化作用得到显著提高,可作为天然的抗氧化剂㊂2.4㊀医药作用㊀㊀新兴的高效无毒的酶解蛋白肽在保健方面也有很多积极作用㊂许多蛋白质酶解物所含的活性肽都可以降低胆固醇水平,如大豆蛋白㊁酪蛋白㊁花生蛋白等㊂宋玲钰[32]以花生粕为原料,利用木瓜蛋白酶进行酶解,其小肽产物具有较高的降胆固醇活性㊂血管紧张素转化酶(ACE)是广泛存在各种组织中的膜结合蛋白,它对血压有一定调节作用㊂一些酶解蛋白肽可以抑制ACE活性,从而起到降血压作用,比如核桃多肽[33]和乳清蛋白肽[34]等㊂因此,若能将酶解蛋白肽进一步处理使其发挥功效,对医药行业也有重要意义㊂3㊀酶解蛋白在畜牧生产中的应用3.1㊀在水产养殖中的应用㊀㊀作为水产养殖大国,我国鱼粉消耗量巨大,鱼粉资源的匮乏迫使学者和企业寻求一种高效替代品,酶解蛋白就这样在畜牧行业崭露头角㊂近些年,酶解蛋白在水产养殖方面的研究报道越发广泛,结果普遍显示酶解蛋白有提高水产动物生长性能㊁增强免疫力㊁提高营养物质利用率的效果㊂王铵静等[35]针对凡纳滨对虾幼虾的试验表明,饲料中添加质量分数为0.1%的大豆酶解蛋白可一定程度提高其抗病力㊂于辉等[36]报道,用添加一定量小肽的饲料饲喂草鱼,结果显示饲料表观消化率㊁生长速度和蛋白质消化率都有显著提高㊂赵处杰等[37]研究表明,给异育银鲫饲喂添加了2% 4%酶解蛋白肽的饲料,不仅有益于改善鱼体的生长指标,使增重显著升高,还有利于增强其免疫力㊂桂丹[38]研究酶解棉籽粕蛋白肽在异育银卿饲养中的影响,结果表明饲料中添加适宜的酶解蛋白肽对鱼体的生长指标和饲料利用率都有积极的改善作用,同时还能够促进饲料中锌㊁铁和粗蛋白质的吸收㊂夏薇等[39]报道,在建鲤的饲料中,以棉籽粕酶解蛋白肽分别等质量替换原有的鱼粉和植物蛋白质原料后分组饲养,结果表明棉籽粕酶解蛋白肽显著提高了鱼体增重率和粗蛋白质含量㊂Song等[40]通过向比目鱼幼鱼饲料中添加不同水平大豆肽(粗蛋白质含量约66%)发现,鱼体的日增重㊁日采食量及蛋白质功效比率都得到显著提高,且胰蛋白酶㊁淀粉酶等酶活性也显著升高㊂3.2㊀在家禽生产中的应用㊀㊀随着酶解蛋白在水产行业的应用获得了显著成效,许多学者尝试在家禽饲粮中添加适量酶解蛋白,最终也得到了可观效果㊂于会民等[41]以不同比例酶解蛋白替代饲粮中豆粕饲喂肉仔鸡,结果显示酶解蛋白可以改善仔鸡增重速度和饲料转化效率,降低饲料消耗㊂翁洋[42]在黄羽肉鸡饲粮中添加酶解产物复合小肽,结果发现添加了小肽的试验组总增重显著升高,料重比和腹泻率也有显著降低,同时观察肠道菌群结构,最终证实复合小肽可以改善肉鸡肠道菌群结构,丰富肠道菌群种类,促进肉鸡消化㊂禚梅等[43]分别以5%棉仁蛋白㊁5%发酵棉籽粕㊁5%发酵棉籽粕+2%的能量饲料来替换饲粮中豆粕,探究其对罗曼褐壳蛋鸡9451㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷生长指标的作用效果,结果显示5%棉仁蛋白和5%发酵棉籽粕组蛋鸡的产蛋率㊁料蛋比和增重都有显著的升高㊂黄艺伟[44]在樱桃谷肉鸭的基础饲粮中,将普通豆粕换成酶解豆粕,结果表明酶解豆粕可维持肠道结构,提高抗氧化和免疫功能,促进消化吸收,加速肉鸭生长,同时还能使排泄物中氮㊁磷含量显著减少㊂沈一茹等[45]研究饲粮中添加不同含量大豆酶解蛋白对肉鸡的影响,结果表明添加大豆酶解蛋白能够提高肉鸡生长性能和肉品质,并改善其肠道发育和免疫机能㊂3.3㊀在养猪生产中的应用㊀㊀目前,已经有很多有关在家畜饲粮中添加酶解蛋白的研究,在养猪生产中,酶解蛋白的应用也取得了明显的经济效益㊂胡文娥[26]研究报道,小肽制品能使生长肥育猪的生长指标有明显改善,提高养殖场收益㊂陈秋梅等[46]报道,给早期断奶仔猪饲喂含有小肽类营养素的饲粮,有助于血清免疫球蛋白G含量升高,提高免疫性能,减少腹泻发生,改善仔猪生长性能并提高饲料转化率㊂张常明等[47]在仔猪饲粮中添加不同水平小肽复合制剂,结果显示适宜水平的小肽复合制剂有利于降低仔猪腹泻率,并提高蛋白质利用率㊂闻爱友等[48]设计给断奶仔猪饲喂以不同比例酶解豆粕代替饲粮中普通豆粕的试验,研究了酶解豆粕对早期断奶仔猪生长性能㊁肠道微生物菌群及腹泻的影响,结果表明仔猪肠道微生物结构有明显改善,生长速度加快,腹泻率降低㊂付瑞珍等[49]尝试在饲喂生长育肥猪的基础饲粮中,以发酵蛋白替代原有蛋白质原料,最终结果显示酶解豆粕㊁棉籽粕有利于提高育肥猪的抗氧化能力和免疫能力,抑制疾病的发生㊂崔家军等[50]最近的试验研究中,将加入酶解蛋白肽T30的饲粮用于生长育肥猪的日常饲养,结果显示试验猪在酶解蛋白肽作用下采食量和增重都有明显增长,同时血液总蛋白和球蛋白含量也有提高㊂张迪等[51]用酶解毛血蛋白肽代替饲粮中肠膜蛋白粉㊁鱼粉饲喂保育猪,结果表明酶解毛血蛋白肽完全可以替代以上二者,并且有效降低了饲料成本㊂3.4㊀在反刍动物生产中的应用㊀㊀酶解蛋白在反刍动物生产中的应用研究目前还比较少,其效果还需学者们不断试验和探索㊂李莉[52]试验结果表明,饲粮中添加肽将会影响瘤胃发酵环境㊁养分消化率,且不同微生物种群对肽的营养需要不同㊂Gillis等[53]设计给肉牛饲喂添加不同比例发酵豆粕的饲粮,最终结果却显示试验肉牛的胴体重㊁眼肌面积和组织脂肪含量等指标都没有显著变化㊂方飞等[54]在黄淮白山羊公羔饲粮中分别以不同比例共轭亚油酸酶解豆粕等量替代普通豆粕,结果表明添加酶解豆粕有利于提高胴体骨重和骨肉比㊂李萍等[55]利用体外发酵试验,研究含有不同比例棉籽酶解蛋白的饲粮在奶牛瘤胃中的消化情况,发现棉籽酶解蛋白能够改善瘤胃微生物环境,提高饲料原料中氮源和碳水化合物的吸收利用率㊂4㊀小㊀结㊀㊀针对当前我国畜牧业和饲料行业的现状,动物蛋白质原料依赖进口资源不足且昂贵,植物性蛋白质原料不能得到高效利用的问题,选择酶解工艺处理蛋白质原料,利用产物酶解蛋白无疑是个很好的解决方案㊂当前在家禽家畜生产,特别是水产养殖方面经常能看到有关酶解工艺和酶解蛋白的相关研究试验㊂不论是从绿色环保㊁经济安全的酶解工艺上看,还是从酶解蛋白对动物生长性能和免疫性能等各方面的正面影响看,都对畜牧行业未来的发展百利而无一害㊂但是其在生产实践中的应用其实还处于初步试水㊁稍见成效的阶段,尤其是在反刍动物方面的研究更是屈指可数,而且暂时市场对其也没有统一的规定和标准,因此酶解蛋白的更多效用和影响还需要学者们进一步的探索和扩展㊂不过相信未来的不久,酶解蛋白定会在畜牧业和饲料行业发挥重要且独特的作用,被更多人肯定和认可㊂参考文献:[1]㊀张宇婷,张荣飞,晨光.酶解蛋白在畜牧生产中的应用及发展趋势[J].饲料广角,2015(23):42-45.[2]㊀李猛.浒苔生物饲料的制备工艺及在刺参养殖中的应用研究[D].硕士学位论文.上海:上海海洋大学,2016.[3]㊀ROJAS⁃GARCÍAC,RØNNESTADI.Assimilationofdietaryfreeaminoacids,peptidesandproteininpost⁃larvalAtlantichalibut(Hippoglossushippoglossus)[J].MarineBiology,2003,142(4):801-808.[4]㊀LIUQ,KONGBH,XIONGYL,etal.Antioxidantactivityandfunctionalpropertiesofporcineplasmaproteinhydrolysateasinfluencedbythedegreeofhy⁃05514期王诗琦等:蛋白质饲料的酶解工艺及酶解蛋白在畜牧生产中的应用drolysis[J].FoodChemistry,2010,118(2):403-410.[5]㊀钱利纯.小肽的营养研究进展[J].饲料博览,1998,10(1):10-11.[6]㊀金菲.酶解猪血球蛋白粉的制备及饲喂效果的研究[D].硕士学位论文.武汉:武汉工业学院,2008:56-59.[7]㊀李艳伟,江波,佟祥山.酶解猪血蛋白中活性肽的纯化和功能研究[J].高等学校化学学报,2005,26(1):61-63.[8]㊀沈峰,王恬,张莉莉,等.小肽制剂对肥育猪生产性能㊁屠宰性能及血清生化指标的影响[J].中国饲料,2006(2):30-32.[9]㊀王雪铭,许程剑,牛博楠,等.胃-胰蛋白酶联合酶解阿魏菇蛋白制备抗氧化多肽[J].食品研究与开发,2015,36(6):22-27.[10]㊀贾志春,张珍,张盛贵,等.木瓜蛋白酶酶解牦牛血红蛋白制备氯化血红素关键工艺研究[J].食品工业科技,2016,37(3):206-210,215.[11]㊀李莹,周剑忠,王维权,等.菠萝蛋白酶酶解小麦降低过敏性[J].中国粮油学报,2016,31(5):56-60.[12]㊀李婷,赵沙沙,阮奇珺,等.碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶对热变性大豆分离蛋白的酶解研究[J].中国油脂,2014,39(4):35-37,38.[13]㊀刘春娥,林洪,单俊伟,等.鱿鱼内脏蛋白质酶解工艺的研究[J].食品工业科技,2004,25(9):83-85,82.[14]㊀BEALJD,BROOKSPH,SCHULZEH.Theeffectoftheadditionofaproteaseenzymetoraworautoclavedsoybeanonthegrowthperformanceofliquidfedgrower/finisherpigs[C]//Proceedingsofbritishsoci⁃etyofanimalscience.Scarborou:AcademicPress,1998:167.[15]㊀周乃继.棉籽肽饲料开发与小肽的检测[D].硕士学位论文.合肥:安徽农业大学,2009:53-54.[16]㊀蒋金津,李爱科,陈香,等.不同处理的棉菜籽粕在肉鸡消化道小肽释放特性的研究[C]//2010中国畜牧兽医学会动物营养学分会第六次全国饲料营养学术研讨会论文集.杨凌:中国畜牧兽医学会,2010:380-386.[17]㊀何东平,程雪,马军,等.超声辅助复合酶酶解制备大豆多肽工艺的优化[J].中国油脂,2018,43(7):72-76.[18]㊀魏炳栋,党修利,邱玉朗,等.乳酸菌固态发酵酶解对豆粕㊁棉籽粕和菜籽粕粗蛋白质㊁pH㊁酸度及抗营养因子含量的影响[J].中国畜牧兽医,2014,41(11):107-114.[19]㊀田刚,陈代文,余冰,等.酶解鸡蛋清小肽混合物对小鼠免疫功能的影响[J].中国畜牧杂志,2005,41(5):14-17.[20]㊀孟凌玉.虾头酶解产物微生物混合发酵工艺及其风味成分的变化[D].硕士学位论文.湛江:广东海洋大学,2013.[21]㊀俞卓科,陈瑶瑶,陈婷婷,等.微生物发酵缢蛏酶解液工艺研究[J].食品科技,2014,39(5):251-254.[22]㊀万琦,陆兆新,高宏.脱苦大豆多肽产生菌的筛选及其水解条件的优化[J].食品科学,2003,24(2):29-32.[23]㊀王文娟,潘海涛,于磊娟.豆粕发酵制备大豆肽的研究[J].粮食加工,2007,32(2):55-56.[24]㊀BOZAJJ,MARTÍNEZ⁃AUGUSTINO,BARÓL,etal.Proteinv.enzymicproteinhydrolysates.Nitrogenu⁃tilizationinstarvedrats[J].BritishJournalofNutri⁃tion,1995,73(1):65-71.[25]㊀邓红,黄健.小肽营养及其在养猪生产中的应用[J].饲料工业,2005,26(21):30-33.[26]㊀胡文娥.小肽制品对生长肥育猪生产性能和猪肉品质的影响[D].硕士学位论文.长沙:湖南农业大学,2003.[27]㊀段春红,胡秀钏,赖成德.不同分子量11S酶解蛋白在猪肉肠中的应用[J].食品科技,2018,43(1):122-128.[28]㊀曾文燕,刘璐,王贺,等.华贵栉孔扇贝肉的酶解工艺优化及其产物风味的美拉德改良研究[J].食品科技,2018,43(9):197-203.[29]㊀郭丽丽,潘道东.乳清蛋白酶解制备促钙离子吸收肽条件的优化[J].食品科学,2008,29(5):332-336.[30]㊀许柳.乳清蛋白酶解物抗氧化活性及其在冷却鸭肉保鲜中的应用研究[D].硕士学位论文.雅安:四川农业大学,2010.[31]㊀吴伟菁,纪美茹,李再贵.不同苦荞蛋白酶解产物抗氧化活性研究[J].粮油食品科技,2018,26(5):6-10.[32]㊀宋玲钰.花生降胆固醇肽的制备及饮料开发[D].硕士学位论文.泰安:山东农业大学,2016.[33]㊀李艳伏.核桃粕多肽提取分离及功能特性研究[D].硕士学位论文.杨凌:西北农林科技大学,2008.[34]㊀徐思源.乳清蛋白降压肽的制备及其功能研究[D].硕士学位论文.哈尔滨:东北林业大学,2007.[35]㊀王铵静,杨奇慧,谭北平,等.大豆酶解蛋白对凡纳滨对虾幼虾生长性能㊁血清生化指标㊁非特异性免疫力和抗病力的影响[J].广东海洋大学学报,2018,38(1):14-21.[36]㊀于辉,冯健,刘栋辉,等.酪蛋白小肽对幼龄草鱼生长和饲料利用的影响[J].水生生物学报,2004,281551㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷(5):526-530.[37]㊀赵处杰,杨峰.日粮中酶解蛋白肽替代鱼粉对异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64鱼粉及大豆酶解蛋白在养猪生产中的应用张玉国,杨玉霞,夏英(山东省德州市陵城区农业农村局253500)摘要:随着畜牧业和饲料工业的发展,有许多的问题却日益突出,截止至2018年我国的玉米进口量超过310万t,大豆进口量超过8800万t,鱼粉进口量已经超过140万t。
降低养殖成本提高经济效益不仅仅是要寻找开发一些新的饲料原料,还要通过科学的手段去提高现有的饲料原料的利用率。
下文将对鱼粉及大豆酶解蛋白在猪上的应用进行介绍,旨在为新型饲料原料的应用提供参考。
关键词:猪;鱼粉;大豆媒介蛋白;营养价值;饲料原料1鱼粉在养猪生产中的应用鱼粉是猪生产中常用的理想的蛋白质原料,其氨基酸组成较为平衡且含量丰富,消化利用率高,因此得到了广泛的使用。
鱼粉的主要成分是鱼虾类及其加工副产物经过加工制得。
其加工工艺主要有干法和湿法两种,干法工艺是直接将原料干燥粉碎制成鱼粉,而湿法工艺会将原料先蒸煮进行压榨脱去油脂再干燥制成鱼粉。
两种工艺中以湿法加工获得的鱼粉质量较高,湿法加工获得的鱼粉油脂含量低,适口性好。
目前饲料工业中使用的鱼粉质量参差不齐,其主要原因有两点:一是鱼粉的原料影响,原料和原料新鲜度不同制得的鱼粉质量存在差异;二是加工工艺对质量的影响,不同的加工工艺对鱼粉中油脂和Ca、P等矿物质的含量有影响。
在我国目前使用的鱼粉中,主要分为进口鱼粉和国产鱼粉两大类,进口鱼粉的粗蛋白水平在约60%以上,粗脂肪一般在10%左右,而国产鱼粉的粗蛋白水平一般在50%以上,粗脂肪水平一般在14%左右。
猪对鱼粉的粗蛋白消化率消化率一般在80%以上,表观回肠氨基酸消化率一般在80%左右。
研究表明,在断奶仔猪日粮中添加鱼粉可以有效降低断奶仔猪的腹泻率,提高生产性能,而且鱼粉中富含各种脂肪酸,而脂肪酸可以有效调节仔猪肠道菌群降低仔猪死亡率提高生产性能[1]。
所以,在猪生产中广泛采用鱼粉作为饲料中粗蛋白的主要来源之一。
鱼粉的缺点在于价格昂贵,大量使用会造成生产成本提高效益下降。
饲料加工工艺中的酶解与发酵技术研究饲料工业的发展与动物养殖业的繁荣密切相关。
在饲料加工工艺中,酶解与发酵技术是两种重要的改良手段,通过优化饲料的营养成分和生物活性,可以显著提升动物的生长性能和健康状态。
酶解技术在饲料加工中的应用酶解技术是利用特定的酶对饲料原料进行预处理,通过水解作用将大分子物质转化为小分子物质的过程。
这一技术能够有效提高饲料中营养素的消化吸收率,尤其是对蛋白质、碳水化合物和脂肪的降解,从而使得饲料的营养成分更易于动物体内吸收。
蛋白质的酶解蛋白质是动物生长不可或缺的营养成分,但其分子量较大,直接消化吸收效率不高。
通过特定的蛋白酶作用,可以将蛋白质分解为多肽和氨基酸,这些小分子可以直接被动物肠道吸收。
常用的蛋白酶包括胰蛋白酶、胃蛋白酶等。
碳水化合物的酶解碳水化合物是动物能量的主要来源,但饲料中的淀粉和纤维素等碳水化合物分子量大,消化率低。
通过使用淀粉酶、糖化酶和纤维素酶等,可以提高碳水化合物的降解率,从而提升动物的能量摄入和利用率。
脂肪的酶解脂肪是高能量的营养成分,但其消化需要在小肠中通过胆汁和胰液中的脂肪酶作用才能完成。
在饲料中添加脂肪酶可以提前在胃中开始脂肪的消化,有助于提高脂肪的吸收率和利用率。
发酵技术在饲料加工中的应用发酵技术是利用微生物的代谢活动对饲料原料进行处理的过程。
通过发酵,可以增加饲料中的有益微生物数量,改善饲料的感官性质,同时产生一些维生素和消化酶,进一步增强饲料的营养价值。
微生物的作用在发酵过程中,添加的微生物(如乳酸菌、酵母菌等)会消耗饲料中的糖类等营养物质,产生乳酸、乙酸等有机酸,降低饲料的pH值,从而抑制有害菌的生长,保持肠道健康。
营养价值的提升发酵过程中,微生物会合成B族维生素和一些消化酶,这些物质对于动物的健康和生长具有重要作用。
同时,发酵还能够提高饲料中蛋白质和碳水化合物的消化率。
感官性质的改善发酵处理后的饲料通常具有更好的适口性,可以激发动物的采食兴趣,提高饲料的摄入量。
2024年酶解植物蛋白市场分析现状1. 引言酶解植物蛋白是一种重要的蛋白质源,具有广泛的应用领域。
本文将对酶解植物蛋白市场的现状进行分析,探讨其发展趋势,并提出相应的建议。
2. 市场规模及增长趋势酶解植物蛋白市场目前呈现出稳步增长的趋势。
根据市场研究数据显示,全球酶解植物蛋白市场规模在过去几年中呈现逐年增长的态势。
预计到2025年,市场规模将超过XX亿美元。
3. 市场驱动因素3.1 日益增长的消费者健康意识随着人们对健康的关注度不断提高,越来越多的消费者开始转向健康食品。
酶解植物蛋白作为一种优质的蛋白质源,由于其低脂肪、高纤维和易于消化的特点,受到了健康意识日益增长的消费者的青睐。
3.2 素食主义者的增加随着素食主义者人数的增加,对植物蛋白的需求也随之增长。
酶解植物蛋白作为素食者的理想选择之一,其市场需求在增加。
3.3 新产品开发和创新随着科技的进步,新型的酶解植物蛋白产品不断涌现。
这些新产品不仅在蛋白质品质上有所突破,还满足了消费者对口感、营养价值和创新食品体验的需求。
新产品的开发和创新推动了市场的发展。
4. 市场竞争格局目前,全球酶解植物蛋白市场竞争激烈,主要的市场参与者包括但不限于以下公司:公司A、公司B、公司C等。
这些公司在市场中拥有较大的市场份额,并且拥有广泛的产品线和分销网络。
5. 市场地域分布酶解植物蛋白市场的地域分布不均衡,主要集中在北美、欧洲和亚太地区。
这些地区的市场规模较大,消费者健康意识较高。
6. 发展趋势和前景6.1 向亚太地区扩张亚太地区的人口众多,对健康食品的需求也在增加。
因此,酶解植物蛋白市场应加大对亚太地区的开拓,以满足不断增长的市场需求。
6.2 技术创新和产品研发随着科技的进步和消费者需求的不断变化,对酶解植物蛋白产品的需求也在改变。
因此,市场参与者应加大技术创新和产品研发的力度,提供更加满足市场需求的产品。
7. 总结酶解植物蛋白市场具有广阔的发展前景。
随着消费者健康意识的增加和素食主义者人数的增加,以及新产品开发和技术创新的推动,市场规模有望不断扩大。
酶制剂在家禽日粮中的应用酶制剂是一种能够加速饲料中特定化学反应的生物催化剂,能够在动物体内分解复杂的碳水化合物、蛋白质和脂类等,释放出有营养的成分。
酶制剂还可以改善家禽对饲料中营养成分的利用效率,提高生产性能,降低饲料成本,并且对环境的影响也较小。
酶制剂在家禽日粮中的应用已经成为家禽养殖业的一个重要研究领域。
1. 淀粉酶的应用:酶制剂中最常见的一类是淀粉酶,它能够分解饲料中的淀粉为糖类,提高淀粉的消化率。
通过在饲料中添加淀粉酶,可以增加鸡的体重增长速度和饲料转化率。
淀粉酶还可以减少日粮中的淀粉粘连性,降低粪便粘稠度,方便清理和排泄,减少饲料浪费。
2. 脂肪酶的应用:脂肪对鸡的能量供应至关重要。
饲料中的脂肪需要通过脂肪酶的作用才能够被鸡消化吸收。
酶制剂中的脂肪酶可以降低饲料中脂肪的粒径,并提高脂肪的消化率。
饲料中添加脂肪酶可以提高鸡的生产性能和脂肪利用率,减少脂肪的排泄和环境的污染。
3. 蛋白酶的应用:饲料中的蛋白质是鸡的主要营养来源之一。
酶制剂中的蛋白酶能够在饲料中分解蛋白质为更小的肽链和氨基酸。
添加蛋白酶可以提高日粮中蛋白质的消化率和利用效率,增加蛋白质的生物学价值,改善鸡的生长性能和免疫功能。
4. 纤维素酶的应用:饲料中的纤维素是鸡无法利用的主要成分之一。
酶制剂中的纤维素酶能够分解纤维素为可利用的糖类和有机酸,提高纤维素的消化率。
添加纤维素酶可以改善家禽对日粮纤维素的利用效率,增加饲料的能量价值,减少粪便中的纤维素含量,降低家禽舍内氨气等有害气体的排放。
5. 酶制剂的优化配比:不同种类和不同品牌的酶制剂在日粮中的应用效果各异。
饲料生产者需要根据饲养鸡的品种、生长阶段和场所环境等因素,选择适宜的酶制剂,并进行合理的配比。
酶制剂的添加量和添加方式也需要根据实际情况进行优化,以达到最佳的效果。
酶制剂在家禽日粮中的应用具有广阔的发展前景。
随着饲料科学和技术的不断进步,酶制剂的种类和配比将更加多样化和精细化,为饲养户提供更好的饲料选择,提高家禽生产效益,减少环境污染。
摘要:随着我国畜牧业的高速发展,原料短缺问题日益突出,尤其是蛋白原料主要依赖进口严重制约着我国饲料工业和养殖业的持续健康发展,提高蛋白利用率,寻求开发新型蛋白饲料资源成为缓解我国蛋白饲料原料不足的重要课题。
目前,通过酶解消化技术提高蛋白饲料资源的转化和利用效率,已成为业界广泛关注的热点。
本文阐述了酶解蛋白的市场现状、作用机理以及在畜牧生产中的研究和应用前景,并对其进行了客观有效的分析和评价。
关键词:酶解蛋白;市场现状;作用机理目前,我国饲料工业连续三十几年高速发展,产销量已跃居世界第一,更加突出了人口大国的产量在资源需求方面的供给矛盾。
为了缓解我国蛋白饲料原料不足压力,增强持续发展能力,利用酶解蛋白对粮油、食品加工副产物等非粮原料进行优质化处理,部分替代鱼粉、豆粕,结合氨基酸平衡技术已成为重要手段。
酶解技术是对蛋白资源进行高效转化利用的一种新兴工艺技术。
在生产实践中,酶解工艺体现出了绿色环保、经济安全、工艺简单易行的独特优势,越来越受到饲料加工企业的重视。
较常规蛋白饲料,酶解蛋白产品含有更易被吸收的小肽分子和丰富的益生菌、酶类和酸类等生物活性因子,大大提高了营养价值,改善了动物肠道菌群结构,增强了动物机体的免疫力。
同时,酶解蛋白有效降低了常规饲料原料中的抗营养因子,提高了原料利用率和饲用价值。
1我国饲用酶解蛋白的市场现状21世纪初期,我国经济高速发展,人民生活水平有了极大改善,饮食结构中肉、蛋、奶的比例逐渐增加,带来了养殖业和饲料产业的快速发展。
我国蛋白原料却出现供不应求的现状,因此对蛋白原料进行降解,以改善其功能、提高其利用率成为缓解上述矛盾的主要手段。
现有的蛋白降解方法主要包括物理方法、化学方法和生物学方法等。
由于物理降解法设备投入大、改性范围窄;化学降解法反应条件苛刻、氨基酸被破坏、残留化学物质严重污染环境,因此在市场化竞争中二者均没有受到企业和行业的重视[1-2]。
近几年来,随着生物技术应用领域不断扩展,酶制剂工艺及固定化酶技术的研究不断深入,人们逐渐发现采用生物酶法水解蛋白不仅效率高、条件温和、绿色环保,而且水解产物在营养、风味、工艺等方面均优于理化水解法。
酶法水解蛋白的主要产物是各种功能性小肽,在肠道能与特殊受体结合,促进动物胃肠道生长发育,提高胃肠道消化、吸收功能,部分小肽可被吸收进入血液循环系统,调节动物免疫机能,并通过生长轴调控动物生长,充分发挥动物的生产潜能。
作为国内新兴的生物高科技产业领域,酶解蛋白产业是具有极大市场潜力的朝阳产业,对于缓解我国蛋白饲料的紧缺具有重要意义,其市场前景非常看好。
2酶解蛋白作用机理及技术进展酶解蛋白加工技术主要是指在人为可控的条酶解蛋白在畜牧生产中的应用及发展趋势张宇婷张荣飞晨光*(中牧实业股份有限公司)[中图分类号]S816.79[文献标识码]A[文章编号]1002-8358(2015)23-42-4作者简介:张宇婷,硕士,从事动物营养与饲料研究。
*通讯作者:晨光,E-mail:cheng@。
42件下,以植物性副产品为主要原料,通过高效生物因子(多种微生物活菌、各种分解酶)作用,降解部分多糖、蛋白质和脂肪等大分子物质,生成有机酸、可溶性肽等小分子物质的技术。
生产出的酶解蛋白作为营养丰富、适口性好、活菌含量高的生物饲料或饲料原料,效果非常显著。
因此,这一技术在饲料行业中受到了越来越多的关注。
2.1酶解原料目前应用较多的酶解原料主要是植物源蛋白,如豆粕、菜籽粕、棉籽粕等植物饼粕,其中豆粕的使用价值较高,受到了许多研究者和生产企业的青睐。
也有少量研究显示,酶解原料正向新的蛋白资源,如动物血液、动物内脏等屠宰业废弃物发展[3]。
但就目前情况而言,我国植物蛋白资源,特别是大豆蛋白资源非常丰富,是世界大豆的主产国之一,产量约占世界总产量的10%。
我国大豆品种蛋白质含量高,籽粒中蛋白质含量可高达48%~ 50%,氨基酸平衡性能优于其他植物蛋白,其酶解产物大豆活性肽易于吸收,具有抗氧化、降血脂、抗血栓等生理功能,已被广泛应用到食品保健品行业中,在饲料行业的优势也逐渐凸显,具有极大的应用价值。
2.2酶酶是一类具有催化功能的蛋白质,具有底物特异性和催化高效性等特点。
根据酶作用位点的不同,可以分为内切酶和外切酶,前者是在蛋白质的肽链中间随机切割断裂肽键,后者是从肽链的还原末端依次切割断裂肽键,产生单个还原糖分子。
根据其作用的最适pH,又可分为酸性酶、中性酶和碱性酶。
一般认为酶水解的最适pH在中性范围内时,得到的产物具有较高的溶解性和营养价值[4]。
根据来源的不同,也可分为动物蛋白酶、植物蛋白酶及微生物蛋白酶等。
动物蛋白酶中,胃蛋白酶、胰蛋白酶的降解效果较好,但其价格高、副反应多,不适于工业化生产;植物蛋白酶中,以菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶应用相对较多,但效率低、反应周期长、成本高、受外界因素影响大,同样不适于工业化生产;来自微生物的蛋白酶因活性较高、成本低、专一性不强等特点,成为降解蛋白比较理想的酶源[6]。
目前酶解过程所用的酶制剂大多由动植物蛋白酶向微生物蛋白酶发展,既克服了动植物蛋白酶成本高、活性低的缺点,又解决了水解产物的苦味问题。
2.3酶解技术2.3.1单酶作用单一酶解作用是最基本的酶解技术,即应用单一蛋白酶将蛋白原料中的大分子蛋白质进行简单水解,释放出具有各种功能且更易被动物吸收的小分子肽段。
目前大多数生产企业都采用商业化蛋白酶,主要有:Alcalase碱性蛋白酶、Flavourzyme复合风味酶、Protease A和A.S1398中性蛋白酶等,较常用的还有胃-胰蛋白酶、菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶。
不同蛋白酶对同种底物的降解能力不尽相同。
刘春娥等采用不同蛋白酶水解鱿鱼内脏蛋白,结果表明碱性蛋白酶水解效果最好,胰蛋白酶和中性蛋白酶次之,胃蛋白酶效果最差[6]。
然而单酶水解存在产物种类单一,效率不高等缺点,逐渐被复合酶水解技术,即双酶或多酶联合水解技术所取代。
2.3.2复合酶作用通常复合酶解在提高水解度、可溶性及降解高分子蛋白等方面效果均优于单一酶解。
周乃继、蒋金津等建立了Alcalase和Flavourzyme双酶水解棉、菜籽粕的复合酶解工艺,较单酶更有效地提高了水解度,获得了更多的可溶性小肽,并成功研制出酶解棉籽粕和酶解菜籽粕产品[7-8]。
Beal等发现用三种蛋白酶预处理生大豆和豆粕,氮的消化率显著增加,经过该复合酶作用后,SDS-PAGE结果显示,分子量大于66kDa的蛋白数量和浓度有所降低,表明部分高分子蛋白已被降解[9]。
然而一些植物性饲料原料如饼粕类原料含有大量的抗营养因子和有毒有害物质,仅使用酶制剂作用,还不能充分改善和提高这些原料的利用价值,因此,微生物发酵酶解技术正逐步被研究者和生产企业所采用。
2.3.3微生物发酵酶解作用酶解蛋白技术发展至今,单纯使用酶制剂已不能满足市场对产品的需求,人们逐渐尝试利用微生物发酵产酶直接作用降解蛋白原料,即微生物发酵酶解技术。
该技术一般采用多菌种协同发酵酶解,利用微生物丰富的酶系,将植物大分子蛋白降解为寡肽,并将植物蛋白中的抗营养物质如胰蛋白酶抑制因子、腺酶、血凝素、抗原蛋白等彻底了解。
此外,发酵过程产生的有机酸、细菌素、抗菌肽等均对疾病具有控制作用,醇、酯等芳香物质和功能性氨基43饲料广角·酸(例如γ-氨基丁酸)对嗅觉或味觉具有刺激作用,可提高适口性和采食量。
目前采用的微生物主要有米曲霉、黑曲霉、嗜酸乳杆菌和枯草芽孢杆菌等。
米曲霉降解豆粕的效果最好,芽孢菌则能繁殖出大量的以芽孢形式存在的益生菌,采用嗜酸乳杆菌发酵豆粕可以提高产物粗蛋白的含量。
万琦等筛选出一株产羧肽酶的枯草芽孢杆菌,能将短肽末端的疏水性氨基酸切除,从而实现了酶解和脱苦一步完成的大豆多肽酶解生产工艺[10]。
王文娟等采用黑曲霉发酵酶解豆粕也取得了良好效果,获得的大豆蛋白混合肽含量超过60%[11]。
微生物发酵法生产小肽也包括复合酶解作用,同时部分菌株还能去除小肽的苦味。
2.4评价方法目前市场上大多生产厂家执行的都是企业标准,国家标准正在制定中。
下面对酶解蛋白产品质量鉴别和评判方法做简要介绍。
感官评定可初步分析产品特点,主要判定产品的颜色、气味、粒度等指标。
酸香型的为乳酸菌产品,酱香型的为以芽孢菌为主的产品,面包香型的则说明大量酵母菌发挥了作用。
优质的酶解豆粕皆为棕黄色,如果颜色浅或与豆粕一致,有可能酶解程度不够或掺入其他浅色蛋白原料。
水分、灰分、酸度、粗蛋白含量等常规理化指标在大多数饲料企业的实验室里均可完成,结合感官指标,可以初步判定发酵豆粕的质量和稳定性。
适用于一般饲料或养殖企业的分析方法首推测定水解度或肽转化率(QB/T2653-2004)。
肽转化率测定原理是用三氯乙酸溶液将大分子蛋白质和分子量较大的长链多肽进行沉淀,将其中的短链小肽用酸溶解出来,用凯氏定氮法定氮推算。
分析测定蛋白降解情况一般采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)。
植物蛋白原料中的低聚糖主要是棉籽糖和水苏糖,可以采用薄层层析法进行定性分析,采用高效液相色谱进行定量检测。
用于工业化生产酶解饼粕产品的微生物种类很多,主要是细菌、霉菌两大类,目前对黄曲霉毒素的检测可参照国家标准GB8381-87-2008进行。
3酶解蛋白在畜牧生产中的应用现状酶解后的大豆蛋白多为氨基酸和小分子肽,更易被动物肠道消化吸收。
这些小肽具有为机体提供营养、调节机体生理功能的双重功效,几乎影响着机体的一切代谢合成,饲喂后可以促进动物生长,抑制其消化道疾病,提高机体免疫力。
因此,酶解蛋白产品在猪、家禽、水产及反刍动物饲料中得到了广泛研究与应用,一些产品也在实际生产中得到了验证。
3.1猪饲料我国已有多省在仔猪教槽料中添加酶解豆粕,得到了明显的生产效果和经济效益,研究应用也越来越广泛。
黄友如等研究发现,与普通豆粕和保温豆粕相比,酶解豆粕能显著降低断奶仔猪的腹泻率(P<0.05)[1]。
闻爱友等研究了酶解豆粕对早期断奶仔猪生长肠道微生物菌群及腹泻的影响,试验选择120头21日龄断奶仔猪,随机分为对照组和四个试验组,分别用不同比例酶解豆粕替代普通豆粕配制的日粮饲喂,结果表明,仔猪肠道中大肠杆菌数量比对照组均有一定程度的下降,而乳酸杆菌数量则呈现增长的趋势,且以试验组的效果显著(P<0.05)。
这说明早期断奶仔猪日粮中使用一定比例的酶解豆粕可调节肠道微生物菌群结构,减少腹泻发生,改善生产性能,以酶解豆粕添加10%以上效果较明显[12]。
付瑞珍等研究了酶解蛋白饲料对生长育肥猪抗氧化和免疫能力的影响,结果表明,育肥猪采食添加酶解豆粕、酶解棉粕的饲料日粮后,机体抗氧化能力增强,并能刺激机体的体液免疫反应,从而提高猪的抗病能力[13]。
3.2家禽饲料禚梅等研究日粮中添加棉仁蛋白、酶解棉粕以及酶解棉粕+能量代替豆粕对蛋鸡产蛋后期生产性能的影响,发现日粮中添加5%酶解棉粕代替豆粕组产蛋后期蛋鸡的产蛋率、料蛋比、体重增长、经济效益指标优于其他组[14]。