酶在饲料中的几种应用方式

２００７年（第２８卷）第１期　河南畜牧兽医　酶在饲料工业．ｆ，的犀ＩＩｌ　聂国兴，肖国兵　（河南师范大学生命科学学院，河南新乡４５３００２）　中图分类号：Ｓ８ｌ６．７　文献标识码：Ｂ　酶是由活细胞生成的具有催化作用的蛋白质，也称生　物催化剂，具有高度的特异性和极高的催化效率，广泛存　在于生物体，将酶提取加工后的产品，即称为酶制剂。细　菌、真菌等微生物是各种酶制剂的主要来源。酶制剂无毒、　无残留、无副作用，属于绿色饲料添加剂。　ｌ　常用酶制剂的种类　目前已发现的酶种类很多，生产上可以应用的酶已达　到３００种，用于饲料的也有２０余种。常用的饲用酶制剂　有：酸性蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶、Ｂ一　葡聚糖酶、植酸酶等。根据产品形式的不同，饲用酶制剂可　分为单体酶和复合酶两大类。　１．１　单体酶　根据来源的不同，单体酶可以分为内源性消化酶和外　源性消化酶两大类。　１．１．１　内源性消化酶　内源性消化酶是指在畜禽体内能够合成并分泌到消　化道的酶。动物体内的内源性酶不足有两种情况：一是动　物体内酶系不全，如非草食性动物缺少纤维素酶、半纤维　素酶、果胶酶、植酸梅等。二是生理性内源分泌不足，即当　动物处于幼年、老年、妊娠、疾病或应激状态时，也会出现　内源酶的分泌量减少。当动物内源性酶不足时，就需要加　入外来类似物，以强化内源酶的作用。添加的内源性酶类　似物的结构和性质，可能不同于内源酶，但功能相同，统称　内源性酶。此类酶主要包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。　１．１．２外源性消化酶　这类酶不能在畜禽体内合成，多来源于微生物，主要用于　消化动物自身不能消化的物质或降解抗营养因子及有害物　质等。主要包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、植酸酶等。如　纤维素酶是由内切一葡聚糖酶、外切一葡聚糖酶、纤维二糖酶等　构成的多酶体系，这些酶协同作用可彻底降解纤维素生成还　原糖。半纤维素酶包括木聚糖酶、Ｂ一葡聚糖酶、半乳聚糖酶和　甘露聚糖酶等，主要降解谷物等饲料中的非淀粉性多糖。　１．２复合酶　随着单酶制剂生产的工业化发展及价格的降低，复合　酶制剂的使用越来越广泛。复合酶制剂是由一种或几种单　一酶制剂为主体，加上其他单一酶制剂混合而成的，可同时　降解饲料中多种抗营养因子及养分，最大限度地提高饲料　的营养价值。复合酶制剂主要有以下几类：一是以蛋白酶、　淀粉酶为主的饲用复合酶，主要用于补充动物内源酶的不　足；二是以木聚糖酶、Ｂ一葡聚糖酶为主的饲用复合酶，主要　用于以小麦、大麦、燕麦为主的原料；三是以纤维素酶、果胶　文章编号：１００４—５０９０（２００７）０１—００３０—０２　酶为主的饲用复合酶，主要作用是破坏植物细胞壁、释放细　胞中的营养物质，同时消除饲料中的抗营养因子，降低胃肠　道内容物的黏度，促进动物的消化吸收；四是以纤维素酶、　蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、Ｂ一葡聚糖酶、果胶酶为主的饲用复　合酶，综合各酶类的共同作用，具有更强的助消化作用。’　２饲用酶制剂的作用　２．１　促进动物对营养物质的消化　动物对营养物质的消化是依靠自身的消化酶和肠道　中微生物酶共同实现的。幼龄畜禽分泌消化酶的功能不完　善，断奶等应激因素往往造成消化酶活性下降。所以在幼　龄畜禽日粮中加入一定量的外源性酶，可使消化道较早地　获得消化功能。对于成年畜禽，在饲料中添加酶制剂，可以　消除饲料中的抗营养因子。　２．２抑菌、杀菌或产生对动物健康有益的低聚糖等物质　饲料中加酶后，其养分在前肠的消化吸收率提高，减　少了后肠病原菌可利用的养分量，从而抑制了病原菌的繁　殖。半纤维素酶具有使肠内有益菌增加，有害菌及其产物　减少的作用。蛋白酶、溶菌酶还有消毒杀菌的效果。因此，　饲料加酶可以大大改善动物健康状况，减少疾病。　２．３　降解抗营养因子，提高饲料的消化率和利用率　在饲料中加入酶制剂，一方面可以破坏植物籽实的细　胞壁，使纤维成分降解为可消化吸收的还原糖，同时使被包　围的淀粉、蛋白质和矿物质得以释放。另一方面，可以强化　非淀粉多糖的降解，降低肠道谷物黏性和促进营养物质的　消化吸收，提高饲料利用率。同时还可以减轻环境污染，如　在饲料中加入植酸酶制剂，可以显著提高畜禽饲料中磷、　钙等矿物质的利用率和骨骼矿化程度，减少排泄磷等矿物　质对环境造成的污染。　２．４开发新饲料资源　一些富含纤维素的原料，本来不能为单胃动物所利　用，但可通过添加纤维素酶提高其利用率，从而扩大了饲　料资源。另外，使用酶制剂后，不但提高了饲料的消化率，　而且减少了饲料加工环节，如幼畜饲料不必进行加热、研　磨、压片及膨化等加工处理，从而降低了生产成本。　３饲用酶制剂在饲料工业中的应用　３．１　猪饲料　在猪的玉米一豆粕型日粮中添加植酸酶，粪便中排磷　量减少３４％～５４％，在生长肥育猪饲料中添加植酸酶的试验　结果表明，１０００Ｕ／Ｋｇ植酸酶相当于添加１．５￣２．０ｇ／ｋｇ无机　磷的效果。在猪的日粮中添加植酸酶后蛋白质和氨基酸的　回肠表观消化率提高了７％～１２％；大多数饲养试验结果表　－３０・

α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展

摘 要

随着近代酶技术及生物技术的发展，高效能生物活性物质——酶制剂已能大规模地工业化生产，并被应用于饲料工业中，许多实验和实际应用结果都表明，饲用酶制剂作为一种饲料添加剂能有效地提高饲料的利用率、促进动物生长和防治动物疾病的发生，与抗生素和激素类物质相比，具有卓越的安全性，引起了全球范围内饲料行业的高度重视。饲用酶种类繁多，淀粉酶作为其中的一种，在畜禽生产中取得了相当好的效果。本文主要介绍淀粉酶的组成、基本性质以及在畜禽生产中的应用。

关 键 词：α-淀粉酶 畜禽生产 作用机理 应用进展

正 文：

1、α-淀粉酶的简介

1.1 α-淀粉酶的定义

淀粉酶是一类能分解淀粉糖苷键的酶的总称，广泛存在于动植物和微生物中，是利用最早、用途最广、工业产量最大的酶制剂品种。按照水解淀粉酶的方式，淀粉酶主要可分为四大类：α-淀粉酶（α-amylase）、β-淀粉酶（β-amylase）、葡萄糖淀粉酶（glucoamylase）和异淀粉酶（isoamylase）。［1］其中，α-淀粉酶（α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶，EC3.2.1.1）多是胞外酶，其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1，4糖苷键，而生成糊精和还原糖，产物的末端残基碳原子构型为α-构型，故称α-淀粉酶。［2］-［3］

1.2 α-淀粉酶的分类和结构 依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种：液化型α-淀粉酶，能将淀粉酶快速液化，其终产物为寡聚糖和糊精：糖化型α-淀粉酶有较强的酶切活性，在水解可溶性淀粉时，随着水解时间的延长而产生寡聚糖，麦芽糖直至葡萄糖。按照其使用条件可以分为低温型、中温型、高温型、耐酸耐碱型。按产生菌不同又可以分为细菌、真菌、植物和动物淀粉酶。［4］

研究表明所有α-淀粉酶均为分子量在50ku左右的单体，由经典的三个区域（A、B、C）组成：中心区域A由一个（β/α）8圆筒构成；区域B由一个小的β-折叠突出于β3和α3之间构成；而C-末端球型区域C则由一个Greek-key基序组成，为该酶的活性部位，负责正确识别底物并与之结合。为保持α-淀粉酶的结构完整性和活性，至少需要一个能与之紧密结合的Ca2+，而Cl-往往是α-淀粉酶的变构激活因子，并且在所有Cl-依赖性的α-淀粉酶中，组成催化三联体的残基都是严格保守的。［5］-［6］

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。

饲料酶制剂技术体系的发展与应用

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