【技术】你了解饲料酶制剂吗

 

近年来,随着人们对畜产品安全关注度的不断增加,生物制剂产业发展迅速,特别是饲料酶制剂产业。酶制剂作为一种饲料...



近年来,随着人们对畜产品安全关注度的不断增加,生物制剂产业发展迅速,特别是饲料酶制剂产业。酶制剂作为一种饲料添加剂,在畜禽养殖中具有无残留、无污染,提高饲料的利用价值,改善畜禽生产性能和产品品质等作用。本文就饲料酶制剂的划代、作用及应用的注意事项做如下综述。



介绍酶制剂划代及作用的意义在于:



1)了解酶制剂的发展过程及最新进展。

2)饲料酶制剂的适当区分和细化,避免酶制剂使用的混乱,同时达到经济合理的目的。

3)高度认识到,使用好饲料酶制剂除了清楚酶的酶学特性及作用外,了解作用底物和原料特点同样重要。

4)根据不同目的,饲料酶制剂的使用有许多方案,可使用第一代酶、或第二代酶、或第三代酶,也可以同时使用一至三代酶。酶制剂的划代完全是人为的区分,更多的是想说明该行业发展的历史阶段,强调不同时期的发展特点和标志性研究成果,并不存在新一代比过去的更先进,不存在更新换代的问题。



第一代饲料酶制剂及作用



把以助消化为目的的一类酶制剂称为第一代饲料酶制剂。由于主要目的是补充体内消化酶,一般也称为外源性营养消化酶。如:蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、乳糖酶和肽酶等。

外源性营养消化酶主要是水解大分子化合物为小分子化合物或其基本组成单位,如:寡肽、寡糖、一酰(二酰)甘油、氨基酸、葡萄糖和脂肪酸。直接为体内提供可吸收的营养。经过长期的进化,高等动物的大部分消化功能已由特定消化酶执行。一般情况下,动物本身的消化酶活性能够有效地完成消化功能。但有些情况下可大大影响动物的消化能力,如:病畜和幼年仔畜常常存在消化功能问题,早期的饲料酶制剂产品主要以这类为多,用于助消化,特别是幼年动物和存在消化道健康问题的成年动物消化酶的补充。



用于治疗人消化不良的多酶片产品主要含有胰酶和胃蛋白酶



第二代饲料酶制剂及作用



以降解单一组分抗营养因子或毒素为目的的酶制剂,可以称为第二代饲料酶制剂,如木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶等,这类酶同样也是水解酶类。

与第一代饲料酶制剂不同,其目的是去除抗营养因子,木聚糖和β-葡聚糖的抗营养特性已经被广泛认识,纤维素尽管有时并不归类于抗营养因子,高质量的纤维素甚至有一定的营养意义,但是对于单胃动物而言,纤维素更多的情况是影响日粮的消化利用。这类酶作用的产物没有营养意义,或没直接的营养价值,木聚糖酶水解木聚糖产生的木糖和木寡糖,猪禽不能利用,β-葡聚糖酶对β-葡聚糖和纤维素并不能够产生游离的葡萄糖,对单胃动物同样没有直接的营养价值。部分产物只是可能有一定的生理活性或微生态调节作用。第二代饲料酶制剂即非淀粉多糖酶的研究和开发一直十分活跃,大大推动了酶制剂在饲料工业和养殖领域的应用。随着高质量和有针对性的非淀粉多糖酶的科学使用,部分非常规饲料原料已经变成常规原料。另外,黄曲霉毒素脱毒酶等酶制剂也可归为第二代饲料酶制剂。





木聚糖酶作用机理示意图



第三代饲料酶制剂及作用



本世纪以来,特别是最近几年,随着酶制剂产业和饲料资源开发的不断发展,新型酶制剂的认识、开发和产业化有了新的进展。以降解“多组分抗营养因子”为目的的酶制剂,称之为第三代饲料酶制剂。如α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶、果胶酶、壳聚糖酶、木质素过氧化物酶,葡萄糖氧化酶等。

特别说说第三代饲料酶制剂中葡萄糖氧化酶,此酶是在原来两大领域之外应用的酶制剂,既不直接表现助消化和去除抗营养因子,而是通过非药物性机制和途径杀菌抑菌。在食品安全和饲料安全的大趋势下,禁止使用添加抗生素的所谓“无抗”养殖已经不再是一个讨论的话题,而是实在的实践,葡萄糖氧化酶通过非药物的机制消除肠道病原菌生存环境,保持肠道上皮细胞完整,改善胃肠道酸性消化环境应该是一个很好的“无抗”养殖的基础,特别是与其他措施的配合使用,使禁止添加和使用抗生素成为可能。



葡萄糖氧化酶的抑菌试验效果
随着我国经济进入“新常态”,饲料产业结构调整也相应加快了步伐,饲料企业竞争激烈程度空前,饲料产品同质化的价格竞争时代即将结束,饲料企业需要寻找新的利润增长点,对产品创新和产品科技含量需求日益迫切。那么酶制剂的使用不再是增加保险系数,而是要肩负帮助企业创造产品更大价值的重担。那么科学高效的使用酶制剂是非常关键的。在这里分享一下使用饲料酶制剂应考虑的因素。

影响酶制剂在饲料中应用的因素很多,既有酶本身的因素、动物对象的因素,也有日粮及其加工的因素,还有综合的因素,主要包括以下七个方面:

1、酶制剂的生物敏感性

2、酶的种类和来源的多样性

3、动物种类和生理阶段的差别性

4、日粮类型和饲料原料的复杂性

5、酶作用和加工条件的变异性

6、日粮营养水平与酶作用提供可利用营养的比较性

7、酶制剂在畜禽饲料中应用功能的多元性。

在酶制剂的应用方面,不仅关注畜禽种类、日粮类型、营养和抗营养成分组成和含量等因素,而且对饲料中的营养成分和抗营养成分的化学结构进行深入的研究。特别是探明那些不易被动物消化的营养与抗营养成分的组成与化学结构,才能更准确选择相应的酶活种类与配伍组方,避免盲目性,这对进一步提升现有酶制剂的应用效果至关重要。

随着酶制剂研究的不断深入,结合分子生物学、生物技术、蛋白组学和分子营养学等学科的发展,研究创制饲料用酶的优质新酶种、创制酶制剂新产品、建立养殖用酶制剂的应用配套技术。科学高效的使用饲料酶制剂,定将促进养殖业的持续发展,为人类食品安全和环境保护提供有效的解决途径。



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