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不同酶制剂的特点及在饲料生产中的应用

  作者: 来源: 日期:2006-06-27  
 饲用酶制剂的应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应用前景。
 
   根据国内外多年研究和应用实践,我们认为在饲料中使用酶制剂有以下几点原因:
 • 改变肠道内的物理化学性质,如降低食糜粘度
 • 破坏细胞壁,使营养物质更易被动物消化酶消化
 • 去除抗营养因子
 • 补充内源酶的不足,如幼龄动物及应激状态下
 • 更利于特定营养在动物在小肠内的吸收
 • 提高谷物加工副产品的营养价值
 • 降低排泄物的水分含量
 • 减少营养物质的浪费,提高消化率
 • 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:
 
   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)
  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。
 
 一.不同酶制剂及其底物特点
    酶作用的一个主要就是特点是底物专一性,所以在介绍酶制剂之前应该对其所作用的底物有一个初步的认识。目前国内饲料酶制剂主要包括消化非淀粉多糖的外源酶、淀粉酶、蛋白酶等内源酶。在本节中将分别阐述以上酶制剂的作用和特点和其相应底物的特点,主要有:
 • 非淀粉多糖酶
 • 淀粉酶
 • 蛋白酶
 
 1.非淀粉多糖酶
   小麦、玉米、豆粕、杂粕等是目前饲料行业中常用到的饲料原料,但在考虑谷物饲料和蛋白饲料的营养价值时应注意到他们之间存在的差别,主要包括蛋白及碳水化合物在数量和质量上的差异以及内源性酶活上的差异。谷物的组成受到很多因素的影响,如种类、气候条件、土壤环境等。要适当地评价谷物饲料的品质,需要对碳水化合物有一个深入的了解。
   碳水化合物含有很多易消化的营养物质,如淀粉和糖,但同时也有一些不能被消化的成份,甚至有些是具有抗营养作用。图 1 是碳水化合物的不同组分的示意图

1.1 非淀粉多糖( NSP )
   植物性原料的主要组成是纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质和木质素。非淀粉多糖( None Starch polysaccharides NSP )是目前常用的原料中数量非常大的组分,并且其半纤维组分的存在(木聚糖、阿拉伯聚糖、葡聚糖、乳糖和甘露聚糖)是 NSP 具有很多抗营养作用的主要原因。
   这些抗营养作用严重地影响了这些原料的使用,在小麦、裸麦、大麦和所用的加工副产品以及中,阿拉伯木聚( 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。表 1 显示了几种谷物饲料及蛋白原料中的 NSP 的组成。
 

阿拉伯木聚糖

β-葡聚糖

纤维素
甘露聚糖
半乳糖
糖醛酸
总NSP
小麦
8.1
0.8
2.0
很少
0.3
0.2
11.4
大麦
7.9
4.3
3.9
0.2
0.3
0.2
16.7
裸麦
8.9
2.0
1.5
0.3
0.3
0.2
13.2
黑小麦
10.8
1.7
2.5
0.62
0.5
0.2
16.3
高梁
2.1
0.2
2.2
0.1
0.15
痕量
4.8
玉米
5.2
痕量
2.0
0.2
0.6
痕量
8.1
大米
0.2
0.1
0.3
痕量
0.1
0.1
0.8
米麸
8.5
痕量
11.2
0.4
1.2
0.4
21.8
麦麸
21.9
0.4
10.7
0.4
0.8
1.1
35.3

来源:Choct , 1997

   从表1 ,我们知道 NSP 是麸质类原料的最重要组分(占小麦麸的 35.3% ,米麸的 21.8%)。阿拉伯木聚糖在小麦和裸麦中含量也非常丰富(8.1% 和 10.8%),其他谷物如大麦,燕麦和玉米中也有相当数量的阿拉伯木聚糖(7.9% , 8.9% , 5.2%)。其面提到过大麦中也含有相当多的β-葡聚糖(4.3%)。为了更好的了解木聚糖酶和葡聚糖酶的应用,我们将着重讲述阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖的结构以及其抗营养的作用。
 
 1.1阿拉伯木聚糖
    阿拉伯木聚糖是NSP中最主要的成份。图2 以平面的形式体现了阿拉伯木聚糖的空间结构。

 

 

  阿拉伯木聚糖是由木糖分子由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。

A :由阿拉伯糖分子形成的支链
是最常见到支链结构
化学键:与木糖的 3 号碳原子形成糖苷键,最长见的化学键
也可能与 2 号碳原子形成糖苷键
单体(常见) / 二聚体,或三聚体(少见)

B :由葡糖醛酸形成的支链(和他们的甲基酯)
化学键:与木糖的 2 号碳原子

C: 由乙酰基团形成的支链
化学键:与木糖的 2 和 3 号碳原子

D :由酚酸形成的支链

例如:阿魏酸和香豆酸
化学键:与阿拉伯木聚糖的阿拉伯糖残基形成酯键,不与木糖分子直接相连

  从上述情况我们知道,阿拉伯木聚糖的结构复杂性包括其简单的线性木糖骨架以及其他支链结构的附着。形成这些结构特点的原因包括天气、品种等多种因素。支链的数量和特点决定了木聚糖酶是否可以发挥其作用。因此,在考虑使用木聚糖酶的时候要充分考虑到阿拉伯木聚糖的复杂性。

1.2 阿拉伯木聚糖抗营养作用

增加粘度
   在配方中高含量的吸附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,一般说来它可 10 倍于其重量的水份。

   粘性的增加使得饲料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,同时还通常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。

   屏蔽营养物质
   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(例如,阿魏酸的凝胶功能)。这些被包裹的营养将不能被动物肠道充分利用。

1.3 木聚糖酶

  木聚糖酶是目前使用的最多的一种饲料用酶,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。

  就目市场出现的木聚糖酶而言,绝大部分都是通过真菌发酵而产生的木聚糖酶,发酵菌种包括木霉属、黑曲霉和米曲霉等。到目前为止还只有比利时 Nutrex 公司是利用枯草芽孢杆菌(细菌)为发酵菌种生产木聚糖酶( Nutrase )。

  从酶的生产方式来说,又可分为固体发酵和液体发酵,这两种发酵方法在很多方面也存在着巨大的差异。

液体发酵生产酶制剂

固体发酵生产酶制剂

耗能

单位发酵体积酶产量

菌种类型

细菌、酵母

霉菌等真菌

原料

原料单一、精细

原料多样、粗放

酶系

单一化、标准化

复杂、不易控制

生产稳定性

强、自动化程度高

难以控制、人为影响大

设备、技术投资

巨大、技术含量高

少、操作简单

机械化程度

基本为手工操作

木聚糖酶有多种活性,图3 是最重要的木聚糖酶的作用位点。

 

1.4 内切和外切木聚糖酶
  内源性 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,对降低粘性只能很微弱的作用,不仅如此,有研究表明,产生大量的木糖单体对动物的生产性能有很大的副作用。

1.5 底物的化学和物理性质
   自然界的AX有很多不同的化学性质,这些区别对多聚糖的物理性质有很大影响。很多的AX都是不可溶性的。
   很多研究表明商业性的木聚糖复合酶制剂在降解可溶和不可溶性的 AX 的程度上有很大的不同。 Courtin 等( 2000 )年总结了 10 种木聚糖酶在降解可溶和不可溶 AX 上的区别。他们发现与其他类型的木聚糖酶比较,由芽孢杆菌发酵产生的木聚糖酶在降解不可溶性的 AX 上有很大的活性,可把不可溶性的 AX 溶解并最终降解。由于不同原料中都含有大量的 AX ,因此细菌性木聚糖酶在降解不可溶性木聚糖上的优势使其在应用中有了更多的优势。
   影响内切木聚糖酶发挥作用的另一个因素是 AX 的结构复杂性。主要是大量支链结构的存在影响了酶和底物充分的接触。有些木聚糖酶对支链的空间结构的识别能力很差,这也使得不同的木聚糖酶效率在复杂底物存在时的显著差异。
   支链降解酶的重要性主要体现在提高了木聚糖酶对 AX 的可降解性,并且还可以分解支链成份与其他成份形成的复合物(如凝胶产物)。
   要彻底分解 AX 需要外源和内源性木聚糖酶同时作用。大多数市场上的木聚糖酶含有不同类型的木聚糖酶和其他一些“杂酶”(通常是支链水解酶),所以总的酶复合物可以水解大部分 AX 结构。我们必须明白一点,把在饲料中存在的木聚糖充分降解成木糖单体并不是主要目的,要提高动物的生产性能仅需要把复杂的 AX 结构降解为较小的片断以消除其抗营养作用。

2 β- 葡聚糖

2.1 结构
   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。其中 β-(1-3)键的比例要视不同谷物来源而定。例如在大麦中β-(1-3)键占30%,β-(1-4)键占70%。(图 5)由于有β-(1-3)键的存在,因此它的化学性质和半乳糖就有很大差别(半乳糖是有β-(1-4)键组成的多聚糖)。由于它们是水溶性的,因此不会造成太过复杂的结构。

表 2 总结了几种谷物中 β- 葡聚糖的含量。一般而言,大麦和燕麦中的 β- 葡聚糖含量最高,并且很显然,β- 葡聚糖是脱壳大麦和燕麦中最重要的 NSP

 

β- 葡聚糖含量

总的 NSP 含量

β- 葡聚糖 / 总 NSP

玉米

0.1

9.7

1%

小麦

0.8

11.9

6.7%

裸麦

1.6

15.2

10.5

大麦

脱壳

4.2

18.6

22.6%

未脱壳

4.2

12.4

33.9%

燕麦

脱壳

2.8

23.2

12.1%

未脱壳

4.1

11.6

35.3%

来源: Knudsen 1996

2.2 β- 葡聚糖的抗营养作用

  低浓度的 β- 葡聚糖只会与直接与水分子左右而截留水分。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- 葡聚糖的饲料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:

• 肠道内微生物活动加剧
• 消化率降低、营养物质利用率低
• 粘性排泄物

2.3 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。

3 、纤维素

  纤维素是 D ?脱水葡萄糖以 β ? 1 , 4 糖昔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,分子量为 60 ? 150 万道尔顿,分子链内、键间及分子链与表面分子间易形成氢键。 常见的畜禽饲料如谷物、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。除反当动物可以利用一部分纤维素外,单胃动物如猪、鸡等则不能利用纤维素。

3.1 纤维素酶

  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:

C 1 酶、 Cx 酶、 BG 酶。

① C1 酶又称葡聚糖内切酶 (endo-1 , 4 ? β-D ? glucanase. 来自真菌简称 EG ;来自细菌简称 Len) ,它作用于不溶性纤维素表面,随机水解 β ? 1 , 4 ?糖苷键,将长链纤维素分子截短,产生大量非还原性末端的小分子纤维素;

② Cx 酶又称葡聚糖外切酶 (exo ? 1 , 4 ? β ? D ? G1ucanase 来自真菌简称 Cbh ;来自细菌简称 Cex) ,作用于纤维素线性分子末端,水解 β ? 1 , 4 糖昔键,每次切下一个纤维二糖分子,故又称纤维二糖水解酶 (Cellobiohydrolase) ;

③BG 酶 (β- 葡萄糖昔酶 ) 可将纤维二糖、纤维三糖水解成葡萄糖分子。

纤维素在这 3 类酶的协同作用下完成水解,一般情况下,其酶促降解示意图如下:

 

 

3.2 纤维素酶的作用

• 打破植物细胞壁使胞内原生质暴露出来,有内源酶进一步降解,所以除了细胞壁被降解供能外,还提高了胞内物质的消化率,从而有效地提高了饲料的有效能值
• 可补充草食动物内源酶的不足,在草食动物胃中虽有一定量的能分解纤维素的微生物存在,可以分解一定量的纤维素,但产生的纤维素酶量有限,而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。
• 治疗和预防反刍动物的前胃迟缓和消化不良以及马、驴的消化不良等方面疗效显著

4 甘露聚糖

   甘露聚糖,就是半乳糖基甘露聚糖,其在饼粕类原料中含量很高,在豆粕中的含量比在其它常用饲料中的都高。

4.1 甘露聚糖的抗营养作用

• 对于家禽和猪来说,甘露聚糖降低粕类饲料的消化率
• 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
• 降低氮的?留率以及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。

4.2 甘露聚糖酶

  酶是半纤维素酶中的一种,它能有效地分解粕类饲料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:

• 提高饼粕类饲料的能量利用率
• 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。

5 、果胶

  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。

5.1 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。

6 、淀粉

  淀粉是谷物饲料中主要成份(表3)。它是D?葡萄糖的多聚体,在植物中是以颗粒形式储存的。

谷物

淀粉(%)

谷物

淀粉(%)

玉米

69

小麦

65.1

裸麦

61.3

燕麦 脱壳

46.8

大麦 脱壳

58.7

燕麦 未脱壳

55.7

大麦 有壳

64.5

来源: Knudsen 1996

6.1 结构

  淀粉是支链和支链结构的混合物。这两种结构淀粉的比例在不同来源的淀粉中不同,因此,含量并不固定。一般来说,支链淀粉占10%-30%,支链淀粉占10%-90%。

  支链淀粉是由300-400个葡萄糖分子经α-(1- 4)键连接而成的线状分子。支链淀粉含有经 α-(1-6) 键连接在主链上的侧链结构,每12 -25 葡萄糖单位的骨架中会出现一个这种α-(1-6) 键,含有20-25 个葡萄糖分子。(图 5)

 

6.2 淀粉水解酶

  淀粉酶是可水解淀粉和糖原中的α-(1-4 )糖苷键的酶。分为3 种:α-淀粉酶、 β-淀粉酶和葡糖淀粉酶。

α- 淀粉酶

随机水解支链和直链淀粉中的α-(1-4)糖苷键,最小产物是麦芽糖。属内切酶

β-淀粉酶

  从支链和直链淀粉的非还原端水解糖苷键,属外切酶。可逐渐释放麦芽糖。当该酶一旦与α-(1-6)糖苷键接触,酶解反应立即停止。

 

 

  图6直观的表现了不同的淀粉酶及其水解终产物。糊精是片断较大有支链结构的物质,由葡萄糖分子组成,可缓慢被水解。麦芽三糖是由3个葡萄糖分子组成的多糖。总的来说,按结构来分,终产物如下表所示:

底物

直链淀粉

支链淀粉

α- 淀粉酶

麦芽糖
(+ 麦芽三糖 )

麦芽糖+ 2 到 6 个葡萄糖组成的支链结构

β- 淀粉酶

麦芽糖
(+ 麦芽三糖

麦芽糖+糊精

葡糖淀粉酶

葡萄糖
( + 麦芽糖 + 麦芽三糖)

葡萄糖+糊精

葡糖淀粉酶

  从支链和直链淀粉的非还原端水解糖苷键,属外切酶。在α-(1-6)糖苷键附近时,酶解速度急速下降,但不完全消失。该酶对长链有很好的亲和性,主要水解 α-(1-4)糖苷键,但同时对α-(1-6)糖苷键和α-(1-3)糖苷键也可缓慢水解。最终产物是葡萄糖。

6.3 添加淀粉酶的益处

  在消化淀粉的时候,α-淀粉酶和葡糖淀粉酶由动物分泌进入小肠。当我们仔细研究这个过程的时候就会发现,在饲料中添加淀粉酶是有必要的。

  淀粉在植物中是以颗粒形式储存的。颗粒的大小和形状在不同来源的淀粉中有所不同。例如,土豆中的淀粉只有在热处理后才能被消化。过去人们一直认为淀粉可以很好的被消化(98 %),但是,实际上饲料原料中只有82% 的淀粉可以被消化(图7)。

 

  未消化的淀粉会进入大肠,在那里被微生物所发酵,包括产生挥发性脂肪酸(VFA ),可以被吸收进动物体内提供能量。但这一过程提供的能量比淀粉酶提供的能量要少很多。而外源性的α- 淀粉酶显然可以提高谷物中淀粉的利用效率。

  α-淀粉酶的另一个应用时是在幼龄动物中,例如仔猪。内源性的消化酶从出生后开始分泌,但非常迟缓。到断奶时,所有酶活都显著下降。不仅如此,在断奶时,仔猪的日粮结构从高消化率的母乳转变为以碳水化合物为主的固体日粮。在这一阶段,外源性的淀粉酶显然是对动物的消化有很大帮助。对淀粉消化率的提高可以有助于动物提高日增重和饲料转化率,并降低腹泻的频率。

 

7 蛋白酶

  蛋白酶是水解蛋白质肋链的总称,包括酸性 (pH 2.5 ? 3) 、中性 (pH 7 左右 ) 和碱性 (pH 8 左右 )3 种,在饲料中多采用酸性和中性蛋白酶,以提高动物对蛋白质的水解效率,促进动物对饲料蛋白质的吸收效率。其中酸性蛋白酶是端肽酶,一般存在于细胞内,具有多种生物学功能,

•  主要作用是补充内源蛋白酶的不足。
•  降解植物蛋白,提高饲料蛋白质的可消化性。
•  降解植物饲料中的蛋白类抗营养因子,改善饲料营养价值

二、细菌性木聚糖酶的特点和作用
   不同酶制剂的作用特点和使用其他文献中已有大量报道,笔者在这里不再骜述,本节将对细菌性木聚糖酶这种新型的饲料酶制剂做一简单的描述,包括其显著区别于其他类型木聚糖酶的特点和其动物饲养中的作用。

2.1 细菌性木聚糖酶的显著特点
   由细菌发酵生产的酶制剂已经有很多种,包括淀粉酶、蛋白酶等等,但目前由细菌发酵生产的木聚糖酶还只有一种,它有着以下一些显著的特点

2.1.1 内切木聚糖酶 / 外源内切酶的比例高
   细菌性木聚糖酶中的内切木聚糖酶 / 外源内切酶的比例非常高,内切性木聚糖酶可将 AX 降解成较小的片断,减少食糜粘度,释放营养物质并提高动物的生产性能。另一方面,外切酶主要是形成木糖单体,通常会造成消化道异常的问题。这点在第一节已有详细探讨。

2.2.2 热稳定性

 

  酶制剂对高温的稳定性很大程度上决定了其来源。图 0 显示真菌性木聚糖酶对高温的耐受力差。而细菌性木聚糖酶在温度超过了 75 ℃ 后才开始有损失。

  耐高温性能也是限制酶制剂在饲料中应用的一个瓶颈因素,如果一种酶不能耐受较高的温度,那么在饲料制粒的过程中损失就会非常大,甚至完全被破坏,那么即使企业在饲料中添加了酶制剂,在颗粒饲料成品中也不会含有有活性的酶制剂,只是徒然增加了成本,这也就是在以前很多厂家在加入酶制剂后,发现酶制剂根本没用的主要原因。

  细菌性木聚糖酶很好耐高温性能使得酶制剂在颗粒饲料中的使用向前迈进了一大步。同时,我们必须清醒的认识到,如果温度非常高,超过 100 或者 100 度以上,酶制剂一定会损失殆尽,因为酶的本身是蛋白质,有一个耐受的极限。我们不能盲目的认为耐高温就是可以耐受非常高的温度,但是在我国大部分地区饲料制粒的温度都在 85 ℃ 以下,这时候,细菌酶就可以显现其卓越的耐温性能了。

2.2.3 发挥最佳活性的 pH 环境

  图10 显示了在不同 pH 环境下,细菌性木聚糖酶的活性。在中性环境下细菌性木聚糖酶可达到其最大活性。如在高温下的稳定性一样,细菌性木聚糖酶和真菌酶在最大酶活的 pH 条件上也有很大区别。细菌性木聚糖酶的最适工作环境在小肠,这里也是食物停留时间最长的部位,这意味着该酶可以在很长时间内对底物发挥作用。其他酶制剂只有在食物在消化道的酸性环境下才能发挥最佳酶活,但部分时间是很短的。

 

2.4 对不可溶的木聚糖的高效降解

 

我们在前面已经提及了针对水溶及非水溶木聚糖使用酶制剂应有所选择。

• 大多数的内切木聚糖酶可以降解 WE-AX ,可以用测定粘度来证实。
• 分解和溶解 WU-AX 是细菌性木聚糖酶 所特有的。被分解形成的可溶的 AX 可以更容易被进一步降解,不会导致粘度的上升。而同时被释放的营养物质可以大大提高饲料的转化率。

2.2 细菌性木聚糖酶在动物中的应用

  由于酶所作用的底物普遍存在于植物饲料原料中,因此,细菌性木聚糖酶就可适用于不同的动物,包括猪、鸡、水产动物和反刍动物,并且适用于不同的日粮组成,包括玉米豆粕日粮、小麦日粮、以杂粕为主的日粮以及以谷物加工副产品为主的日粮中。

  细菌性木聚糖酶最大的特点就是可以释放饲料中的营养物质,特别是对提高饲料的能量方面效果显著,下表描述了其在不同动物及不同日粮类型中的作用效果。

动物
日粮类型
改善效果(%)
饲料转化率
体重
饲料代谢能
肉鸡
小麦日粮
5.4
3.3
5.7
玉米豆粕
3.9
3.6
4.2
蛋鸡
小麦日粮
2.0
3.0( 蛋重 )
2.0
玉米豆粕
1.9
2.5
4.2
仔猪

小麦日粮

4.8

7.5(ADG)

3.1

玉米豆粕

5.7

3.4

3.0

生长肥育猪

小麦日粮

3.3

2.5 ( ADG )

2.9

玉米豆粕

1.7

4.7

1.6

  目前,营养师最头痛的问题是饲料的能量无法达到要求,如果按照营养标准配置日粮,就必须使用含高能的饲料原料,如玉米、油脂等等,这在目前饲料原料高价位时期难度就更大,企业以效益为先的经营理念会使得营养师进退两难,捉襟见肘,特别是对于肉鸡等对能量需要比较高的饲料更是如此。细菌性木聚糖酶可以很好解决这个问题,大大提高饲料的能量,降低饲料的成本,拓宽空间,并且可以更多的使用非常规原料,如麸皮、油糠、米糠、杂粕等等,大大降低饲料费用,提高动物养殖者的经济效益。

  配方师在使用这种细菌性木聚糖酶,或者以细菌性木聚糖酶为主的复合酶制剂时可以有以下的几种方法:

• 在饲料中直接添加,不改变饲料配方。这种做法会很好的提高饲料的品质,释放出更多的营养物质,使能量不足的情况大大缓解,提高产品的竞争能力。
• 改变饲料配方,把细菌性木聚糖酶当作一种有一定营养价值的添加剂。由于通过大量试验,可以总结出在不同日粮类型中细菌性木聚糖酶可以释放的能量值,所以可以在配方软件中将酶制剂作为一种原料使用,在相应的营养指标中选择相应的能量值,然后加入到待选原料中,这样做可以更加准确的利用细菌性木聚糖酶或以该酶为主要活性成分的复合酶,调整饲料配方,在配方价格不变的情况下,提升饲料品质。
• 更为简单的做法是,在不同的动物或者日粮组成时,用玉米或者小麦替代等量的油脂,然后加入酶制剂,来补充减少油脂所带来的能量损失,用户可以参照下表来操作。

动物
日粮类型
能量提升
具体操作
肉鸡
小麦日粮
182kcal/kg
3% 小麦替代+ 100g 酶 3% 油脂
玉米豆粕日粮
100kcal/kg
2% 玉米替代+ 100g 酶 2% 油脂
蛋鸡
小麦日粮 小麦 / 玉米豆粕日粮
65kcal/kg
1.2% 小麦 / 玉米+ 100g 酶替代 1.2% 油脂
仔猪

小麦日粮 小麦 / 玉米豆粕日粮

100kcal/kg

1.8% 小麦 / 玉米+ 100g 酶替代 1.8% 油脂

生长肥育猪

小麦日粮

80kcal/kg

1.5% 小麦替代+ 100g 酶 1.5% 油脂

玉米豆粕日粮

45-55kcal/kg

1.0% 小麦替代+ 100g 酶 1.0% 油脂

结语:
   饲料酶制剂在我国发展还处于初级阶段,还有很多问题需要添加剂企业和饲料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。细菌性木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。

 
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