非营养性添加剂饲用酶制剂

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1、第三章 非营养性添加剂 （饲用酶制剂） 饲用酶制剂是将一种或多种用生物工程技 术生产的酶与载体和稀释剂采用一定的加工工 艺生产的一种饲料添加剂。世界上已发现的酶 的品种 1700多种，生产用酶 300多种，饲料用 酶近 20多种，这些酶主要为消化酶，多为水解 系列酶。 酶的特性 （ 1） 酶的作用对环境条件有特殊的要求 ， 如狭 窄的 pH值和温度范围； （ 2） 酶的特异性或专一性； （ 3）酶的催化性。 酶的种类 1、 单一酶制剂 （ 1） 非淀粉多糖酶 (NSP酶 ) 纤维素酶 、 内切木聚糖酶 (戊聚糖酶 )、 内切 - 葡聚糖酶 、 甘露聚糖酶 、 -半乳糖甘酶 、 果胶酶 等； （

2、 2） 植酸酶； （ 3） 淀粉酶 -淀粉酶 、 -淀粉酶 、 麦芽糖酶 、 糖化酶等； （ 4） 蛋白酶 胃蛋白酶 、 胰蛋白酶 、 菠萝蛋白酶 、 木瓜蛋白 酶和微生物； （ 5）脂肪酶。 2、 复合酶制剂 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，或由一种或几种微生物 发酵获得。 饲用复合酶制剂有以下几类： （ 1） 以蛋白酶 、 淀粉酶为主的饲用复合酶 ， 主要 补充动物内源酶的不足； （ 2） 以 -葡聚糖酶为主的饲用复合酶 ， 主要用 于大麦 、 燕麦为主的饲料； （ 3） 以纤维素酶 、 果胶酶为主的饲用复合酶 ， 主 要作用为破坏植物细胞壁 ， 使细胞壁中营养

3、物 质释放出来； （ 4）以纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、葡 聚糖酶、果胶酶为主的饲用复合酶，有强的助 消化作用。 一 、 消化碳水化合物的酶 植物性能量饲料中的碳水化合物含量通常在 60以上。饲料中的碳水化合物中有易消化的淀 粉，也有难消化的非淀粉多糖 (NSP)。因此，这 类酶包括淀粉酶和非淀粉多糖 (NSP)酶。非淀粉 多糖酶又包括半纤维素酶、纤维素酶和果胶酶。 半纤维素酶主要包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿 拉伯聚糖酶和半乳聚糖酶；纤维素酶包括 C1酶、 Cx酶和 -葡聚糖酶。 1、淀粉酶 包括 和 -淀粉酶、糖化酶以及支链淀粉 酶和异淀粉酶。将淀粉水解为双糖、寡糖和糊 精，只能分解直

4、链淀粉和支链淀粉的直链部分。 将淀粉也水解为双糖、寡糖和糊精。 饲料中添加多用 -淀粉酶，使用时应加少 量的碳酸氢钠或碳酸钠以中和胃酸，以利于淀 粉酶的活化，防止该酶在胃肠道失活。 2、半纤维素酶 包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖 酶和半乳聚糖酶等，主要作用是将植物细胞 中的半纤维素水解为多种五碳糖，且降低半 纤维素溶于水后的黏度。小麦和黑麦等谷物 中含有阿拉伯糖基木聚糖，可以吸收其自身 重量 10倍的水，形成一种非常黏的液体。这 种高黏性液体表现对动物的影响就是减缓生 长速度，降低饲料利用效率。 3、纤维素酶 包括 C1、 Cx酶和 -葡聚糖酶。 纤维素酶可破坏富含纤维素的细胞壁，一方

5、面使其包围的淀粉、蛋白质、矿物质等内含物 释放并消化利用，另一方面将纤维素部分降解 为可消化吸收的还原糖，从而提高动物对饲料 干物质、粗纤维、淀粉等的消化率。 4、果胶酶 果胶酶可裂解单糖之间的糖苷键，并脱去水 分子，分解包裹在植物表皮的果胶，促使植物 组织的分解，降低肠内容物的黏度。 二 、 蛋白酶 蛋白酶将蛋白质水解成为可被肠道消化 吸收的小分子物质。根据最适 pH不同，将其 分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。 由于动物胃液呈酸性，小肠液多为中性，所 以饲料中多添加酸性和中性蛋白酶，其主要 作用是将饲料蛋白质水解为氨基酸。 蛋白酶来源和特性 类别 名称 来源 最适 pH值 可耐受最高

6、温度 () 植物酶 木瓜蛋白酶 菠萝蛋白酶 木瓜 菠萝 5 7 5 7 70 50 真菌酶 酸性蛋白酶 中性蛋白酶 碱性蛋白酶 A.Sanoi 米曲霉菌 米曲霉菌 2 3 4 7 8 9 45 45 45 细菌酶 中性蛋白酶 碱性蛋白酶 枯草杆菌 地衣芽胞杆 菌 5 8 8 9 50 55 动物酶 胃蛋白酶 凝乳酶 胰蛋白酶 牛、猪胃 犊牛胃 牛、猪胰和 小肠 2 3 4 6 6 9 60 45 45 三 、 脂肪酶 脂肪酶是水解脂肪分子中甘油酯键的一类酶 的总称，微生物产生的脂肪酶通常在 pH 3.5- 7.5时水解力最好，最适温度 38-40 ，因此微 生物脂肪酶非常适用于饲料。脂肪酶一般

7、从动 物消化液中提取。外源性脂肪酶的作用与动物 的年龄有关，生长动物体内的脂肪酶足以满足 自身的需要，但幼畜日粮中添加脂肪酶可能有 益。 四 、 植酸酶 植酸酶又称为肌醇六磷酸水解酶，是一种 可使植酸磷复合物中的磷变成可利用磷的酸性 磷酸酯酶。作为商品生产的植酸酶主要是来源 于真菌的发酵产物，也有一部分是用生物技术 生产的。 饲用酶制剂的作用及其机理 （ 一 ） 破坏植物细胞壁 ， 提高养分消化率 细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶等组 成的一种复杂聚合物，除草食动物之外，其他动 物不能消化这类物质，这样大大影响了植物饲料 中淀粉、蛋白质等营养物质的消化率。若在饲料 中适当地添加能分解这类聚合物

8、的酶；以破坏饲 料中存在的植物细胞壁，使细胞中的营养物质释 放出来，可提高饲料中能量和蛋白质的利用率。 （ 二 ） 降低消化道食糜黏性 ， 减少疾病的发生 构成植物细胞壁的非淀粉多糖物质能够结合 大量的水，增加了消化道食糜的黏度，使营养 物质和内源酶难以扩散，这不仅降低了蛋白质、 淀粉等营养物质的消化吸收，而且也使畜禽产 生黏粪现象。饲料中添加酶制剂可降低食糜的 黏稠度，缩小胰脏和胃肠道的体积，减少粪便 量，降低氮的排出率，提高畜禽的生产性能； （ 三 ） 消除抗营养因子 有些饲料组分 (如日粮纤维和植酸磷 )是无法 被动物内源酶消化的，同时这些不能被消化的 养分还会产生抗营养作用。添加外源性

9、酶制剂 可以部分或全部消除抗营养因子 (ANFs)所造成 的不良影响。消化和降解这些抗营养因子的外 源酶包括：植酸酶、 -葡聚糖酶、木聚糖酶、 果胶酶、 -半乳糖苷酶。 几种饲料原料中的抗营养因子或难于消化的成分 （ 四 ） 补充内源酶的不足 ， 激活内源酶的分泌 消化机能正常的成年动物，能分泌足够的消化饲料中 淀粉、蛋白质、脂类等养分的酶。补充这些消化酶对成 年健康动物的作用甚微。对于早期幼小畜禽来讲，主要 是其内源酶分泌不足，应添加外源酶以弥补这一缺陷。 一般在日粮中适当地添加淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，以 补充内源酶的不足，促进营养物质的消化和吸收，消除 营养不良和减少腹泻的发生，提高饲料消

10、化率。 消化酶在水产饵料中的研究与应用表现出了明显的辅 助消化，降低饵料系数，改善水质，减少肝脏和消化道 疾病的作用。饵料中添加蛋白酶、脂肪降解酶能提高饵 料中蛋白质、脂类的消化率，减少未消化物对水质的影 响。 淀粉是植物饲料中的主要物质，也是人工饵 料中最常用的安全、经济的粘合剂，而水产动 物，尤其是肉食水产动物体内淀粉酶活性低， 对淀粉的消化力低，饵料中的淀粉不能被充分 利用。这不仅造成养分的浪费，影响水质，由 此还常产生消化不良和肝脏疾病，致使生长受 阻，严重者导致死亡（俗称“胀死”）。 在饵料中添加淀粉酶，能明显地提高淀粉的 消化率，减少对水质的污染，保证水产动物的 健康，降低死亡率。

11、目前蛋白酶、脂解酶、淀 粉酶在对虾、鳗鱼等较高经济价值的水产饵料 中已普遍应用。 三 、 饲用酶制剂的应用 （ 一 ） 饲用酶制剂的要求 1、 饲用酶制剂中一般需加稳定剂或进行包被等稳 定性处理 。 2、 不同酶在消化道中起作用的位置不同 ， 对消化 道内的酸碱度 ， 蛋白酶的耐受性不相同 。 在多 酶系复合制剂的生产上 ， 必须避免其中的蛋白 酶对其它酶的降解作用 。 3、水产饵料投入水中，要求有一定悬浮时间。应 酶制剂必须用不溶于水的包被材料处理。 （ 二 ） 选用酶制剂应考虑的因素 1、 酶的种类和酶活力 酶制剂产品中所含酶的种类和活力是影响酶 制剂应用效果的关键因素。衡量酶制剂的品质

12、的核心指标是酶的活力。酶活力单位是在一定 条件下测得的相对值，受温度、 pH、底物浓度、 饲喂方式等诸多因素的影响，不同厂家所使用 的酶活单位可能不尽一致。酶的活力并不是愈 高愈好，酶活力过高不仅会造成产品的浪费， 而且引起饲养效果的下降，这可能与酶作用产 物的反馈抑制有关。 2、动物因素 使用酶制剂的效果受动物种类、品种、年龄 及生理阶段等诸多因素影响。消化功能愈简单 的动物，酶制剂的应用效果愈明显。家禽消化 道较短，肠道后段的微生物少，添加酶制剂的 效果就好。在肉鸡日粮中主要添加 -葡聚糖酶、 木聚糖酶、淀粉酶和果胶酶。早期断奶仔猪日 粮中需添加淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，而生长 猪和肥育猪日

13、粮中主要添加 -葡聚糖酶、木聚 糖酶和果胶酶。 （ 三 ） 酶制剂的应用方法 1、 直接添加 酶制剂可用于生产全价配合饲料和浓缩料 ， 一般在配合饲料中的添加量为 0.1 -0.3 。 2、 制粒后添加技术 添加方法类似于油脂的喷雾涂抹工艺 。 3、用于饲料调制 饲料原料在应用之前使用酶制剂进行调制， 有利于改善饲料的营养价值和饲用价值。 （ 四 ） 应用酶制剂应注意的问题 1、 购买时 、 使用前和饲料加工后均应检测酶的 活性 。 2、 制粒温度过高会降低饲料中酶的活性 。 3、 在贮存过程中要防止潮湿和高温曝晒 。 4、 饲料发霉会使酶活性受到很大影响 。 5、许多矿物元素、抗生素、酸化剂

14、、氧化剂、 重金属等物质对酶的活性也有明显影响。 （五）复合酶制剂的应用效果 酶处理猪饲料后干物质消化率的增加和 NSP的水解比例 注： A、 B、 C分别是比利时 Slovay生产的纤维素酶、半纤维素酶和丹麦 Novo Industri生产的复合酶。 酶制剂品种 1、 福美多 美国培埃公司研制 。 禽饲料添加量 1-7.5kg/t， 种禽添加量 偏少 ， 土鸡和肉鸡偏多 。 2、 保增乐 美国波顿公司研制草食动物酶制剂 。 饲料中添加量：牛 0.2-0.5%,羊和兔 0.25%。 3、八宝威 美国建明公司研制，产品为糖衣包被。各种动物饲料中添 加 0.25-1.0kg/t。 4、 保安生 芬

15、兰生产 。 适用于猪 ， 饲料中添加 0.5-1.0kg/t。 5、 爱维生 芬兰生产 。 适用于禽 ， 饲料中添加 0.5-1.0kg/t。 6、 溢多利复合酶 珠海生产 。 溢多酶 -818（ 猪用 ） ， 饲料中添加 1kg/t。 溢 多酶 -828（ 禽用 ） ， 饲料中添加 0.5-1.5kg/t。 溢多酶 -898 （ 水产动物用 ） ， 饲料中添加 0.5-1.5kg/t。 7、华芬酶 肈庆生产。 使用时注意事项 1、 依据使用的目的 、 动物的特征 、 日粮组成选用适宜种 类酶； 2、 饲料含多种营养成分 ， 单一酶不如复合酶效果好； 3、 动物消化生理是条件决定了饲用酶系应在

16、酸性或接近 中性的环境中有较强的酶解力； 4、应对作用物有较高的亲和力； 5、 在动物体内保持水解能力的时间应持久； 6、 受加工过程中温度的影响小； 7、 消化道催化反应 ， 不需外源性辅助因子； 8、 不含任何致病和可能产生毒性或副作用的物质； 9、 应注重应用效果； 10、水产饵料中的酶制剂应用不溶于水的材料包被处理。 饲用酶制剂关注的原因 1、 动物对酶的需要 幼畜消化和酶系统发育不完全 ， 补充动物消化酶 -不足； 2、饲料对酶的需要 酶制剂是消除饲料中抗营养因子的最好的物质，植物细胞 壁物都是由抗营养因子非淀粉多糖 (NSP) 组成，单胃动物不 分泌 NSP酶， NSP酶分解 NS

17、P，提高饲料利用率； 3、 减少环境污染 可减少排泄物中的有机物 、 氮 、 磷的排泄量； 4、 最安全的添加剂 酶是一种蛋白质 ， 是微生物发酵的天然产物； 5、经济效益提高。 酶制剂的发展方向 酶制剂本身的生物特性和作用规律十分复杂， 许多问题尚不清楚，酶制剂的实际应用效果尚不 稳定，在提高饲料的利用率、减少环境污染、提 高动物生产水平和经济效益等方面的功效尚未充 分发挥。要解决这些问题，必须在酶活分析方法 的标准化、酶制剂的稳定性、酶制剂与饲粮成分 的关系、酶制剂之间及与内源酶之间的相互关系、 酶制剂与饲料工艺之间的关系等方面开展系统深 入的研究。 饲用酶制剂需要解决的问题 1、 不同酶活性 、 不同饲料品种及不同动物生长期的最佳添 加量 、 添加时间和添加方法； 2、 专用酶制剂的最佳配方； 3、 添加酶制剂饲料配比变化规律； 4、不同类型饲用酶制剂受环境 (温度、 pH)影响活性变化规 律； 5、 饲用酶制剂理化参数指标； 6、 饲用酶制剂活力检测标准方法； 7、 降低酶制剂生产成本的技术； 8、 研制活力好 、 稳定性强 、 适应于工业化饲料生产需要的 酶制剂； 9、 酶的包被处理技术 。