代酶制剂及其在饲料工业中的应用.pptx

第三代酶制剂及其在饲料工业中的应用,2,主要内容,我国饲料工业现状 饲料生物技术 第三代酶制剂在饲料中的应用 水解酶 分解酶 总结及展望,3,一、我国饲料工业现状,我国饲料产量居世界第一，2015年突破2亿吨 但存在饲料粮短缺、环境污染等严重问题 饲料粮严重短缺 年进口大豆5000万吨以上 年进口玉米500万吨以上 2015年估计缺口1亿吨左右 养殖业造成的环境污染日趋严重 磷排放量超过250万吨/年 氮排放量超过500万吨/年 饲料生物技术是解决上述问题的关键之一,4,二、饲料生物技术,饲用酶制剂 微生物蛋白 微生态制剂 寡糖 小肽 有机微量元素 卵黄抗体 ,5,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（一）饲用酶制剂分类和划代 第一代：助消化 第二代：降解简单抗营养因子 第三代：降解复杂抗营养因子或毒物,表1 饲料酶制剂的分类和划代,（冯定远. 饲料与畜牧, 2012）,6,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（二）饲用酶制剂分类和划代 1.区别水解酶和分解酶依据 催化反应是否是加水反应 产物是否是基本组成单位 水解酶 底物分子一般都比较大，水解产生分子量比较小的物质，而且是基本单位：淀粉+H2O葡萄糖 分解酶 催化的是没有加水反应，产物是更小的分子，而且不是基本组成单位：葡萄糖葡萄糖酸+H2O2,淀粉酶,葡萄糖氧化酶,7,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（一）饲用酶制剂分类和划代 2.第三代酶含义 发展时间较短 作用底物类型差异 杂多糖（第三代）Vs 同多糖（第二代） 底物分子量分布广（第三代）Vs 大分子（第二代） 非常规原料（第三代） Vs 常规原料（第二代）,8,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 1.第三代水解酶 （1） -半乳糖苷酶（-galactosidase） a.来源：广泛存在于动物、植物和微生物，生产上以链霉菌和枯草杆菌为主 b.性质：细菌分泌的-半乳糖苷酶最适pH范围是6.5-7.5，最佳温度在37-40；丝状真菌及酵母菌分泌的最适pH范围变化较大，在4.5-8，最佳温度一般在50-60,9,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1） -半乳糖苷酶（-galactosidase） c.作用机制 破坏细胞壁结构，促进细胞内营养物质释放 破坏细胞壁，释放内容物，降低渗透压，减慢食糜运行的速度 控制肠道微生物发酵，增强免疫力 减少-半乳糖苷发酵，产生寡糖参与致病菌聚集和机体的免疫调节 d.在饲料中的应用 在家禽日粮中的应用,a.改善生长性能、提高饲料利用率 b.提高营养成分分配效率 c.改善肠道发育,10,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（Zhang et al. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2010）,（ Zhang et al. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2010 ）,（林谦等. 动物营养学报, 2015）,11,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1） -半乳糖苷酶（-galactosidase） d.在饲料中的应用 在猪日粮中的应用 a.改善生长性能，提高饲料利用率 b.改善肠道发育,（Kim S W et al. Journal of Animal Science, 2003）,（ Kim S W et al. Journal of Animal Science, 2003 ）,12,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 1.第三代水解酶 （2） -甘露聚糖酶（-mannanase） a.作用机制 降低消化道内容物粘度：水解为甘露寡糖等低聚糖 破坏植物性饲料细胞壁结构，使营养物质与消化酶充分接触 改善肠道微生物菌群和提高肠粘膜的完整性：有益菌的增殖，减少病原菌在肠道的定植，调节动物的免疫反应,13,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,b.在饲料中的应用 提高日粮能量利用率 改善畜禽生长及生产性能,（周响艳等. 第六届饲料安全与生物技术专业委员会大会暨第三届全国酶制剂在饲料工业中应用学术与技术研讨会论文集, 2009）,14,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,b.在饲料中的应用 增强畜禽抵抗力，促进畜禽健康 替代抗生素，降低药物残留,（Zou X T et al. Poultry Science, 2006）,15,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 1.第三代水解酶 （3）果胶酶（pectase） a.在饲料中的应用 增加日增重，提高饲料消化率 提高动物的纤维消化率,（张名爱等. 水禽世界, 2013）,（Ali A et al. Proceedings of the 17th Australian Poultry Science Symposium, 2005）,16,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,与其余酶制剂配合使用，增强畜禽的生产性能,（Saleh F et al. British Poultry Science, 2005）,17,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 2.第三代分解酶 （1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） a.催化反应,（Wohlfahrt et al. Acta Crystallographica, 1999）,（Witt et al. Applied and Environmental Microbiology, 1998）,18,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 2.第三代分解酶 （1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） b.分布与制备 广泛地分布于动物、植物和微生物体内，工业上一般采用黑曲霉和青霉菌属菌株作为生产菌株； 野生菌株的研究主要集中在菌株筛选及培养优化方面；异源表达方面在真核酵母表达系统和细菌（大肠杆菌）表达系统等都有研究，在毕赤酵母中表达的GOD没有酿酒酵母表达系统带来的过糖基化修饰影响,19,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 2.第三代分解酶 （1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） b.生理作用 消除肠道病原菌生存环境，保持肠道菌群生态平衡,（Witt et al. Applied and Environmental Microbiology, 1998）,消耗氧气,生成酸性物质,20,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） b.生理作用 清除自由基，保护肠道上皮细胞完整 葡萄糖酸促进胃肠道食糜产生更多的短链脂肪酸 解除肠道霉菌毒素中毒 改善饲料品质，降低氧化风险,（胡常英等. 生物学杂志, 2014）,21,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） c.在饲料中的应用 GOD在鸡饲料中的应用 提高饲料消化率，调控肠道微生物平衡，改善生产性能，抗应激等,22,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） c.在饲料中的应用 GOD在猪饲料中的应用 提高生长性能，提高饲料转化率，减少腹泻等,GOD在猪饲料中的应用,（田东霞等. 畜牧与饲料科学, 2012）,23,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） c.在饲料中的应用 GOD在兔配合饲料中的应用 提高母兔泌乳性能，利于母兔体况恢复和断乳前仔兔发育等 刘亚娟等（中国畜牧兽医学会养兔学分会成立大会暨第一届学术交流大会论文集, 2014）添加不同比例的GOD均使母兔泌乳力、平均断乳仔兔只数、仔兔断乳成活率、母兔和同窝仔兔的平均日采食量均比对照组提高；添加0.4%的GOD使母兔泌乳期失重较对照组显著降低36.20%；对于兔初生至断乳的窝重，添加GOD使仔兔初生、21日龄、28日龄时窝重均髙于对照组,GOD在猪饲料中的应用,24,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（1）葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOD） c.在饲料中的应用 GOD在其他动物配合饲料中的应用 解除奶牛饲料黄曲霉毒素M1毒性等,GOD在猪饲料中的应用,（胡常英等. 微生物学杂志, 2014）,25,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 2.第三代分解酶 （2）木质素过氧化物酶（lignin peroxidase，LiP） a.降解木质素，提高秸秆消化性,（Arora D S et al. International Biodeterioration & Biodegradation, 2002）,26,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,b.减少抗生素残留，提高动物产品品质 以纯化的木质素过氧化物酶作为饲料添加剂的研究少见报道，该酶作为饲料添加剂的效果仍待进一步研究,（贾燕南等. 环境科学学报, 2008）,27,三、第三代酶制剂在饲料中的应用,（三）第三代酶制剂在饲料中的应用 1.第三代分解酶 （3）锰过氧化物酶（manganese peroxidase，MnP） a.降解木质素，提高秸秆消化性,（Sharma R K et al. Journal of General and Applied Microbiology, 2010）,b.减少抗生素残留，提高动物产品品质 以纯化的锰过氧化物酶作为饲料添加剂的研究少见报道，该酶作