【饲料生产加工技术】蛋白酶的选择与应用10问

【饲料生产加工技术】蛋白酶的选择与应用10问

采访：饲料工业杂志张雷受访人：建明工业高级产品经理张泽虎一问：请问当今饲料产业中，酶制剂起到了什么样的作用？张泽虎：建明是第一个把酶制剂的概念和产品引入中国的企业，80年代八宝威就受到了饲料厂的青睐，我经常在与客户的交谈中听到关于八宝威的作用评价，其实也是对饲料酶作用的部分认知，比如使用了酶制剂后动物的生长性能得到了改善、过料现象少了、粪便不粘了等。其实我认为使用饲料酶制剂最主要的作用有三个：一是提高饲料营养物质的消化率，改善生长性能并减少因不同批次原料营养成分的差异带来的饲料品质的波动；二是减少因使用大量黏性谷物和各种副产品导致的食糜和粪便的黏性，进而减少动物肠炎等的发生几率；三是减少饲料中的抗营养因子带来的消化不良、胀气、腹泻等问题。当然酶制剂的作用不仅限于此，还有包括使用筛选的非淀粉多糖降解产生寡糖改变肠道微生物区系、甘露聚糖酶降解导致的甘露聚糖减少过度的免疫刺激带来的能量损失、一些功能性的酶类如葡萄糖氧化酶耗氧并形成酸性环境维护肠道健康等等。我相信随着对饲用酶制剂研究的深入以及对底物性状不断的了解，还会有更多酶的作用被我们认知和熟悉。二问：目前市场习惯中，蛋白酶的使用普遍吗？张泽虎：据MarketsandMarkets的分析，中国去年饲用蛋白酶的营业额大约有990万美元，并且在之后的五年时间里将会保持每年10.60%的复合增长率。在全球范围内，饲用蛋白酶已经成为第四大单酶品种。可见经过几年的市场推广和检验，蛋白酶产品已经被饲料行业所接受。三问：蛋白酶的应用，能够帮饲料厂解决哪些问题？张泽虎：因为不是所有的蛋白酶都是有效的，这个之后还会谈到，所以我只讲在八宝威复合蛋白酶的应用过程中，我们主要在以下几点帮助客户解决实际问题：第一，调整配方，节约成本。比如使用杂粕替换豆粕，或者降低蛋白和可消化氨基酸使用，节约成本；第二，就是提高蛋白原料的消化率，稳定或提升饲料品质。特别是在豆粕价格高涨的时候，饲料厂会降低其用量，取而代之的是一些杂粕等副产品，由于这些原料营养元素波动较大，因此饲料品质也经常出现波动，此时加上有效的蛋白酶，可以提高氨基酸和粗蛋白的消化利用率，稳定饲料品质。而在高豆粕配方中，蛋白酶可以通过水解豆粕中的抗营养因子，进一步提高豆粕利用率；第三，水解抗营养因子，减少消化障碍。比如豆粕中的大豆球蛋白和β伴大豆球蛋白、高粱和玉米中的醇溶蛋白等都是抗营养因子，通过添加有效的蛋白酶，可以将这些抗营养因子水解，提高这些原料的利用率；第四，减少氮排放，更环保。四问：最近中美贸易战中，美国大豆会被中国征收25%的关税，大豆成本会上升，请问蛋白酶能够帮助饲料厂在这里面找到好的竞争优势吗？张泽虎：中美贸易战是时下的热门话题，虽然建明也是美国企业，但是我们更是一家全球的企业，在全球化的背景下，任何形式的贸易战都会使彼此受伤，也是我们不愿看到的。我们假设，蛋白原料不断上涨，这必然会增加饲料厂的配方压力。这从近几个月的饲料涨价已经可以看到端倪。就像我刚才说的，豆粕价格高企的时候，饲料品质会变得更具波动性，此时用有效的蛋白酶将会增强企业的竞争力，减少这种波动，目前我们的研究结果表明，使用八宝威复合蛋白酶可以显著提高10种氨基酸的标准回肠消化率，其中包括了赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸等必需氨基酸，因此有效的蛋白酶是饲料中的多种氨基酸。另外，企业也可以通过按照蛋白酶的潜在营养价值调整配方，以节约成本，从另一个角度提高竞争力。五问：是不是所有的蛋白酶都可以帮助饲料厂获得竞争优势？换句话说，是不是所有的蛋白酶都是有效的？张泽虎：就像我每次讲蛋白酶，我都会提到“有效”二字一样，并不是所有的蛋白酶都是一样的，也并不是所有蛋白酶都可以帮助饲料厂解决实际问题。这里面就涉及到很多关于蛋白酶对底物的亲和力、耐受性等多方面的指标。六问：一般的饲料厂，该如何去选择适合自己的蛋白酶产品？张泽虎：首先，如果没有能力自己评估蛋白酶有效性的企业，可以去评估生产商的资质、是不是有充足、可信的科研报告以及该产品的市场占有率；如果企业拥有条件可以进行评估的，可以参考以下步骤：①所用的的蛋白酶首先要符合我国的法律法规；②对于需要高温制粒的品种，需要评估耐热性；③评估蛋白酶的耐受胃酸能力、耐受金属离子能力以及是否会被胃蛋白酶和胰蛋白酶影响；④实验室模拟胃肠消化，针对饲料底物的消化能力；⑤动物消化实验；⑥动物生长实验进一步验证。七问：现在饲料厂在使用蛋白酶的时候，是通过调整配方形式还是直接添加？张泽虎：两种情况都有，这个要看使用蛋白酶的目的。如果考虑节约成本，会选择调整配方，当下蛋白原料价格比较高，采用这种方式会多一些；如果企业想提升竞争力，会选择直接添加，一般在猪的教保料阶段多是直接添加，减少抗营养因子，降低营养型腹泻使用。八问：饲料厂在选择蛋白酶时如何计算投资回报率？张泽虎：一般有两种方法：一个就是调整配方使用，可以直接计算降低了多少成本；另一种是直接添加，通过改善动物的生长性能计算投资回报率，八宝威复合蛋白酶的投资回报率约为4-5。九问：建明的八宝威蛋白酶有什么特点？张泽虎：建明对八宝威复合蛋白酶的研究长达4年的时间，前面几年的时间主要是关于蛋白酶基本理化指标的认识和动物对蛋白消化的特点的研究，通过研究发现：基本上酸性蛋白酶的耐热性能很差，甚至有的酸性蛋白酶耐酸性也不好；而中碱性蛋白酶，虽然在耐热性能上好于酸性的蛋白酶，但是耐酸性却很差，超过20%耐酸率的都很少；有的蛋白酶虽然酶活很高，但是对豆粕、菜粕、玉米、高粱等蛋白底物几乎不水解，亲和力也很差。因此，在发现这些问题后，建明的科学家进行了针对性的研究与开发，通过与建明意大利Cavriago包被工厂的合作，通过双层包被技术使得产品具有更强的热稳定性和抗逆性，使得八宝威复合蛋白酶与市场上同类产品相比更具优势：①针对饲料原料底物特异性的筛选，组合了酸性、中性和碱性的蛋白酶，对大多数饲料原料如豆粕、菜粕、棉粕、DDGS、高粱、玉米等具有非常高的水解效率；②耐热性能更好，八宝威复合蛋白酶和八宝威水产蛋白酶分别在85℃和90℃制粒温度条件下保留率可达80%以上；③耐酸性更突出，pH值为3条件下处理30min的耐酸性可超过80%；④根据动物消化道环境进行的包被缓释设计，保证在胃、小肠都有蛋白酶活性，并在2h内充分释放；⑤经过多次不同品种动物消化实验、生长实验检验的有效蛋白酶十问：蛋白酶对猪场的环保问题解决，有没有帮助？张泽虎：我们很早就重视了猪场氮排放的问题，并进行了研究。一般来讲，猪场使用蛋白酶有两个好处，一个是减少氮排放，我们的研究结果显示在生长猪上添加八宝威复合蛋白酶，可以显著降低粪和尿中氮的排放，假设一头