第三节 饲用酶制剂

第四章非营养性添加剂----饲用酶制剂一、概念：饲用酶制剂(Enzyme)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。二、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。

底物酶三、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β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、β-半乳糖甘酶、果胶酶等；三、酶的种类（2）植酸酶；（3）淀粉酶——α-淀粉酶、β-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β-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。

1.消化碳水化合物的酶这类酶包括淀粉酶和非淀粉多糖(NSP)酶。

非淀粉多糖酶：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β-葡聚糖酶。

β—葡聚糖和阿拉伯木聚糖在谷物中的含量(%DM)

1）淀粉酶包括α和β—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β—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β—葡聚糖酶。纤维素酶可破坏富含纤维素的细胞壁，一方面使其包围的淀粉、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。

纤维素和半纤维素的分解

天然纤维素

C1酶

水合非结晶纤维素

Cx1·Cx2酶

纤维二糖+葡萄糖

纤维二糖酶

葡萄糖

Lactobacillus

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。2.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。

表4-18蛋白酶来源和特性

类别名称来源最适pH值可耐受最高温度(℃)植物酶木瓜蛋白酶菠萝蛋白酶木瓜菠萝5～75～77050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2～34～78～9454545

细菌酶中性蛋白酶碱性蛋白酶枯草杆菌地衣芽胞杆菌5～88～95055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2～34～66～96045453.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pH3．5～7．5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。

4.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。

微粉型植酸酶颗粒型植酸酶植酸盐的抗营养特性

(Leietal,2003)植酸盐在植物组织中可能形成的复杂结构(Kiesetal,2001

四、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。

酶处理后：细胞壁被分解，细胞内营养物质释放出来，可被动物所吸收利用。纤维素酶对植物细胞壁的降解酶处理前：营养物质被细胞壁包围，不易被动物吸收利用。（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；

小麦加酶对28日龄肉鸡生产性能的影响（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、β—葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶、α—半乳糖苷酶。

细胞壁lNSP淀粉颗粒样品:小麦非淀粉多糖的危害粪便稀软肠道细菌非淀粉多糖水水溶性NSP使肉仔鸡小肠食糜粘度显著增加植酸酶对低质和普通质量的小麦的表观代谢能的影响(Ravandrinetal1999)

某复合酶对玉米豆粕型日粮消化率(仔猪)

的影响%加酶对原料中抗营养因子的降解不加酶时的状况加酶时的状况可利用成分可利用成分不可利用成分不可利用成分非淀粉多糖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。

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。

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。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。五、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β-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粮中主要添加β—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％一0．3％。

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、氧化剂、重金属等物质对酶的活性也有明显影响。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——肇庆生产。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；

使用时注意事项

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NSP，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