2013年,飼料中復(fù)合酶使用量占飼料總量40%左右,其中禽用飼料中復(fù)合酶使用量占禽用飼料總量55%左右,禽用飼料中植酸酶使用量超過禽用飼料總量的80%。現(xiàn)在,除了豬料、禽料以外,水產(chǎn)、反芻等飼料中添加酶制劑的數(shù)量也越來越多。
飼用酶制劑是一種安全、高效、無殘留的營養(yǎng)性飼料添加劑,是目前被世界公認(rèn)為有效解決養(yǎng)殖領(lǐng)域中飼料安全、飼料原料缺乏、環(huán)境污染和動(dòng)物疫病等四大問題的新型飼料添加劑。隨著人畜爭糧矛盾加大,人們對(duì)食品安全、節(jié)能環(huán)保意識(shí)增強(qiáng),以及飼用酶制劑技術(shù)自身的進(jìn)步和推廣,飼料企業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)對(duì)飼用酶制劑產(chǎn)品的全新認(rèn)識(shí)和接受,飼用酶制劑已成為飼料中常規(guī)添加的一種營養(yǎng)性飼料添加劑。
目前,市場上的飼用酶制劑主要包括以下四類:
1 消化碳水化合物的酶
碳水化合物包括粗纖維素和無氮浸出物(見下圖),消化碳水化合物對(duì)應(yīng)的酶包括淀粉酶和非淀粉多糖(non-starch polysaccharides, NSP)酶。其中淀粉酶有:真菌α-淀粉酶,中溫α-淀粉酶,?-淀粉酶,葡萄糖淀粉酶(又稱糖化酶),普魯蘭酶等。非淀粉多糖酶又包括半纖維素酶、纖維素酶和果膠酶。半纖維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;纖維素酶包括C1酶、Cx酶和β-葡萄糖苷酶。果膠酶是指能夠催化果膠質(zhì)分解多種酶的總稱,通常包括原果膠酶、果膠甲酯水解酶、果膠酸酶,本質(zhì)上是聚半乳糖醛酸水解酶,產(chǎn)物為?-半乳糖醛酸。
2 蛋白酶
蛋白酶是水解蛋白質(zhì)肽鍵的一類酶的總稱。
按其水解多肽的方式,可以將其分為內(nèi)肽酶和外肽酶兩類。內(nèi)肽酶將蛋白質(zhì)分子內(nèi)部切斷,形成分子量較小的胨。外肽酶從蛋白質(zhì)分子的游離氨基或羧基的末端逐個(gè)將肽鍵水解,而游離出氨基酸,前者為氨基肽酶后者為羧基肽酶。按其活性中心和最適pH值,又可將蛋白酶分為絲氨酸蛋白酶、巰基蛋白酶、金屬蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶。
按其反應(yīng)的最適pH值,分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。蛋白酶對(duì)所作用的反應(yīng)底物有嚴(yán)格的選擇性,一種蛋白酶僅能作用于蛋白質(zhì)分子中一定的肽鍵,如胰蛋白酶催化水解堿性氨基酸所形成的肽鍵。市場上銷售的大多是單一的蛋白酶,建明(珠海)公司根據(jù)飼料蛋白質(zhì)的類型和動(dòng)物消化道的環(huán)境特點(diǎn),推出的復(fù)合蛋白酶,包含了酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶,能充分降解飼料蛋白質(zhì)為氨基酸和小肽。
3 脂肪酶
脂肪酶是水解脂肪分子中甘油酯鍵的一類酶的總稱。
按脂肪酶對(duì)底物的特異性可分為三類:脂肪酸特異性、位置特異性和立體特異性。依據(jù)脂肪酶的來源不同,脂肪酶還可以分為動(dòng)物性脂肪酶、植物性脂肪酶和微生物性脂肪酶。不同來源的脂肪酶可以催化同一反應(yīng),但反應(yīng)條件相同時(shí),酶促反應(yīng)的速率、特異性等則不盡相同。微生物產(chǎn)生的脂肪酶通常在pH 3.5~7.5時(shí)水解力最好,最適溫度38~45℃,因此,微生物脂肪酶非常適用于飼料中使用。
4 植酸酶
植酸酶又稱為肌醇六磷酸鹽磷酸水解酶,可催化肌醇六磷酸(鹽或酯)脫掉磷酸基團(tuán),是一種可使植酸磷復(fù)合物中的磷變成可利用磷的酸性磷酸酯酶。
植酸酶現(xiàn)知有3種類型,即肌醇六磷酸3-磷酸水解酶、肌醇六磷酸6-磷酸水解酶和非特異性的正磷酸單酯水解酶,它們分別在肌醇六磷酸的3位、6位和2位碳上水解掉1個(gè)磷酸基因。植酸酶從廣義上講,是指與植酸分解有關(guān)的酶類,它實(shí)際上包括植酸酶和磷酸酶,植酸酶只能將植酸分解為肌醇磷酸酯系列,不能徹底地將肌醇磷酸酯分解為肌醇和磷酸。
狹義的植酸酶不包括磷酸酶。植酸酶是一種胞外酶,廣泛存在于自然界中,在動(dòng)物、植物、微生物中均有發(fā)現(xiàn)。在植物組織如谷物、豆類、蔬菜,特別是萌發(fā)的種子和花粉中都發(fā)現(xiàn)了植酸酶。自然界中產(chǎn)植酸酶的微生物種類繁多,如細(xì)菌、霉菌、真菌等。作為商品生產(chǎn)的植酸酶主要是來源于畢赤酵母的發(fā)酵產(chǎn)物。
從酶種的發(fā)展歷程上看,通過技術(shù)研發(fā)推出新產(chǎn)品,可以拓寬酶制劑在飼料中的應(yīng)用領(lǐng)域。近些年,通過不斷提升技術(shù)水平生產(chǎn)出來的酶制劑產(chǎn)品應(yīng)用效果愈加明顯,技術(shù)與工藝的不斷完善,可以提高酶制劑在不同飼料中的使用范圍。
2013年,飼料中復(fù)合酶使用量占飼料總量40%左右,其中禽用飼料中復(fù)合酶使用量占禽用飼料總量55%左右,禽用飼料中植酸酶使用量超過禽用飼料總量的80%。現(xiàn)在,除了豬料、禽料以外,水產(chǎn)、反芻等飼料中添加酶制劑的數(shù)量也越來越多。另外,隨著未來酶制劑的生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低,飼料工業(yè)的下游養(yǎng)殖企業(yè)通過添加酶制劑提升的養(yǎng)殖效益將更加明顯,飼用酶制劑產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
作者:陳清華教授
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