《如β-葡聚糖酶#高级教学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《如β-葡聚糖酶#高级教学（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、饲料酶制剂发挥作用的“三个条件”冯定远(华南农业大学动物科学学院) 1优质材料饲料酶制剂的复杂性一、酶制剂生物活性的一、酶制剂生物活性的敏感性敏感性；二、酶的种类和来源的二、酶的种类和来源的多样性多样性；三、动物种类和生理阶段的三、动物种类和生理阶段的差别性差别性；四、日粮类型和饲料原料的四、日粮类型和饲料原料的复杂性复杂性；五、酶作用和加工条件的五、酶作用和加工条件的变异性变异性；六、日粮营养水平与酶作用提供可利六、日粮营养水平与酶作用提供可利 用营养的用营养的比较性比较性。 2优质材料这既反映了酶制剂生物活性的这既反映了酶制剂生物活性的真实性真实性和和有效性有效性问题。问题。又反映了酶制剂
2、应用对象的又反映了酶制剂应用对象的针对性针对性和和适用性适用性问题。问题。酶的真实有效是酶的真实有效是必要条件必要条件，酶的针对，酶的针对适用是适用是充分条件充分条件，缺一不可。，缺一不可。3优质材料饲用酶制剂的应用1.1.对动物内源酶的补充，如蛋白酶、淀粉酶和对动物内源酶的补充，如蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。脂肪酶。2.2.消除某些饲料中抗营养因子，如消除某些饲料中抗营养因子，如-葡聚糖酶葡聚糖酶、木聚糖酶和植酸酶等。、木聚糖酶和植酸酶等。3.3.提高低劣饲料成分的营养价值，例如纤维素提高低劣饲料成分的营养价值，例如纤维素酶。酶。4.4.对某些饲料原料如羽毛、动物内脏等进行预对某些饲料原料如羽毛
3、、动物内脏等进行预处理，使其更易消化，例如蛋白酶。处理，使其更易消化，例如蛋白酶。4优质材料添加酶制剂的情况1.1.病畜和幼年仔畜存在消化功能问题。病畜和幼年仔畜存在消化功能问题。2.2.集约化饲养压抑了动物的消化功能。集约化饲养压抑了动物的消化功能。3.3.饲养方式改变，仔猪的逐渐断奶改为饲养方式改变，仔猪的逐渐断奶改为突然断奶，自然断奶改为提早断奶。突然断奶，自然断奶改为提早断奶。5优质材料添加酶制剂的情况4.4.某些饲料（尤其是非常规原料）消某些饲料（尤其是非常规原料）消化性能差（如羽毛粉等）。化性能差（如羽毛粉等）。5.5.某些饲料含有抗营养因子，影响了某些饲料含有抗营养因子，影响了整
4、个日粮的其它营养的消化吸收。整个日粮的其它营养的消化吸收。6优质材料非淀粉多糖酶作用机理1 1 降解可溶性非淀粉多糖，降低食糜粘降解可溶性非淀粉多糖，降低食糜粘性。性。 2 2 摧毁植物细胞壁，释放细胞内养分。摧毁植物细胞壁，释放细胞内养分。 3 3 减少动物肠道有害微生物增殖。减少动物肠道有害微生物增殖。 4 4 对消化系统发育的影响对消化系统发育的影响 。5 5 提高机体代谢水平，增强免疫力提高机体代谢水平，增强免疫力 。7优质材料外源性消化酶的作用机理与非淀粉多糖酶的间接作用不同，蛋白与非淀粉多糖酶的间接作用不同，蛋白酶，淀粉酶和脂肪酶等直接作用营养底酶，淀粉酶和脂肪酶等直接作用营养底物
5、，水解消化饲料中大分子营养。物，水解消化饲料中大分子营养。1 1 蛋白酶分解蛋白质为氨基酸或肽蛋白酶分解蛋白质为氨基酸或肽2 2 淀粉酶分解淀粉为葡萄糖或寡糖淀粉酶分解淀粉为葡萄糖或寡糖3 3 脂肪酶分解脂肪为脂肪酸和甘油脂肪酶分解脂肪为脂肪酸和甘油8优质材料植酸酶的作用机理水解植酸盐水解植酸盐1 1 释放结合的有机磷释放结合的有机磷2 2 释放螯合或络合的微量元素释放螯合或络合的微量元素3 3 减少植酸盐对氨基酸和脂肪酸吸收减少植酸盐对氨基酸和脂肪酸吸收的影响的影响9优质材料在饲料中应用不能发挥作用三种情况 第一种情况：第一种情况：酶制剂并不真实有效，不酶制剂并不真实有效，不能发挥作用能发挥
6、作用 典型的情况是酶的种类和活性、酶学特典型的情况是酶的种类和活性、酶学特性和抗逆性不适合作为饲料用酶性和抗逆性不适合作为饲料用酶 10优质材料酶制剂性质因素不同来源酶的特性是不同的，同一来源不同来源酶的特性是不同的，同一来源的酶，性质也有所不同。由不同菌种产的酶，性质也有所不同。由不同菌种产生的酶制剂，其发挥最大活性所需的底生的酶制剂，其发挥最大活性所需的底物和环境条件（物和环境条件（pHpH值和温度等）是不一值和温度等）是不一样的。样的。 同一种发酵方法不同菌种来源的酶稳定同一种发酵方法不同菌种来源的酶稳定性不同；同一真菌来源的酶，发酵方式性不同；同一真菌来源的酶，发酵方式不同而不同。不同
7、而不同。 11优质材料酶的活性稳定性问题酶制剂是一种具有生物活性的蛋白质，酶制剂是一种具有生物活性的蛋白质，不同的理化因素（包括饲料加工处理和不同的理化因素（包括饲料加工处理和体内消化道内环境）可能影响酶的活性。体内消化道内环境）可能影响酶的活性。酶制剂在饲料工业中应用的一个最大问酶制剂在饲料工业中应用的一个最大问题是人们对酶制剂在饲料颗粒加工过程题是人们对酶制剂在饲料颗粒加工过程中由于蒸汽调质的高温而失活的担心。中由于蒸汽调质的高温而失活的担心。12优质材料在饲料中应用不能发挥作用三种情况 第二种情况：第二种情况：有些酶制剂是真实有效的，有些酶制剂是真实有效的，但是，酶制剂不具有针对适用性，
8、还但是，酶制剂不具有针对适用性，还是不能发挥作用，是不能发挥作用， 典型的情况是动物种类和生理阶段没有典型的情况是动物种类和生理阶段没有针对性、日粮类型和原料特性没有适用性针对性、日粮类型和原料特性没有适用性 13优质材料日粮因素小麦和黑麦中主要的非淀粉多糖是阿拉小麦和黑麦中主要的非淀粉多糖是阿拉伯木聚糖，小麦和黑麦日粮的非淀粉多伯木聚糖，小麦和黑麦日粮的非淀粉多糖酶制剂应主要含木聚糖酶；糖酶制剂应主要含木聚糖酶；大麦和燕麦中除了阿拉伯木聚糖外主要大麦和燕麦中除了阿拉伯木聚糖外主要是是葡聚糖，大麦和燕麦日粮的非淀葡聚糖，大麦和燕麦日粮的非淀粉多糖酶制剂则主要含粉多糖酶制剂则主要含葡聚糖酶及葡聚
9、糖酶及较少量的木聚糖酶。较少量的木聚糖酶。 14优质材料动物种类因素非淀粉多糖酶对于猪的效果没有家非淀粉多糖酶对于猪的效果没有家禽的明显。禽的明显。猪肠道内容物中水分含量高于家禽，猪肠道内容物中水分含量高于家禽，而干物质的含量（而干物质的含量（10%10%）低于家禽肠）低于家禽肠道内容物干物质的含量（道内容物干物质的含量（20%20%），内），内容物粘度比家禽的低。容物粘度比家禽的低。 15优质材料动物种类因素饲料在猪的胃中要停留饲料在猪的胃中要停留4 4个小时以上，个小时以上，而在鸡的胃中停留时间要短的多。而在鸡的胃中停留时间要短的多。由于鸡在酸性环境的肌胃前还有嗉由于鸡在酸性环境的肌胃前还
10、有嗉囔，酶制剂在嗉囔相对高的囔，酶制剂在嗉囔相对高的pHpH值环值环境中发挥了相当大的作用。境中发挥了相当大的作用。 16优质材料消化道内环境因素酶制剂发挥作用受到动物体消化道环境的影酶制剂发挥作用受到动物体消化道环境的影响，而胃中较低的响，而胃中较低的pHpH值可能对酶的活性有很值可能对酶的活性有很大影响。大影响。低低pHpH、胃蛋白酶和胰蛋白酶均可使外源酶活、胃蛋白酶和胰蛋白酶均可使外源酶活性降低。性降低。 17优质材料酶制剂如何发挥高效性对于复杂的底物,特别是一些非常规饲料原料或日粮的成分,单一的一种酶未必能够达到高效性。有必要运用具有协同作用的“组合拳”对底物处理。18优质材料粗纤维的
11、结构粗纤维的结构结晶区结晶区衍生结晶区衍生结晶区19优质材料饲料组合酶（Combinative Enzymes） 指利用酶催化的协同作用，由催化水解同一底物的来源和特性不同，选择具有互补性的两种或两种以上酶配合 (formulate) 而成的酶制剂。 组合酶不是简单的复合，而应该是根据不同酶的最适特性、作用特点和抗逆性的互补有机组合。可以是多种内切酶的组合，也可以是内切酶和外切酶的组合。 20优质材料来自嗜松青霉来自嗜松青霉(P. pinophlum)的的CBHS（和和型）与内切葡型）与内切葡聚糖酶（聚糖酶（E至至E）之间在水解棉花纤维上的协同作用）之间在水解棉花纤维上的协同作用 21优质材料
12、饲料组合酶的特性 （1）催化水解同一底物酶的来源多样性（2）酶的催化反应的协同配合性（3）酶最适条件和抗逆特性的互补性（4）酶的应用效果的高效性22优质材料在饲料中应用不能发挥作用三种情况第三种情况：第三种情况：酶制剂是真实有效的、酶酶制剂是真实有效的、酶制剂也是针对适用的，酶在使用时已经制剂也是针对适用的，酶在使用时已经发挥了作用，但可能不能发挥作用发挥了作用，但可能不能发挥作用例如，提高了营养消化率，降低了抗营养例如，提高了营养消化率，降低了抗营养因子的作用等。但是，动物并不表现生因子的作用等。但是，动物并不表现生产性能的改善产性能的改善23优质材料我们可以推导出，酶在饲料中应用我们可以推
13、导出，酶在饲料中应用能够发挥作用存在能够发挥作用存在“三个条件三个条件” 24优质材料酶不能简单地使用，酶的使用不能仅仅酶不能简单地使用，酶的使用不能仅仅关注酶的真实有效性、关注酶的针对适关注酶的真实有效性、关注酶的针对适用性，这说明了酶的使用必须与动物营用性，这说明了酶的使用必须与动物营养的基础结合起来、与日粮的物理和化养的基础结合起来、与日粮的物理和化学特性结合起来、与饲料的加工工艺结学特性结合起来、与饲料的加工工艺结合起来，等等。合起来，等等。建立饲料酶理论与应用技术体系十分必建立饲料酶理论与应用技术体系十分必要要 25优质材料加酶日粮遇到的问题使用有针对的酶相当于使用有针对的酶相当于消
14、化道的有效延长消化道的有效延长越来越多证据显示，饲用酶制剂的应用，对越来越多证据显示，饲用酶制剂的应用，对传统的动物营养学说提出了挑战提出了挑战（Sheppy， 2004） ，如饲料配方、原料选择和营养需要量等方面如饲料配方、原料选择和营养需要量等方面需要重新研究或修正。需要重新研究或修正。 26优质材料加酶日粮遇到的问题原来的研究所得出的数据可能不一定反原来的研究所得出的数据可能不一定反映出各种饲料原料在酶制剂催化以后的映出各种饲料原料在酶制剂催化以后的有效营养价值，有效营养价值，现有的饲料现有的饲料原料数据库甚至饲养标准原料数据库甚至饲养标准可可能不完全合适使用酶制剂的日粮配方设能不完全合
15、适使用酶制剂的日粮配方设计。计。 27优质材料建立加酶日粮新的营养价值系统的新的营养价值系统的必要性必要性28优质材料所谓所谓“黄金定律黄金定律”: :大麦大麦葡聚糖酶小葡聚糖酶小麦麦所谓所谓“理论假设理论假设”：小麦木聚糖酶玉：小麦木聚糖酶玉米米说明大麦和小麦的潜在营养价值发掘以后，说明大麦和小麦的潜在营养价值发掘以后，原来的营养价值体系并不适应添加酶的情况原来的营养价值体系并不适应添加酶的情况原来的营养价值体系并不适应添加酶的情况原来的营养价值体系并不适应添加酶的情况，需要建立另外一种营养价值系统29优质材料加酶增加有效营养不加酶时的状况不加酶时的状况加酶时的状况加酶时的状况可利用成分可利
16、用成分可利用成分可利用成分不可利用成分不可利用成分不可利用成分不可利用成分增加的增加的增加的增加的有效营养有效营养有效营养有效营养30优质材料越来越多的人已经意识到酶制剂对越来越多的人已经意识到酶制剂对有效营养的改善，并在应用时，调有效营养的改善，并在应用时，调整日粮的饲养标准和降低营养水平。整日粮的饲养标准和降低营养水平。这种调整的依据是什么？调整的幅这种调整的依据是什么？调整的幅度应是多少？它的效果是否可以预度应是多少？它的效果是否可以预测和量化？测和量化？31优质材料有效营养改进值我们提出了我们提出了“有效营养改进值有效营养改进值”（Effective Nutrients Improve
17、ment Effective Nutrients Improvement ValueValue，ENIVENIV）初步建立了使用相应酶制剂的初步建立了使用相应酶制剂的ENIVENIV值数值数据表。据表。并得到国家自然科学基金项目的支持研并得到国家自然科学基金项目的支持研究。究。32优质材料有效营养改进值有效营养改进值的本质是使用酶制剂后，有效有效营养改进值的本质是使用酶制剂后，有效有效营养改进值的本质是使用酶制剂后，有效有效营养改进值的本质是使用酶制剂后，有效营养（或可利用营养，如代谢能、可消化氨基营养（或可利用营养，如代谢能、可消化氨基营养（或可利用营养，如代谢能、可消化氨基营养（或可利用营
18、养，如代谢能、可消化氨基酸、有效磷等）增加了。酸、有效磷等）增加了。酸、有效磷等）增加了。酸、有效磷等）增加了。把这部分有效营养考虑设计日粮，可以使用更把这部分有效营养考虑设计日粮，可以使用更把这部分有效营养考虑设计日粮，可以使用更把这部分有效营养考虑设计日粮，可以使用更多的低价格的原料，特别是非常规原料。多的低价格的原料，特别是非常规原料。多的低价格的原料，特别是非常规原料。多的低价格的原料，特别是非常规原料。从理论上可以达到降低成本的目的从理论上可以达到降低成本的目的 33优质材料有效营养改进值在综合有关报道的基础上，提出了常见在综合有关报道的基础上，提出了常见饲料原料使用相应酶制剂的饲料
19、原料使用相应酶制剂的ENIVENIV值（见值（见表）表） 34优质材料 营养指标营养指标原料原料代谢能（代谢能（kcal/kg）粗蛋白（粗蛋白（%）代谢能值代谢能值*加酶改善加酶改善程度（程度（%）代谢能代谢能ENIV值值*粗蛋白值粗蛋白值*加酶改善加酶改善程度程度蛋白质蛋白质ENIV值值*玉米玉米鸡鸡32201.0 2.330-757.88-150.6 1.2猪猪32001.1-2.835-90小麦小麦鸡鸡30404.0-6.3120-19013.99.5 18.21.3 2.5猪猪31603.0-4.790-150小麦小麦麸麸鸡鸡16305.0 7.480-12015.79 151.4 2
20、.4猪猪20803.4 4.870-100次粉次粉鸡鸡29903.0- 4.5 90-13513.69 151.2 2.0猪猪29903.0 3.790-110大麦大麦鸡鸡26804.1 -6.9110-18513.07.5 13.81.0 1.8猪猪30304.2 6.6130-200稻谷稻谷鸡鸡26301.9 4.250-1107.83.8 9.20.3 0.7猪猪25402.4 3.760-95米糠米糠鸡鸡26803.3 5.290-14012.87.5 12.30.9 1.6猪猪28202.6 4.275-12035优质材料 营养指标营养指标原料原料代谢能（代谢能（kcal/kg）粗蛋
21、白（粗蛋白（%）代谢能值代谢能值加酶改善加酶改善程度（程度（%）代谢能代谢能ENIV值值粗蛋白值粗蛋白值加酶改善加酶改善程度程度蛋白质蛋白质ENIV值值豆粕豆粕鸡鸡23502.1- 3.450-8044.08.2 11.03.6 4.8猪猪29701.3 2.440-70菜籽菜籽粕粕鸡鸡17706.8 9.6120-17038.69.0 13.53.5 5.2 猪猪22304.5 6.0100-135棉籽棉籽粕粕鸡鸡18603.2 4.860-9047.08.5 10.54.0 5.0猪猪19503.6 4.670-90花生花生粕粕鸡鸡26001.9 5.850-15047.86.5 - 9.
22、03.1 4.3猪猪25602.3 - 4.960-125向日向日葵仁葵仁粕粕鸡鸡20303.2 - 4.265-8533.66.5 - 9.52.2 3.2 猪猪22202.7 4.160-9036优质材料vv这一新的营养价值体系是和原来的体系有这一新的营养价值体系是和原来的体系有关联的，它只是关联的，它只是相对地额外增加了有效营养相对地额外增加了有效营养供给量，而绝对的营养量并没有改变供给量，而绝对的营养量并没有改变。vv这就是这就是加酶日粮加酶日粮ENIVENIV系统建立的前提系统建立的前提。37优质材料加酶日粮ENIV体系的意义酶制剂能从饲料原料中释放出额外酶制剂能从饲料原料中释放出额
23、外的有效营养成分。的有效营养成分。将这部分的额外而有效营养的量考将这部分的额外而有效营养的量考虑进去，可以降低日粮本身的营养虑进去，可以降低日粮本身的营养浓度。浓度。38优质材料所以正确使用酶不能停留在传统添所以正确使用酶不能停留在传统添加剂的做法，需要其他技术的支撑。加剂的做法，需要其他技术的支撑。要解决好酶制剂与动物营养、饲料要解决好酶制剂与动物营养、饲料加工的结合问题。加工的结合问题。 39优质材料随着玉米和豆粕等常规饲料原料越随着玉米和豆粕等常规饲料原料越来越少，低玉米或低豆粕日粮，甚来越少，低玉米或低豆粕日粮，甚至无玉米或无豆粕配方的应用，酶至无玉米或无豆粕配方的应用，酶制剂的使用将变得不可缺少。制剂的使用将变得不可缺少。饲料酶制剂有可能成为常规的饲料饲料酶制剂有可能成为常规的饲料添加剂。添加剂。 40优质材料谢谢 谢谢!41优质材料
