非营养性添加剂饲用酶制剂.ppt

第三章 非营养性添加剂 （饲用酶制剂） 饲用酶制剂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。 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。 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- 葡聚糖酶、甘露聚糖酶、-半乳糖甘酶、果胶酶 等； （2）植酸酶； （3）淀粉酶 -淀粉酶、-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-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。 一、消化碳水化合物的酶 植物性能量饲料中的碳水化合物含量通常在 60以上。饲料中的碳水化合物中有易消化的淀 粉，也有难消化的非淀粉多糖(NSP)。因此，这 类酶包括淀粉酶和非淀粉多糖(NSP)酶。非淀粉 多糖酶又包括半纤维素酶、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-葡聚糖酶。 1、淀粉酶 包括和-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-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-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。 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。 二、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。 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 57 57 70 50 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 23 47 89 45 45 45 细菌酶 中性蛋白酶 碱性蛋白酶 枯草杆菌 地衣芽胞杆 菌 58 89 50 55 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 23 46 69 60 45 45 三、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pH 3.5- 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。 四、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。 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。 （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 ； （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、-葡聚糖酶、木聚糖酶、 果胶酶、-半乳糖苷酶。 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。 一般在日粮中适当地添加淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，以 补充内源酶的不足，促进营养物质的消化和吸收，消除 营养不良和减少腹泻的发生，提高饲料消化率。 消化酶在水产饵料中的研究与应用表现出了明显的辅 助消化，降低饵料系数，改善水质，减少肝脏和消化道 疾病的作用。饵料中添加蛋白酶、脂肪降解酶能提高饵 料中蛋白质、脂类的消化率，减少未消化物对水质的影 响。 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（俗称“胀死”）。 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。 三 、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-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-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0.1-0.3。 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。 （五）复合酶制剂的应用效果 酶处理猪饲料后干物质消化率的增加和NSP的水解比例 注：A、B、C分别是比利时Slovay生产的纤维素酶、半纤维素酶和丹麦Novo Industri生产的复合酶。 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 肈庆生产。 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； 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、酶制剂与饲粮成分 的关系、酶制剂之