酶在飼料中的應用

關(guān)于酶在飼料中的應用第1頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六前言育肥豬飼料（100%）55gN/d/頭豬經(jīng)過消化、體內(nèi)轉(zhuǎn)化存留體內(nèi)17gN30%用于生長育肥排出糞便11gN20%排出的尿27gN50%注：55gN：設(shè)育肥豬每頭每天采食2.5kg蛋白為14%的飼料引自Aarnink,1997,PhDthesis,agriculturalUniversityWageningen豬飼料中蛋白質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化率第2頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六為何動物的生物轉(zhuǎn)化率只有30%呢？

動物的消化能力不足和飼料中存在抗營養(yǎng)因子就是其中的原因之一。第3頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六2、飼料抗營養(yǎng)因子細胞水溶性非淀粉多糖水不容性非淀粉多糖蛋白質(zhì)脂類礦物質(zhì)抗營養(yǎng)因子營養(yǎng)大分子淀粉抗性淀粉木質(zhì)素蛋白質(zhì)性質(zhì)抗營養(yǎng)因子（如：胰蛋白酶抑制因子、外源凝集素等）細胞壁細胞內(nèi)第4頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六3、NSP與NSP酶非淀粉多糖(non-starchpolysaccharides,NSP)非淀粉多糖一般分為3大類，即阿拉伯木聚糖、非纖維多糖(半纖維素性聚合體)和果膠聚糖。非淀粉多糖(NSP)是飼料纖維的主要成分，這些纖維將飼料營養(yǎng)物質(zhì)包圍在細胞壁里面，部分纖維可溶解于水并產(chǎn)生粘性物質(zhì)。這些粘性物質(zhì)抑制動物的正常消化功能，妨礙動物吸收營養(yǎng)。

下張圖片顯示各個常見日用量中各種非淀粉多糖的含量第5頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六常見日糧及飼料中各種非淀粉多糖的含量第6頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六

NSP抗營養(yǎng)作用的機理

非淀粉多糖對動物消化吸收的負面作用主要由其溶水后表現(xiàn)出的高粘度所引起的。以阿拉伯木聚糖為例，阿拉伯木聚糖的粘性是由其側(cè)鏈上的阿拉伯糖引起的,這一長鏈聚合物具有高度的系水力(阿拉伯木聚糖可吸收約10倍本身重量的水),從而增加了腸內(nèi)食糜的粘度。（1）高粘度食糜延長其通過消化道的時間,從而降低了動物的采食量；（2）高粘度會使食糜內(nèi)各組分混合不勻,從而會妨礙食糜內(nèi)的糖、氨基酸和其它養(yǎng)分向腸粘膜的移動；（3）能結(jié)合膽汁鹽、脂類和膽固醇,從而影響小腸中脂類的代謝；（4）食糜的高粘度會延長它在小腸內(nèi)的滯留時間,減少了消化道內(nèi)的氧氣,有助于厭氧微生物菌落的生長。

有文獻報道,喂黑麥或富含果膠日糧的家禽回腸中厭氧菌群要比喂玉米豆粕型日糧家禽高102～103倍。第7頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六

NSP酶促進養(yǎng)分消化吸收的機制

以β-葡聚糖酶與木聚糖酶為例:他們可分別使β-葡聚糖與木聚糖斷裂成小分子片段

,從而降低其在腸道內(nèi)形成的粘度,提高腸道內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)與消化酶混合速度,加快營養(yǎng)物質(zhì)特別是脂肪等大分子物質(zhì)的擴散速度,提高營養(yǎng)物的消化與吸收速度;同時可摧毀細胞壁,釋放細胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)(淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等),使之充分與消化道內(nèi)源酶作用,供進一步消化吸收,從而提高飼料利用率。同時非淀粉多糖酶對腸黏膜結(jié)構(gòu)也有影響：豬大麥型飼糧中添加半纖維素酶(β-葡聚糖酶、木聚糖酶和纖維素酶)，豬的十二指腸、空腸、回腸的絨毛高度顯著增加(P<0.05),微絨毛排列有規(guī)則且高度、密度增加。機理可能是有害微生物對腸粘膜上絨毛和微絨毛的損害減輕,甚至消失。第8頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六加NSP酶飼料的飼喂效果大麥型飼糧添加β-葡聚糖酶制劑使仔豬和中豬的日增重分別提高了20.66%和11.56%,料重比分別降低了8.87%和13.61%;在含木聚糖7.23%和含6.23%的雞小麥型飼糧中添加以木聚糖酶(13500U/g)為主的復合酶0.12%，干物質(zhì)、有機物消化率顯著和極顯著提高。木聚糖酶可提高雞小麥日糧AME6.53%～7.6%。表觀代謝能（AME）＝總能（GE）－糞能（FE）－尿能（UE）－氣體能（Eg）＝ADE－UE－Eg對應的還有真代謝能（TME）。兩個都是我國飼料營物質(zhì)成分表中的飼料代謝能和動物營養(yǎng)需要中的代謝能指標。第9頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六4、蛋白原料中之蛋白性質(zhì)的抗營養(yǎng)因子與酶制劑胰蛋白酶抑制因子、外源凝集素等都屬于蛋白質(zhì)性質(zhì)的抗營養(yǎng)因子。蛋白酶能夠在機體內(nèi)自然產(chǎn)生、在于家禽、豬、魚類及甲殼動物的胃腸道。微生物和動物機體內(nèi)分布最廣泛的蛋白水解酶是絲氨酸蛋白酶，它們是一類堿性蛋白酶，作用位點有一個絲氨酸殘基，具有酯水解活性，最適pH為堿性。一種好的蛋白酶可以提高飼料中蛋白質(zhì)的消化和吸收，抑制大豆及其它豆類原料中的抗營養(yǎng)因子，補充內(nèi)源性蛋白水解酶的不足，至對小腸生理及構(gòu)造具有改善和修復作用，增加絨毛長度和數(shù)量，從而能夠增加腸粘膜的消化吸收表面積。第10頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六蛋白酶在家禽中應用：

蛋白酶能提高不同品種雞只對蛋白質(zhì)和能量的消化吸收率，同時還對不同品種雞只消化系統(tǒng)和抗氧化體系具有多重生理學功效。以這種JEFO蛋白酶為例

它是加拿大集富(JEFO)動物營養(yǎng)公司研發(fā)成功的一種堿性復合蛋白酶產(chǎn)品。它對飼料原料的蛋白質(zhì)溶解性的影響如下圖所示：第11頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六JEFO蛋白酶對代謝能的作用效果第12頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六JEFO蛋白酶還具有其它生理功能：如改善腸道粘膜性能，增加粘膜絨毛長度及單位面積內(nèi)絨毛數(shù)量等。第13頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六JEFO蛋白酶具有降低腸粘液厚度及增強內(nèi)源酶活性。有試驗結(jié)果表明，飼喂含JEFO蛋白酶的飼料能夠促使動物表現(xiàn)良好的抗氧化和應激能力。第14頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六5、植酸磷與植酸酶植酸是一種抗營養(yǎng)因子，會影響磷元素、多種金屬離子和蛋白質(zhì)的利用，而且動物的高磷糞便污染環(huán)境。當前在豬和雞配合飼糧中應用植物性飼料原料的比例很大植物性飼料都含有1%～5%的植酸鹽，植酸磷占總磷的60%～80%單胃動物消化道內(nèi)不含植酸酶，就不能利用植酸磷植酸能夠絡合礦物元素和蛋白質(zhì)，降低利用率第15頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六原料總磷非植酸磷植酸磷占總磷的百分比玉米0.280.0871.5大麥0.360.1752.8麥麩1.150.2082.6豆粕(44%CP)0.650.2758.5棉籽粕(41%CP)0.970.2277.4菜籽粕(38%CP)1.170.3074.4一些常見飼料原料中植酸磷含量（%）第16頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六有研究表明：在肉用仔雞日糧中添加植酸酶，飼料轉(zhuǎn)化率有所提高，磷的利用率可提高60％，糞便排磷量減少50％。在豬飼料中添加植酸酶，豬的骨骼強度有所增強，玉米、豆粕中原不能利用的磷有1/3以上可被利用，糞便排磷量減少34％～54％。第17頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六植酸酶在利用過程中的問題不同的飼料來源，添加植酸酶的比例不確定植酸酶在在動物胃腸道的酸性環(huán)境下失活植酸酶在工業(yè)生產(chǎn)制粒過程中高溫失活不同來源的植酸酶最適條件不同動物的不同種類、年齡階段以及酶的使用第18頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六6、脂肪酶在飼料中的應用脂肪對動物生長發(fā)育的重要作用：1、脂肪的能量含量是碳水化合物和蛋白質(zhì)的2.52倍，在動物飼糧中添加脂肪，不僅可以滿足動物對較高能量濃度的要求，而且還具有額外能量效應，能提高飼糧能量利用效率，加飼糧凈能值，提高動物生產(chǎn)性能緩減冷熱環(huán)境應激對動物生產(chǎn)性能的影響；2、脂肪是脂溶性維生素、色素等的溶劑，可促進這些物質(zhì)的吸收和利用,有利于動物皮膚、腳脛、蛋黃的著色;3、添加富含多不飽和脂肪酸的特殊油脂還可使動物富集殊的多不飽和脂肪酸如DHA、EPA而生產(chǎn)出具有特定保健價值的動物產(chǎn)品4、添加脂肪不僅具有以上營養(yǎng)性功能,而且還具有一些非營養(yǎng)性功能,如減少飼料廠粉塵、改善飼料外觀、減少飼料機械的磨損、延長使用壽命、降低生產(chǎn)成本。因此,脂肪是幼齡快速生長、高產(chǎn)動物飼料中必須的重要飼料原料。第19頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六飼料中添加飼用脂肪酶的必要性：單胃動物自身能夠分泌脂肪酶，但幼齡動物消化機能不健全內(nèi)源消化酶分泌不足，脂肪消化吸收率低，適當補加脂肪酶等制劑補充其內(nèi)源酶的不足，可提高飼料的消化率在飼糧中添加脂肪酶的價值在于靶向解決動物內(nèi)源消化酶不足，以提高脂肪消化吸收利用，促進脂溶性維生素吸收。肪酶的生產(chǎn)方法有三種提取法,化學合成法和發(fā)酵法。提取法資源有限、工藝復雜、產(chǎn)量低;化學合成法成本太高微生物發(fā)酵法的應用前景要遠遠大于提取法和化學合成法,它不受環(huán)境影響,資源豐富產(chǎn)酶周期短,產(chǎn)物較單純且成本低,生產(chǎn)上易于管理。第20頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六脂肪酶在飼料中的作用：①補充動物內(nèi)源消化酶的不足,尤其幼齡動物,胃腸道育不完善,脂肪酶分泌不足,補充脂肪酶,可提高幼齡動物的消化能力,為后期的生長奠定基礎(chǔ)。②提高飼料脂肪消化利用率,提高飼料轉(zhuǎn)化率。③減少仔豬斷奶應激,顯著降低仔豬腹瀉率,減少仔豬化道疾病,提高仔豬成活率。④飼料中添加脂肪酶可改善動物的皮毛狀態(tài),使毛皮看起來更有光澤度。⑤促進脂溶性維生素和其他微量元素的吸收利用,改善肉蛋奶產(chǎn)品質(zhì)量。第21頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六加脂肪酶飼料的飼喂效果有文獻指出：外源性脂肪酶可提高飼料中的脂肪消化率，特別是可顯著提高含脂量高的飼料，如全脂米糠、高油玉米、千苜蓿粉、餅粕等，可提高飼料能量飼料原料的表觀消化能5%~11%，豬、禽增重速度4%~10%，飼料利用率2%~7%，減少糞便排泄量。還有文獻指出：脂肪酶制劑能提高脂肪的表觀利用率,混合酶制劑對絲毛烏骨雞的粗脂肪利用率顯著提高可達到68%。第22頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六7、酶在飼料中的幾種應用方式后置添加——液體噴涂技術(shù)這種技術(shù)是待飼料制粒后，將酶以液態(tài)的形式通過一定設(shè)備噴涂于飼料顆粒的表面，應用此技術(shù)必須為液態(tài)酶安裝專門的管道與液體噴涂機。第23頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六微膠囊化技術(shù)酶的微膠囊化技術(shù)是指通過特定的工藝手段將液體酶包在一個微小密閉的膠囊之中，被包裹的酶稱為心材，包裹的物質(zhì)稱為壁材。序號種類材料1碳水化合物變性淀粉、麥芽糊精、玉米糠漿、蔗糖、乳糖、纖維素、膠體、葡聚糖2蛋白質(zhì)明膠、大豆蛋白、乳清蛋白、谷蛋白、肽、麥醇溶蛋白、血紅蛋白、雞蛋清蛋白3脂類石蠟、蜂蠟、硬脂酸甘油三酯、單甘酯、甘油二酯、油、脂肪、氫化油、卵磷脂微膠囊常用的壁材產(chǎn)微膠囊的方法很多，如噴霧干燥發(fā)、擠壓法、多重乳狀液法等，但是目前國內(nèi)外使用最多的方法是噴霧干燥法。第24頁，共26頁，2022年，5月20日，11點8分，星期六后置添加與真空噴涂以植酸酶為例，為了避免降解失活，對植酸酶進行制粒包被處理，提高熱穩(wěn)定性；另一方面是采用制粒后添加液體植酸酶的技術(shù)。但是后添加的液體大多是在常壓下噴涂在顆粒的表面，在后續(xù)的加工和運輸過程中，顆粒飼料間會產(chǎn)生相互摩擦和碰撞，很容易造成涂料從顆粒表面剝離形成粉末，從而造成營養(yǎng)成分損失和配方失真。特別是膨化水產(chǎn)飼料，在投喂過程中由于浮于水中而添加成分溶于水析出，既造成水體污染，又導致資源浪費。

真空噴涂工藝通過真空抽除系統(tǒng),在顆粒飼料內(nèi)外產(chǎn)生較