飼用酶制應(yīng)用研究進(jìn)展

方程 張佩華

摘要：制約飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素是飼料原料玉米大豆的不足，而利用其它作物來提供飼料中所需的蛋白質(zhì)與能量，卻又因?yàn)樗械母鞣N抗?fàn)I養(yǎng)因子而難以代替玉米和大豆的地位，但隨著生物技術(shù)的發(fā)展，酶制劑的廣泛運(yùn)用在一定程度上緩解了這個(gè)問題。使得飼料資源來源得到新的途徑，促進(jìn)了我國飼料工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)先一步掌握先進(jìn)的酶制劑在飼料中的使用，也將大大提高飼料商品的市場(chǎng)競(jìng)爭力。本文將對(duì)現(xiàn)在的酶制劑的使用及存在問題進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：飼料;酶制劑;抗?fàn)I養(yǎng)因子

1 引言

酶制劑作為一種飼料添加劑，作用在于鈍化或降解非常規(guī)飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，達(dá)到使之能較好的被動(dòng)物消化利用，我國的人均產(chǎn)糧較少，利用好酶制劑的添加使用就能減少畜牧業(yè)對(duì)糧食的需求壓力，同時(shí)還能促進(jìn)動(dòng)物生長，減少污染排放，改善生態(tài)環(huán)境。具有明顯的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和環(huán)保價(jià)值。

2酶制劑的作用機(jī)理

2.1直接分解底物，供給機(jī)體營養(yǎng)

酶最主要的特點(diǎn)是作為一種生物催化劑，常溫常壓下高效地進(jìn)行催化專一的底物。底物中的營養(yǎng)物質(zhì)大多是由生物多聚體組成。動(dòng)物在其消化道利用這些物度之前必須消化它，而動(dòng)物本身的內(nèi)源消化酶往往分泌不足或是缺乏一些消化酶，需添加外源消化酶。外源酶的添加可以幫助機(jī)體有效地將一些大分子多聚體消化成可直接吸收的營養(yǎng)物質(zhì)?；蚍纸獬蔀樾∑?，供其他酶進(jìn)一步消化。

2.2去除抗?fàn)I養(yǎng)因子.改善消化機(jī)理

在玉米、大麥、小麥等飼料中含有較多的非淀粉多糖（NSP），它會(huì)影響動(dòng)物對(duì)飼料的吸收利用，包裹食糜減少接觸面積，阻礙消化吸收，還會(huì)給腸道內(nèi)微生物帶去滋生的營養(yǎng)，使得腸道內(nèi)微生物大量繁殖。而加入β-葡聚糖酶，能有效地消除減少所帶來的不利影響，同理的還有對(duì)植酸、纖維素、果膠等的酶解作用。

2.3激活內(nèi)源酶分泌，補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足

酶制劑是一種新型綠色飼料添加劑，對(duì)動(dòng)物消化過程、疾病預(yù)防、調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝平衡、提高養(yǎng)分降解率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)動(dòng)物健康等方面有著其他添加劑不可替代的作用。隨著對(duì)酶制劑作用機(jī)理以及生產(chǎn)工藝的深入研究和使用效果的進(jìn)一步凸顯，酶制劑越來越廣泛的應(yīng)用于反芻動(dòng)物生產(chǎn)。外源性酶制劑的添加影響到內(nèi)源酶的活力，其影響程度也與動(dòng)物的日齡有關(guān)，對(duì)21日齡的鴨添加酶制劑，使得小腸食糜的消化酶活性增加，而對(duì)42日齡鴨的內(nèi)源酶的影響較小，粗制酶制劑還能影響鵝內(nèi)源消化酶活性和小腸食糜的消化酶活性，在大麥日糧中添加使得胰腺淀粉酶活性下降，小腸食糜淀粉酶活力提高，胰腺及十二指腸食糜的酶活性升高。所以一定條件下，酶制劑的添加可提供更多的可供分解的基質(zhì)而刺激內(nèi)源消化酶的分泌，從而提高飼料的消化率。

2.4參與動(dòng)物內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，影響血液中的某些成分

近年酶制劑的研究中發(fā)現(xiàn)，酶制劑影響動(dòng)物血液中的蛋白質(zhì)、血糖、尿酸和激素水平，飼喂大麥基礎(chǔ)日糧的肉鴨42日齡時(shí)血清蛋白含量顯著高于21日齡，而血糖和尿素水平顯著降低，還有鵝的血清中胰島素和胰高血糖素的比例影響。有以下推測(cè)：詞料中的蛋白質(zhì)和多糖在被酶消化的過程中可能會(huì)解放出隱藏著的某些特殊結(jié)的活性肽或寡糖。在體內(nèi)具有特殊的生理或藥理作用，這些活性肽被機(jī)體吸收可以直接參與機(jī)體內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，影響動(dòng)物體內(nèi)一些激素的分泌，改進(jìn)動(dòng)物的生產(chǎn)性能。酶制劑促進(jìn)動(dòng)物生長，是一個(gè)非常復(fù)雜的生理生化過程，既有酶與調(diào)料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用，也有酶制劑本身包含的活性物質(zhì)和分解產(chǎn)物中的活性物質(zhì)成對(duì)機(jī)體內(nèi)分泌的直接影響，目前酶制劑如何影響動(dòng)物的內(nèi)分泌方面，作用機(jī)理仍不是十分清楚，還需要進(jìn)一步研究。

3酶制劑的定義與分類

酶是一種具有催化反應(yīng)能力的特殊蛋白質(zhì)，是促進(jìn)生物化學(xué)反應(yīng)的高效物質(zhì)。飼用酶制劑是一種以酶為主要功能因子、通過特定生產(chǎn)工藝加工而成的飼料添加劑。其中復(fù)合酶制劑是將兩種或兩種以上具有生物活性的消化酶混合而成的產(chǎn)品，是目前最常用的酶制劑飼料添加劑。按照飼用酶制劑功能可分為以降解多糖和生物大分子物質(zhì)為主，主要包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、木聚糖酶、木聚糖酶，其主要功能是破壞植物期胞壁（植物細(xì)胞壁由蛋白質(zhì)、脂肪、多聚糖苷鍵連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）。使細(xì)胞內(nèi)容物充分釋放出來;以降解植酸、β-葡聚糖、果膠等抗?fàn)I養(yǎng)因子為主。主要包括植酸酶、β-葡聚糖酶、果膠酶，能降解細(xì)胞木聚糖和細(xì)胞間質(zhì)的果膠，提高飼料的利用率。

4酶制劑在飼料原料中的使用

在近年來酶制劑的使用廣泛的運(yùn)用在了各類非常規(guī)的飼料原料上，下面列出現(xiàn)在常用的酶制劑及相關(guān)的應(yīng)用效果。

4.1農(nóng)業(yè)秸稈

秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的生物資源。我國是農(nóng)業(yè)大國2009年我國主要秸稈產(chǎn)量約6.3億噸，2010年全國秸稈理論資源量為8.4億噸，可收集資源量約為7億噸。龍芳羽利用微生物發(fā)酵農(nóng)業(yè)秸稈，使發(fā)酵產(chǎn)物中粗蛋白質(zhì)提高200%。

4.2油菜籽餅粕

油菜是我國最主要的油料作物，已成為世界上發(fā)展最快的大宗油料，總產(chǎn)量僅次于大豆。從20世紀(jì)70年代后期開始，我國的油菜種植面積和產(chǎn)量都己居世界第一位.單產(chǎn)也已超過世界平均水平，每年油菜將制油后產(chǎn)生菜籽餅粕約600萬～700萬噸。由于普通菜籽粕中硫葡萄糖甙（Glucosino late，GS）（簡稱硫甙）的含量較高，其水解產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物（特別是單胃動(dòng)物和家禽）具有毒副作用，因此菜籽粕在畜禽日糧中的應(yīng)用受到很大的限制。在菜籽餅粕中添加植酸酶、以及木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果膠酶、纖維素酶等非淀粉多糖酶是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。

4.3茶籽餅粕

茶籽包括油茶茶籽和茶葉茶籽。油茶是我國南方丘陵地區(qū)一種重要的油料作物，占全國木本食用油料作物的80%。我國油茶林面積約400萬km²，是世界上油茶品種最多、分布最廣、產(chǎn)量最多的國家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國近年來年產(chǎn)油茶茶籽約55萬噸，按機(jī)榨得油率70%計(jì)算，油茶餅粕年均產(chǎn)量約40萬噸。我同采摘茶園面積約為100萬公頃，茶葉茶粕產(chǎn)量約為44萬噸。按機(jī)榨得油率70%計(jì)算，全國茶葉茶籽總可達(dá)30萬噸。我國油茶茶籽粕和茶葉茶籽粕產(chǎn)量約為70萬噸，由此可見，我國潛在的可利用茶粕資源十分豐富。

以油茶籽粕為主要原料，采用化學(xué)法和微生物發(fā)酵法對(duì)其進(jìn)行脫毒。微生物發(fā)酵法以枯草芽孢桿菌、黑曲霉、產(chǎn)朊假絲酵母為發(fā)酵菌種，研究單菌、混合菌固態(tài)發(fā)酵后油茶籽粕中各抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解率。結(jié)果表明，混合菌發(fā)酵效果優(yōu)于單菌發(fā)酵，茶皂素、總酚、粗纖維的降解率分別達(dá)到87.63%、87.87%和37.29%，粗蛋白含量提高率達(dá)66.98%。化學(xué)法脫毒后油茶籽粕中的茶皂素、總酚含量分別降至0.93%和0.74%，粗纖維含量則大大增加。

4.4棉籽粕

我國是世界上主要的產(chǎn)棉大國，年產(chǎn)棉籽800余萬噸。棉籽中含棉仁約50%～55%，棉仁中含油30%～35%，含蛋白質(zhì)35%～38%，提煉油后的棉粕中含有豐富的蛋白質(zhì)。棉籽資源得到充分利用，每年都可得到優(yōu)質(zhì)棉籽蛋白約200余萬（蛋白質(zhì)含量約50%），可部分替代豆粕和魚粉緩解我國蛋白質(zhì)飼料的供需矛盾，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

4.5 玉米胚芽粕

玉米胚芽粕是以玉米胚芽為原料，經(jīng)壓榨或浸提取油后的副產(chǎn)品，除極個(gè)別品種屬于蛋白質(zhì)飼料外，大部分產(chǎn)品屬于能量飼料。玉米胚芽粕中含粗蛋白質(zhì)18%～20%，粗脂肪1%～2%，粗纖維11%～12%，氨基酸組成與玉米蛋白飼料的水平相似，因此，研究其在畜禽日糧中的使用效果有一定的實(shí)際意義。我國年產(chǎn)玉米1.39億噸，每年都會(huì)生產(chǎn)出大量的玉米胚芽粕。

4.6菌糠

菌糠是指以棉籽殼、鋸木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多種農(nóng)作物秸稈、工業(yè)廢物（如酒糟、醋糟、造紙廠廢液及制藥廠黃漿液等）為主要原料裁培食用菌后的廢棄培養(yǎng)料，我國食用菌總產(chǎn)量從1978年的6萬噸到2007的1682萬噸，約占世界食用菌總產(chǎn)量的70%以上，然而，大多數(shù)食用菌的絕對(duì)生物學(xué)效率約為10%，即干培養(yǎng)料lkg能產(chǎn)出干菇重約0.1kg，所以90%的干培養(yǎng)料仍然存在于菌糠當(dāng)中，因此我國有巨大的菌糠資源。

4.7酒槽

2010年我國啤酒產(chǎn)量達(dá)3000萬噸，而啤酒糟達(dá)750萬噸（濕糟），啤酒糟具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，其營養(yǎng)成分為蛋白質(zhì)24%～28%.脂肪8%～11%，纖維55%～61%，糖1%～3%，灰分3%～5%。我國年產(chǎn)白酒400～600萬噸，而發(fā)酵丟糟達(dá)1500～2100萬噸，丟糟量大而集中，如果不及時(shí)加以處理，就會(huì)腐敗變質(zhì)，不僅浪費(fèi)了寶貴的資源，還會(huì)嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境。白酒糟含有豐富的蛋白質(zhì)和18種氨基酸，還含有豐富的磷、鉀等無機(jī)元素及維生素。

5飼用酶制劑市場(chǎng)概況

從2006到2010年中國飼用酶制劑市場(chǎng)規(guī)模如下：2006年我國飼用酶制劑均價(jià)約為2.38萬元/噸，產(chǎn)值為6.3億元，2010年我國飼用酶制劑的均價(jià)為1.79萬元/噸，產(chǎn)值達(dá)到15.2億元，年均復(fù)合增長率為24.63%。目前世界四大酶制劑生產(chǎn)企業(yè)：

1.丹麥諾維信酶制劑公司丹麥諾維信酶制劑公司丹麥諾維信酶制劑公司丹麥諾維信酶制劑公司（全球最大的酶制劑公司。公司產(chǎn)品占有中國50%的工業(yè)酶制劑市場(chǎng)，總公司位于丹麥）：

2.Genencor.International杰能科國際有限公司（公司成立于1982年，現(xiàn)已成為一家重要的生物技術(shù)公司，在加州的Palo·Alto、紐約州的Rochester和荷蘭的Leiden都設(shè)有分支機(jī)構(gòu)）;

3.皇家DSM-吉斯特公司（近年來已迅速崛起并成為全球第3大酶制劑生產(chǎn)企業(yè)。該公司的酶制劑銷售額約占世界酶制劑市場(chǎng)的15～19%）;

4.德國AB酶制劑公司酶制劑公司酶制劑公司酶制劑公司是世界上最主要的高濃度原酶（木聚糖酶，植酸酶）及復(fù)合酶的供應(yīng)商。

目前，飼用酶達(dá)20多種，除植酸酶有單一產(chǎn)品外，其余飼用酶制劑大多是包含多種酶的復(fù)合制劑。應(yīng)用較多的有：1、以纖維素酶和果膠酶為主的復(fù)合酶;2、以3-葡糖酶為主的復(fù)合酶;3、以淀粉酶和蛋白酶為主的復(fù)合酶;4、以纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、葡聚糖酶和果膠酶為主的復(fù)合酶。全球飼用酶制劑行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)象主要包括飼用復(fù)合酶和飼用植酸酶。

全球飼用酶制劑行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)象主要包括飼用復(fù)合酶和飼用植酸酶。飼用復(fù)合酶方面，2011年全球飼用復(fù)合酶制劑總產(chǎn)銷量為21.92萬噸;飼用植酸酶方面，2011全球飼用植酸酶總產(chǎn)銷量為12.88萬噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年中國飼用酶制劑總產(chǎn)量達(dá)到9.85萬噸，產(chǎn)值達(dá)到16.4億元，其中飼用復(fù)合酶總產(chǎn)量4.96萬噸，飼用植酸酶總產(chǎn)量4.89萬噸。

目前在中國銷售飼用酶制劑的國外公司有近10家，主要有丹尼斯克、芬蘭、德國AB酶制劑、安迪蘇、帝斯曼、奧特奇、巴斯夫、建明等，國內(nèi)飼用酶制劑企業(yè)有近30余家，主要有新華揚(yáng)、挑戰(zhàn)集團(tuán)、北京昕大洋、夏盛集團(tuán)、湖南尤特爾、江陰愛頓生物工程有限公司、珠海溢多利有限公司、廣東肇慶華芬飼料酶有限公司等。

市場(chǎng)上常見的復(fù)合酶制劑品牌有：愛維生、保安生（丹尼斯克動(dòng)物營養(yǎng)生產(chǎn)，木聚糖酶等復(fù)配）;艾克拿斯（德國AB酶制劑公司生產(chǎn)，木聚糖酶+葡聚糖酶等復(fù)配）;樂多仙VP（帝斯曼動(dòng)物營養(yǎng)公司生產(chǎn)，葡聚糖酶+果膠酶等復(fù)配）;特威寶SSF（奧特奇Alltech生產(chǎn)，葡聚糖酶+淀粉酶+植酸酶……固體自然發(fā)酵）;八寶威（建明kemin生產(chǎn)，木聚糖酶+淀粉酶等復(fù)配）;飼樂酶（日本新水，木聚糖酶+蛋白酶+淀粉酶+……液體自然發(fā)酵）;溢多酶（溢多利公司生產(chǎn)，木聚糖酶，植酸酶單酶，復(fù)合酶）;華揚(yáng)酶（華揚(yáng)生物生產(chǎn)，木聚糖酶，甘露聚糖酶，植酸酶單酶，復(fù)合酶）：特節(jié)酶（挑戰(zhàn)集團(tuán)生產(chǎn)，木聚糖酶，植酸酶單酶，復(fù)合酶）;英恒梅（英恒酶制劑生產(chǎn)，復(fù)合酶）。其中國內(nèi)主要飼用酶制劑生產(chǎn)商有：廣東溢多利生物科技股份有限公司（國內(nèi)最大的飼用酶制劑生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品名為溢多酶）、江門市英恒生物科技有限公司（產(chǎn)品名為英恒酶）武漢華揚(yáng)動(dòng)物藥業(yè)有限公司（產(chǎn)品名華楊梅）、北京挑戰(zhàn)生物技術(shù)有限公司（產(chǎn)品名特節(jié)酶）。

6結(jié)論

隨著玉米和豆粕等飼料原料的價(jià)格不斷上漲，我國配合飼料已不僅僅局限于一般的玉米一豆粕型日糧，還有在此基礎(chǔ)上加入不同比例的大麥、小麥、棉粕和菜粕等非常規(guī)飼料原料，這些非常規(guī)飼料原料的加入使得飼用酶制劑的應(yīng)用越來越普遍，其在飼料工業(yè)中的地位也在不斷上升，這類飼料原料存在大量的抗?fàn)I養(yǎng)因子，相比玉米和豆粕來說，價(jià)格低廉，所以隨著它們的涌人，將進(jìn)一步刺激非淀粉多糖酶等在飼料中的應(yīng)用。

雖然飼用酶制劑的應(yīng)用前景廣闊，仍存在以下瓶頸：如何選擇合適的添加方式，是直接在動(dòng)物體內(nèi)起作用還是在體外添加：如何根據(jù)動(dòng)物不同的生長階段來添加;飼料原料的多樣化及動(dòng)物個(gè)體間的差異，如何進(jìn)行酶制劑的添加;如何發(fā)揮固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定、高產(chǎn)量而又低成本的酶制劑;如何解決復(fù)合酶制劑間的相互抑制的關(guān)系;如何解決對(duì)動(dòng)物微生態(tài)平衡的影響。隨著人類研究手段和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，飼料添加劑必將越來越適應(yīng)不同領(lǐng)域的要求，解決人類社會(huì)發(fā)展中能源、糧食和環(huán)境等諸多問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)（略）