酶解蛋白在畜牧生产中的应用及发展趋势

摘要：随着我国畜牧业的高速发展，原料短缺问题日益突出，尤其是蛋白原料主要依赖进口严重制约着我国饲料工业和养殖业的持续健康发展，提高蛋白利用率，寻求开发新型蛋白饲料资源成为缓解我国蛋白饲料原料不足的重要课题。目前，通过酶解消化技术提高蛋白饲料资源的转化和利用效率，已成为业界广泛关注的热点。本文阐述了酶解蛋白的市场现状、作用机理以及在畜牧生产中的研究和应用前景，并对其进行了客观有效的分析和评价。

关键词：酶解蛋白；市场现状；作用机理

目前，我国饲料工业连续三十几年高速发展，产销量已跃居世界第一，更加突出了人口大国的产量在资源需求方面的供给矛盾。为了缓解我国蛋白饲料原料不足压力，增强持续发展能力，利用酶解蛋白对粮油、食品加工副产物等非粮原料进行优质化处理，部分替代鱼粉、豆粕，结合氨基酸平衡技术已成为重要手段。

酶解技术是对蛋白资源进行高效转化利用的一种新兴工艺技术。在生产实践中，酶解工艺体现出了绿色环保、经济安全、工艺简单易行的独特优势，越来越受到饲料加工企业的重视。较常规蛋白饲料，酶解蛋白产品含有更易被吸收的小肽分子和丰富的益生菌、酶类和酸类等生物活性因子，大大提高了营养价值，改善了动物肠道菌群结构，增强了动物机体的免疫力。同时，酶解蛋白有效降低了常规饲料原料中的抗营养因子，提高了原料利用率和饲用价值。1我国饲用酶解蛋白的市场现状

21世纪初期，我国经济高速发展，人民生活水平有了极大改善，饮食结构中肉、蛋、奶的比例逐渐增加，带来了养殖业和饲料产业的快速发展。我国蛋白原料却出现供不应求的现状，因此对蛋白原料进行降解，以改善其功能、提高其利用率成为缓解上述矛盾的主要手段。现有的蛋白降解方法主要包括物理方法、化学方法和生物学方法等。

由于物理降解法设备投入大、改性范围窄；化学降解法反应条件苛刻、氨基酸被破坏、残留化学物质严重污染环境，因此在市场化竞争中二者均没有受到企业和行业的重视[1-2]。

近几年来，随着生物技术应用领域不断扩展，酶制剂工艺及固定化酶技术的研究不断深入，人们逐渐发现采用生物酶法水解蛋白不仅效率高、条件温和、绿色环保，而且水解产物在营养、风味、工艺等方面均优于理化水解法。

酶法水解蛋白的主要产物是各种功能性小肽，在肠道能与特殊受体结合，促进动物胃肠道生长发育，提高胃肠道消化、吸收功能，部分小肽可被吸收进入血液循环系统，调节动物免疫机能，并通过生长轴调控动物生长，充分发挥动物的生产潜能。

作为国内新兴的生物高科技产业领域，酶解蛋白产业是具有极大市场潜力的朝阳产业，对于缓解我国蛋白饲料的紧缺具有重要意义，其市场前景非常看好。

2酶解蛋白作用机理及技术进展

酶解蛋白加工技术主要是指在人为可控的条

酶解蛋白在畜牧生产中的应用及发展趋势

张宇婷张荣飞晨光*

（中牧实业股份有限公司）

［中图分类号］S816.79［文献标识码］A［文章编号］1002-8358（2015）23-42-4

作者简介：张宇婷，硕士，从事动物营养与饲料研究。

*通讯作者：晨光，E-mail:cheng@。

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件下，以植物性副产品为主要原料，通过高效生物因子（多种微生物活菌、各种分解酶）作用，降解部分多糖、蛋白质和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性肽等小分子物质的技术。生产出的酶解蛋白作为营养丰富、适口性好、活菌含量高的生物饲料或饲料原料，效果非常显著。因此，这一技术在饲料行业中受到了越来越多的关注。

2.1酶解原料

目前应用较多的酶解原料主要是植物源蛋白，如豆粕、菜籽粕、棉籽粕等植物饼粕，其中豆粕的使用价值较高，受到了许多研究者和生产企业的青睐。也有少量研究显示，酶解原料正向新的蛋白资源，如动物血液、动物内脏等屠宰业废弃物发展[3]。但就目前情况而言，我国植物蛋白资源，特别是大豆蛋白资源非常丰富，是世界大豆的主产国之一，产量约占世界总产量的10%。我国大豆品种蛋白质含量高，籽粒中蛋白质含量可高达48%~ 50%，氨基酸平衡性能优于其他植物蛋白，其酶解产物大豆活性肽易于吸收，具有抗氧化、降血脂、抗血栓等生理功能，已被广泛应用到食品保健品行业中，在饲料行业的优势也逐渐凸显，具有极大的应用价值。

2.2酶

酶是一类具有催化功能的蛋白质，具有底物特异性和催化高效性等特点。根据酶作用位点的不同，可以分为内切酶和外切酶，前者是在蛋白质的肽链中间随机切割断裂肽键，后者是从肽链的还原末端依次切割断裂肽键，产生单个还原糖分子。根据其作用的最适pH，又可分为酸性酶、中性酶和碱性酶。一般认为酶水解的最适pH在中性范围内时，得到的产物具有较高的溶解性和营养价值[4]。根据来源的不同，也可分为动物蛋白酶、植物蛋白酶及微生物蛋白酶等。动物蛋白酶中，胃蛋白酶、胰蛋白酶的降解效果较好，但其价格高、副反应多，不适于工业化生产；植物蛋白酶中，以菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶应用相对较多，但效率低、反应周期长、成本高、受外界因素影响大，同样不适于工业化生产；来自微生物的蛋白酶因活性较高、成本低、专一性不强等特点，成为降解蛋白比较理想的酶源[6]。目前酶解过程所用的酶制剂大多由动植物蛋白酶向微生物蛋白酶发展，既克服了动植物蛋白酶成本高、活性低的缺点，又解决了水解产物的苦味问题。2.3酶解技术

2.3.1单酶作用

单一酶解作用是最基本的酶解技术，即应用单一蛋白酶将蛋白原料中的大分子蛋白质进行简单水解，释放出具有各种功能且更易被动物吸收的小分子肽段。

目前大多数生产企业都采用商业化蛋白酶，主要有：Alcalase碱性蛋白酶、Flavourzyme复合风味酶、Protease A和A.S1398中性蛋白酶等，较常用的还有胃-胰蛋白酶、菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶。不同蛋白酶对同种底物的降解能力不尽相同。刘春娥等采用不同蛋白酶水解鱿鱼内脏蛋白，结果表明碱性蛋白酶水解效果最好，胰蛋白酶和中性蛋白酶次之，胃蛋白酶效果最差[6]。然而单酶水解存在产物种类单一，效率不高等缺点，逐渐被复合酶水解技术，即双酶或多酶联合水解技术所取代。

2.3.2复合酶作用

通常复合酶解在提高水解度、可溶性及降解高分子蛋白等方面效果均优于单一酶解。周乃继、蒋金津等建立了Alcalase和Flavourzyme双酶水解棉、菜籽粕的复合酶解工艺，较单酶更有效地提高了水解度，获得了更多的可溶性小肽，并成功研制出酶解棉籽粕和酶解菜籽粕产品[7-8]。

Beal等发现用三种蛋白酶预处理生大豆和豆粕，氮的消化率显著增加，经过该复合酶作用后，SDS-PAGE结果显示，分子量大于66kDa的蛋白数量和浓度有所降低，表明部分高分子蛋白已被降解[9]。然而一些植物性饲料原料如饼粕类原料含有大量的抗营养因子和有毒有害物质，仅使用酶制剂作用，还不能充分改善和提高这些原料的利用价值，因此，微生物发酵酶解技术正逐步被研究者和生产企业所采用。

2.3.3微生物发酵酶解作用

酶解蛋白技术发展至今，单纯使用酶制剂已不能满足市场对产品的需求，人们逐渐尝试利用微生物发酵产酶直接作用降解蛋白原料，即微生物发酵酶解技术。该技术一般采用多菌种协同发酵酶解，利用微生物丰富的酶系，将植物大分子蛋白降解为寡肽，并将植物蛋白中的抗营养物质如胰蛋白酶抑制因子、腺酶、血凝素、抗原蛋白等彻底了解。此外，发酵过程产生的有机酸、细菌素、抗菌肽等均对疾病具有控制作用，醇、酯等芳香物质和功能性氨基

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