酶制剂市场概况

酶制剂

1.酶制剂简介

酶制剂（zymin)是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质，主要作用是催化食品加工过程中各种化学反应，改进食品加工方法。我国已批准的有木瓜蛋白酶、α—淀粉酶制剂、精制果胶酶、β—葡萄糖酶等6种。酶制剂来源于生物，一般地说较为安全，可按生产需要适量使用，目前，除食品、轻纺工业外，微生物酶制剂还用于日用化学、化工、制药、饲料、造纸、建材、生物化学、临床分析等方面，成为发酵工业的重要部门。酶制剂行业是高技术产业，它的特点是用量少、催化效率高、专一性强。

现在酶制剂的生产是以深层发酵为主，以半固体发酵为辅，菌株产酶的能力也有很大的提高。目前全国共有100余家生产企业，年生产能力超过40万吨，产量达到32万吨，产品品种达到20余种，近20年间年产量的平均增长率超过20%。据有关部门统计，2001年各种酶制剂产品的出口量为4812吨，出口额为2807万美元。

2.饲用酶制剂概况

我国饲料工业开始于20世纪70年代末，80年代中期蓬勃兴起，尽管起步较晚，但发展较快，经过30年的发展，目前我国已跃居为世界第二大饲料生产国，饲料工业已成为我国工业体系中重要的支柱之一。我国饲料产量从1990年起持续增长，1990年我国饲料总产量为3194万吨，2005年我国饲料总产量首次突破1亿吨，到2010年我国饲料产量已经达到1.56亿吨，复合增长率为8.0% (中国饲料工

业协会，2005、2011).

饲用酶制剂具有以下作用：(1)参与细胞的降解，使酶与底物充分接触，促进现有营养成分的消化；(2)去除抗营养因子，改善消化机能；(3)补充(或激活)内源性酶的不足，改进动物自身肠道酶的作用效果；(4)参与动物内分泌调节，影响血液中某些成分的变化；(5)水解非淀粉多糖(NSP)，降解消化道内容物的黏度；(6)改变消化道内菌群的分布；(7)加强动物保健；(8)减少环境污染。

其中国外在饲料中使用的酶制剂主要有淀粉酶、β－葡聚糖酶、糖化酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、植酸酶、角蛋白酶、木聚糖酶等。国内市场主要的酶制剂有淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、β－葡聚糖酶、植酸酶等。目前除植酸酶有单一产品外，其余饲用酶制剂大多是包含多种酶的复合制剂。

3.国内市场主要酶制剂概况

3.1淀粉酶类

淀粉一般是由直链淀粉和支链淀粉组成。主要用于饲料工业的淀粉酶有a-淀粉酶、支链淀粉酶、葡萄糖淀粉酶。支链淀粉酶的特点是，能专一性的切开支链淀粉和糖原等分支点的a1-6糖苷键，形成直链淀粉。所以将该酶与其他淀粉酶配合使用，可使淀粉完全糖化。微生物中产生支链淀粉酶的菌种非常广泛，最早发现的是酵母菌，此外细菌如假单胞菌、芽孢杆菌、固氮菌以及某些放线菌。目前以芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌和地衣形芽孢杆菌深层发酵生产为主，后者产生耐高温酶。另外也用曲霉属和根霉属的菌株深层和半固体发酵生产。

近年来支链淀粉酶作为淀粉酶中的一个新品种应用于饲料工业和食品工业。目前饲料中的主要成分是玉米，其中支链淀粉难以利用，造成饲料的浪费。如添加一定的支链淀粉酶，再在动物内源和外源淀粉酶的作用下，就能很好的消化吸收，提高饲料利用率，降低成本。

3.2蛋白酶类

蛋白酶是催化蛋白质水解的酶类，是农业上应用最多的酶制剂之一。蛋白酶制剂的种类很多，重要的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶，等等。蛋白酶广泛存在于人和动物的消化道中，在植物及微生物中含量丰富。由于动植物资源有限，农业上用蛋白酶制剂主要通过微生物发酵来生产，所以饲用蛋白酶主要来源于微生物，生产蛋白酶的微生物种类很多，有细菌和真菌，如芽孢杆菌属（Bacillus）、曲霉属(Aspergillus)、青霉属（Penicillum）。在实际生产中用地衣形芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌以深层发酵生产细菌蛋白酶；用链霉菌、曲霉深层发酵生产中性蛋白酶和曲霉酸性蛋白酶。

在单胃动物饲料中添加蛋白酶主要有两大作用，一是补充动物体内源蛋白酶的不足。幼猪和幼禽消化系统发育不完善，产酶不足，微生物活性较低，在饲料中添加蛋白酶就可以帮助幼龄动物对蛋白质的消化。二是消除抗营养因子的作用。饲料中植物性成分，特别是豆类植物，广泛存在蛋白酶抑制剂和凝集素，它们对饲料营养价值有很大影响，不过对家禽而言，还有待进一步的研究。实验表明，许多微生物蛋白酶可以降解动物消化道中对蛋白酶有抑制作用的蛋白酶抑制剂和凝集素，消除它们的影响，减轻这些因子的抗营养作用。

反刍动物既能利用植物性蛋白也能利用动物性蛋白，大部分植物蛋白和全部的非蛋白氮被瘤胃中微生物分解，合成菌体蛋白，菌体蛋白被动物分泌的蛋白酶消化吸收。

3.3植酸酶

植酸酶是一种新型饲用酶制剂,它能水解饲料中的植酸或植酸盐,释放出磷酸根离子和被植酸螯合的大量锌、铜、钙、锰等矿物元素,使这些营养成分能被有效的吸收利用，提高动物对磷的利用率，减少磷对环境的污染。

植酸酶经近10 年发展，我国已经从一个完全依赖进口的国家发展成为全球最大的植酸酶生产国。根据中国饲料工业协会统计，2006 年我国饲用酶制剂总产量2.65 万吨，2010年达到8.49 万吨，年均复合增长率33.78%，其中，饲用复合酶总产量4.62 万吨，饲用植酸酶总产量3.87 万吨。

3.4纤维素酶

纤维素酶是由多种水解酶组成的一个复杂酶系，在分解纤维素时起生物催化作用，自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。一般用于生产的纤维素酶来自于真菌，比较典

型的有木酶属(Trichoderma)、曲霉属（Aspergillus）和青霉属(Penicillium）。

产生纤维素酶的菌种容易退化，导致产酶能力降低。不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。由于真菌纤维素酶产量高、活性大，故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。

3.5果胶酶

分解果胶的一个多酶复合物，通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下，转化成水可溶性的果胶；果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团，生成果胶酸；果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。

果胶酶能有效降解饲料中存在的非淀粉多糖等抗营养因子，摧毁植物细胞壁结构，促进细胞内营养物质释放，提高饲料中营养物质的利用效率；促进蛋白质的合成，提高瘦肉率；抑制肠道有害微生物生长，增加有益菌的数量，维持动物肠道微生物的动态平衡等作用。

果胶酶的生产菌株主要包括曲霉属、青霉属、镰孢属、克鲁维氏酵母等。

4.饲用酶制剂生产工艺

饲用酶制剂生产工艺流程大致如下：

适合作饲料酶用产酶高产菌株的筛选→发酵种子的扩大培养→发酵原料的配制→灭菌→接种→发酵罐发酵→后处理→精料酶源→配工艺→产品