酶在饲料中的应用

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• 不同的饲料来源,添加植酸酶的比例不确 定 • 植酸酶在在动物胃肠道的酸性环境下失活 • 植酸酶在工业生产制粒过程中高温失活 • 不同来源的植酸酶最适条件不同 • 动物的不同种类、年龄阶段以及酶的使用
6、脂肪酶在饲料中的应用
脂肪对动物生长发育的重要作用: 1、脂肪的能量含量是碳水化合物和蛋白质的 2.52 倍,在动物 饲粮 中添 加脂肪,不 仅可 以 满足 动物对较 高能量浓度 的要求,而且还具有额 外能量效 应,能提高 饲粮能量利 用 效率,加 饲粮净 能值,提 高动物 生 产性 能缓减冷热环 境应激 对动物 生产性能 的影响; 2、脂肪是脂溶性 维生素、色素等的溶 剂,可促进这 些物质的吸收和利 用,有利于动物皮肤、脚胫、蛋黄 的着色; 3、添加富 含多不饱 和脂肪酸的特殊 油脂还 可 使动物富集殊 的多不饱 和脂肪酸 如 D H A、E P A 而 生 产 出具 有特 定保健 价值 的 动物 产品 4、添加 脂肪不 仅 具 有以 上 营 养性功能,而且还具 有一些非营 养性功 能,如减少饲料 厂 粉尘、改 善饲料 外观、减少 饲料 机械的磨损、延长 使用 寿命、降低生产成本。 因此,脂肪是幼龄快 速生长、高产动物饲料 中必须的重 要饲料原料。
82.6 58.5 77.4 74.4
有研究表明: 在肉用仔鸡日粮中添加植酸酶,饲 料转化率有 所提高,磷的利用率可提高 60%,粪便排磷量减 少 50% 。 在猪饲料中添加植酸酶,猪的骨骼强度有所增 强,玉 米、豆粕中原不能利用的磷有1/3以上可 被利用,粪便排磷量减少34% ~54%。
植酸酶在利用过程中的问题
饲料中添加饲用脂肪酶的必要性:单胃动物自身能够分 泌脂肪酶,但幼龄动物消化机能不健全内源消化酶分泌不足 ,脂肪消化吸收率低,适当补加脂肪酶等制剂补充其内源酶 的不足,可提高饲料的消化率在饲粮中添加脂肪酶的价值在 于靶向解决动物内源消化酶不足,以提高脂肪消化吸收利用 ,促进脂溶性维生素吸收。 肪酶的生产方法有三种提取法,化学合成法和发酵法。提 取法资源有限、工艺复杂、产量低;化学合成法成本太高微 生物发酵法的应用前景要远远大于提取法和化学合成法,它 不受环境影响,资源丰富产酶周期短,产物较单纯且成本低, 生产上易于管理。
4、蛋白原料中之蛋白性质的抗营养 因子与酶制剂
胰蛋白酶抑制因子、外源凝集素等都属于蛋白质性质的 抗营养因子。 蛋白酶能够在机体内自然产生、在于家禽、猪、鱼类及 甲壳动物的胃肠道。微生物和动物机体内分布最广泛的蛋白 水解酶是丝氨酸蛋白酶,它们是一类碱性蛋白酶,作用位点 有一个丝氨酸残基,具有酯水解活性,最适 pH 为碱性。 一种好的蛋白酶可以提高饲料中蛋白质的消化和吸收, 抑制大豆及其它豆类原料中的抗营养因子,补充内源性蛋白 水解酶的不足,至对小肠生理及构造具有改善和修复作用, 增加绒毛长度和数量,从而能够增加肠粘膜的消化吸收表面 积。
为何动物的生物转化率只有30%呢?
动物的消化能力不足和饲料中存在 抗营养因子就是其中的原因之一。
2、饲料抗营养因子
水溶性 非淀粉 多糖 抗 营 养 因 子 水不容性非 淀粉多糖
木质素
蛋白质性质抗 营养因子(如:
胰蛋白酶抑制因子、 外源凝集素等)
细 胞 壁 细胞内
细胞
矿物质 脂类
营 养 大 分 子
3
后置添加与真空喷涂
以植酸酶为例,为了避免降解失活,对植酸酶进行制粒包被处理,提高热稳定 性;另一方面是采用制粒后添加液体植酸酶的技术。但是后添加的液体大多是在常 压下喷涂在颗粒的表面,在后续的加工和运输过程中,颗粒饲料间会产生相互摩擦 和碰撞,很容易造成涂料从颗粒表面剥离形成粉末,从而造成营养成分损失和配方 失真。特别是膨化水产饲料,在投喂过程中由于浮于水中而添加成分溶于水析出, 既造成水体污染,又导致资源浪费。 真空喷涂工艺通过真空抽除系统, 在颗粒饲料内外产生较大的压力差, 使能喷在 颗粒表面的液体更多地渗入颗粒内部, 使液体能在颗粒内外均匀分布, 减少因摩擦和 碰撞所造成的营养成分损失, 达到配方保真 。 同时, 通过抽除颗粒内部空隙中的空气, 使其有更多的空间吸收液体(主要是油脂)。 真空喷涂的工艺流程如下
一些常见饲料原料中植酸磷含量( % )
原料 总磷 非植酸磷 植酸磷占总磷的百 分比
玉米 大麦
麦麸 豆粕(44% C P) 棉籽粕(41% C P) 菜籽粕(38% C P)
0.28 0.36
1.15 0.65 0.97 1.17
0.08 0.17
0.20 0.27 0.22 0.30
71.5 52.8
序号 种类 材料
1
2
产微胶囊的方法 很多,如喷雾干 碳水化 变性淀粉、麦芽糊精 、玉米糠浆、蔗 燥发、挤压法、 合物 糖、乳糖 、纤 维素 、胶体、葡聚糖 多重乳状液法等, 明胶 、大豆蛋白、乳清蛋白、谷蛋白、 但是目前国内外 使用最多的方法 蛋白质 肽、 麦醇溶蛋白、血红蛋白、鸡蛋清 是喷雾干燥法。 蛋白 脂类 石蜡、蜂蜡、硬脂酸甘油三酯、单甘 酯、甘油二酯、油、脂肪、 氢化油、 卵磷脂
脂肪酶在饲料中的作用: ① 补充动物内源消化酶的不足,尤其幼龄动物,胃肠道育不 完善,脂肪酶分泌不足,补充脂肪酶,可提高幼龄动物 的消化 能力,为后期的生长奠定基础。 ② 提高饲料脂肪消化利用率,提高饲料转化率。 ③减少仔猪断奶应激,显著降低仔猪腹泻 率,减少仔猪化道 疾病,提高仔猪成活率。 ④ 饲料中添加脂肪酶可改善动物的皮毛状态,使毛皮看起来 更有光泽度。 ⑤ 促进脂溶性维生素和 其他微量 元素的吸收利用,改善肉 蛋奶产品质量。
加NSP酶饲料的饲喂效果
大麦型饲粮添加β-葡聚糖酶制剂使仔猪和中猪的日增重分 别提高了 20.66%和11 .56%, 料重比分别降低了 8 .87%和 13.61%; 在含木聚糖 7.23%和含 6 .23 %的鸡小麦型饲粮中添加以 木聚糖酶(13 500U/g)为主的复合酶0.12%,干物质 、有机物 消化率显著和极显著提高。木聚糖酶可提高鸡小麦日粮AME 6 .53%~ 7.6%。 表观代谢能(AME) =总能(GE)-粪能(FE)-尿能(UE)-气体能( Eg)=ADE-UE-Eg 对应的还有真代谢能(TME)。两个都是我国饲料营物 质成分表中的饲料代谢能和动物营养需要中的代谢能指标。
酶在饲料中的应用


猪饲料中蛋白质原料的转化率 育肥猪饲料(100%)55gN/d/头
猪经过消化、体内转化
存留体内17gN30%
排出粪便
排出的尿
用于生长育肥
11g N20%
27gN50%
注:55gN:设育肥猪每头每天采食2.5kg蛋白为14%的饲 料
引自 Aarnink,1997,PhD thesis,agricultural University Wageningen
蛋白酶在家禽中应用: 蛋白酶能提高不同品种鸡只对蛋白质和能量的消化吸收率,同 时还对不同品种鸡只消化系统和抗氧化体系具有多重生理学功效。 以这种JEFO 蛋白酶为例 它是加拿大集富 (JEFO) 动物营养公司研发成功的一种碱性复 合蛋白酶产品。它对饲料原料的蛋白质溶解性的影响如下图所示:
JEFO 蛋白酶对代谢能的作用效果பைடு நூலகம்
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NSP酶促进养分消化吸收的机制
以β-葡聚糖酶与木聚糖酶为例: 他们可分别使β-葡聚糖与木聚糖断裂成小分子片段 , 从而降低其在肠 道内形成的粘度 ,提高肠道内营养物质与消化酶混合速度 ,加快营养物质 特别是脂肪等大分子物质的扩散速度,提高营养物的消化与吸收速度;同 时可摧毁细胞壁,释放细胞内的营养物质(淀粉、蛋白质、脂肪等), 使之充 分与消化道内源酶作用 ,供进一步消化吸收 ,从而提高饲料利用率 。 同时非淀粉多糖酶对肠黏膜结构也有影响: 猪大麦型饲粮中添加半纤维素酶(β-葡聚糖酶 、木聚糖酶和纤维素酶) ,猪 的十二指肠 、空肠、回肠的绒毛高度显著增加(P <0 .05), 微绒毛 排列有规则且高度 、密度增加。机理可能是有害微生物对肠粘膜上绒毛 和微绒毛的损害减轻 ,甚至消失。
因为真空喷涂利用的是颗粒饲料内部的孔隙度的缘故,还因为膨化加工过程可 以使其体积膨胀,孔隙度增加。所以颗粒饲料的膨化(45%)度越高,真空喷涂效 果越好。
如图所示,真空喷 涂工艺的关键就是 真空泵为主的真空 抽除系统。
7、酶在饲料中的几种应用方式
• 后置添加——液体 喷涂技术
• 这种技术是待饲料 制粒后,将酶以液 态的 形式通过一定 设备喷涂于饲料颗 粒的表面, 应用此 技术必须为液态酶 安装专门的管道与 液体喷涂机。
微胶囊化技术
• 酶的微胶囊化技术是指通过特定的工艺手段将液体酶包在 一个微小密闭的胶囊之中,被包裹的酶称为心材,包裹的 物质称为壁 材 。 微胶囊常用的壁材
淀粉
蛋白质
抗性淀粉
3、NSP与NSP酶
• 非淀粉多糖( non-starch polysaccharides, NSP ) • 非淀粉多糖一般分为3大类,即阿拉伯木聚糖、非纤维 多糖(半纤维素性聚合体)和果胶聚糖。 • 非淀粉多糖(NSP)是饲料纤维的主要成分,这些纤维将 饲料营养物质包围在细胞壁里面,部分纤维可溶解于水并 产生粘性物质。这些粘性物质抑制动物的正常消化功能, 妨碍动物吸收营养。 • • 下张图片显示各个常见日用量中各种非淀粉多糖的含量
JEFO 蛋白酶还具有其它生理功能:如改善肠道粘膜性 能,增加粘膜绒毛长度及单位面积内绒毛数量等。
JEFO蛋白酶具有降低肠粘液厚度及增强内源酶活性 。有试验结果表明, 饲喂含 JEFO 蛋白酶的饲料能够促使动物表现良好的抗氧化和应激能力 。
5、植酸磷与植酸酶
• 植酸是一种抗营养因子,会影响磷元素、多种金属离子和 蛋白质的利用,而且动物的高磷粪便污染环境。 1.当 前 在 猪 和 鸡 配 合 饲 粮 中 应 用 植 物 性 饲 料 原 料的 比 例 很 大 2.植物性饲料都含有1%~5% 的植酸盐,植酸磷占总磷的 60%~80% 3.单胃动物消化道内不含植酸酶,就不能利用植酸磷 4.植酸能够络合矿物元素和蛋白质,降低利用率
常见日粮及饲料中各种非淀粉多糖的含量
NSP 抗营养作用的机理
• • 非淀粉多糖对动物消化吸收的负面作用主要由其溶水后表现出的高 粘度所引起的。 以阿拉伯木聚糖为例,阿拉伯木聚糖的粘性是由其侧链上的阿拉 伯糖引起的 ,这一长链聚合物具有高度的系水力(阿拉伯木聚糖可吸收 约10 倍本身重量的水), 从而增加了肠内食糜的粘度。 (1)高粘度食糜延长其通过消化道的时间 ,从而降低了动物的采食量; (2)高粘度会使食糜内各组分混合不匀, 从而会妨碍食糜内的糖 、 氨基酸和其它养分向肠粘膜的移动 ; (3)能结合胆汁盐 、脂类和胆固醇 ,从而影响小肠中脂类的代谢; (4)食糜的高粘度会延长它在小肠内的滞留时间,减少了消化道内的 氧气,有助于厌氧微生物菌落的生长。 有文献报道 , 喂黑麦或富含果胶日粮的家禽回肠中厌氧菌群要比喂 玉米豆粕型日粮家禽高 102~ 103 倍。
加脂肪酶饲料的饲喂效果
有文献指出:外源性脂肪酶可提高饲料中的 脂肪消化率,特别是可显著提高含脂量高的 饲料,如全脂米糠、高油玉米、千苜蓿粉、 饼粕等,可提高饲料能量饲料原料的表观消 化能5%~11%,猪、禽增重速度4%~10%, 饲料利用率2%~7%,减少粪便排泄量。 还有文献指出:脂肪酶制剂能提高脂肪的表 观利用率,混合酶制剂对丝毛乌骨鸡的粗脂肪 利用率显著提高可达到 68%。
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