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饲料酶制剂全解析!饲料酶制剂如何提升养殖效益?

来源: 御风飞翔的蜘蛛   2025-03-11 13:58:30   查看:  次

  酶是生物自带的蛋白质工具(少数是RNA或DNA),专门负责加速化学反应,自己却不消耗。它们起作用全靠特定的三维结构和活性中心,所以破坏蛋白质的条件(比如高温、强酸强碱)都会让酶失效。这种蛋白质催化剂的效率比普通催化剂高几十万倍,这就是酶的高效性。而且特别挑剔——比如淀粉酶只认淀粉,碰到脂肪和蛋白质就罢工。

  饲料酶制剂是通过微生物(细菌、真菌等)发酵或生物技术手段生产的酶混合物,作为饲料添加剂,用于消除饲料中的抗营养因子(如植酸、β-葡聚糖),释放被束缚的磷等养分,同时可补充幼龄或病弱动物体内源酶的不足(如雏鸡消化酶分泌不足),进而提高饲料消化率,促进动物对淀粉、蛋白质等营养物质的吸收,减少粪便中未消化的植酸磷等成分,降低排泄污染,还能通过分解大分子物质降低肠道内容物黏度,改善饲料适口性。

  饲料用酶制剂按其作用机理可分为以下五类:

  1.补充内源酶不足类

  作用机理:补充幼龄动物或特殊阶段动物分泌不足的内源性消化酶。

  代表酶种:淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶。

  功能:帮助分解淀粉(α-淀粉酶、糖化酶)、蛋白质(酸性/中性/碱性蛋白酶)和脂肪(脂肪酶),提升基础营养物质的消化率。例如,幼龄肉鸡因消化系统未发育完全,需外源淀粉酶辅助分解日粮中的淀粉。

  2.消除抗营养因子类

  作用机理:降解饲料中的非淀粉多糖(NSP)和植酸等抗营养因子。

  代表酶种:β-葡聚糖酶、木聚糖酶、植酸酶。

  功能:β-葡聚糖酶和木聚糖酶降解大麦、小麦中的可溶性NSP,降低肠道食糜黏度,减少营养吸收阻碍。植酸酶分解植酸磷,释放磷元素,减少植酸对矿物元素的螯合作用,同时降低粪便磷污染。

  3.破坏植物细胞结构类

  作用机理:分解植物细胞壁成分,释放胞内营养物质。

  代表酶种:纤维素酶、果胶酶、半纤维素酶。

  功能:通过降解纤维素、果胶等细胞壁结构,使淀粉、蛋白质等细胞内成分充分暴露,提升饲料利用率。例如果胶酶作用于植物胞间层,释放细胞内容物。

  4.改善肠道环境类

  作用机理:调节肠道黏度及微生物环境,增强消化吸收。

  代表酶种:木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶。

  功能:减少NSP导致的肠道黏性(如肉鸡黏粪现象),促进食糜流动和营养扩散,同时抑制病原菌定植。

  5.促进后肠发酵类

  作用机理:分解不可溶性纤维,为后肠微生物提供发酵底物。

  代表酶种:纤维素酶、半纤维素酶。

  功能:将纤维素等转化为挥发性脂肪酸(VFA),为宿主提供额外能量,并改善肠道健康。例如,纤维素酶在肉鸡后肠中促进纤维发酵,提高能量利用率。

  饲料用蛋白酶

  角蛋白酶,属于金属蛋白酶,依赖Zn²⁺/Ca²⁺催化水解肽键,来源于如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌,是专一性分解角蛋白,最适pH 7.0-9.0,耐温性达50-60℃通过水解羽毛角蛋白生成可吸收的小肽,提高饲料蛋白利用率。可用来处理羽毛,将废弃羽毛转化为高蛋白饲料原料,替代鱼粉、豆粕等高价蛋白源,降低饲料成本。

  菠萝蛋白酶,属于半胱氨酸蛋白酶,依赖巯基(-SH)催化水解肽键,来源于菠萝茎/果实提取,其水解活性比木瓜蛋白酶高10倍以上,最适温度55-65℃,pH 5.0-8.0,兼具分解蛋白质、肽和胺的能力,且残留酶活性低,避免过度消化,用于幼龄动物(如乳猪、雏禽)饲料,增强蛋白质消化吸收,辅助治疗动物肠道炎症,减少抗生素依赖。

  真菌酸性蛋白酶,属于天冬氨酸蛋白酶,依赖天冬氨酸残基(Asp)催化水解肽键,来源于黑曲霉,最适pH 3.0-4.0,耐受胃酸环境,与动物内源胃蛋白酶协同作用,可降解大豆抗原蛋白(如β-伴大豆球蛋白),消除抗营养因子,用于含豆粕、菜籽粕的高植物蛋白饲料预处理,减少动物腹泻提高断奶仔猪对植物蛋白的耐受性。

  芽孢杆菌碱性蛋白酶,属于丝氨酸蛋白酶,依赖丝氨酸(Ser)-组氨酸(His)-天冬氨酸(Asp)催化三联体催化水解肽键,来源于地衣芽孢杆菌,最适pH 8.0-9.0,适应动物肠道弱碱性环境。水解水产饲料中的植物蛋白粘合剂,提高颗粒料水中稳定性。

  木瓜蛋白酶,属于半胱氨酸蛋白酶,依赖巯基(-SH)催化水解肽键,来源木瓜,最适pH6.0-7.0,水解动植物蛋白、多肽及酯类,对大豆抗原蛋白(如β-伴大豆球蛋白)分解效果显著,消除大肠杆菌在肠道的粘附位点,预防病理性腹泻,水解饲料中难消化蛋白(如羽毛粉、豆粕),释放小肽和氨基酸。

  饲料用淀粉酶

  α-淀粉酶,来源于枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉,最适pH 5.0-7.0,耐高温,属于内切酶,随机水解淀粉分子中的α-1,4糖苷键,生成糊精和寡糖。幼龄动物(仔猪、雏禽)饲料中添加,弥补内源酶不足,提高淀粉消化率。

  β-淀粉酶,来源于大麦、甘薯(植物提取);芽孢杆菌(微生物发酵),最适pH 5.0-6.5,耐温性较弱,属于外切酶,从淀粉非还原端水解β-1,4糖苷键,生成麦芽糖。与α-淀粉酶协同使用,提升饲料中麦芽糖生成,改善适口性,在水产饲料中辅助分解植物性淀粉(如小麦、玉米)。

  糖化酶(葡萄糖淀粉酶),来源于黑曲霉、德式根霉,最适pH 4.0-5.0,耐温性中等(50-60℃),属于外切酶,水解淀粉非还原端的α-1,4和α-1,6糖苷键,生成葡萄糖。饲料使用可以中葡萄糖含量,促进能量吸收(尤其适用于高淀粉日粮),与蛋白酶联用,减少肠道发酵产气,降低腹泻率。

  异淀粉酶(脱支酶),来源于产气气杆菌、芽孢杆菌,最适pH 6.0-7.0,温度50℃左右,属于专一水解支链淀粉的α-1,6糖苷键,生成直链淀粉。用于分解抗性淀粉(如豆类中的支链淀粉),减少肠道胀气。

  饲料用纤维素酶

  内切β-1,4-葡聚糖酶,来源于木霉属、黑曲霉,最适pH 4.5-5.5,耐温性中等(40-50℃),属于内切酶,随机水解纤维素内部的β-1,4糖苷键,生成短链纤维寡糖。用于分解植物细胞壁中的纤维素,提高谷物(如小麦、大麦)饲料能量利用率,缓解单胃动物(猪、禽)因纤维引起的肠道黏度过高问题。

  外切β-1,4-葡聚糖酶,来源于青霉属、芽孢杆菌,最适pH 5.0-6.0,耐温性较弱(35-45℃),属于外切酶,从纤维素链非还原端水解β-1,4糖苷键,生成纤维二糖。可以与内切酶协同作用,提升纤维彻底分解效率,在反刍饲料中辅助粗饲料的降解。

  β-葡萄糖苷酶,来源于黑曲霉、根霉,最适pH 4.0-5.5,耐温性低(30-40℃),可以水解纤维二糖和寡糖的β-1,4键,生成葡萄糖。可以减少纤维分解产物(如纤维二糖)的积累,防止抑制内切酶活性,提高纤维发酵终产物的能量价值。

  饲料用半纤维素酶

  木聚糖酶,来源于黑曲霉、木霉属、米曲霉,最适pH 4.5-6.5,耐温性中等(50-60℃),可以水解木聚糖主链的β-1,4糖苷键,生成低聚木糖和木二糖。能够降低禽类饲料(小麦、大麦型日粮)食糜黏度,提升营养吸收效率。

  β-甘露聚糖酶,来源于芽孢杆菌、青霉属,最适pH 5.0-7.0,耐温性中等(40-50℃),可以水解甘露聚糖主链的β-1,4糖苷键,生成甘露寡糖。能够分解豆粕、椰子粕中的β-甘露聚糖,减少抗营养作用,提高水产饲料植物蛋白利用率。

  阿拉伯聚糖酶,来源于青霉属、黑曲霉,最适pH 4.0-5.5,耐温性低(30-45℃),可以水解阿拉伯木聚糖侧链的α-1,2/α-1,3糖苷键,释放阿拉伯糖。能够协同木聚糖酶降解谷物(如小麦)纤维,降低肠道黏度。

  阿魏酸酯酶,来源于产黄青霉、黑曲霉,最适pH 5.0-6.0,耐温性中等(40-50℃),可以水解半纤维素与木质素间的阿魏酸酯键,释放阿魏酸。能够提升秸秆、麸皮等粗饲料的降解率(反刍动物),并增强抗氧化能力。

  乙酰木聚糖酯酶,来源于木霉属、芽孢杆菌,最适pH 5.0-6.5,耐温性低(35-45℃),可以去除木聚糖主链的乙酰基团,辅助木聚糖酶作用。能够提高高纤维饲料中木聚糖的降解效率,减少抗营养因子。

  饲料用植酸酶

  植酸酶是一种酸性磷酸酯酶,可将植酸(肌醇六磷酸)水解为肌醇和可利用的无机磷。植物性饲料中60%-90%的磷以植酸磷形式存在,但单胃动物(猪、鸡等)无法直接利用。添加植酸酶可以提高磷利用率40%-75%,减少饲料中无机磷(如磷酸氢钙)的添加量,节约成本。缓解抗营养作用:植酸会螯合钙、锌、铁等矿物质及蛋白质,降低其吸收率;植酸酶通过分解植酸,释放被束缚的营养成分。

  饲料用复合酶

  复合酶是由多种单一酶(如木聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶等)通过混合或基因工程技术融合而成的酶制剂,可协同降解饲料中的抗营养因子,提高养分利用率。

  复合酶将不同酶的组合(如木聚糖酶+纤维素酶)能更高效分解复杂底物(如植物细胞壁),释放更多营养物质(如淀粉、蛋白质),因为释放出更多的营养物质,所以可以降低营养的浓度进而可以降低成本。复合酶可根据动物种类(如肉鸡、仔猪)和饲料类型(小麦型、杂粕型)设计专用酶谱,降低饲料成本。

  复合酶是多种酶在一起,在储存和使用是应到考虑最敏感的那种,以防止在储存和使用过程中造成酶的失活。酶具有专一性,在使用时应到考虑饲料原料(底物)的变化而改变酶的种类。

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