生物学技术总结酶制剂

(生物学)技术总结酶制剂

一、酶的生产与应

用,EnzymesinbiofinishingClotheslookbetterandlastlonger,纺织食品造纸皮革酿酒医药饲料生物能源洗

涤,EnzymesimprovinganimalfeedBetterutilization;lesspollution,Enz ymesinpulphigherquality,EnzymesmakingbetterbreadLessstickydoug h;larger,moreairyandbettermoistureretainingbread,Enzymesingarmen ttreatmentStonewashjeans,AcidcellulaseNeutralcellulaseAmylaseLac case,AcidcellulaseNeutralcellulase,Xylanase,Phytase、XylanaseBeta-glucanaseMannanase,PectiansesCellulase,Xylanase(in troduced1973)Amylase、CellulaseTransglutaminase,生物酶技术目前广泛应用在众多领域,,,,,,,固体/液体发酵工艺比较,固体发酵与液体发酵的区别,二、饲料酶,酶制剂在饲料行业当中的应用机遇！,饲料原料的现状：能量原料的成本不断升高蛋白资源的严重不足（非常规原料的使用）矿物质资源有限饲料用粮短缺（副产物的使用）饲料配方需要考虑的主要问题是：基础营养（能量，蛋白，微量营养）动物健康（抗生素、促生长剂、益生素、酶制剂）消化吸收（酶制剂）最佳的解决方案：生物酶技术提高现有配方的消化率来降低成本是最有效的方法随着抗生素的使用限制，酶制剂将成为饲料中更重要的成分…,1、原料价格涨!!食品安全!!,,传统营养技术：营养需要、加工技术、饲养管理先进营养技术：生

物技术（原料前处理、提高消化率、微生态调控）迄今，从来没．使用过酶制剂的企业已经很少…很多企业曾经使用酶制剂。

效果评价？分析众多应用酶制剂成功的企业：1.选择优秀的酶制剂产品2.科学的应用方案酶制剂将成为饲料企业技术体系

差异化的细节之一现在就开始策划，怎样为企业创造新的竞争优势,2、生物技术将成为饲料技术差异化的重要细节化技术！！,3、酶是饲料营养的重要成份！！,提高原料消化率降低单位营养的成本增加原料的选择范围提高饲料原料的稳定性是动物特殊阶段

的关键措施减少环境污染增强食品的安全性,,,酶在动物体内的

作用,,进食,提高消化吸收率消化吸收环境,不同原料营养的猪消

化率，%,资料来源：《饲料成分与营养价值表》谯仕彦等，2005,酶与饲料的消化吸收,饲料的消化过程是酶的水解过程，一定要有酶的参与。

酶与营养成分酶制剂与能量的消化酶制剂与蛋白质的消化酶与抗营养因子酶制剂与抗营养因子酶与内源酶内源酶与外源酶

的作用,酶与能量的消化利用,准确评估利用效率,,能量原料各种

营养价值存在较大差异,,,,,,,,禽日龄（天）,Noy肉鸡-28天,效果:回肠消化能+3.2%(P=0.006)能量变异

-50%,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2700,2750,2800,2850,2900,2950,3000,3050, 3100,3150,,,+酶:3018kcal/kg+/-40,,对照:2925kcal/kg+/-81,,日粮回肠消化能(kcal/kg),玉米——酶可以减少玉米能量的变异异,小麦——酶制剂对小麦的能量价值,,,,,,小麦——酶制剂可以降低小麦

酶与蛋白的消:15.4MJ+/-0.37,,酶:14.2MJ+/-0.77,,+对照,的变异性．化利用,全球豆粕调查,,豆粕中胰蛋白酶抑制因子对能量消化的

影响(体内试验),,日粮中添加抗胰蛋白酶和凝胶

(g/kg),Schulzeetal1994在抗胰蛋白酶和凝胶两个水平都表现显著(p0.05),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,抗胰蛋白酶和凝胶对仔猪粗蛋白表观消

化率的影响,40,50,60,70,80,90,100,110,+,抗胰蛋白酶,0.21,+,抗胰

蛋白酶,2.49,+,凝胶,0.16,+,凝胶,0.96,表观消化率,%,对照组,l,53%

玉米，37%豆粕肉鸡-21天,+酶+1.9%+57kcal/kg(P0.01),不同豆粕样品,酶制剂减少豆粕的差异,酶与抗营养因子,从功能上分：能量贮存（淀粉等）细胞壁结构（木聚糖、纤维素等）防止水分蒸发（细胞间物间，果胶）,碳水化合物分类,,,,玉米中主要抗因子,木

聚糖-细胞壁组织，阻碍消化酶进入细胞内，提高食糜粘度胶质

蛋白-玉米和高粱的主要贮藏蛋白，包在淀粉颗粒外面，降低淀

粉消化率抗性淀粉-淀粉通常在回肠末端仍不能被完全消化,小麦中的主要抗营养因子,可溶性的非淀粉多糖：主要是可溶性的木

聚糖，引起肠道食糜粘性不溶性的非淀粉多糖细胞壁组织，阻碍消化酶进入细胞内小麦的变异性,,,,豆粕中的抗营养因子,豆粕和

其它杂粕中的潜在抗营养因子抗胰蛋白酶-主要抗营养因子凝胶-主要抗营养因子抗原蛋白-主要抗营养因子木聚糖-豆粕中不是重要因素，主要是物理屏障作用，而非粘性作用。

但在杂粕中可能是主要的抗营养因子（棉籽粕，向日葵籽粕，花生粕）植酸-重要的抗营养因子？需要添加植酸梅果胶-对果胶

半乳糖酶不反-α对-酶的反应不明显，不作为重要因素考虑寡糖．应，不作为重要因素考虑,不同原料中抗营养因子含量,(%总量)

玉米小麦大麦次粉麸皮米糠豆粕棉粕菜粕纤维粗纤维

2.52.54.58.011.09.04.010.014细胞壁(总纤

维)10111829.040.020.022.032.044.0总可溶非淀粉多糖

0.12.44.5B-葡聚糖0.10.74.01.91.81.06.75.05.8可溶性B-葡聚糖

--3.7阿拉伯木聚糖4.45.86.514.020.010.04.09.04.0可溶性木聚糖0.11.83.0甘露聚糖0.2tr.Tr.---1.50.81.1半乳糖苷

0.40.7----7.19.86.3果胶----1.2-2.164.08.86,Jeroch,1994;Malathi等，2001；Coelho，1998；Annette，1995；Kuoetal.(1988),罗酶宝的酶谱……19种酶,木聚糖酶果胶酶B-1,4-木聚糖内切酶30000果胶酶1000a-阿拉伯呋喃糖苷酶50多聚半乳糖醛酶1000b-木糖苷酶100果胶酯酶80阿魏糖酰酯酶10鼠李半乳糖醛酶a-1,5–阿拉伯聚糖内切酶150蛋白酶b-葡聚糖酶天门冬氨蛋白酶

15b-1,3(4)-葡聚糖内切酶40000金属蛋白酶15b-1,3-葡聚糖酶(laminarinase)1500b-1,4-葡聚糖内切酶20000其它纤维二糖分解酶200b-1,4–甘露聚糖内切酶200b-葡糖苷酶2000b-甘露糖苷酶20a-半乳糖苷

酶,CollaborationS.Kermasha,L.L'HocineMcGillUniv,Montreal,CA N,μmol/min/mg蛋白,华芬酶/博士奥,谷物中非淀粉多糖和表观

代谢能关系,家禽代谢能；AMEvaluesforpoultryonlyFrom:Choct&Annison,1990,,不同谷物在

动物肠道食糜粘性变化,,,10001001010,,,,,粘度(cPs),玉米小麦黑作养营抗的糖多粉淀非性溶可,||||,,,,,,物谷麦黑麦大麦小用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,水分吸收增加肠道内粘度提高食糜停留时间减少排泄物含水量增加,脂肪,蛋白质,淀粉,,笼效应,,,,,内源性消化酶(淀粉酶，脂肪酶等)因为笼罩的原因，不能对笼罩中的营养物发生作用,,粘效应,,,,,,,,,,,,小麦粘性和代谢能关系紧密,小麦粘度(cPs),,,,,,,,,,,粘度与饲料利用率相关性良好,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1.60,1.65,1.70,1.75,1.80,1.85,1.90,2,4,6,8,10,料肉比,食糜粘度(cPs),料肉比=1.564+0.304*logViscR2=0.84,非淀粉多糖酶能破坏可溶性非淀粉多糖的抗营养作用,,,,,,,,,,脂肪,淀粉,,,INSP 酶,酶与动物的内源酶分泌,不同动物生长阶段消化生理的变化,,胰蛋白酶脂肪酶淀粉酶,胰蛋白酶活,脂肪酶、淀粉酶,三、酶制剂的机理,1、常用的饲用酶,内源性酶,,外源性酶,,（Ogden，1995；Rotter等，1989；Cowan，1992）,木聚糖酶作用,酶在饲料中的作用,提高：消化吸收效率改善：消化吸收环境,,,酶制剂的主要作用原理,,1)破坏细胞壁释放营养物质，提高可利用率内源酶的补充增强养分的消化吸收3）降低原料养分变异、分解抗营养因子分解抗营养成分—改善消化吸收环境降低原料变异--提高饲料品质及动物生长稳定性4）改变肠道菌落通过消化吸收优化肠微生态环境提高肠道健康降低肠道维持消耗,破坏细胞壁,细胞壁NSP,理想的消化,较少的微生物,,吸收的养分,十二指肠空肠回肠,不理想

的消化,微生物增多,,吸收的养分减少,十二指肠空肠回肠,改变肠总落菌道肠变改,率化消的分养道．

数,,,,,,,,,Colis,LacticAcidBacteria,Enterococci,总数,,,对照,+酶,菌落数量(x1010),,2.0,0.9,2.3,0.7,8.0,3.2,12.2,4.8,,改变后肠道酸碱性,,,,,Reference:Apajalahti&Bedford,1998,复合酶的特点检测,原酶基础研究——与世界一流的研发商合作,1.丹麦Novo公司-----原酶与DSM公司合作2.荷兰DSM公司------原酶与BASF公司合作3.德国AB公司------原酶与Vista公司合作4.美国Genencor公司------原酶与Danisco公司合作与addessco公司合作,1、原料选择的专业性选择（发酵）具有高抗逆性、降解释放养分能力强的饲料专用单酶2、复合酶设计的针对性结合本地饲料原料的特点，加工工艺，养殖水平，配制含有理想酶活成分及组合的复合酶系统3、使用方法的有效性稳定的提高动物的生产性能,安利康复合酶的设计特点,饲料复合酶应用研究,制定标准：饲料专用酶的特性标准建立方法：科学的原料的评估方法体系科学数据：对不同酶特性全面比较分析,1.1饲料专用酶特性标准,温度特性：宽的温度适应范围36-100℃动物体温下高效发挥作用高温制粒过程较高的耐受性酸碱特性：宽的pH适应范围pH2.5-7.5有较强的耐酸性底物特性：饲料原料底物的高效性,安利康原料酶的评估体系：酶学特性分析（T、pH等）酶学特性的稳定性体外模拟酶的耐酸、耐温的稳定性酶对饲料底物的分解效率酶的加工特性酶的贮存性能（单酶、复合酶）酶的饲养效果,,,,,,,1.2建立原料酶科

学的评估方法体系,关于酶的活性,酶活性国际单位的定义为在一一分钟内分解一微摩尔的底物所需要的酶量为一个酶定条件下，活单位测定条件不没有国家标准，酶活性受反应条件的影响较大如：温度、pH、底物种类、底物浓度反应时间等，实际应用中酶活的定义多种多样，使酶活失去了可比性动物消化道内酶的反应条件是不断变化的动物体外，如饲料加工过程和饲料使用过程中，条件具备酶就可以发挥作用酶活的高低并不代表产品性能的好与坏酶活高低的意义更重要在于质量的管理与控制,1.3不同酶源的对比分析,不同木聚糖酶在标准底特下经不同高温处理后酶活分析,,,,,1.3不同酶源的对比分析,不同木聚糖酶与其它酶混合

活性变化,淀粉酶降解玉米粉,空白对照固体单酶复合酶,β-葡聚糖酶降解滤纸纤维素,由右图可看出：空白试管中滤纸无变化，加入葡聚糖酶的已被分解为纸浆,中性蛋白酶降解大豆蛋白,左边的空白试管中上清液基本澄清，大豆粉沉积在底部基本无变化由右边试管可看出：试管中的大豆粉蛋白质已被分解一部分，上清液成溶胶状态,不同酶源饲料加工过程中耐温特性,1.3不同酶源

的对比分析,,,1.3动物试验对蛋白酶、淀粉酶的选择,不同蛋白酶源在动物生产试验中的比较,,,,2.000,不同淀粉酶源在动物生产试验中的比较,1、原料选择的专业性选择（发酵）具有高抗逆性、降解释放养分能力强的饲料专用单酶2、复合酶设计的针对性结合本地饲料原料的特点，加工工艺，养殖水平，配制含有理想酶活成分及组合的复合酶系统3、使用方法的有效性稳定的提高动