饲料木聚糖酶的开发

主 一
例 料 不 聚糖 酶 的升 友
钟茂谢 和 芳
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木 聚糖 是 动 物 饲 料 中 的抗 营 养 因 子 之 一 ． 饲 料 中添 加木 聚糖 酶可 以为 畜禽 生 产 带 来 良好 的生 产效 果 和 经济 效 益 ．具 有 十 分重 要 的 理论 和 现 实 意义 ， 开发 木 聚糖酶 市场 前 景广 阔。 ｌ木 聚 糖酶 的营 养 作 用 及 其在 动 物 营 养 中的
应 用
木 聚糖 在 植 物 细 胞 壁 中 的含 量 仅 次 于 纤 维 素 ， 半纤 维 素 中含 量 最 丰 富 的一种 ． 占细 胞 干 是 约 重 的 ３ ％．是 谷 物籽 实 中的主 要 非 淀粉 多 糖（Ｓ ） ５ ＮＰ 之 一 ，它 的存 在 使谷 物 中 的营养 物 质 不 能被 充 分 暴 露 于动 物 消化 液 的表 面 ，进 而影 响 动 物 的 消化 吸 收 ， 低 了饲料 的 营养 价值 。木 聚糖 酶类 是 专一 降 降解木 聚糖 的一 类 ， 在 生物 转 化 、 品 、 料 、 它 食 饲 医 药、 源、 能 造纸 、 纺织 等 行 业 中有 着 广泛 的应 用 ， 具 有 很 大 的商业 开 发 价值 。它 可 以破 坏 植 物细 胞 壁 结 构 ， 高 内源 性 消化 酶 的 活性 ， 高 饲 料养 分 的 提 提 利用率 ； 降解 可 溶 性 多 糖 ， 低 其 黏 性 ； 少 胃肠 降 减 道 疾 病 ， 进 动 物 健 康 ； 少 黏 粪 和脏 蛋 ， 低 空 增 减 降 气 中有 害气 体浓 度 ， 少 环境 污染 。饲 料 工业 中添 减 加木 聚糖 酶 可 以为 畜禽 生 产 带来 良好 的生产 效 果 和经 济效益 。许 多试 验表 明 ， 添加 木 聚糖 酶可 以提 高畜 禽 的生产 性 能 。但 也 有 效 果不 明显 甚 至没 有 效 果 的报 道 。这 些 资 料显 示 生 产成 绩 与 日粮 类 型 和动物 生理 条件 等 因素 间存在 相 关性 。 ２饲 料木聚 糖 酶 的开发 途 径 木 聚糖酶 要 广 泛经 济 高 效 的应 用 于 饲 料 工业 应 具备 一定 条件 。众所 周 知 ， 胃中的 Ｐ 猪 Ｈ一 般 为 ２ ３５ 十二 指肠 、 ～ ．， 空肠 和 回肠 的 Ｐ Ｈ范 围分 别 为 ４ ～ ６ ５５ ６７和 ７０ ７５ 因此 要 求 饲 用 木 聚糖 酶 在 、．～ ． ．～ ．． Ｐ Ｈ较 广 的范 围 内能保 持 较 高 的活 性 。 另一 方 面 ， 现 在 颗 粒 料 制 粒 过 程 中有 一 个 短 暂 的 高温 过程 ， 温 度在 ７ ℃～ ３ ， 数木 聚糖 酶在 此 高 温 下会 大 ５ ９℃ 多 幅度地 丧 失 活性 ： 同时 ． 料 中 的木 聚糖 酶 最 终 的 饲 作 用 场所 是猪 正 常 体 温（７Ｃ 的 胃肠 中 ， ３ ￣１ 因此 能耐 制 粒 高温 ，且 在动 物 正 常体 温 下 具有 较 高 活 性成 为 木 聚糖酶 在 生产 中应 用 的关 键 。 目前 ．在 饲 料 工业 中使 用 的酶制 剂 基 本 上是 由微 生 物发 酵 生产 的 ，发 酵结 束 后获 得 的含 酶发 酵 液 需要 经 过 一系 列处 理操 作 ． 分离 菌 体 ， 工成 加 干 物质 ，或 者加 入 各种 稳 定 剂 才 能应 用 在 饲 料生 产 中 。在饲 用酶 的应 用 中 ， 定性 是影 响应用 效果 稳 的重要 因素 。 目前 已经 可 以通 过 改进 生 产 工 艺 如 加 盐 等方 法 使 木 聚糖 酶 的稳 定 性得 以提 高 ，但 是 主要 的技 术指 标 —— 发 酵 酶 活 在很 大 程 度 取 决 于 产 酶 菌种 的性 能 和酶 本 身 ， 目前 普遍 采用 的包 被
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等 技术 不 能从 根本 上提 高 酶 的热稳 定性 ， 基 因工 而 程 和 蛋 白质 工 程 的发 展 为改 造 木 聚糖 酶 特 性 提 供 了新手 段 。 ２１木 聚糖 酶基 因克 隆与 表 达的研 究概 况 ． 到 目前 为 止 ． 已有 近 百种 不 同菌 株 的木 聚糖 酶 基 因被 克 隆或 表 达 出来 ， 中细 菌来 源 的这些 但 研 究 多 采用 大 肠 杆 菌 为 宿 主 菌 ． 有 以酵 母 、 也 曲霉 等真 核生 物 为受体 细胞 的 ， 而所 运用 的载体 及 限制 酶则 形 式 多样 。克 隆 的木 聚 糖 酶 基 因一 般 使 用 自 身所 携带 的启 动 子在 受 体菌 中表 达 ， 是酶 的 表达 但 水 平 比在 原始 菌 株 中下 降 了许 多 ， 来 能分 泌 到细 原 胞 外 的酶 也 只有 少 数 在 新 的 受 体 中 能继 续 维 持 分 泌性 能 。 由于克 隆 的木 聚糖 酶 基 因表 达水 平 比在 原始 菌株 中低 ， 有利 于生产 及 进 一步 提 高表 达水 从 平 的角度 出发 ． 多科 学 家 尝试 利 用分 泌性 的芽孢 许 杆菌 、 霉菌 、 链 曲霉等 作 为生 物 反应 器 ， 并使 用 具有 高效 表 达 启 动子 的载 体 构 建 新 型 高 效 表 达 基 因工 程 菌 ． 仅提 高 了酶 活性 ， 且 有 些 木 聚 糖 酶 能 分 不 而 泌 到胞 外 。一般 采用 Ｃ Ｃ２ 理法 或 电穿 孑 法 将 重 ａ １处 Ｌ 组质 粒转 化 到受 体 细胞 ，用 Ｒ Ｂ木 聚糖 平 板 进行 Ｂ 筛选 ． 有 的用 刚果 红染 色 进行 筛 选 。 还 ２ ． 白质 工程 改造 木 聚糖 酶 ２蛋 蛋 白质 工程 是在 重 组 Ｄ Ａ方 法用 于 “ 纵 ” Ｎ 操 蛋 白质 结 构之后 发展起 来 的一 个 分子 生 物学 分 支 ， 它 通 过修 饰 蛋 白质 的基 因或 改 变 结 构 来 获得 具 有新 ＾