1.2飼用酶制劑的應用以上這些酶大部分是畜禽不能合成的。飼用酶制劑的應用,目的主要用以幫助畜禽消化自身無法消化的物質,降解抗營養因子和有毒有害物質等。
1.2.1補充內源酶不足,提高內源酶分泌和活性成年動物能夠產生足夠的內源性消化酶,滿足自身需要。但對幼齡動物或處于病態和應激狀態下的動物,酶的分泌不足,適當補加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等制劑補充其內源酶的不足,可提高飼料的消化率(Ferker,1996)。Owsley等(1986)報道,在飼料中加入可分解纖維素、蛋白質和淀粉的酶,腸道中可供進一步水解基質增加,從而促進內源酶的分泌。另外,Almirall等(1993)研究表明,在雛雞大麥飼糧中,添加β-葡聚糖酶可顯著提高食糜中的胰蛋白酶、淀粉酶的活性。所以添加飼用酶不僅不抑制反而能促進內源酶的分泌和活性。
1.2.2摧毀植物細胞壁,提高淀粉和蛋白質等營養物質的利用率植物細胞中的淀粉和蛋白質等營養物質,被細胞壁包裹。經研究C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶、半纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶等都能崩解植物細胞壁,使內容物釋放出來,提高能量和蛋白質的利用率(Frieson等,1992;Mingan等,1995)。
1.2.3降低消化道食糜黏度,減少疾病發生可溶性非淀粉多糖(SNSP),主要為β-葡聚糖(存在于大麥、燕麥等谷物中,大麥中含量達2.4%~4.6%)和阿拉伯木聚糖(存在于小麥、黑麥和小黑麥中),它們可溶于水而成為粘性的凝膠,使營養物質和內源酶難以擴散,降低營養物質吸收,而且使畜禽(特別是幼禽)產生粘糞現象(Classen等,1991)。添加酶制劑可分解葡聚糖降低粘性(Brens等,1993)。Morgon等(1996)報道,酶通過降低腸道食糜的黏度直接影響禽艾美爾球蟲及堆型艾美爾球蟲的抗病性,提高家禽的抗病力。另外,仔豬斷奶后常出現消化不良和腹瀉,添加酶制劑后,仔豬腹瀉發生率顯著減低(Imborr和Oyle,1998)。
1.2.4消除飼料中的抗營養因子和有毒有害物,提高飼料的營養價值除細胞壁中的多糖體外,飼料中還存在其它許多抗營養因子(ANFS),如植酸、植物凝血素、蛋白酶抑制因子等。酶制劑可部分或全部消除抗營養因子造成的不良影響。如植酸酶可分解植酸和礦物質形成的絡合物。Nelson(1968)首次報道,植酸酶可提高肉雞對植酸磷的利用率,達到與添加無機磷相似的效果。植酸酶還能提高礦物元素和蛋白質等養分的利用率(Broz等,1994)。飼料中存在各種有毒有害物,脫毒酶可降低或消除部分毒物的毒性作用。酯酶可裂解玉米赤酶烯酮的內酯環,環氧酶可裂解單端孢菌素的12,13-環氧基,生成的無毒降解產物被消化或排除體外(Pastemuner,1997)。
1.2.5擴大秸桿飼料的使用范圍,發展節糧代糧型畜牧業節糧代糧型飼料主要指用各種秸桿代替部分糧食配成飼料。這種飼料中纖維素含量超過了飼養標準,有的高達15%以上。所以必須經加酶處理,才能被非草食動物所消化。宋桂經(1996)用10%和20%的秸桿粉代替5%~10%的玉米、小麥,用含纖維素酶等的復合酶生產酶化飼料,可溶性還原糖和氨基酸均比沒有進行酶化的飼料提高了1.8~2.0倍和1.8~2.3倍,纖維素降低了7%~8%。王堯等(1995)研究在育肥豬的前期加10%的沙打旺草粉,后期加15%的沙打旺草粉,添加0.14%的纖維素酶,結果表明每頭日增重多0.255克、料肉比下降0.24,頭日增效益0.95元。即使對反芻動物加酶也有明顯效果。在奶牛日糧中加入0.05%的纖維素酶效果明顯,產奶量增加6.40%,飼料利用率提高6.11%,經濟效益增加16.12%(尹長安等,1997)。
1.2.6減少畜禽排泄物對環境的污染,發展生態營養生態營養就是使用一切手段提高畜禽飼料利用率,以最小的飼料投入,獲得最多的畜產品和最少的排泄物。使用飼用酶制劑,特別是植酸酶的使用,可以降低畜禽的糞便和磷的排泄量。飼料中添加酶制劑可降低食糜粘稠度,縮小胰臟和胃腸道的體積(Brenes等,1993),減少糞便量,降低氮排出率(Hadden等,1995)。飼料中植酸代替磷酸鈣,可顯著降低磷的排泄(胥傳來,1997)。
1.3如何選擇合適的酶制劑從酶的作用機理可以看出,飼用酶制劑的應用效果主要取決于酶的組分、活性和動物日糧的匹配性。酶的活性高、酶種適宜、與動物日糧的匹配性好,應用效果必然好。
1.3.1根據動物日糧特異性選用酶:
1.3.1.1低黏度日糧比較典型的是玉米-豆粕型日糧,是我國畜禽常規飼糧。這類日糧適宜選用的酶種為含有木聚糖酶、果膠酶和甘露聚糖酶的復合酶。
1.3.1.2高黏度日糧是指小麥、大麥、米糠含量較高的日糧,它們在腸道會形成較高的黏度,嚴重影響消化吸收。小麥黏度的來源主要是木聚糖(含量6.0%左右),大麥為β-葡聚糖(含量3.2%~3.5%)和木聚糖(含量7.4%~7.8%)。這類日糧應選用β-葡聚糖酶或木聚糖酶。
1.3.1.3高纖維日糧是指谷物、糟渣、麥麩含量較高的日糧。這類日糧應選用纖維素酶,同時還要輔以其它半纖維素酶(如木聚糖酶和甘露聚糖酶等),以協助纖維素酶共同摧毀植物細胞壁。
1.3.1.4雜餅、粕日糧是指棉、菜籽粕等含量較高的日糧,富含粗纖維、果膠、甘露聚糖等多聚物。這類日糧應選用含纖維素酶、果膠酶和甘露聚糖酶的復合酶。
1.3.2根據畜禽的特異性選用酶:
1.3.2.1根據畜禽消化道的生理條件選用豬與禽的消化道溫度通常在38~40℃之間,胃液的pH值在1.7~3.5之間,小腸pH值在5.0~7.2之間,大腸接近中性。胃主要消化蛋白質,小腸消化吸收蛋白質、淀粉和脂肪,大腸對粗纖維可以起酵解作用,胃和小腸是飼用酶發生作用的主要場所。選用酶應適應胃和小腸的生理條件。
1.3.2.2根據酶在動物體內存留時間選用通常情況下豬和牛的消化道要比禽長,豬進食后需要18~24h才開始排出糞便,約12h才能排完。相比下,家禽和水產動物要快的多。禽類消化道短,對飼料的消化利用率較低,所以酶的添加比例也要高些。同樣,水產飼料中酶的添加比例應更高些。
1.3.2.3根據動物日齡選用通常情況下幼齡動物的消化系統發育不完善,各類消化酶的分泌不足。而正常成年動物消化酶充足,一般不需要添加高劑量酶。如果日糧營養水平較低,抗營養因子含量較高,其適用的復合酶應以消除抗營養因子為主。
以色列魏茨曼科學研究院科學家在新一期《自然》雜志發表文章稱:他們利用基于酶工作原理的計算機新算法設計出高效人工合成酶。這種新型酶不僅能催化天然蛋白質無法完成的化學反應,其效率更達到人工智能(AI)設計......
近日,湖北大學生命科學學院、省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室“化酶智造”團隊取得關鍵技術突破。該團隊創新方法,通過反向設計化學合成路線和建立突變體酶庫,實現甾體C7位的選擇性羥基化,大幅簡化合成......
羅漢果苷是一類來自藥用植物羅漢果(Siraitiagrosvenorii)的三萜皂苷類次生代謝產物,具有高甜度低熱量等特點,在食品添加劑領域具有廣闊的市場應用前景,其中羅漢果苷V(M5)和賽門苷I(S......
粗提的β-葡萄糖苷酶可采用硫酸銨沉淀或用乙醇、丙酮等有機溶劑沉淀等方法初步分離。β-葡萄糖苷酶的進一步純化,往往是根據具體情況,采用多種方法逐步分離。目前分離β-葡萄糖苷酶的方法較多,其中離子交換柱層......
酶是一種活性蛋白質。因此,一切對蛋白質活性有影響的因素都影響酶的活性。酶與底物作用的活性,受溫度、pH值、酶液濃度、底物濃度、酶的激活劑或抑制劑等許多因素的影響。(一)溫度大曲和麩曲的酶活性,在低溫干......
美國杜克大學領導的一個研究團隊開發出一種方法,可擴大CRISPR技術的覆蓋范圍。最初的CRISPR系統只能靶向人類基因組的12.5%,而新方法使CRISPR技術能夠準確靶向幾乎所有人類基因,使人們通過......
科學家們發現了一種名為PUCH的酶,它對于阻止寄生DNA序列在我們基因組中的傳播至關重要。這一發現可以讓我們深入了解我們的身體如何識別和對抗內部威脅(如基因組寄生蟲)和外部威脅(如病毒和細菌)。德國美......
在一項新的研究中,來自英國諾丁漢特倫特大學的研究人員確定了一種特定的酶如何在使前列腺癌變得更具侵襲性和更難治療方面發揮關鍵作用。他們發現這種在身體的許多細胞中含量豐富的稱為轉谷氨酰胺酶2(transg......
代謝工程和合成生物學工具有潛力馴化微生物細胞工廠,這些工廠能夠有效生產大量化學品和材料,包括大宗和特種化學品、生物燃料、聚合物和藥物。所需產物的微生物生產可以通過在微生物底盤細胞中異源表達特定酶或整個......
德國研究人員近日發現一種具有同化特性的原型亞硫酸鹽還原酶,通過這種特殊的酶,產甲烷微生物可將對其有害的亞硫酸鹽轉化成生長所需的硫化物。該研究提供了對進化的新見解,相關成果發表在《自然·化學生物學》雜志......