酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质,主要作用是催化食品加工过程中各种化学反应,改进食品加工方法。中国已批准的有木瓜蛋白酶、α—淀粉酶制剂、精制果胶酶、β—葡萄糖酶等54种。酶制剂来源于生物,一般地说较为安全,可按生产需要适量使用。
1.淀粉酶类
淀粉一般是由直链淀粉和支链淀粉组成。主要用于饲料工业的淀粉酶有a-淀粉酶、支链淀粉酶、葡萄糖淀粉酶。支链淀粉酶的特点是,能专一性的切开支链淀粉和糖原等分支点的a1-6糖苷键,形成直链淀粉。所以将该酶与其他淀粉酶配合使用,可使淀粉完全糖化。
微生物中产生支链淀粉酶的菌种非常广泛,最早发现的是酵母菌,此外细菌如假单胞菌、芽孢杆菌、固氮菌以及某些放线菌。目前以芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌和地衣形芽孢杆菌深层发酵生产为主,后者产生耐高温酶。另外也用曲霉属和根霉属的菌株深层和半固体发酵生产。
近年来支链淀粉酶作为淀粉酶中的一个新品种应用于饲料工业和食品工业。目前饲料中的主要成分是玉米,其中支链淀粉难以利用,造成饲料的浪费。如添加一定的支链淀粉酶,再在动物内源和外源淀粉酶的作用下,就能很好的消化吸收,提高饲料利用率,降低成本。
2.蛋白酶类
蛋白酶是催化蛋白质水解的酶类,是农业上应用最多的酶制剂之一。蛋白酶制剂的种类很多,重要的有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶,等等。蛋白酶广泛存在于人和动物的消化道中,在植物及微生物中含量丰富。由于动植物资源有限,农业上用蛋白酶制剂主要通过微生物发酵来生产,所以饲用蛋白酶主要来源于微生物,生产蛋白酶的微生物种类很多,有细菌和真菌,如芽孢杆菌属(Bacillus)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillum)。
在实际生产中用地衣形芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌以深层发酵生产细菌蛋白酶;用链霉菌、曲霉深层发酵生产中性蛋白酶和曲霉酸性蛋白酶。
在单胃动物饲料中添加蛋白酶主要有两大作用,一是补充动物体内源蛋白酶的不足。幼猪和幼禽消化系统发育不完善,产酶不足,微生物活性较低,在饲料中添加蛋白酶就可以帮助幼龄动物对蛋白质的消化。二是消除抗营养因子的作用。饲料中植物性成分,特别是豆类植物,广泛存在蛋白酶抑制剂和凝集素,它们对饲料营养价值有很大影响,不过对家禽而言,还有待进一步的研究。实验表明,许多微生物蛋白酶可以降解动物消化道中对蛋白酶有抑制作用的蛋白酶抑制剂和凝集素,消除它们的影响,减轻这些因子的抗营养作用。
反刍动物既能利用植物性蛋白也能利用动物性蛋白,大部分植物蛋白和全部的非蛋白氮被瘤胃中微生物分解,合成菌体蛋白,菌体蛋白被动物分泌的蛋白酶消化吸收。
3.植酸酶
植酸酶是一种新型饲用酶制剂,它能水解饲料中的植酸或植酸盐,释放出磷酸根离子和被植酸螯合的大量锌、铜、钙、锰等矿物元素,使这些营养成分能被有效的吸收利用,提高动物对磷的利用率,减少磷对环境的污染。
植酸酶经近10 年发展,我国已经从一个完全依赖进口的国家发展成为全球最大的植酸酶生产国。根据中国饲料工业协会统计,2006 年我国饲用酶制剂总产量2.65 万吨,2010年达到8.49 万吨,年均复合增长率33.78%,其中,饲用复合酶总产量4.62 万吨,饲用植酸酶总产量3.87 万吨。
4.纤维素酶
纤维素酶是由多种水解酶组成的一个复杂酶系,在分解纤维素时起生物催化作用,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。习惯上,将纤维素酶分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。 纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。一般用于生产的纤维素酶来自于真菌,比较典型的有木酶属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)。
产生纤维素酶的菌种容易退化,导致产酶能力降低。不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。由于真菌纤维素酶产量高、活性大,故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。 3.5果胶酶
分解果胶的一个多酶复合物,通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下,转化成水可溶性的果胶;果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团,生成果胶酸;果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸裂合酶类降解生成半乳糖醛酸。
果胶酶能有效降解饲料中存在的非淀粉多糖等抗营养因子,摧毁植物细胞壁结构,促进细胞内营养物质释放,提高饲料中营养物质的利用效率;促进蛋白质的合成,提高瘦肉率;抑制肠道有害微生物生长,增加有益菌的数量,维持动物肠道微生物的动态平衡等作用。 果胶酶的生产菌株主要包括曲霉属、青霉属、镰孢属、克鲁维氏酵母等。
版权声明