酶是一种生物体内产生的具有催化作用的高分子物质,它是一种生物催化剂。生物的新陈代谢都是在各种酶的催化作用下进行的。酶的催化效率高,且有高度的专一性。动物体内合成并通过消化腺分泌的叫内源酶,而取自微生物的酶叫外源酶。由于酶的作用有高度专一性,而配合饲料又是由多种原料组成,因而现在的酶制剂多为内源酶和外源酶组合的复合酶。这样,就可提高营养成分的消化利用率。
根据酶催化反应的类型,大致可分为水解酶类、氧化还原酶类、转移酶类、裂解酶类和合成酶类等几大类。广泛应用的蛋白酶、淀粉酶等属水解酶类。而淀粉酶、糖类分解酶、蛋白酶等均为常用的酶。
这些作为饲料添加剂的酶制剂,都加有少量作为载体的粉剂,进人动物消化道后,得在一定条件下才进行某种特定的生化反应。这些条件是:水分、温度、酸碱度,有时还需要一定量的蛋白质和金属离子的存在,某些维生素及微量元素也在其中起作用。
影响酶稳定性的有以下因素:首先是温度,存放于30℃以下可保存6个月,但温度达60℃储存l h活性就可能损失约20%。制作硬颗粒饲料时,出粒前有一段加温到70~90℃的不长时间,酶的活性有一定损失,但因时间不久,尚可保存约80%的酶活性。其次是酸碱度,尽管不同的酶均有最适宜的pH,但胃、肠不同区段的pH可有2~7之差,由于酶制剂经过稳定化处理,故不会影响其活性。酶获得激活后才能起催化作用,干粉状的酶制剂必须在有水分和一定温度的条件下才能被激活。
有人将酶制剂加于饮水中喂动物,尽管也有一定的效果,但其效果不及均匀地加入配合饲料中使用更佳,特别是在软颗粒饲料中。这是因为此时酶周边均为被催化物,而酶已被激活,它就充分显示其酶解作用。有学者认为这时的酶解效果更为彻底,因为它们不会遭遇消化道某些区段对酶的不良影响。
有人怀疑添加外源酶会使动物机体因“反馈性”而引起内源酶的生成减少。研究者的结果却显示,其结论正好与上述怀疑相反,内源酶的生成不减少反而增多。当外源酶作用后,可降解的营养物质的量增加,这就促进内源酶的生成;这就是说,使用外源酶后,随之动物内源酶的分泌量不减少反而增加,饲料的消化吸收率也就提高了。
近年来很多酶已经用微生物发酵法生产。如今微生物遗传工程有了新的突破,故酶的生产日趋工业化、多种化、标准化,产量大为增加。目前,作为饲料添加剂的主要是消化酶。现将有关的酶分述于下:
1.蛋白酶类
要使蛋白质让蛇吸收,关键在于将蛋白质大分子分解为氨基酸,这就得借助于蛋白酶的催化。蛋白酶有酸性、中性和碱性之分。由于动物胃液呈酸性,小肠液多为中性,故起主要作用的是酸性蛋白酶,中性蛋白酶次之,而碱性蛋白酶根本不起作用。常用的蛋白分解酶有胃蛋白酶、胰蛋白酶和菠萝蛋白酶等。
(1)胃蛋白酶。从猪的胃黏膜中提取。它可使蛋白质多肽分解为氨基酸。酸}生蛋白酶的pH范围为2.5~4。
(2)胰蛋白酶。最适宜的pH为8.0,能分解蛋白质为氨基酸。‘
(3)菠萝蛋白酶。从菠萝中提取。最适宜pH为6.5~7.5,能使蛋白质分解为氨基酸。
2.淀粉酶类
饲料中的淀粉(碳水化合物)不能被动物直接利用,需经消化液分解为糊精后再糖化为果糖和葡萄糖,方能为动物吸收。饲料中用的淀粉多为B.淀粉酶,添加时需加少量碳酸钠或小苏打,以中和胃酸(pH为1.5~2.O),以利淀粉酶的活性,否则添加的淀粉酶在胃肠道中会很快失活。基于上述原因,已开始研制耐酸性淀粉酶。此类常用酶有如下几种:
(1)淀粉酶。从麦芽中提取,或由黑曲酶和米曲酶生产。最适宜的pH为5.3,可将淀粉分解为糊精或麦芽糖。
(2)液化型淀粉酶。从枯草杆菌培养液中提取,最适宜的pH为5.4~6.0,耐热范围为65~80~C,可液化淀粉为葡萄糖。
(3)糖化型淀粉酶。从白根霉菌培养液中提取,最适宜的pH为4.8—5.2,可糖化淀粉为葡萄糖。
3.蛋白、脂肪分解酶类
常用的为胰酶,从动物胰液中提取。最适宜的pH为7.7~9.1,在偏酸或偏碱条件下活性减弱,能分解脂肪、蛋白成为脂肪酸、甘油、氨基酸。
4.脂肪酶
从动物消化液(胃液、小肠液)中提取。最适宜的一pH为1.0~3.0,可分解脂肪为脂肪酸和甘油。
5.复合酶
目前生产厂家生产的商品酶制剂多为复合酶制剂,由微生物合成的酶及从动、植物中提取的高活性酶组成,包括淀粉酶、蛋白酶为主的复合酶,以及糖化酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶为主的复合酶等。
复合酶为干粉微粒状制剂,有较好的稳定性,能承受饲料加工过程、胃酸性条件和内源性蛋白质的破坏作用。经稳定性处理的酶制剂,保存期在6个月以内。
西安汉堡生物技术发展有限公司生产的“高效能酶蛋白饲料”含d一淀粉酶、糖化酶、酸性蛋白酶、纤维素酶等,B族维生素含量丰富,粗蛋白含量超过50%,氨基酸组分平衡。作为饲料酸化剂,能促进有益菌生长,抑制有害菌繁殖,提高饲料利用率,调整肠道内微生态环境。