酶制剂的作用机理

发布日期: 2022-03-26

酶制剂的作用机理

(一)补充内源酶的不足

幼龄动物的消化系统发育很不完善,消化酶分泌不足,难以分解大分子营养物质,断奶、疾病和应激状态下的畜禽,其消化道酶的分泌量明显降低。
鸡的消化道较短,饲料在体内仅停留2~4h,对饲料的吸收量仅为摄入饲料的40%~60%,可见补充外源酶可视为动物自身内源酶的延伸。研究表明,外源酶不会抑制内源酶的分泌,因为外源酶是由细菌或真菌发酵而得,在自身结构及对环境的要求上都和动物内源酶不同,所以不会产生“反馈性抑制”。又由于酶本身是一种蛋白质,因而肠道细菌对其无获得性抗体,不会出现成活问题和交叉感染。相反地,添加外源酶能刺激某些内源酶的分泌。
日粮添加分解淀粉和蛋白质的酶类,肠道中获得进一步分解或吸收的养分量就会增加,从而刺激机体消化系统的发育。此外,生物体在发酵产酶过程中,微生物还分泌蛋白质、矿物元素、维生素和未知营养因子,这也是提高饲料营养价值和促进生长的一种因素。

(二)消除饲料中的抗营养因子

小麦、大麦、燕麦和黑麦中的NSP(主要是β-葡聚糖和戊聚糖)大多数是可溶性的,当达到一定的高浓度时聚集并形成更大分子的复合物,能大幅度提高胃肠道食糜黏度,继之引起溶质的扩散速度下降,减慢营养物质从日粮中溶出速度及谷物的消化速度,会使得更多的养分到达后肠,同时,黏度增加引起肠道机械混合内容物的能力严重受阻。从而改变肠细胞周转速率、微生物区系、球虫数量等,影响动物生产性能以及影响垫料的质量。用葡聚糖酶和戊聚糖酶降解可溶性NSP能降低食糜的黏度,进而减少微生物的活动,使之充分发挥消化道功能并提高养分的消化率。植酸又称肌醇六磷酸,植物性饲料中2/3的磷与肌醇结合成植酸并进一步与其他矿物物质结合形成稳定的植酸盐复合物。由于单胃动物自身基本不能分泌分解植酸盐的植酸酶,故植酸盐中的磷基本上不能被单胃动物所利用。添加植酸酶可催化植酸磷的水解,使其中的磷以磷酸根的形式游离出来而被单胃动物所吸收利用。

蛋白酶抑制剂和植物性凝血素是广泛存在于豆科籽实中的抗营养因子,目前一般用热处理来消除上述抗营养因子。实验室结果表明,某些微生物蛋白酶能够降解耐受消化酶的蛋白酶抑制剂和植物凝血素,能避免因加热不足使这些抗营养因子含量仍较高或加热过度使蛋白质(氨基酸)损失较大的情况。

(三)摧毁植物细胞壁

饲料多以植物籽实类做原料,而植物种子的细胞由一层细胞壁包围着,其主要成分为非淀粉多糖(NSP)。NSP包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、纤维素和果胶等,它们是细胞内容物养分(如淀粉,蛋白质和油脂)和消化酶接触的机械屏障。谷粒虽经机械加工破坏部分细胞壁,但大部分未被触动。
单胃动物不分泌能分解NSP的酶类,用外源性NSP酶摧毁植物细胞壁,有利于释放被包埋的养分,提高饲料的利用率。

(四)复合酶制剂应用

复合酶制剂由一种或几种单一酶制剂为主体、加上其他单一酶制剂混合面成,或由一种或者几种微生物发酵获得。酶的降解作用具有高度的选择性和专一性,不同酶降解的底物不同。

复合酶制剂可以降解饲粮中多种需要降解的底物(多种抗营养因子和多种养分)。可最大限度地提高饲粮的消化率。国内外饲料酶主要是复合酶制剂。

目前世界上生产的饲用复合酶制剂主要有以下几类:

1.以蛋白酶、淀粉酶为主的饲用复合酶。此类酶制剂主要用于补充动物内源酶不足。

2.以β-葡聚糖酶为主的饲用复合酶。此类酶主要用于以大麦、燕麦为主的饲料,在北美、欧洲应用广泛;

3.以纤维素酶、果胶酶为主的饲用复合酶。这类酶主要由木霉、曲霉直接发酵而成;

4.以β-甘露聚糖酶为主的降解抗营养因子的功能酶,直接和间接改善消化吸收,提高饲料能量,改善肠道健康,此类酶以和美酵素为代表。

5.以纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、葡糖酶、果胶酶为主的饲用复合酶,此类酶综合以上各酶系的共同作用,具有更强的助消化功能。