代酶制剂及其在饲料工业中的应用

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'代酶制剂及其在饲料工业中的应用'
第三代酶制剂及其在饲 料工业中的应用 主要内容p我国饲料工业现状p饲料生物技术p第三代酶制剂在饲料中的应用 p水解酶 p分解酶p总结及展望 2 一、我国饲料工业现状Ø我国饲料产量居世界第一,2015年突破2亿吨Ø但存在饲料粮短缺、环境污染等严重问题 Ø饲料粮严重短缺 l年进口大豆5000万吨以上 l年进口玉米500万吨以上 l2015年估计缺口1亿吨左右 Ø养殖业造成的环境污染日趋严重 l磷排放量超过250万吨/年 l氮排放量超过500万吨/年饲料生物技术是解决上述问题的关键之一 3二、饲料生物技术 Ø饲用酶制剂 Ø微生物蛋白 Ø微生态制剂 Ø寡糖 Ø小肽 Ø有机微量元素 Ø卵黄抗体 Ø…… 4三、第三代酶制剂在饲料中的应用(一)饲用酶制剂分类和划代 l第一代:助消化 l第二代:降解简单抗营养因子 l第三代:降解复杂抗营养因子或毒物 表1 饲料酶制剂的分类和划代饲料酶 作用 降解 酶的类别 举例 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、 帮助营养 水解酶 大分子营养消化酶 乳糖酶、肽酶等第一代 消化 分解酶 小分子营养消化酶 植酸酶等 去除抗营 木聚糖酶、 葡聚糖酶、纤 水解酶 非淀粉多糖酶 β-第二代 养因子及 维素酶等 毒物 分解酶 脱毒酶 黄曲霉毒素脱毒酶等 α-半乳糖苷酶、 β-甘露聚糖 水解酶 特异碳水化合物酶 酶、果胶酶、甲壳素酶、壳 去除抗营 聚糖酶、溶菌酶等 养因子及第三代 木质素过氧化物酶、锰过氧 毒物 分解酶 特异分解酶 化物酶、漆酶、葡萄糖氧化 酶等 5 (冯定远. 饲料与畜牧, 2012)三、第三代酶制剂在饲料中的应用(二)饲用酶制剂分类和划代 1.区别水解酶和分解酶依据 Ø催化反应是否是加水反应 Ø产物是否是基本组成单位 Ø水解酶 l底物分子一般都比较大,水解产生分子量比较小 淀粉酶 的物质,而且是基本单位:淀粉+H2O←→葡萄糖 Ø分解酶 l催化的是没有加水反应,产物是更小的分子,而 葡萄糖氧化酶 且不是基本组成单位:葡萄糖←→葡萄糖酸+H2O2 6三、第三代酶制剂在饲料中的应用(一)饲用酶制剂分类和划代2.第三代酶含义 Ø发展时间较短 Ø作用底物类型差异 l杂多糖(第三代)Vs 同多糖(第二代) l底物分子量分布广(第三代)Vs 大分子(第二代) l非常规原料(第三代) Vs 常规原料(第二代) 7三、第三代酶制剂在饲料中的应用(三)第三代酶制剂在饲料中的应用1.第三代水解酶(1) α-半乳糖苷酶(α-galactosidase) a.来源:广泛存在于动物、植物和微生物,生产上以链霉菌和枯草杆菌为主 b.性质:细菌分泌的α-半乳糖苷酶最适pH范围是6.5-7.5,最佳温度在37-40℃;丝状真菌及酵母菌分泌的最适pH范围变化较大,在4.5-8,最佳温度一般在50-60℃ 8三、第三代酶制剂在饲料中的应用(1) α-半乳糖苷酶(α-galactosidase) c.作用机制①破坏细胞壁结构,促进细胞内营养物质释放 破坏细胞壁,释放内容物,降低渗透压,减慢食糜运行的速度②控制肠道微生物发酵,增强免疫力 减少α-半乳糖苷发酵,产生寡糖参与致病菌聚集和机体的免疫调节 d.在饲料中的应用①在家禽日粮中的应用 9三、第三代酶制剂在饲料中的应用 a.改善生长性能、提高饲料利用率 b.提高营养成分分配效率 c.改善肠道发育 ↑ ↓ ↓ ( Zhang et al. Asian-Australasian Journal ↓ of Animal Sciences, 2010 ) ↓ (Zhang et al. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2010) ↑ 10 (林谦等. 动物营养学报, 2015) (林谦等. 动物营养学报, 2015)三、第三代酶制剂在饲料中的应用(1) α-半乳糖苷酶(α-galactosidase) d.在饲料中的应用②在猪日粮中的应用a.改善生长性能,提高饲料利用率b.改善肠道发育 ( Kim S W et al. Journal of Animal Science, 2003 ) 11 (Kim S W et al. Journal of Animal Science, 2003)三、第三代酶制剂在饲料中的应用(三)第三代酶制剂在饲料中的应用1.第三代水解酶(2) β-甘露聚糖酶(β-mannanase) a.作用机制①降低消化道内容物粘度:水解为甘露寡糖等低聚糖②破坏植物性饲料细胞壁结构,使营养物质与消化酶充分接触③改善肠道微生物菌群和提高肠粘膜的完整性:有益菌的增殖,减少病原菌在肠道的定植,调节动物的免疫反应 12三、第三代酶制剂在饲料中的应用 b.在饲料中的应用①提高日粮能量利用率②改善畜禽生长及生产性能 (周响艳等. 第六届饲料安全与生物技术专业委员会大会暨第三届全国 酶制剂在饲料工业中应用学术与技术研讨会论文集, 2009) (Kong C et al. Canadian Journal of Animal Science, 2011) 13三、第三代酶制剂在饲料中的应用 b.在饲料中的应用③增强畜禽抵抗力,促进畜禽健康④替代抗生素,降低药物残留 (王春林等. 中国兽医科技, 2003) 14 (Zou X T et al. Poultry Science, 2006)三、第三代酶制剂在饲料中的应用(三)第三代酶制剂在饲料中的应用1.第三代水解酶(3)果胶酶(pectase) a.在饲料中的应用①增加日增重,提高饲料消化率②提高动物的纤维消化率 (张名爱等. 水禽世界, 2013) (Ali A et al. Proceedings of the 17th Australian Poultry
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