酶制劑作為飼料添加劑,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到飼料,畜牧行業(yè)。酶制劑在提高飼料利用率,降解抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì),調(diào)節(jié)腸道菌群,保護(hù)動(dòng)物健康,減少抗生素等方面有著重要的作用。酶制劑行業(yè)也是微生物發(fā)酵領(lǐng)域中非常重要的一方面,而且將變得越來越重要。
▼β-葡聚糖酶
dextranase from paecilomyces lilacinus:β-葡聚糖酶產(chǎn)自黑曲霉、枯草芽孢桿菌、長柄木霉 3、繩狀青霉、解淀粉芽孢桿菌、棘孢曲霉的,能水解β-萄聚糖,專一性作用于β-葡聚糖的1,3和1,4糖苷鍵,生成低聚糖、寡糖和少量葡萄糖,使之失去親水性和粘性的一類酶的總稱。β-葡聚糖酶主要包括β-1,3-1,4-葡聚糖酶,內(nèi)切和外切β-1,3-葡聚糖酶,內(nèi)切和外切β-1,4-葡聚糖酶。有關(guān)這些酶對(duì)β-葡聚糖確切的作用位點(diǎn)尚未見系統(tǒng)詳細(xì)的報(bào)道。該酶制劑可以有效分解麥類和谷類植物胚乳細(xì)胞壁的β-葡聚糖,主要應(yīng)用于啤酒釀造、飴糖、飼料行業(yè)。
▼作用底物和酶解機(jī)制
作用底物為β-葡聚糖,β-葡聚糖是D-葡萄糖分子通過β-糖苷鍵結(jié)合而成的高聚物,一種抗?fàn)I養(yǎng)因子,普遍存在于谷物及其副產(chǎn)品中。β-葡聚糖屬于植物細(xì)胞壁上的非淀粉多糖,不能被單胃動(dòng)物自身分泌的消化酶水解。
β-葡聚糖一般分為水溶性(占大多數(shù))和 非水溶性兩種,水溶性β-葡聚糖遇水溶脹形成高粘度溶液,使胃腸道食糜粘度增加,阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的釋放與擴(kuò)散,降低消化酶活性,降低營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收。
β-葡聚糖的抗?fàn)I養(yǎng)特性:
①粘稠性,β-葡聚糖溶于水后,能夠保持?jǐn)?shù)倍于自身重量的水分,使食糜呈膠體狀態(tài),增加了食糜的粘稠度。
?減緩了食糜在消化道內(nèi)的流通速度,降低了畜禽的采食量,降低營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率。
?引起其圍繞于淀粉和蛋白的周圍,防礙養(yǎng)分:糖、氨基酸等向腸粘膜的移動(dòng)及同消化酶(降低消化酶的活性)的接觸,導(dǎo)致消化速度的減慢和營養(yǎng)物從日糧中溶出的速度,進(jìn)而影響?zhàn)B分的吸收。
?降低食糜通過消化道速度及腸道菌群的移動(dòng),為細(xì)菌和生長繁殖提供穩(wěn)定的環(huán)境,從而改變腸道菌群的數(shù)量,進(jìn)而影響?zhàn)B分的吸收。大量有害微生物的增殖,會(huì)使腸道微生物菌群失調(diào),刺激腸道粘膜層增厚,損害微絨毛,使動(dòng)物腹瀉率增加,影響動(dòng)物健康。甚至抑制動(dòng)物生長。
②親水性,高親水性使其與腸粘膜表面的多糖蛋白復(fù)合物相互作用,導(dǎo)致粘 膜表面水層厚度限制養(yǎng)分的吸收的增加,從而降低養(yǎng)分的吸收。
③表面活性,表面帶有負(fù)電荷,使其在溶液中易與其它表面結(jié)合,從而影響?zhàn)B分的吸收。
④吸附性,較強(qiáng)的吸附有機(jī)質(zhì)和礦物離子從而影響 這些物質(zhì)的代謝。
⑤阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的釋放,β-葡聚糖屬于植物細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)性非淀粉多糖。β-葡聚糖與纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和少量的伸展蛋白通過共價(jià)鍵或次級(jí)鍵相互交聯(lián)在一起,將大分子的營養(yǎng)物質(zhì)牢牢包裹在植物細(xì)胞壁內(nèi),在營養(yǎng)物質(zhì)與消化酶之間形成一道物理屏障,阻礙營養(yǎng)物質(zhì)與消化酶的接觸,降低飼料的利用率。
▼β-葡聚糖酶的功效和作用機(jī)制
飼料工業(yè)中應(yīng)用的主要是內(nèi)切β-葡聚糖酶。與β-葡聚糖抗?fàn)I養(yǎng)性相對(duì)應(yīng),β-葡聚糖酶能夠降低食糜粘度,提高飼料利用率,改善腸道菌群結(jié)構(gòu),保障畜禽健康。
①降低食糜粘度
β-葡聚糖是引起腸道食糜粘度增加的重要抗?fàn)I養(yǎng)因子。β-葡聚糖酶可將大分子的β-葡聚糖降解為聚合度較小且粘度效應(yīng)較低的低聚糖和寡糖。從而降低食糜的粘度和改善動(dòng)物生長性能。粘度降低能使食糜以較快的速率推入消化道后段,增加動(dòng)物采食量;同時(shí)提高食糜與消化酶的混合速率,增加營養(yǎng)物質(zhì)與消化酶的接觸機(jī)會(huì),提高消化酶活性,提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。減少飼料浪費(fèi)。
②破解植物細(xì)胞壁,促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的釋放
植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜,許多植物性飼料原料即使經(jīng)過粉碎加工處理,仍不能完全破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整性。β-葡聚糖是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分之一,與細(xì)胞壁其他物質(zhì)共同形成一道物理屏障。阻礙細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的釋放。包裹在細(xì)胞壁內(nèi)的部分營養(yǎng)物質(zhì)由于不能與消化酶接觸而無法被完全消化利用。β-葡聚糖酶能夠有效降解植物細(xì)胞壁,打破物理屏障,促進(jìn)細(xì)胞壁內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的釋放。在β-葡聚糖酶的作用下,大分子營養(yǎng)物質(zhì)從被打碎的細(xì)胞中釋放出來,更多的營養(yǎng)物質(zhì)得以與消化酶作用,提高了飼料的消化率。
③改善腸道微生物菌群,增進(jìn)動(dòng)物健康
粘度的降低使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在小腸段消化和吸收更完全,減少了消化道后段有害微生物可利用的養(yǎng)分量,降低后腸有害微生物的增殖和發(fā)酵,減少粘糞產(chǎn)生,降低養(yǎng)殖環(huán)境污染,增進(jìn)動(dòng)物健康。
④提高內(nèi)源酶的活性
研究表明,添加該酶制劑能顯著提高肉雞腸道內(nèi)容物中胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。
參考文獻(xiàn):
(1)β-葡聚糖酶的開發(fā)與應(yīng)用研究
(2)Β-葡聚糖的抗?fàn)I養(yǎng)作用及β-葡聚糖酶在飼料中的應(yīng)用