蛋白酶在畜禽低蛋白日糧中的應(yīng)用

29625248 · 發(fā)表于 2019-4-17 09:54:00

蛋白酶在畜禽低蛋白日糧中的應(yīng)用

馮定遠(yuǎn)教授

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)

1.關(guān)于蛋白酶的“八個(gè)最”

·最早認(rèn)識(shí)的酶

·最早應(yīng)用的酶

·最普遍存在的酶

·最多系列產(chǎn)品的酶

·最復(fù)雜作用位點(diǎn)的酶

·最廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的酶

·最具兩面特性性的酶

·最需要重新重視的酶

2、最早認(rèn)識(shí)的酶

·酶的種類很多，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3000多種酶

·現(xiàn)代真正酶技術(shù)始于1874年，首個(gè)有記載的酶是犢牛胃內(nèi)容物分離的凝乳酶，它是一種蛋白酶：天門冬氨酸蛋白酶。

·凝乳酶現(xiàn)廣泛用于奶酪生產(chǎn)。

3、最早飼養(yǎng)應(yīng)用的酶

·除凝乳酶很早應(yīng)用于奶酪生產(chǎn)外。

早在上個(gè)世紀(jì)50年代，就開始廣泛應(yīng)用蛋白酶進(jìn)行動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)研究。

·Lewis等（1955），Baker等（1956），用6～67日齡仔豬和生長豬做了許多試驗(yàn)，測定了大豆日糧添加五種蛋白酶的效果，胃蛋白酶、胰蛋白酶、真菌蛋白酶、糖基化蛋白酶和木瓜蛋白酶。

·試驗(yàn)表明胃蛋白酶和胰蛋白酶提高了平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，對(duì)仔豬效果更明顯。木瓜蛋白酶和糖基化蛋白酶也有同樣的效果，但真菌蛋白酶則不明顯。

4、最普遍存在的酶

·幾乎所有動(dòng)物、植物、微生物都含有蛋白酶。

·動(dòng)物源蛋白酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、凝乳蛋白酶、肽酶等

·植物源蛋白酶：木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、生姜蛋白酶、獼猴桃蛋白酶、朝鮮梨蛋白酶等

·微生物源蛋白酶：真菌蛋白酶、細(xì)菌蛋白酶、病毒蛋白酶等（種類繁多，見下表）

5.蛋白酶按作用最適PH值來分類：

·酸性蛋白酶：最適PH：2.5-5.0，溫度40℃，大多數(shù)來源于微生物生產(chǎn)菌種常用的黑曲霉和米曲霉。

·中性蛋白酶：最適PH：7.0-8.0,37℃以下比較穩(wěn)定，生產(chǎn)菌種常用枯草桿菌、米曲菌

·堿性蛋白酶: 最適PH：9.0-11.0，最適溫度：40℃以下，生產(chǎn)菌種常用嗜堿芽孢桿菌、短小芽孢桿菌等。

6.病毒蛋白酶

·已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種病毒中含ser,asp,csy蛋白酶。主要用于病毒自身蛋白加工。所有病毒編碼的都是內(nèi)肽酶，無金屬蛋白酶

·研究最多的是逆轉(zhuǎn)錄病毒的天冬氨酰蛋白酶，他是病毒組裝和復(fù)制必須的，是病毒多聚蛋白前體的一部分，前體經(jīng)過自我催化成為成熟的蛋白酶。

7.最多系列產(chǎn)品的酶

·因微生物蛋白酶大多為胞外酶，易于提取，生產(chǎn)成本較低，效率高，可作為工業(yè)生產(chǎn)蛋白酶的微生物種類多，且可用遺傳手段改良等優(yōu)點(diǎn)。

·目前許多酶制劑生產(chǎn)企業(yè)都有蛋白酶產(chǎn)品。

·例如有些公司的蛋白酶比較齊全，有酸性蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶和多肽蛋白酶等系列產(chǎn)品，甚至同一類蛋白酶有多個(gè)品種

8.最復(fù)雜作用位點(diǎn)的酶

·一方面與位置有關(guān)：外肽酶、內(nèi)肽酶，

外肽酶又分C端（-COOH）或者N端（-NH3），羧基外肽酶或者氨基外肽酶

·另方面與特定氨基酸有關(guān)。例如胰蛋白酶和菠蘿蛋白酶在重要的堿性氨基酸（賴氨酸、精氨酸）水解。

9.外肽酶

氨肽酶多為胞內(nèi)酶，廣泛存在于細(xì)菌和真菌中。它從多肽鏈N端水解下一個(gè)氨基酸殘基，

二肽或是三肽。

·羧肽酶作用于多肽鏈的C端，水解下一個(gè)氨基酸或是二肽。據(jù)酶活性位點(diǎn)氨基酸殘基的

特點(diǎn)，可將肽酶分為：絲氨酸羧肽酶，金屬羧肽酶，半胱氨酸羧肽酶

10.內(nèi)肽酶

據(jù)催化機(jī)制可分為se蛋白酶，asp蛋白酶，cys蛋白酶和金屬蛋白酶。

·金屬蛋白酶：活性依賴二價(jià)金屬離子。活性易被螯合物比如EDTA抑制，但不受巰基化合物或DFP的影響。研究最多的是嗜熱菌蛋白酶和膠原酶。

11.最具兩面特性的酶

·對(duì)飼料養(yǎng)殖而言，由于所有的酶是蛋白質(zhì)，與其他酶不同，蛋白酶理論上可以水解其他酶，具有潛在的負(fù)面影響。

·既可能影響外源添加的其他酶，也可能影響動(dòng)物消化道分泌的酶。

·甚至不適當(dāng)?shù)牡鞍酌笓p害動(dòng)物腸道粘膜等。

·所以，蛋白酶種類的選擇和用量很重要。

12.最需要重新重視的酶

一般認(rèn)為，蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶這些動(dòng)物消化道存在的酶，沒有外源添加的必要。但是下方面幾種情況出現(xiàn)絕對(duì)缺乏或者相對(duì)缺乏：

（1）日糧富營養(yǎng)化

（2）養(yǎng)殖環(huán)境應(yīng)激

（3）動(dòng)物管理因素（轉(zhuǎn)群、運(yùn)輸、疫苗、用藥、去勢等）

（4）動(dòng)物亞健康、傳染性疫病壓力等

（5）幼年動(dòng)物或老齡種用畜禽（包括后期蛋雞、奶牛）

13.蛋白酶的特殊用途

·低蛋白日糧，資源節(jié)約型養(yǎng)殖生產(chǎn)

·低污染日糧，環(huán)境友好型養(yǎng)殖生產(chǎn)

（與低蛋白有關(guān)聯(lián)，但低污染不一定是低蛋白）

·低質(zhì)量原料預(yù)處理，如蛋白酶處理羽毛粉、皮革粉、雜粕等

·高質(zhì)量原料生產(chǎn)功能原料或添加劑，如蛋白酶解魚粉、蛋白酶解大豆粉（粕）等

14.蛋白酶處理飼料原料

·蛋白酶近年來應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域是飼料原料的處理。

·例如，肉粉、肉骨粉、羽毛粉、血粉、大豆、豆粕等。

15.低蛋白日糧的目的

·減少飼料蛋白資源的浪費(fèi)

·減少對(duì)蛋白原料進(jìn)口的依賴（如美國大豆、加拿大油菜籽）

·減少養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的污染

·減少由于高蛋白水平而必須使用高量植物源蛋白存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子造成的動(dòng)物應(yīng)激

·合理水平的低蛋白可以降低養(yǎng)殖成本

16.低蛋白、低營養(yǎng)日糧也是飼料酶應(yīng)用效果的關(guān)鍵！

·現(xiàn)代日糧是為了使動(dòng)物獲得最佳生產(chǎn)性能而配制的。若不把要研究的日糧因子降至理想水平以下，外源酶使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)利用率的任何提高均不能反映動(dòng)物的真實(shí)情況。

·如果當(dāng)日糧替代成份為質(zhì)量較差的飼料時(shí)，如果營養(yǎng)成分沒有超過某種特定、年齡和基因型的動(dòng)物的營養(yǎng)推薦量，則這一點(diǎn)就不必考慮。

· 譬如，若研究外源蛋白酶在日糧中的應(yīng)用效果，需要把蛋白能量比降至理想水平以下，這樣才能真實(shí)反映蛋白酶是否提高了動(dòng)物對(duì)氨基酸的利用率。

·Schang等（1997）和Spring等（1998）：營養(yǎng)濃度低于推薦標(biāo)準(zhǔn)的配合日糧中添加酶制劑，其營養(yǎng)物質(zhì)利用率顯著提高，但營養(yǎng)濃度相當(dāng)或超過推薦標(biāo)準(zhǔn)的配合日糧中添加酶制劑，其營養(yǎng)物質(zhì)利用率變化不顯著。

17.低蛋白日糧

·較低的粗蛋白質(zhì)水平意味著氮排泄量下降。

·飼糧粗蛋白質(zhì)每降低1％，豬的糞氮排泄量就減少l0％；氮排泄量減少則氨排放量和圈舍臭味也減少。

18.降低日糧的蛋白質(zhì)

·降低日糧的蛋白質(zhì)，可減少豬舍的氨氣。

·日糧蛋白質(zhì)降低4%，可降低空氣中69%的氨氣，減少豬舍的臭氣。

19.影響低蛋白日糧蛋白水平的因素

·低蛋白日糧與蛋白水平有關(guān)！

·低蛋白日糧與氨基酸組成有關(guān)！

·低蛋白日糧與營養(yǎng)平衡（特別是能量）有關(guān)！

·低蛋白日糧與日糧類型有關(guān)！

·所以不能簡單一概而論！