飼料添加劑酶益生引言

酶是一種具有催化特性的蛋白質，即生物催化劑。動物體內的物質代謝主要靠酶的作用來完成，動物對飼料的消化和吸收在很大程度上都依賴于酶的參與。第2頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(一)、飼用酶制劑概述

飼用酶制劑是將一種或多種用生物工程技術生產的酶與載體和稀釋劑采用一定的加工工藝生產的一種飼料添加劑。一般認為酶制劑可以提高日糧營養(yǎng)分的利用效率，改善畜禽生產性能，減少排泄物的污染，轉化和消除飼料中的抗營養(yǎng)因子,并使一些新的飼料資源能被充分利用。

第3頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(二)、飼用酶制劑的主要種類

目前飼料工業(yè)上使用的酶制劑主要是消化碳水化合物、植酸酶、蛋白酶和脂酶。

1．消化碳水化合物的酶：這類酶包括淀粉酶和非淀粉多糖（NSP）酶（包括半纖維素酶（木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶等）、纖維素酶和果膠酶）。第4頁,共58頁，2024年2月25日，星期天淀粉酶包括α-和β-淀粉酶、糖化酶以及支鏈淀粉酶和異淀粉酶。α-淀粉酶作用于α-1，4-糖苷鍵，將淀粉水解為雙糖、寡糖和糊精，只能分解直鏈淀粉和支鏈淀粉的直鏈部分。β-淀粉酶作用于淀粉的β-1，6-糖苷鍵（支鏈淀粉分支處），將淀粉水解為雙糖、寡糖和糊精。糖化酶水解底物為雙糖、寡糖和糊精，生成葡萄糖和果糖，并從淀粉的非還原未端，依次水解α-1，4—糖苷鍵生成葡萄糖。

第5頁,共58頁，2024年2月25日，星期天果膠酶果膠是高等植物細胞壁的一種結構多糖，主要成分是半乳糖醛酸（果膠酸），并含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖。果膠酶可裂解單糖之間的糖苷鍵，并脫去水分子，分解包裹在植物表皮的果膠，促使植物組織的分解，降低腸內容物的黏度。

第6頁,共58頁，2024年2月25日，星期天纖維素酶包括C1、Cx酶和β-葡聚糖酶，纖維素酶可破壞富含纖維素的細胞壁，一方面使其包圍的淀粉、蛋白質、礦物質等內含物釋放并消化利用，另一方面將纖維素部分降解為可消化吸收的還原糖，從而提高動物對飼料干物質、粗纖維、淀粉等的消化率。

第7頁,共58頁，2024年2月25日，星期天半纖維素酶包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶和半乳聚糖酶等。主要作用是將植物細胞中的半纖維素水解為多種五碳糖，且降低半纖維素溶于水后的黏度。谷物飼料含有較多的非淀粉多糖(NSP)，可溶性β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖一般占NSP的30%，是NSP抗營養(yǎng)作用的主要物質基礎。

第8頁,共58頁，2024年2月25日，星期天木聚糖酶(Xylanase)在谷物飼料中有一種抗營養(yǎng)因子叫戊聚糖，小麥和黑麥等谷物中主要是阿拉伯糖基木聚糖，這種糖可以與細胞壁的其它成分緊密結合，它含有1-4糖苷鍵，而且它可以吸收其自身重量10倍的水，形成一種非常黏的液體，這種高黏性液體表現(xiàn)對動物的影響就是降低飼料利用效率，減緩生長速度。

第9頁,共58頁，2024年2月25日，星期天蛋白酶蛋白酶將蛋白質水解成為可被腸道消化吸收的小分子物質。根據最適pH值不同，將其分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶。由于動物胃液呈酸性，小腸液多為中性，所以飼料中多添加酸性和中性蛋白酶。

第10頁,共58頁，2024年2月25日，星期天脂肪酶脂肪酶是水解脂肪分子中甘油酯鍵的一類酶的總稱，微生物產生的脂肪酶通常在pH3.5~7.5時水解力最好，最適溫度38~40℃，因此微生物脂肪酶非常適用于飼料。外源性脂酶的作用與動物的年齡有關，生長動物體內的脂酶足以滿足自身的需要，但幼畜日糧中添加脂酶可能有益。

第11頁,共58頁，2024年2月25日，星期天植酸酶（Phytase）植酸酶又稱為肌醇六磷酸水解酶，是一種可使植酸磷復合物中的磷變成可利用磷的酸性磷酸酯酶。植酸酶廣泛存在于植物組織中，也存在于微生物（細菌、真菌和酵母）。目前分離出的植酸酶主要有兩種：3-植酸酶（EC3.1.3.8）和6-植酸酶（EC3.1.3.26），前者最先水解的是肌醇3號碳原子位置的磷酸根，主要存在于動物和微生物；后者最先水解的是6號碳原子的磷酸根，主要存在于植物組織。

第12頁,共58頁，2024年2月25日，星期天（三）飼用酶制劑的作用飼用酶制劑的作用主要是：補充內源性消化酶的不足（強化消化）；消除、降解日糧抗營養(yǎng)因子和消化內源酶不能消化的養(yǎng)分。作用方式：1．破壞植物細胞壁，使各種牢固鏈鍵斷裂，從而提高淀粉和蛋白質等營養(yǎng)物質的可利用性。

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2．降低消化道食糜黏性，減少疾病的發(fā)生。構成植物細胞壁的非淀粉多糖物質，能夠結合大量的水，增加了消化道食糜的黏度，使營養(yǎng)物質和內源酶難以擴散，這不僅降低了蛋白質、淀粉等營養(yǎng)物質的消化吸收，而且也使畜禽產生黏糞現(xiàn)象（Classen等，1991）。

第14頁,共58頁，2024年2月25日，星期天3．消除抗營養(yǎng)因子有些飼料組分（如日糧纖維和植酸磷）是無法被動物內源酶消化的，同時這些不能被消化的養(yǎng)分還會產生抗營養(yǎng)作用。

消化和降解這些抗營養(yǎng)因子的外源酶包括：植酸酶、β－葡聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶、α－半乳糖苷酶。

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4．補充內源酶的不足，對于幼小畜禽，主要是其內源酶分泌不足。如出生4周齡前的仔豬，消化系統(tǒng)功能不完善，胃內酸度和蛋白酶的活性均很低。斷奶應激會導致內源酶活性的降低，仔豬在斷奶后的數(shù)周內，內源性的淀粉酶、蛋白酶和脂酶活性均有降低，導致營養(yǎng)分的吸收減少和腹瀉，這時選擇易消化的飼料并添加外源酶可以收到良好的效果。第16頁,共58頁，2024年2月25日，星期天（四）飼用酶制劑的應用技術

（一）飼用酶制劑的選擇要與飼糧類型、動物種類及消化生理特點相適應。比如大麥、燕麥中β-葡聚糖含量較高，而小麥、黑麥中阿拉伯木聚糖含量較高，因此，在含小麥、黑麥的日糧中應添加木聚糖酶，在含大麥、燕麥的日糧中添加β-葡聚糖酶，而在含豆類飼料中使用果膠酶效果較好。

第17頁,共58頁，2024年2月25日，星期天不同種類、年齡的動物，對酶制劑的反應不一致。一般來說，消化功能越簡單的動物，酶制劑的應用效果愈明顯。家禽的消化道較短，腸道后段微生物的總活力也低，飼料中添加酶制劑的效果較好。在肉雞日糧中主要添加淀粉酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果膠酶，而在蛋雞日糧中除添加上述四種酶之外，還需添加蛋白酶。

第18頁,共58頁，2024年2月25日，星期天早期斷奶仔豬：消化系統(tǒng)發(fā)育尚未成熟，添加淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶。生長豬和育肥豬：主要添加β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果膠酶為宜。反芻動物：效果不明顯，但將纖維素酶和少量淀粉酶用于青貯飼料，可得到滿意的效果。

第19頁,共58頁，2024年2月25日，星期天（三）影響飼用酶制劑活性的因素

酶制劑在飼料加工、貯存、運輸?shù)冗^程要受到溫度、濕度、酸堿性、氧化劑、有機化合物、重金屬（或微量元素）、擠壓、磨損、紫外線、蛋白酶等物理、化學和生物因素的影響。

第20頁,共58頁，2024年2月25日，星期天三益生素

益生素的應用始于梅廳尼可夫（Metchnikoff,1907）用酸牛奶來調整幼畜腹瀉出現(xiàn)的菌群失調。后來人們發(fā)現(xiàn)用益生素可防止畜禽的腹瀉和腸炎，改善飼料利用，并有利于畜禽的生長發(fā)育，從而擴大了益生素在畜牧生產中的應用。

第21頁,共58頁，2024年2月25日，星期天益生素的概念

狹義的益生素是指一種動物不能消化的，可以對動物產生有益作用的飼料組分（細菌代謝產物和寡糖等），它選擇性地刺激一種或有限數(shù)量的已經存在于腸道的細菌的生長和/或活性。廣義益生菌是指一種單一的或復合的活微生物培養(yǎng)物制劑，應用于動物或人類，通過改變內源微生物的特性而對動物和人產生有益的作用。

第22頁,共58頁，2024年2月25日，星期天化學益生素是一種非消化性食物成分，到后腸后可選擇性地為大腸內的有益菌降解利用，卻不為有害菌所利用。它包括多種物質，如含氧多糖或寡糖，輔酶，某些氨基酸和維生素，甚至包括半纖維素和果膠等，但現(xiàn)在應用較多的是寡糖類物質。

第23頁,共58頁，2024年2月25日，星期天一、益生素的菌種及制劑

生產益生素的菌種應具備以下特點：1、無病原性，無毒性，無毒副作用，不與病原微生物產生雜交種；2、體內外繁殖速度快，具有很強的競爭優(yōu)勢；3、能在低PH值的無機酸、有機酸及膽汁的環(huán)境中存活，并定植在胃腸道內；4、能產生乳酸，過氧化氫等腸道致病菌的抑制物；5、加工后存活率高，混入飼料后室溫下穩(wěn)定性好；6、能促進動物的生長發(fā)育。

第24頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

目前用于生產益生素的主要菌種有：乳酸菌、雙歧桿菌、糞鏈球菌、芽孢桿菌、酵母菌、放線菌、光合細菌等幾大類。我國農業(yè)部充許使用的飼料微生物添加劑12種，分為乳酸菌類、芽孢桿菌類和酵母菌類。

第25頁,共58頁，2024年2月25日，星期天乳酸菌乳酸菌是一種可以分解糖類產生乳酸的革蘭氏陽性菌，厭氧或者兼性厭氧生長。不耐高溫，經80℃處理5分鐘，損失70％～80％。但耐酸，在pH為3．0～4．5時仍可生長，對胃中的酸性環(huán)境有一定的耐受性?；罹w內和代謝產物中含有較高的過氧化物歧化酶（SOD），能增強體液免疫和細胞免疫。

第26頁,共58頁，2024年2月25日，星期天乳酸桿菌制劑為孢子培養(yǎng)物，分泌乳酸及短鏈脂肪酸。對促進飼料消化有良好的作用，在體內能增加血液中的蛋白態(tài)氮，改善蛋白質代謝。既用于飼料添加，也可用于治療疾病，多用于豬。在腸道內繁殖一代需50分鐘以上。抑制病菌的能力、刺激有益菌生長的能力以及穩(wěn)定性較差。

第27頁,共58頁，2024年2月25日，星期天雙岐桿菌雙岐桿菌制劑屬植物形態(tài)型培養(yǎng)物，無孢子，能產生乳酸，合成維生素等；能促進消化、提高抗感染能力；但穩(wěn)定性較低，腸道內繁殖速度較慢?？捎糜陬A防腸道內細菌產生毒性氨。既可用于飼料添加，也可用作獸藥，宜用于豬和牛。

第28頁,共58頁，2024年2月25日，星期天酵母菌酵母細胞富含蛋白質、核酸、維生素和多種酶，具有增強動物免疫力、增加飼料適口性、加強消化吸收等功能，并可提高動物對磷的利用率，魚對酵母磷的吸收率高達93％，是常規(guī)飼料中吸收率最高的。用于飼料中的酵母菌主要是假絲酵母、紅色酵母、釀造酵母和啤酒酵母。酵母菌制劑無抑制病原菌和分泌乳酸的能力。穩(wěn)定性及繁殖速度較低

第29頁,共58頁，2024年2月25日，星期天4、芽孢桿菌芽孢桿菌是好氧菌，在一定條件下產生芽孢，耐酸堿、耐高溫和擠壓，在腸道酸性環(huán)境中具有高度的穩(wěn)定性，可使腸道pH值及氨濃度降低，能產生較強活性的蛋白酶及淀粉酶。目前的菌株有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌

。

第30頁,共58頁，2024年2月25日，星期天光合細菌光合細菌能在厭氧光照條件下同化CO2，有些菌還有固氮作用。光合細菌不僅為生物體宿主提供豐富的蛋白質、維生素、礦物質、核酸等營養(yǎng)物質，而且可以產生輔酶Q等生物活性物質，提高宿主的免疫力。光合細菌在改善水體環(huán)境、增加水產動物體重、色澤等方面有很好的作用。

第31頁,共58頁，2024年2月25日，星期天寡糖寡糖亦稱低聚糖（Oligosaccharides），是指由2-10個單糖經脫水縮合，以糖甘鍵連接形成的具有直鏈或支鏈的低度聚合糖類的總稱。其分子通式一般可表示為（C6H10O5）n,n=2~10,分子量約300~2000道爾頓，甜度一般只有蔗糖的30%~50%，有少數(shù)寡糖有苦味，如龍膽寡糖。

第32頁,共58頁，2024年2月25日，星期天根據寡糖的生物學功能，可將寡糖分為：普通寡糖：可被消化吸收和產生能量，主要包括蔗糖、麥芽糖、海藻糖、環(huán)糊精及麥芽寡糖；功能性寡糖：不被人和動物腸道吸收，具有特殊生理學功能并且能夠促進雙岐桿菌的增殖，有益于腸道健康的一類寡糖，也稱為雙岐因子。用作飼料添加劑化學益生素主要指功能性寡糖。

第33頁,共58頁，2024年2月25日，星期天益生素作用機理

益生素的作用主要由微生物本身和其代謝產物所產生，可以概括為：1、促進畜禽生長，改善飼料利用率，在大多數(shù)情形下使用益生素能改善動物生產性能；2、防治疾病，減少死亡率；3、凈化環(huán)境。益生素的作用特點是安全無毒，無蓄積殘留，無環(huán)境污染等。

第34頁,共58頁，2024年2月25日，星期天表4-5在豬和犢牛日糧中使用益生素對生產性能的影響動物種類實驗次數(shù)

生長反應飼料轉化效率反應

正

負

正

負

仔豬生長豬犢牛

26917166131034820940第35頁,共58頁，2024年2月25日，星期天益生素作用的可能機制1、通過產生抗菌化合物（有機酸、菌毒素及其它抗菌物質）和其它有益化合物、競爭營養(yǎng)物質和競爭腸道生存空間而壓抑病源菌的生長。益生菌能夠產生有機酸和抗菌物質；益生菌在體內產生各種消化酶，合成B族維生素、維生素K；有益菌可以阻止毒性胺和氨的合成，中和細菌毒素；一些好氧菌產生SOD可以幫助消除氧自由基；通過“生物奪氧”使需氧型致病菌大幅度下降。

第36頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

2、促進腸道內有益菌的增殖，改善腸道微生態(tài)系統(tǒng)。寡糖作為化學益生素，其主要作用就是為腸道有益菌提供營養(yǎng)，促進其增殖。一些細菌培養(yǎng)物也能促進有益菌的增殖。微生物在腸道的主要產物是短鏈脂肪酸（主要是乙酸、丙酸和丁酸），這些脂肪酸也是腸道主要的陰離子。這些短鏈脂肪酸可以為腸道的細菌增殖提供能量，并促進大腸鈉和水的吸收（即使在腹瀉狀態(tài)下）。

第37頁,共58頁，2024年2月25日，星期天3、通過增加抗體水平和巨噬細胞的活性改善寄主動物的免疫應答。益生菌能夠刺激動物產生干擾素，提高免疫球蛋白濃度和巨噬細胞活性，從而增強抗病能力。動物口服益生素后可調整腸道菌群，使腸道微生態(tài)系統(tǒng)處于最佳的平衡狀態(tài)，活化腸黏膜內的相關淋巴組織，使血液IgA抗體分泌增強，提高免疫識別力，并誘導T、B淋巴細胞和巨嗜細胞等產生細胞因子，增強機體的免疫力。

第38頁,共58頁，2024年2月25日，星期天益生素作用機理的幾種學說

優(yōu)勢種群學說：正常微生物群與動物和環(huán)境之間所構成的微生態(tài)系統(tǒng)中，微生物種群中的優(yōu)勢種群對整個群落起決定作用。微生物奪氧學說：當益生素中某菌種以孢子狀態(tài)進入畜禽消化道后迅速生長繁殖，消耗腸內的氧氣，使局部的氧分子濃度下降，從而恢復腸內微生物之間的微生態(tài)平衡，達到治病促進生長之目的。

第39頁,共58頁，2024年2月25日，星期天膜菌群屏障說：益生素可競爭性抑制病原體附到腸細胞上，即屏障作用，也就是競爭性拮抗作用?！叭鬟\轉”理論：益生素可以抑制有害微生物的過度生長和毒性物質產生，促進腸蠕動，維持黏膜結構完整，從而保證了微生態(tài)系統(tǒng)中基因流，物質流和能量流的正常運轉。

第40頁,共58頁，2024年2月25日，星期天應用益生素應注意的問題：

關鍵是保證益生素被混入飼料后，能保持活性，直到被采食進入動物腸道，并在腸道相應的部位定位繁殖。微生物在干的狀況下存活情況較好。水分增加，時間延長，存活率降低。盡可能地減少制粒過程對微生物的破壞作用。一般制粒溫度為80~100℃對芽胞桿菌影響小，而乳酸桿菌和酵母菌損失很大。第41頁,共58頁，2024年2月25日，星期天益生素可與飼料中礦物質、維生素、微量元素等發(fā)生一系列化學反應，礦物質預混料、多維預混劑和濃縮料等都含有殺菌抑菌物質，這對活菌有很大的影響。不飽和脂肪酸、磺胺類藥、呋喃類藥、喹乙醇，有機酸、有機砷和硫酸銅等對益生素均有不同程度的影響，尤其有機砷、喹乙醇、高銅等與益生素呈現(xiàn)頡抗作用。使用時要注意兩個方面，一是乳酸桿菌，雙歧桿菌等混入飼料后應當天用完。二是如未經特殊處理，益生素不應加在含礦物質和維生素的預混料和濃縮料中。

第42頁,共58頁，2024年2月25日，星期天通常認為，飼料中同時使用益生素和抗生素是矛盾的。但是有些研究表明，在某些特定情況下抗生素和益生素聯(lián)用，效果比單用其中一種更佳，但聯(lián)用時，必須考慮組成益生素的每一種活菌對特定抗生素的敏感性，動物的種類和年齡，以及飼喂抗生素和益生素的時間。

第43頁,共58頁，2024年2月25日，星期天五中草藥及植物提取成分

中草藥：一般泛指草本植物的根、莖、皮、葉和子實，也包括一些樹、喬木和灌木的花和果。植物提取成分：指從上述植物整體或部分提取的具有開胃、芳香或藥物特性的成分。第44頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

中草藥和植物提取成分發(fā)揮功效的生物活性物質并不同于植物中的主要營養(yǎng)分。多數(shù)的活性物質是植物的次級代謝體，這些次級代謝體主要參與：植物的防御機制；改善植物的生理和環(huán)境應激的反應。如香精油吸引昆蟲來授粉，肉色蠟質保護葉免受環(huán)境的影響。

第45頁,共58頁，2024年2月25日，星期天這些代謝體幾乎包括了植物體內的各種化合物：碳水化合物、醛、醇、酸、胺、芳香化合物、雜環(huán)化合物、糖和肽。

1、萜類和類萜化合物。萜類是指含有5碳單位的化合物，類萜化合物則是含有不同數(shù)量的碳原子單位，但明顯是從5碳單位衍生而來的。

2、生物堿

3、植物酚（石炭酸）第46頁,共58頁，2024年2月25日，星期天中草藥和植物物的生物學作用

中草藥在人和動物的應用：主要是利用其抗菌活性、抗心血管疾病、抗腫瘤、免疫刺激作用、降低膽固醇的作用和降低血糖等特性。第47頁,共58頁，2024年2月25日，星期天1、中草藥的抗菌活性

作為抑菌劑和殺菌劑：一些植物或其提取物（如植物香精油）具有抗菌作用，有時抑菌效果比抗菌素還好。最具抑菌和殺菌作用的植物香精油是月桂油、肉桂油、丁香和百里香，它們所需的抑菌和殺菌濃度分別低于0.1%和1%。檸檬草、牛蛭和月桂的抗菌活性最高，其最小抑菌濃度小于2%。牛蛭和月桂對革蘭氏陰性大腸菌的抑菌效果最好。第48頁,共58頁，2024年2月25日，星期天已經證明有400多種中草藥有殺菌、抑菌作用，50多種中草藥對病毒有滅活或抑制作用。例如，枸杞、三顆針等有刺激造血的功能而抗菌；何首烏含有的卵磷脂是神經、腦髓、紅細胞的原材料能增強抗菌力；當歸等能促進巨噬細胞的殺菌能力；黃芪可刺激生成干擾素而防止細菌侵入正常細胞內進行復制；桔梗等可提高溶菌酶的活性；金銀花、穿心蓮等可促進白細胞的殺菌能力，還有些中草藥可改變體內的PH值，從而創(chuàng)造不利于病原菌的生長、繁殖的環(huán)境而抗菌。

第49頁,共58頁，2024年2月25日，星期天抗氧化特性：許多中草藥的生化活性與它們所含的能抑制環(huán)氧酶、脂氧酶、脂質過氧化物酶活性，保護低密度脂蛋白中的膽固醇免受破壞的具抗氧化活性的化合物有關。在這些抗氧化成分中，類黃酮和植物酚對預防疾病最重要。多酚和類黃酮具有共軛羥基結構，能有效地抑制氧化。

第50頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

免疫特性：免疫系統(tǒng)刺激劑主要是作用于非特異性體液和細胞免疫系統(tǒng)的物質，植物提取成分顯然有些作用于體液免疫系統(tǒng)，另一些作用于細胞免疫系統(tǒng)，有些調節(jié)先天性免疫系統(tǒng)的活性，有些則作用于特定的獲得性免疫細胞或細胞子集。

第51頁,共58頁，2024年2月25日，星期天其他作用：植物提取成分中的芳香物質可以矯正飼料的氣味、刺激食欲，促進消化酶和消化液的分泌，促進動物采食和營養(yǎng)物質的消化吸收；又對慢性、急性胃腸卡他、胃腸弛緩等消化道疾病有良好的防治作用。

第52頁,共58頁，2024年2月25日，星期天中草藥添加劑的特點

1、天然性

2、多能性

3、無毒副作用