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食品酶 近年来，酶制剂工业的发展呈现一片欣欣向荣的态势。究其原因，一方面是孔雀石绿、苏丹红、三聚氰胺等问题的出现，食品安全成为人们关注和讨论的热点。以酶制剂等天然的食品添加剂及其绿色的食品前处理加工方法深受消费者的追捧。另一方面是酶制剂前处理方法具有高效、专一以及安全性高，深受食品加工企业的青睐。
01 酶制剂在食品原料加工中的应用 酶制剂广泛应用于饮料工业、乳品工业、焙烤工业、水产品肉类工业和油脂加工行业等。酶制剂的酶解作用可大大地改善食品组织结构和品质等。例如，在果汁生产的过程中，可应用果胶酶促使果汁变得更加澄清。在乳品工业中，乳糖酶可促进乳糖分解成半乳糖和葡萄糖，避免人们因体内缺乏乳糖酶而导致的腹泻。而奶酪经过脂肪酶的分解能够产生大量的风味物质。此外， 蛋白酶可以嫩化肉类食品，增加肉类的口感。 02 酶制剂在食品生产中的应用 酶制剂在食品生产中主要用于生产大量的天然添加剂等，诸如在制糖工业中，一般采用淀粉酶来水解淀粉产生食品工业中大量需求的葡萄糖和麦芽糖等。在功能性食品领域，主要通过蛋白酶等酶制剂分解蛋白质产生大量的氨基酸、多肽和蛋白胨等，极大地促进人类的生命健康。 03 酶制剂在食品保鲜中的应用 食品在贮藏的过程中，会因细菌的新陈代谢活动和氧化作用等而导致自身的腐败，从而造成食品的大量浪费和经济损失。目前，有效的保鲜技术有化学保鲜技术和生物保鲜技术。由于前者添加大量的化学保鲜剂，在食品安全上存在严重的安全隐患。而生物保鲜技术是近年来人们关注的重点方法，该法利用天然的生物保鲜剂来抑制食品中微生物的生长，从而延长食品的货架期。不但在保鲜效果上与化学保鲜剂媲美，而且生物保鲜剂本身是天然无毒，能够确保食品的安全。酶制剂中的溶菌酶就是一种常见的高效生物保鲜剂，其保鲜原 理是其可以溶解细菌的细胞壁，从而破坏细菌的细胞结构导致细菌死亡，继而延长食品的货架期。此外，葡萄糖氧化酶可以有效地除去食品包装中的残余氧气，避免食品氧化和好氧细菌的生命活动等，从而延长食 品的货架期。 参考文献：叶冠宏，生物酶制剂在食品工业中的应用及发展前景 工业酶 酶在工业用途中有着极大的吸引力，不仅因为酶对从底物到产物的生物转化有高度选择性和高效性，还因为酶催化是产物相对比较单一的反应，能够最大限度地减少废物产生。根据应用将工业酶简单分为四大类，即洗涤用酶、技术酶、食品和饲料行业用酶。技术酶进一步分为纺织用酶、皮革用酶、造纸用酶、精细化学用酶、乙醇燃料生产用酶等。
表1中所展示的是酶在多种工业环节中的应用及用途，酶工业已经是一个高度多样化的产业，并且其在大小和复杂性方面仍在发展。
1.清洁剂工业 工业酶制剂被用来作为清洁剂的添加剂仍然是其最大的用途。蛋白酶、淀粉酶以及纤维素酶都能提供多种清洁效果，如有效地清除特殊污溃。蛋白酶一般源于动物内脏、植物茎叶和果实及微生物中，根据其最适反应的pH值可划分为碱性蛋白酶、酸性蛋白酶和中性蛋白酶，碱性蛋白酶应用最广泛。 淀粉酶可将淀粉类污垢水解，并与其他酶有较好的兼容性，在洗涤工业中得到大量的应用；脂肪酶能将甘油三酯分解成易清除的脂肪酸、甘油二酯、甘油一酯和甘油等，使得油污的清洁效果大大增加；纤维素酶在洗涤液中主要发挥柔软、增色衣物的作用。 2.淀粉转化 淀粉到果葡糖浆的酶转化是一个确定的生物催化过程，淀粉工业过程中连续应用酶制剂是非常必要的。酶取代淀粉加工工业中的酸，不仅提高了催化效率，同时也降低了对环境的污染。 淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类的统称，根据其作用的糖苷键和反应后产生的糖端基团不同可分为四类，即a-淀粉酶、β淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶。目前，a-淀粉酶是我国生产量最大的工业酶制剂之一，也是淀粉工业中最为重要的酶制剂，淀粉水解转化的第一步就是在a-淀粉酶的作用下转化成为麦芽糊精，但伴随着蒸汽的注入，使得对于酶的热稳定性有很高的要求。工业上通常利用枯草芽孢杆菌淀粉芽孢杆菌、地衣芽胞杆菌、米曲霉和黑曲霉来发酵生产淀粉酶，而a淀粉酶主要源于芽孢杆菌属。 3.纺织应用 纺织行业巨大的能源和水资源消耗以及随后的环境污染，使该行业处在相当大的能源环境压力下。例如，在棉花的加工过程中，能源和水消耗最多的步骤之一是洗擦步骤，这一步骤在高温和很强的碱性条件下进行，旨在清除多种在纤维素纤维上残留的细胞壁成分。近些年，一个在更低的温度下进行和应用更少的水的，以果胶裂解酶为基础的加工过程已经广泛应用。如淀粉酶能够催化织物上的淀粉浆料水解，常应用于退浆过程；纤维素酶可以使纤维膨化，除去毛织物中的草刺等纤维物质，并改善纤维表面的外观和手感等，在纺织品多个加工过程中均有应用。 医药酶 工业生产的酶产品被称为酶制剂。酶制剂通常分为工业用酶（包括食品与饮料用酶、饲料用酶等）、医药用酶和特殊用酶（如研发试剂等）几大类。据权威部门统计，2010年度医药用酶占世界酶制剂市场份额的20%，相当于当年世界饲料工业用酶市场的4倍多，规模可观。在医药上使用的酶具有种类多、用量少、效率高等特点，下面就医药领域酶制剂及其应用情况作一介绍。
本文主要从以下四个方面说明： （1）用酶进行疾病的诊断。 （2）用酶进行疾病的治疗。 （3）用酶制造各种药物。 （4）常用药用酶主要品种简介。 用酶进行疾病的诊断 疾病治疗效果的好坏，在很大程度上决定于诊断的准确性。疾病诊断的方法很多，其中酶学诊断特别引人注目。由于酶具有专一性强、催化效率高、作用条件温和等显著的催化特点，酶学诊断已经发展成为可靠、简便又快捷的诊断方法。 1、根据体内酶活力的变化诊断疾病 一般健康人体内所含有的某些酶的含量是恒定在某一范围内的。当人们患上某些疾病时，则由于组织、细胞受到损伤或者代谢异常而引起体内的某种或某些酶的活力发生相应的变化。故此，可以根据体内某些酶的活力变化情况，而诊断出某些疾病。 2、用酶测定体液中某些物质的变化诊断疾病 人体在出现某些疾病时，由于代谢异常或者某些组织器官受到损伤，就会引起体内某些物质的量或者存在部位发生变化。通过测定体液中某些物质的变化，可以快速、准确地对疾病进行诊断。 一、酶具有专一性强、催化效率高等特点，可以利用酶来测定体液中某些物质含量的变化，从而诊断某些疾病。 用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断
二、用酶进行疾病的治疗 酶作为药物可以治疗多种疾病，药用酶具有疗效显著，不良反应小的特点。其应用越来越广泛。 三、用酶制造各种药物 酶在药物制造方面的应用是利用酶的催化作用将前体物质转变为药物。这方面的应用日益增多，现已有不少药物包括一些贵重药物都是由酶法生产的。 四、常用药用酶主要品种简介 1.蛋白酶 蛋白酶是一类催化蛋白质水解的酶类。蛋白酶可用于治疗多种疾病，是在临床上使用最早，用途最广的药用酶之一。常用于治疗消化不良和消炎等疾病。其品种主要有胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。 (1)、蛋白酶可作为消化剂，用于治疗消化不良和食欲不振。使用时往往与淀粉酶、脂肪酶等制成复合制剂，以增加疗效。例如，胰酶就是一种由胰蛋白酶、胰脂肪酶和胰淀粉酶等组成的复合酶制剂。作为消化剂使用时，蛋白酶一般制成片剂。 (2)、蛋白酶作为消炎剂，治疗各种炎症有很好的疗效。蛋白酶之所以有消炎作用，是由于它能分解一些蛋白质和多肽，使炎症部位的坏死组织溶解，增加组织的通透性，抑制浮肿，促进病灶附近组织积液的排出并抑制肉芽的形成。给药方式可以口服、局部外敷或肌肉注射等。 (3)、蛋白酶经静脉注射，可治疗高血压。这是由于蛋白酶催化运动迟缓素原及胰血管舒张素原水解，除去部分肽段，而生成运动迟缓素和胰血管舒张素，从而使血压下降。 2. α-淀粉酶 α-淀粉酶是催化淀粉水解生成糊精的一种淀粉水解酶，在食品、轻工和医药领域都有重要应用价值。在疾病治疗方面，α-淀粉酶可以治疗消化不良、食欲不振。当人体消化系统缺少淀粉酶或者在短时间内进食过量淀粉类食物时，往往引起消化不良、食欲不振的症状，服用含有淀粉酶的制剂，就可以达到帮助消化的效果。常用的有麦芽淀粉酶、米曲霉淀粉酶等，通常淀粉酶与蛋白酶、脂肪酶组成复合制剂使用。一般情况下淀粉酶或者复合酶制剂都是制成片剂，以口服方式给药。 3. 脂肪酶 脂肪酶是催化脂肪水解的水解酶。当消化系统内缺乏脂肪酶或者在较短时间内进食过量脂肪类物质时，从食物中摄取的脂肪类物质就无法消化或消化不完全，结果引起消化不良、食欲不振甚至腹胀、腹泻等病症。服用脂肪酶制剂具有治疗消化不良、食欲不振的功效。常用的有胰脂肪酶、酵母脂肪酶等。通常脂肪酶与蛋白酶、淀粉酶组成复合酶制剂，以口服方式给药。 4. 溶菌酶 溶菌酶也是一种应用广泛的药用酶。具有抗菌、消炎、镇痛等作用。溶菌酶主要是从蛋清及植物和微生物中分离得到。溶菌酶作用于细菌的细胞壁，可使病原菌、腐败性细菌等溶解死亡，对抗生素有耐药性的细菌同样起溶菌作用，具有显著疗效而对人体的不良反应很小，是一种较为理想的药用酶。临床上主要用于治疗各种炎症。溶菌酶与抗生素联合使用，可显著提高抗生素的疗效。常用于难治的感染病症的治疗。溶菌酶可以与带负电荷的病毒蛋白、脱辅机蛋白、DNA、RNA等形成复合物，所以具有抗病毒作用，常用于带状疱疹、腮腺炎、水痘、肝炎、流感等病毒性疾病的治疗。 5. 超氧化物歧化酶（SOD） 超氧化物歧化酶是一种催化超氧负离子（O2-）进行氧化还原反应，生成氧和双氧水的氧化还原酶。超氧化物歧化酶以前主要是从动物血液及大蒜、青梅等植物中提取分离得到，现已能够通过微生物发酵生产。SOD具有抗氧化、抗衰老、抗辐射作用。对红斑狼疮、皮肌炎、结肠炎、糖尿病及氧中毒等疾病具有显著疗效。SOD可以通过注射、口服、外涂等方式给药。不管用何种给药方式，SOD均未发现有任何显明的不良反应，也不会产生抗原性。 6. L-天冬酰胺酶 L-天冬酰胺酶是第一种用于治疗癌症的酶。特别是对治疗白血病有显著疗效。L-天冬酰胺酶催化天冬酰胺水解生成L-天冬氨酸和氨。当L-天冬酰胺酶注射进入人体后，人体的正常细胞内由于有天冬酰胺合成酶，可以合成L-天冬酰胺而使蛋白质合成不受影响。而对于缺乏天冬酰胺合成酶的细胞来说，由于本身不能合成L-天冬酰胺，外来的天冬酰胺又被L-天冬酰胺酶分解掉，因此蛋白质合成受阻，从而导致癌细胞死亡。 7. 尿激酶 尿激酶是一种具有溶解血栓功能的碱性蛋白酶。主要存在于人和其他哺乳类动物尿液中，人尿中平均含量为5-6 IU/ml。可以从尿液中分离得到。尿液中天然存在的尿激酶相对分子质量约为54000，称为高分子质量尿激酶（H-UK）；经过尿液中尿蛋白酶的作用，去除部分氨基酸残基，可以生成相对分子质量为33000低分子质量的尿激酶（L-UK）。H-UK的溶血栓能力比L-UK强。前者对纤溶酶原的Km值为后者的50%。UK可以激活纤溶酶原成为有溶解血纤维蛋白活性的纤溶酶。催化血纤维蛋白、血纤维蛋白原、凝血因子V、VII、VIII、LX等蛋白质或多肽水解，因而具有溶解血栓和抗凝血的功效。尿激酶是一种高效的血栓溶解药物。临床上用于治疗各种血栓性疾病，如心肌梗死、脑血栓、肺血栓、四肢动脉血栓、视网膜血管闭塞、风湿性关节炎等。 8. 纳豆激酶 纳豆激酶是从日本的传统食品纳豆中分离得到的一种蛋白酶。是由纳豆生产过程中所使用的纳豆杆菌（属于枯草杆菌）生成的。也可以通过纳豆杆菌发酵生产。纳豆激酶可以催化血纤维蛋白水解，同时可以激活纤溶酶原成为纤溶酶，所以具有显著的溶解血栓的功效。 9. 凝血酶 凝血酶是一种催化血纤维蛋白原水解，生成不溶性的血纤维蛋白，从而促进血液凝固的蛋白酶。可以从人或者动物血液中提取分离得到，也可以从蛇毒中分离得到，从蛇毒中获得的凝血酶称为蛇毒凝血酶。凝血酶通常采用牛血、猪血生产。凝血酶可以用于各种出血性疾病的治疗。 10．组织纤溶酶原激活剂 纤溶酶原激活剂是一种丝氨酸蛋白酶。它可以催化纤溶酶原水解，生成具有溶纤活性的纤溶酶，在纤溶系统中有重要作用。组织纤维酶原激活剂激活纤溶酶原，形成纤溶酶，进而溶解血纤维蛋白。纤溶酶不仅具有很强的溶纤功效，而且具有很高的专一性，只对纤维蛋白有亲和性，而对纤维蛋白原的的亲和力很低，所以引起全身纤溶性出血的可能性很小。尤其是tPA基因产物，不存在抗原性问题，是一种较为理想的溶纤药物。在治疗心肌梗死、脑血栓等方面疗效显著。 11.乳糖酶 乳糖酶是一种催化乳糖水解生成葡萄糖和β-半乳糖的水解酶。通常人体小肠内有一些乳糖酶，用于乳糖的消化吸收，但是其含量随种族、年龄和生活习惯的不同而有所差别。有些人群，特别是部分婴幼儿，由于遗传上的原因缺乏乳糖酶，不能消化乳中的乳糖，致使饮奶后出现腹胀、腹泻等症状。服用乳糖酶或者在乳中添加乳糖酶可以消除或者减轻乳糖引起的腹胀、腹泻等症状。 12.核酸类酶 核酸类酶是一类具有生物催化功能的核糖核酸（RNA）分子。它可以催化本身RNA的剪切或剪接作用，还可以催化其他RNA、DNA、多糖、酯类等分子进行反应。核酸类酶具有抑制人体细胞某些不良基因和某些病毒基因的复制和表达等功能。据报道，一种发夹型核酸类酶，可以使艾滋病毒（HIV）在受感染细胞中的复制率降低90%，在牛血清病毒（BLV）感染的蝙蝠肺细胞中也观察到了核酸类酶抑制病毒复制的结果。这些结果表明，适宜的核酸类酶或人工改造的核酸类酶可以阻断某些不良基因的表达，从而用于基因治疗或进行艾滋病等病毒性疾病的治疗。 13.青霉素酰化酶 青霉素和头孢霉素同属β-内酰胺抗生素，被认为是最有发展前途的抗生素。该类抗生素可以通过青霉素酰化酶作用，改变其侧链集团而获得具有新的抗菌特性及有抗β-内酰胺酶能力的新型抗生素。工业上已用固定化酶生产。 青霉素酰化酶是在半合成抗生素的生产上起重要作用的酶，它可催化青霉素或头孢霉素水解生成6-氨基青霉烷酸（6-APA）或7-氨基头孢霉烷酸（7-ACA）。又可催化酰基化反应，由6-APA合成新型青霉素或由7-ACA合成新型头孢霉素。 天然发酵生成的青霉素有两种，一种为青霉素G,另一种为青霉素V。通过青霉素酰化酶的作用，可以半合成得到氨苄青霉素、羟氨苄青霉素、羧苄青霉素、磺苄青霉素、氨基环烷青霉素、双氯青霉素、氟氯青霉素等。 14.β-酪氨酸酶制造多巴 β-酪氨酸酶可催化L-β-酪氨酸氧化，生成二羟苯丙氨酸（DOPA,多巴）。该酶也可以催化邻苯二酚与丙酮酸和氨反应，生成多巴。多巴是治疗帕金森综合征的一种重要药物。所谓帕金森综合症是1817年英国医师所描述的一种大脑中枢神经系统发生病变的老年性疾病。其主要症状为手指颤抖、肌肉僵直、行动不便。病因是由于遗传原因或人体代谢失调，不能由酪氨酸生成多巴或多巴胺(一种神经递质)所致。β-酪氨酸酶在pH3.5-6.0，温度为30-550C的条件下，可催化酪氨酸氧化生成多巴。β-酪氨酸酶目前已经制成固定化酶在使用。 15.核苷磷酸化酶制造阿糖腺苷 核苷中的核糖被阿拉伯糖取代可以形成阿糖苷。阿糖苷具有抗癌和抗病毒的作用，是令人注目的药物，其中阿糖腺苷疗效显著。阿糖腺苷（腺嘌呤阿拉伯糖苷）可由核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷（尿嘧啶阿拉伯糖苷）转化而成。而阿糖尿苷（阿拉伯糖尿嘧啶核苷）可以通过化学方法转化而成。 16.无色杆菌蛋白酶制造人胰岛素 无色杆菌蛋白酶可以特异性的催化胰岛素B链羟基末端（第30位）上的氨基酸置换反应，由猪胰岛素（Ala-30）转变为人胰岛素（Thr-30），以增加疗效。人胰岛素与猪胰岛素只有在B链第30位的氨基酸不同。在无色杆菌蛋白酶的作用下，首先将猪胰岛素第30位的丙氨基酸（Ala-30）水解除去，生成去丙氨基酸-B30的猪胰岛素，再在同一酶的作用下使之与苏氨酸丁酯偶联。然后用三氟乙酸（TFA）和苯甲醚除去丁醇，即得到人胰岛素。 17. 多核苷酸磷酸化酶生产聚肌胞 多核苷酸磷酸化酶又称为多核苷酸核苷酰转移酶，它催化多核苷酸与核苷二磷酸反应，释放出磷酸，同时生成多一个核苷酸残基的多核苷酸。该酶可以催化肌苷酸聚合生成聚肌苷酸（poly 1），也可以催化胞苷酸聚合生成聚胞苷酸（poly C），还可以催化肌苷酸和胞苷酸混合聚合生成混聚物聚肌胞（poly IC）等。聚肌胞在体内具有高效诱导干扰素（INF）生成的功能，具有广谱的抗病毒、抑制肿瘤癌细胞生长、增强机体免疫力等功效。多核苷酸磷酸化酶已经制成固定化酶使用。 18. β-D- 葡萄糖苷酶制造抗肿瘤人参皂甙 β-D- 葡萄糖苷酶是一种水解非还原端β-D- 葡萄糖残基，释放出β-D- 葡萄糖的水解酶。人参皂甙是人参的主要功效成分，含量约4%。人参皂甙属于三萜类皂甙，根据其皂甙元和侧链基团以及所含糖基的不同，可以分多钟。不同类型的人参皂甙的结构和功效有所不同。其中人参皂甙Rh1 和Rh2 能够抑制癌细胞生长和繁殖，具有抗肿瘤功效。尤其人参皂甙Rh2的抗肿瘤功效最为显著。然而其在天然人参中的含量很低，仅占人参中总皂甙含量的1/10万。 人参皂甙Rh2 属于人参二醇皂甙，与其他人参二醇皂甙的差别在于糖基的不同，如果将糖基改变，就可能从其他人参二醇皂甙制造得到所需的人参皂甙Rh2。首先，将人参二醇皂甙经过酸水解，去除它们在C-20位置上的糖链，就可以获得人参皂甙-Rg3.人参皂甙-Rg3在β-D- 葡萄糖苷酶的催化作用下，水解去除C-3位置上糖链的末端葡萄糖残基，就可以获得所需的人参皂甙-Rh2。 夏盛实业集团有限公司专业做酶20年，多年来一直致力于医药用酶的研究、开发与生产，是当下国内专业生产医药酶产品的酶制剂重点生产企业之一。目前该公司向市场提供的主要药用酶产品有：蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶、青霉素酰化酶、右旋糖酐酶、β-葡萄糖苷酶等产品。夏盛集团立足于绿色生物产业，以领先的生物技术，革新传统工业，十分重视医药酶新产品的研发，预计不久的将来还会有许多医用酶新产品会从这家公司的生产车间走向市场。 饲用酶 饲料原料中的脂肪和添加到饲料中的植物油或动物脂肪在肠道经过乳化后才能与胰脂酶充分接触从而得以消化吸收。不饱和脂肪有利于乳糜微粒的形成。不饱和脂肪酸含量高的植物油消化吸收率高于动物油，动物油中猪油消化率高于牛油。幼龄动物对饱和脂肪酸的消化吸收能力较差，随着周龄增大而提高。 饲料中多糖又可分为营养性多糖和结构多糖。营养性多糖主要是淀粉和糖原，结构多糖在植物性饲料中也指非淀粉多糖，主要是植物细胞壁组成成分，包括纤维素、半纤维素、果胶。半纤维素又包括β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露寡糖等。禾谷子实（如玉米、高粱、小麦和大麦等）是畜禽饲料中碳水化合物的主要来源，其主要成分是淀粉，非淀粉多糖含量也较高。豆类饲料原料中的非淀粉多糖主要是果胶和纤维素。非淀粉多糖在目前可以说是影响饲料有机物质消化利用的最主要因素，其中可溶性非淀粉多糖在动物消化道可增加食糜黏稠度，妨碍能量、氨基酸等养分的利用，对单胃动物产生抗营养作用。非反刍动物体内不能分泌纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶等，纤维素、果胶和大部分半纤维素只能被微生物有限地利用。利用微生物生产的外源多糖酶添加到饲料中可以帮助畜禽消化利用这些非淀粉多糖，如β-葡聚糖酶可水解β-葡聚糖，木聚糖酶可水解阿拉伯木聚糖，从而降低其抗营养作用，提高动物生产性能。 植酸（6-磷酸肌醇）存在于所有植物性饲料中。植酸状态磷的含量一般占总磷量的60%-80%。植酸还可和矿物元素、蛋白质及一些消化酶等结合，降低这些养分的利用率或酶的活性。非反刍动物仅消化道上皮细胞分泌少量植酸酶，后肠道中的微生物可产生少量。非反刍动物对饲料中植酸磷的利用率很低，小于10%。 （一）饲料中酶制剂中主要种类及分类 世界上已发现的酶的品种有1700多种，生产用酶已达300多种，饲用酶亦有20多种。这些酶主要为消化性酶，多为水解系列酶。主要有纤维素酶（C1酶、Cx酶、β-1，4-葡萄糖苷酶）、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶（淀粉酶、糖化酶）、蛋白酶（中性蛋白酶、酸性蛋白酶）、植酸酶。
饲用酶制剂的分类方法很多。根据饲用酶制剂中所含酶种类的多少可分为：饲用单一酶制剂和饲用复合酶制剂。由于饲料成分的多样性，所以复合酶制剂比单一酶制剂效果更好，也更为常用。 1、单酶制剂 主要的单酶制剂有如下几类。 （1）淀粉酶 包括糖化酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶等。α-淀粉酶和β-淀粉酶可直链和支链淀粉水解为双糖、寡糖和糊精，经糖化酶再分解为葡萄糖。糖化酶能将α-淀粉酶分解的中低分子物质并进一步水分解为葡萄糖，被动物吸收利用。 （2）蛋白酶 蛋白酶是降解蛋白质肽链的水解酶，有酸性、中性和碱性之分，饲料中选用酸性、中性，主要有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。 （3）植酸酶 能将豆类、谷实类及其他副产品等饲料中植酸盐水解出磷酸根，以及被植酸螯合的钙、镁、铜、锌等离子，为猪、禽等单胃动物吸收利用。谷物中的磷绝大多数是以植酸磷的形式存在，动物本身不分泌植酸酶，所以对谷物中这部分磷的利用率较低，而通过在饲料中添加微生物分泌的植酸酶，就可以将这部分磷分解释放出来，从而减少无机磷在饲料中的添加量，降低饲料成本，并且可以减少动物粪便中磷的排泄量，降低环境污染。是目前应用较多且前景最好的一种绿色饲料添加剂。 （4）纤维素酶 包括C1 酶、Cx酶和β-1，4-葡萄糖苷酸酶，在其共同作用下，能将饲料中的纤维素分解成葡萄糖，并将释放其他养分（如蛋白质、脂肪、淀粉等），为畜禽消化和吸收利用。 （5）半纤维素酶 包括木聚糖酶（戊聚糖酶）、聚半乳糖酶等，可将植物细胞中的半纤维素水解为五碳糖，并降低半纤维素溶于水后的黏度。 （6）β-葡聚糖酶 β-葡聚糖广泛存在于多种植物原料中，黏性较大，是影响营养分子传递和吸收的一个重要的抗氧因子。β-葡聚糖酶能水解葡聚糖等大分子，降低消化道中物质的黏度，促进营养物质的吸收。β-葡聚糖酶是酶制剂饲料添加剂中较为重要和应用较广泛的一种酶。 （7）果胶酶 果胶质是植物性原料中一种抗营养因子，影响饲料的利用率。果胶酶可裂解植物细胞壁单糖之间的糖苷键，分解植物表皮的果胶，促进植物组织的分解，促进营养成分的消化和吸收。果胶酶也是较常用的一种饲料酶制剂。 （8）木聚糖酶 木聚糖是植物细胞壁的主要成分之一，属于非淀粉多糖，为一种广泛存在于植物中的半纤维素，它是由β-1，4-糖苷键连接而成的木糖聚合物。通常，木聚糖以异质多糖形式存在并与纤维素结合在一起。木聚糖酶是木聚糖的专一降解酶，属于水解酶类，包括内切木聚糖酶、外切木聚糖酶和木糖苷酶3种。木聚糖酶耐热性较好，动物肠道内的温度、pH值对其活性影响不大，而且能耐受制粒过程中的高温，这使其在动物饲料中的运用具有独特优势。 （9）β-葡萄糖苷酶 将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。主要是将植物细胞中的半纤维素酶分解为各种五碳糖，并可降低半纤维素溶于水后的黏度。 以上酶类根据在饲料中的作用可分为两类：①消化性酶，主要指畜禽消化道可以合成和分泌，但因某种原因需要补充和强化的酶种，如淀粉酶、蛋白酶等；②非消化性酶，主要指动物通常不能合成与分泌，但饲料中又有其相应底物存在（多为抗营养因子），而需要添加的酶种，如木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、植酸酶等。 2、复合酶 复合酶是以一种或几种单一酶制剂为主体，加上其他单一酶制剂混合而成，可同时降解饲料中的多种养分和多种抗营养因子，效果优于单一酶制剂。 复合酶根据不同动物和不同动物生长阶段的特点进行配制，有较好的作用，是目前最常用的饲料添加剂。国内外复合酶制剂主要有以下酶类。 ①以蛋白酶、淀粉酶为主的饲用复合酶，主要功能为补充内源性消化酶不足，适用于小动物。 ②以木聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶为主的饲用复合酶，消除玉米-豆粕、小麦-豆粕等类型口粮的黏性抗营养因子，在中国的饲料生产中经常使用。 ③以葡聚糖酶为主，木聚糖酶等为辅，消除大麦、黑麦型日粮的黏性抗营养因子，欧美国家应用比较广泛。 ④蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶、果胶酶等兼而有之，为通用型饲用酶制剂。 饲用复合酶中各种酶的种类和比例与动物饲粮有关，不同饲粮所含抗营养因子的种类和比例不同，需要饲用酶制剂所含酶的种类和比例也不同。此外，也与动物种类和生长阶段有关，不同动物种类和生长阶段，需要饲用酶制剂所含酶的种类和比例也有所不同。因此，饲用复合酶制剂中各种酶的配比既和饲料化学成分的性质有关，也和动物消化系统的生理特点有关。一种好饲用复合酶制剂产品需要熟悉酶制剂生产工艺的微生物发酵专家和熟悉饲料成分及动物消化生理特点的饲料营养专家来共同设计。在饲料工业和养殖业中如何正确合理地应用饲用酶制剂，也需要动物营养和饲料科学的专家来共同指导。 （二）酶制剂饲料添加剂的作用 1、直接分解营养物质，提高饲料利用率 饲用酶制剂可以在动物的消化道内，将饲料中的大分子物质，水解为易吸收的小分子物质，降低营养物质在粪便的排出量，即对内源酶起辅助补充作用。 仔猪胃肠道消化酶除乳糖酶在2周龄左右开始下降外，其他酶的分泌在出生后随日龄增大而增加，大多数在5周龄左右才能达到高峰，只有糜蛋白酶在3周左右可以达到最大。为了缩短母猪繁殖周期和使仔猪尽早适应植物蛋白日粮，早期断奶甚至超早期断奶在养猪生产中普遍施用，但早期断奶产生明显应激，对消化系统发育和消化酶分泌产生不良影响，消化酶分泌急剧减少，断奶2周后才又逐渐恢复上升。断奶后两周内消化酶分泌不足是断奶仔猪生长阻滞的主要因素之一。在断奶仔猪日粮中添加酶制剂是减轻断奶应激、避免生长阻滞、提高仔猪生长性能的必要和有效的措施之一。 雏鸡大数消化酶在2周龄左右才发育到高峰，个别的（如脂肪酶）还要到21日龄左右。Noy等（1995）发现雏鸡21日龄十二指肠分泌的胰蛋白酶是4日龄的50倍。从4日龄到21日龄，小肠氮消化率从78%提高到92%。21日龄淀粉酶活性是4日龄的100倍，淀粉的消化率从4日龄的82%上升到21日龄的89%。因此，消化酶分泌不足是雏鸡对饲料利用的主要限制因素之一。 在幼龄动物消化酶发育不完善、年老动物消化酶分泌能力降低以及受到应激或疾病感染后的动物引起消化酶分泌紊乱等情况下，外源消化酶可补充内源酶的不足，增强动物对饲料养分消化吸收能力，从而提高畜禽生产力和饲料转化效率。 2、消除抗营养分子，改善消化机能 麦类谷物（小麦、大麦、黑麦和黑小麦）胚乳细胞壁含有可溶性非淀粉糖、果胶、植酸、纤维素聚合物，豆粕等饼粕类饲料中含有多种抗营养因子（胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和α-半乳糖苷）。这些可溶性非淀粉多糖使食糜黏度增大，食糜的流通及消化速率降低，因此这些谷物也被称为黏性谷物。流通缓慢和黏性食糜也有利于微生物增殖，微生物消耗营，尤其在年龄较大和消化道发育成熟的畜禽后肠道。在日粮中添加非淀粉多糖酶，特别是β-葡聚糖酶、植酸酶、果胶酶和纤维素酶，一方面可打破细胞壁中纤维素、半纤维素和果胶等对养分的束缚，让消化酶迅速充分地接触饲料养分，使营养物质更好地被利用；另一方面，加快饲料养分吸收，减少后肠道食糜中可供微生物利用的有效养分含量，肠道微生物增殖受到控制，有利于畜禽健康，尤其是减少使用抗生素或不使用抗生素的情况下效果更加明显。玉米和高粱属于非黏性谷物或低黏性谷物，其中非淀粉多糖含量低。这些谷物为主的日粮中添加非淀多糖酶可以减小其营养价值的变异，提高饲养效果和畜禽群体的整齐度，增加经济益。 3、激活内源酶的分泌，提高消化酶的浓度 由于酶制剂的使用，可提供更多可供多种酶的基质，从而激活动物体内多种消化酶更多地分泌，提高消化酶的有效含量，加速营养物质的消化和吸收，从而提高饲料利用率加速动物的新陈代谢，促进动物生长。 4、减轻畜牧生产对环境的污染 现代化的养殖业主要以大规模集约生产为基本特征，对环境的污染日趋严重，如氮、磷造成的水体富营养化问题。在饲料中添加酶制剂，如蛋白酶和植酸酶等，可以增加饲料利用率，减少粪便中有机物、氮和磷的排泄量，减轻环境污染。在含黏性谷物的日粮中添加非淀粉多糖酶，可降低食糜和排泄物的黏度，在家禽可以改善蛋壳清洁度、避免垫料含水率过高和有害菌大量增殖，改善禽舍环境。添加植酸酶可降低排泄物中磷含量20%～50%，也可提高氮的利用率。 1、依据动物的种类和日龄不同，选择使用消化酶 对于畜禽，在一些特殊的生长发育阶段和饲养管理条件下会出现内源消化酶分泌不足。如幼龄动物消化酶发育不完善、年老动物消化酶分泌能力降低以及受到应激或疾病感染后的动物消化酶分泌紊乱等情况。外源消化酶可补充内源酶的不足，增强动物对饲料养分的消化吸收能力，从而提高畜禽生产力和饲料转化效率。选用适当的消化酶制剂弥补内源酶的不足，可以提高畜禽生产力和改善饲料利用效率。肉仔鸡的食量远大于蛋用雏鸡，但两者胰腺消化酶的分泌近似。肉仔鸡在同样的消化酶水平下要处理更多的食糜，日粮中补加外源性消化酶则显得更重要，饲喂效果显著。 温度和酸碱度是影响酶作用效果的两大环境因素，各种酶都具有各自最适宜（具有最大活性）的，甚至是维持其结构和性质稳定性的环境温度和酸碱度。家禽和猪肠道酸碱度和温度相差较大，适用于猪的酶制剂品种或酶活数量不一定适用于家禽。同一类酶（如蛋白酶）可有不同的来源和性质，如有植物、细菌和真菌来源，不同来源的同一类酶也可能有不同的环境适应性。因此在选择畜禽酶制剂时应注意不同的酸碱性。 2、针对目标底物（日粮类型）选用酶制剂种类 由于酶作用的底物特异性，要使饲用酶制剂发挥优良的效果，在应用时必须考虑饲料原料特性。不同饲料原料的组成和化学结构都有特殊性。在小麦和黑麦中主要的非淀粉多糖是阿拉伯木聚糖；而在大麦和燕麦中除了阿拉伯木聚糖外主要是β-葡聚糖；豆科种子中主要是果胶。可见，用于小麦豆粕型饲料的酶应主要是木聚糖酶、果胶酶和纤维素酶，而用于大麦豆粕型饲粮的则主要是β-葡聚糖酶、果胶酶、木聚糖酶和纤维素酶。 植物饲料原料中的植酸相对上述碳水化合物而言比较简单，它具有固定的化学结构和特性，在植酸酶的使用方面要考虑的因素也就简单得多。 3、根据目标底物含量确定酶制剂的适宜用量 在日粮中使用非消化酶类的目的在于提高饲料中畜禽依靠内源酶不能消化物质的利用率或消除其抗营养作用。若底物过少，加酶就不会产生出明显的改进效果；若底物量过多，添加的酶量或酶活性不充足，则所能降解的底物数量有限，效果也不佳。这就要求底物与酶制剂用量之间应有适宜的比例关系，根据目标底物含量，确定添加酶制剂的用量。 对饲用酶制剂中绝大数酶的活力大小的度量还没有统一的标准。由于测定所选用的酸碱度、温度和底物对酶活测定结果影响很大，表现出从酶活指标难以判断酶制剂的质量优劣，具有相同酶活力的产品的使用效果差异较大。 4、确定酶制剂的营养改进值或营养当量，对日粮配方进行优化 使用酶制剂的方式有两种：一是直接在根据经典的饲料营养参数设计的日粮中添加酶制剂，该方式简单易行，会提高畜禽生产性能，但将增加饲料成本；二是根据酶制剂提高畜禽生产性能和改善饲料利用的程度，适当降低根据经典饲料营养参数设计的日粮营养水平或利用廉价饲料原料配制日粮，这样可以做到在保持动物生产性能不下降的情况下降低饲料成本。第二种方式所能达到的完美程度依赖于配方技术人员对酶制剂和饲料原料信息的了解程度，如果酶制剂供应商能够在充分科学实验的基础上提出某种酶制剂所能改进的饲料养分消化率的大小或相当的营养价值[可以称作营养改进值（INV）或营养当量（NE）]，在制作配方时应用这些INV或NE对经典的饲料营养参数进行调整后再进行计算，就可以达到较高的精准度，实现真正的优化。上述技术信息也应是用户考察和选择酶制剂供应商的重要参考指标。 5、全面考虑日粮的营养平衡、商品属性和经济成本 酶制剂使用前后所能产生的饲喂效果的显著差异常见于一些非常规日粮类型，譬如非淀粉多糖酶制剂应用于以麦类作业主要能量饲料的畜禽日粮中。在日粮类型发生较大变化时，只考虑酶制剂的INV或NE而力求降低日粮成本是不够的或说是偏颇的，还应该全面考虑日粮的营养平衡，对因为日粮类型改变可能导致的某些营养亏缺应进行弥补。例如，以小麦作为主要能量饲料的日粮与玉米型日粮比较就更易出现生物素缺乏。商品属性也赋予商品饲料重要的价值，饲料原料类型的改变有进也会有损用户已经习惯和喜好的商品特点，如色泽等。弥补营养亏缺和商品属性都会有成本增加。 6、适当的饲料加工工艺，保障酶制剂的应用效果 酶是蛋白质，除了极个别酶可以在90℃左右高温保持结构和功效的稳定，极大多数不具有耐受70℃以上高热的性质。没有经过特殊稳定性处理的酶制剂很难经受住制粒工艺而仍维持较高的活力，更不能适应膨化工艺。对于必须制粒或膨化的饲料，宜采用后喷工艺技术将饲用酶（液态）均匀添加到配合饲料中。 来源：网络 编辑：化工新材料技术荟集地 |
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