復合酶的作用機理

付文友 · 發表于 2009-5-5 16:59:41

復合酶的作用機理

飼用復合酶是一類新型的活性飼料添加劑。
飼用復合酶的組成：酸性蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶（半纖維素）、CMC纖維素酶、β－葡聚糖酶、果膠酶等。如果以單酶制劑劃分，可分為消化酶（內源酶）和非消化酶（外源酶）兩大類。
消化酶類：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶。
非消化酶：纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、β－葡聚糖酶。
作用機理
1．
消除飼料中因果膠、纖維素、半纖維素引起的抗營養因子。
（木聚糖，是一種多聚五碳糖，是植物半纖維素的重要組成部分，它占植物碳水化合物總量的三分之一，在自然界中是繼纖維素之后含量第二豐富的再生生物質資源，它存于陸生植物的細胞壁中，幾乎植株的所有部位含有它。木聚糖是一種雜合多聚分子。木聚糖酶可將木聚糖降解成低聚糖和木糖。）
任何一種飼料主要由（大麥、黑麥、燕麥）谷類植物原料組成，飼料中的營養物質是儲存在細胞內，細胞之間有果膠連接。在粉碎飼料時只能破壞部分細胞壁，大部分營養物質仍在細胞內，影響畜禽消化吸收。
飼用復合酶作用的第一步是果膠酶作用細胞之間的果膠，使細胞之間互相分離；第二步是纖維素酶（C1酶、CX酶、β－葡萄糖苷酶）與半纖維素酶(木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳聚糖酶)作用細胞壁，使細胞壁破裂，使淀粉、蛋白質與脂肪從細胞內釋放出來，分別再經淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶的作用，成為可溶性的葡萄糖、氨基酸、脂肪酸被腸壁迅速吸收，使原來在大腸吸收的能量和蛋白質幾乎全部轉移到小腸吸收，從而提高了養分在消化道中的利用率，減少動物糞便排泄量，繼而減少環境污染。
2．
消除β－甘露聚糖與α－半乳糖苷引起的抗營養因子。
β－甘露聚糖及其衍生物是豆科植物細胞壁的主要成分之一，在飼料中含有β－甘露聚糖能抑制動物胰島素的釋放，影響糖代謝與畜禽對葡萄糖與水分的吸收。β－甘露聚糖酶可消除豆粕中β－甘露聚糖對胰島素的抑制作用，提高動物對胰島素的釋放，促進糖代謝，提高飼料利用率。
飼料中的α－半乳糖苷不能被動物消化吸收，增加小腸內容物的持水量，在后腸道被厭氧菌發酵產生二氧化碳等氣體，引起消化不良，腹瀉腹痛等。α－半乳糖苷酶能使α－半乳糖苷水解成半乳糖，被腸道內有益微生物利用吸收，從而解除了由α－半乳糖苷引起的抗營養因子。
3．
降低飼料粘度。
在大麥、黑麥、燕麥中含有較高的β－1.3，1.4葡萄糖，大麥中的含量為3.9%-4.5%，它吸水性強，粘度大，用這些飼糧作飼料會使動物消化道內的食糜粘度增大，使養分從日糧中溶出速度減緩，飼用復合酶中含有β－1.3，1.4葡萄糖酶可以降低食糜粘度，提高飼料消化率。
4．
補充內源酶不足，激活內源酶分泌。
動物自身能分泌淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，但幼小畜禽消化系統不健全，各種消化酶分泌不足，因此在幼小畜禽飼料中添加淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶能提高飼料消化率，減少消化道疾病發生，抑制瀉痢，促進生長發育。
△
淀粉酶——能催化外界淀粉水解，形成糊精或麥芽糖（雙糖），最后水解成單糖、葡萄糖，就容易被微生物、畜禽吸收利用。
淀粉大分子化合物，是許多葡萄糖分子聯接起來形成的。淀粉化學結構有兩類：一類是直鏈淀粉，分子中含有約200個葡萄糖單位；二類是支鏈淀粉，分子中含有約1000多個葡萄糖單位。

淀粉

淀粉酶、糖化酶

（異麥芽低聚糖）

葡萄糖+少量低聚糖

性質不同的淀粉酶對淀粉的作用方式不同。例如：枯草桿菌淀粉酶只能把淀粉分子拆開，成為較短葡萄糖鏈，這種短鏈叫做糊精。這種只能使淀粉水解成為糊精的酶，稱為液化型淀粉酶。這個過程就是淀粉液化。它是淀粉的必經過程。又如黑曲霉、紅曲霉產生的淀粉酶，可從淀粉或糊精分子的非還原端，把糊精分子一個一個地水解下來。這種能水解淀粉或糊精為葡萄糖的酶稱糖化型淀粉酶。這個作用過程叫糖化。
由于淀粉酶有這種作用，所以農產品加工上應用于淀粉糖化。
△
蛋白質質水解酶：蛋白質水解在微生物體內普遍存在，能催化大分子蛋白質，其過程是：
蛋白質逐步降解為：蛋白質→月示→胨→肽小肽→氨基酸
肽類一般由幾個至十幾個氨基酸組成。
水解蛋白質的酶有兩大類：
一是蛋白酶。能水解蛋白質為多肽和簡單的肽。
二是肽酶。它主要是胞內酶，也有少量氨基酸，也能釋放于胞外，能水解肽類為游離氨基酸。

蛋白酶

蛋白質

氨基酸小肽

但大部分肽酶需要Mn(錳)、Mg(鎂)、Co(鈷)、Fe(鐵)或Zn(鋅)離子化為活性基。
△
脂肪酶：可使脂肪水解，變成微生物，畜禽類容易吸收的脂肪酶、甘油。

脂肪

脂肪酸+單酸甘油脂

脂肪酶

5．
減少畜禽糞便對環境的污染。
酶制劑是一種能提高飼料利用率、減少畜禽糞便對環境的污染的生物活性物質。飼料轉化率提高0.25個單位，可以減少氮、磷的排出量5%-10%(Coffey)。飼料中尤其是植物性飼料中含有許多抗營養因子，如植酸、單寧、胰蛋白抑制劑因子、非淀粉多糖(NSP)等，飼料中添加酶制劑可以補充動物的內源酶，消除相應的抗營養因子，提高飼料利用率，同時減少糞便中營養物質的含量，減輕畜禽糞便對環境的污染。