复合酶的作用机理

付文友 · 发表于 2009-5-5 16:59:41

复合酶的作用机理

饲用复合酶是一类新型的活性饲料添加剂。
饲用复合酶的组成：酸性蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶（半纤维素）、CMC纤维素酶、β－葡聚糖酶、果胶酶等。如果以单酶制剂划分，可分为消化酶（内源酶）和非消化酶（外源酶）两大类。
消化酶类：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶。
非消化酶：纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、β－葡聚糖酶。
作用机理
1．
消除饲料中因果胶、纤维素、半纤维素引起的抗营养因子。
（木聚糖，是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的重要组成部分，它占植物碳水化合物总量的三分之一，在自然界中是继纤维素之后含量第二丰富的再生生物质资源，它存于陆生植物的细胞壁中，几乎植株的所有部位含有它。木聚糖是一种杂合多聚分子。木聚糖酶可将木聚糖降解成低聚糖和木糖。）
任何一种饲料主要由（大麦、黑麦、燕麦）谷类植物原料组成，饲料中的营养物质是储存在细胞内，细胞之间有果胶连接。在粉碎饲料时只能破坏部分细胞壁，大部分营养物质仍在细胞内，影响畜禽消化吸收。
饲用复合酶作用的第一步是果胶酶作用细胞之间的果胶，使细胞之间互相分离；第二步是纤维素酶（C1酶、CX酶、β－葡萄糖苷酶）与半纤维素酶(木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳聚糖酶)作用细胞壁，使细胞壁破裂，使淀粉、蛋白质与脂肪从细胞内释放出来，分别再经淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶的作用，成为可溶性的葡萄糖、氨基酸、脂肪酸被肠壁迅速吸收，使原来在大肠吸收的能量和蛋白质几乎全部转移到小肠吸收，从而提高了养分在消化道中的利用率，减少动物粪便排泄量，继而减少环境污染。
2．
消除β－甘露聚糖与α－半乳糖苷引起的抗营养因子。
β－甘露聚糖及其衍生物是豆科植物细胞壁的主要成分之一，在饲料中含有β－甘露聚糖能抑制动物胰岛素的释放，影响糖代谢与畜禽对葡萄糖与水分的吸收。β－甘露聚糖酶可消除豆粕中β－甘露聚糖对胰岛素的抑制作用，提高动物对胰岛素的释放，促进糖代谢，提高饲料利用率。
饲料中的α－半乳糖苷不能被动物消化吸收，增加小肠内容物的持水量，在后肠道被厌氧菌发酵产生二氧化碳等气体，引起消化不良，腹泻腹痛等。α－半乳糖苷酶能使α－半乳糖苷水解成半乳糖，被肠道内有益微生物利用吸收，从而解除了由α－半乳糖苷引起的抗营养因子。
3．
降低饲料粘度。
在大麦、黑麦、燕麦中含有较高的β－1.3，1.4葡萄糖，大麦中的含量为3.9%-4.5%，它吸水性强，粘度大，用这些饲粮作饲料会使动物消化道内的食糜粘度增大，使养分从日粮中溶出速度减缓，饲用复合酶中含有β－1.3，1.4葡萄糖酶可以降低食糜粘度，提高饲料消化率。
4．
补充内源酶不足，激活内源酶分泌。
动物自身能分泌淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，但幼小畜禽消化系统不健全，各种消化酶分泌不足，因此在幼小畜禽饲料中添加淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶能提高饲料消化率，减少消化道疾病发生，抑制泻痢，促进生长发育。
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淀粉酶——能催化外界淀粉水解，形成糊精或麦芽糖（双糖），最后水解成单糖、葡萄糖，就容易被微生物、畜禽吸收利用。
淀粉大分子化合物，是许多葡萄糖分子联接起来形成的。淀粉化学结构有两类：一类是直链淀粉，分子中含有约200个葡萄糖单位；二类是支链淀粉，分子中含有约1000多个葡萄糖单位。

淀粉

淀粉酶、糖化酶

（异麦芽低聚糖）

葡萄糖+少量低聚糖

性质不同的淀粉酶对淀粉的作用方式不同。例如：枯草杆菌淀粉酶只能把淀粉分子拆开，成为较短葡萄糖链，这种短链叫做糊精。这种只能使淀粉水解成为糊精的酶，称为液化型淀粉酶。这个过程就是淀粉液化。它是淀粉的必经过程。又如黑曲霉、红曲霉产生的淀粉酶，可从淀粉或糊精分子的非还原端，把糊精分子一个一个地水解下来。这种能水解淀粉或糊精为葡萄糖的酶称糖化型淀粉酶。这个作用过程叫糖化。
由于淀粉酶有这种作用，所以农产品加工上应用于淀粉糖化。
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蛋白质质水解酶：蛋白质水解在微生物体内普遍存在，能催化大分子蛋白质，其过程是：
蛋白质逐步降解为：蛋白质→月示→胨→肽小肽→氨基酸
肽类一般由几个至十几个氨基酸组成。
水解蛋白质的酶有两大类：
一是蛋白酶。能水解蛋白质为多肽和简单的肽。
二是肽酶。它主要是胞内酶，也有少量氨基酸，也能释放于胞外，能水解肽类为游离氨基酸。

蛋白酶

蛋白质

氨基酸小肽

但大部分肽酶需要Mn(锰)、Mg(镁)、Co(钴)、Fe(铁)或Zn(锌)离子化为活性基。
△
脂肪酶：可使脂肪水解，变成微生物，畜禽类容易吸收的脂肪酶、甘油。

脂肪

脂肪酸+单酸甘油脂

脂肪酶

5．
减少畜禽粪便对环境的污染。
酶制剂是一种能提高饲料利用率、减少畜禽粪便对环境的污染的生物活性物质。饲料转化率提高0.25个单位，可以减少氮、磷的排出量5%-10%(Coffey)。饲料中尤其是植物性饲料中含有许多抗营养因子，如植酸、单宁、胰蛋白抑制剂因子、非淀粉多糖(NSP)等，饲料中添加酶制剂可以补充动物的内源酶，消除相应的抗营养因子，提高饲料利用率，同时减少粪便中营养物质的含量，减轻畜禽粪便对环境的污染。