饲用脂肪酶在动物生产中的研究应用

李 敬，李玉林，赵迎春，韩建星

（宁夏夏盛实业集团有限公司，北京 100101）

脂肪酶是一类能够催化长链脂肪酸甘油酯水解的酶，在脂质代谢过程中发挥着重要的作用。它广泛存在于动植物以及微生物中，由于微生物脂肪酶的资源极其丰富，种类繁多，且具有较宽的pH值作用范围和温度范围，因此，适于进行工业化规模生产和获取高纯度制剂。经研究发现，细菌、酵母及霉菌等均可大量产生脂肪酶，现已公布的36种不同来源的商业化脂肪酶中，有19种来源于真菌，8种来源于细菌。随着生物技术和酶工程研究的突破性进展，微生物脂肪酶已成为重要的工业用酶，普遍用于制革、食品、医药、洗涤剂、化工等传统工业领域，但在动物生产中的应用还处于初级阶段。随着人们生活品质的提高和畜牧业的快速发展，越来越多的人开始关注食品安全方面的问题，因此开发新型绿色饲料添加剂，提高饲料转化率，节约饲料资源等已成为饲料行业发展的重中之重。

1 脂肪酶的酶学特性

1.1 脂肪酶的理化性质 脂肪酶（Lipase，EC 3.1.3.3）是催化甘油三酯水解的一类酶的总称，可催化甘油三酯水解生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。目前，已发现的脂肪酶相对分子质量大多在30～40kDa之间，等电点在3.7～9.7之间，酶蛋白分子含有一到几个亚基。与动植物脂肪酶相比，微生物脂肪酶来源丰富，且具有更宽的反应pH值和适宜的温度范围以及更强的底物专一性。然而，微生物脂肪酶的来源不同，其最适pH值和作用温度，pH值稳定性以及耐热性也存在差异。一般来说，微生物脂肪酶的最适pH值大多为中性，其最适pH值范围与微生物种属无明显相关性。真菌脂肪酶的最适作用温度相对较低，而细菌脂肪酶则比较耐热。

1.2 脂肪酶的催化特性 脂肪酶在常温、常压温和的条件下就能催化不溶性酯的水解、醇解、酯化、转酯化以及酯类的逆向合成等多种生化反应。脂肪酶在催化过程中具有高效的催化活性和高度专一性，

影响酶催化效果的因素主要有底物、反应时间、温度、pH值、溶剂以及底物等。脂肪酶的来源不同，其最适的催化体系和活性也不同，目前研究比较多的是假丝褶皱酵母脂肪酶、假单胞菌脂肪酶、猪胰脂肪酶、黑曲霉脂肪酶、异常毕赤酵母脂肪酶以及根霉菌脂肪酶等。很多研究发现，脂肪酶具有界面催化特性，即在油水界面上能够催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换等多种有机合成反应，而这也是脂肪酶区别于其他生物酶的一个特征。

2 脂肪酶在机体中的作用机理

脂肪是动物体内主要的供能和储能物质，也是构成细胞膜的必需物质，它可以促进脂溶性维生素和某些激素的吸收和利用。同时，在脂肪酶的作用下，脂肪可分解产生甘油和脂肪酸供机体利用，其中酶解产生的某些脂肪酸与动物大脑、免疫系统乃至生殖系统都息息相关。脂肪酶在生物体新陈代谢过程中发挥着重要作用，它可维持正常的脂肪沉积，参与脂肪代谢的整个过程，防止脂肪过剩或不足造成的代谢紊乱或病变。

3 在动物生产上的应用

3.1 增强幼龄动物消化能力，降低腹泻风险 脂肪酶是脂肪代谢最基本的酶，在饲料中添加外源脂肪酶可补充幼龄动物内源消化酶的不足，提高脂肪利用率，促进动物生长，降低腹泻率。有研究显示，幼龄畜禽胰腺脂肪酶分泌不足，可导致其对饲料中的脂肪利用率较低，由此造成饲料浪费，增加生产成本。时本利（2010）研究显示：添加脂肪酶200g/t（全价料）后可显著降低断奶仔猪的料重比，降低仔猪腹泻率。许多研究报道都证实，添加外源蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶等消化酶可有效缓解仔猪的断奶营养应激。

3.2 提高饲料中的油脂利用率，节约能量饲料资源 脂肪是动物生长过程中重要的能量来源，但动物体一般对常规能量饲料中的脂肪利用率较低，且对外源油脂不能完全利用，因此造成资源浪费。在饲料中添加脂肪酶，可提高动物对饲料中脂肪和油脂的利用率。有研究显示，在含有植物性油脂的断奶仔猪饲粮中添加0.02%的脂肪酶，可以显著提高仔猪日增重和日采食量。秦鹏（2003）研究发现，添加乳化剂和脂肪酶可以显著提高肉仔鸡的平均日增重和粗脂肪利用。杨新文等（2010）研究显示：在含有10%脂肪的南方鲇饲料中添加0.3g/kg的脂肪酶，可显著提高机体胰脂肪酶的活力，提高脂肪消化率，改善饲料养分吸收。但饲料中添加脂肪酶也会加快脂肪水解速度，降低饲料的贮藏稳定性。

3.3 提高动物生产性能，改善动物健康 脂肪酶能将脂肪水解为游离脂肪酸、甘油和甘油单酯供动物吸收利用。奚刚等（1999）研究认为，在饲粮中添加外源酶后可显著影响内源消化酶的活性，且易受动物品种和饲粮类型的影响。Dierick等（2002）在模拟体外试验中发现，适量添加脂肪酶能够部分释放中链脂肪酸，这些中链脂肪酸对一些消化道有害菌的生长具有显著的抑制作用，并起到类似抗生素的作用。还有研究认为，添加脂肪酶后可以提高油脂类饲料原料的能量利用率，改善饲料适口性，增加畜禽采食量，从而提高动物生产性能。

4 存在的问题及展望

随着分子生物学和生物工程的快速发展，目前通过诱变、基因工程以及细胞融合等生物手段可以获得高产菌株。对这些产酶菌株进行进一步改良和优化现已成为人们关注的焦点。然而，筛选高产菌株，达到稳定高效的产酶工艺，实现规模化生产，还需更深入地研究。近几年来，外源脂肪酶已被人们广泛使用到饲料中。与内源脂肪酶相比，其作用pH值范围广，稳定性和活性更高，能克服动物内源脂肪酶pH值范围适应性不足的缺陷，但如何确定外源脂肪酶在饲料中的合理添加量，维持其在肠道中的稳定性，以及其在动物体内发挥作用的机理和作用效果还需要大量的研究证实。在饲料和养殖业良性发展的情况下，合理开发和利用新型饲用酶制剂将会有一个更广阔的发展前景。

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