创新技术揭示了酶如何降解油料饲料的NSP结构

2016-06-15郑书轩译自InternationalPoultryProductionVol231315陈建康罗静如制图表

国外畜牧学(猪与禽) 2016年5期

关键词：木糖细胞壁聚糖

郑书轩译自International Poultry Production，Vol.23，№6：13，15陈建康校　罗静如制图表

郑书轩译自International Poultry Production，Vol.23，№6：13，15
陈建康校罗静如制图表

全球畜牧养殖场正越来越大地面临着以合理的成本提高动物生产性能同时改善动物福利的压力。

因此，可以提高饲料中营养素生物利用率的饲料原料，在保障畜牧养殖场微薄的营业利润上起着重要的作用。

DSM-诺维信全球饲料联盟的Ninfa Rangel Pedersen博士最近带领其研究小组，开发了一种新型的方法，以观察酶是如何降解饲用油籽粕中非淀粉多糖（NSP）的结构的。

最新的评估表明，目前饲用酶的使用为全球饲料市场每年节省了30亿～50亿美元，Pedersen博士的发现对全球饲料行业产生了巨大的影响。

1　植物性蛋白源

自2001年起，欧盟立法限制在动物生产中用肉骨粉作为蛋白质原料，促使市场转向使用大豆粕（Soybean Meal，SBM）和其他植物蛋白型饲料原料。

SBM来自大豆油提炼行业，是一种高质量的蛋白质原料，这意味着其在植物蛋白粕的全球饲料市场中居主导地位。

然而，单胃动物无法消化它们摄入的高达50 %的SBM，因为这种饲料原料含有会干扰单胃动物消化过程的且不能被它们消化的成分，和/或单胃动物缺乏分解此饲料中重要成分的酶。

如果饲料没有被动物有效地消化，这对生产者和环境而言都是一种浪费。

大豆粕等植物蛋白源还包含各种抗营养因子，如丝氨酸蛋白酶抑制剂和凝集素，它们在单胃动物营养上具有毒性作用。

如芥花籽油（也被称之为油菜籽）、向日葵、棕榈仁、大豆都含有NSPs。

这些物质可能会影响饲料的消化和营养物质的吸收，因为单胃动物没有可以分解植物细胞胞壁中复杂结构物质的内源性酶。

或许影响油菜籽粕营养价值的最重要因素，是来自植物细胞壁的不可消化的酸和中性NSPs。

2　抗营养影响

为了促进消化，消除NSPs的抗营养作用，酶可以加入SBM中。

例如，DSM公司的Ronozyme VP产品——一种可降解NSPs的饲料添加剂，含一种独特的半纤维素酶和果胶酶的混合物，果胶酶由野生微生物（Aspergillus aculeatus，棘孢曲霉）发酵产生，以液体的或耐高温包被（CT）的形式提供。

Ronozyme VP对大豆中NSPs的作用是DSM-诺维信全球饲料联盟和丹麦哥本哈根大学合作进行的研究项目的主题。

在Pedersen博士的领导下，该项目正通过黏度测定、NSP分析、荧光显微镜检和示踪技术（抗体和免疫组织化学染色），研究由全球饲料联盟开发的Ronozyme VP对多种谷物和蛋白原料的作用。

3　更多的营养价值

Pedersen博士和她的研究小组创建了一种新型体外技术，目的是显示饲用酶如何能够从体内研究中已经证明能够增强动物生产性能的饲料中释放出更多的营养。

这项创新技术由于其通过一系列引人注目的图像使饲料行业能够更好理解饲用酶如何发挥作用而引起了人们极大的兴趣。

Pedersen博士解释：“饲料中最常用的谷物——如小麦、玉米和大麦的细胞壁结构和成分相对比较好理解。”

“大豆、油菜籽和向日葵籽等蛋白原料的细胞壁结构更复杂，然而我们还没有对其充分了解。对这些复杂结构的鉴别是学习怎样从这些原料中获取更多营养价值的先决条件。”

从本质上来说，这些植物的细胞壁由果胶、纤维素和半纤维素（木糖葡萄糖和甘露聚糖）组成。它们的结构在具体组成上存在差异，它们的果胶含量也如此，SBM含6 %的果胶，油菜籽粉则含9 %，而向日葵籽仅含5 %。

“众所周知，饲用油菜籽粕的NSP含量会影响结合水的比率，进而会增加其在肠道内的黏度，并会降低营养物的吸收率。它也会引发垫料潮湿的问题。”Pedersen博士继续说，"谷物中的阿拉伯木聚糖和葡聚糖以及它们在家禽生产中产生的黏度问题已经引起了人们的广泛关注，但是至今为止人们对蛋白源中的果胶和半纤维素含量及它们对家禽生产性能和垫料质量的影响关注极少。”

如果依次利用NSP降解酶以产生最大的影响，那么充分了解NSPs的特性是十分必要的。这就需要更好地掌握各种植物细胞壁的化学结构。

传统观点认为原始的油提炼工艺极其苛刻，以致它能够完全降解蛋白型细胞壁的结构。

因此，据估计进一步的酶促降解作用并不是使蛋白源释放更多营养物的先决条件。然而，Pedersen博士的研究获得了一些不同的结果。