一种已测定的由多种酶组成的酶制剂方法

当前的酶由毫不相同的微生物生产，每一种微生物都会产生一系列的次要酶。鉴于每一种发酵反应均能释放多种不同的酶，因此该发酵终产物是一种极其复杂的混合型酶。

目前，大量来源不同的原料被用于动物饲料的配方中，虽然大多数原料作为日粮中的能源、氨基酸源或这两种物质的原料使用，但是每一种原料在以上述目的使用时也在饲料中带来特定比例的纤维。因此，单胃动物饲料是一种复杂的纤维混合物，这类纤维的主要成分为非淀粉多糖（Non-Starch Polysaccharides，NSP）。大多数饲料原料的NSP组分已经得到充分的鉴定，饲料原料中的NSP水平因农作物的种类及其生长条件的不同而存在显著的差异。其中，混合链-β-（1，3）-（1，4）-葡聚糖仅存在于谷物中，阿拉伯木聚糖通常存在于所有饲料原料中，但是大多数是非水溶性阿拉伯木聚糖（Water-Unextractable，WU）。然而，小颗粒谷物也可能含有大量的水溶性（Water-Extractable，WE）阿拉伯木聚糖，这会导致胃肠道内容物黏度的提高。另外，纤维素是一种常见的纤维组分，其在蔬菜中的含量要高于在谷物中的。果胶含有复杂的多糖类物质，如多聚半乳糖醛酸聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖、阿拉伯糖胶及半乳聚糖，它们仅存在于植物性饲料原料中。目前为止提及的所有类型的NSP都是植物细胞壁结构的天然组分，被称为结构性非淀粉性多糖（structural NSP，sNSP）。尽管水溶性sNSP数量有限，但是降解这些sNSP对避免肠道内容物黏度的提高至关重要。非水溶性sNSP组分的降解是从饲料基质中释放更多营养的需要，这些营养被包裹在植物细胞壁的纤维网中。

1 单胃动物的日粮需要复合酶制剂

上述所谈及的日粮复杂性、NSP的多样性及变异性清晰地表明，应该选择适宜的酶制剂，以便能针对日粮中尽可能多的潜在可降解物。因此，建议选择复合酶制剂，以使它的复杂性转化为广谱的降解活性，确保其能够产生更广泛的作用以此来提高饲料的营养价值。

建明工业公司已经开发了Kemzyme+酶制剂，旨在作用于单胃动物饲料中所有潜在的可降解物质，达到提高饲料营养价值的目的（图1）。此产品含有三种已确定的酶，可以降解结构性非淀粉多糖：β-葡聚糖酶、木聚糖酶及纤维素酶。另外，它还含有已确定的淀粉酶和蛋白酶（仅存在于干基配方中），这些酶能够增强对动物早期生长极为重要的内源性消化酶的作用。每一种已确定的活性酶均源自一种精选的菌株，此菌株能够大量产生特定的酶且在体外表现出优良性能。使用从单个微生物发酵产物中分离出的产品，可以灵活地生产出具有协同作用的最合适的复合酶制剂。然而，作为该酶制剂产品原料的每一种发酵产物均分别进行控制，以确保已确定的活性酶能够在每一批产品保持一致。复合配制的酶制剂能够产生涵盖大范围pH的更广泛的功能，可以针对特定NSP的各种形态，产生多种酶的协同作用及对天然酶抑制剂有拮抗性。

2 每一种微生物菌株可产生多种副产物

当某一种微生物用天然培养基进行培养时，它会产生一种可以降解其培养底物的广谱酶，以便吸收降解产物并进行自身增殖。虽然为了使主要的酶产物达到最高的水平而已经对发酵条件进行了优化，但是一种微生物仍能够产生多种不同的酶。这些未确定的酶通常被称为次要酶产品。就多种发酵产物的混合物而言，这意味着每一种组分都会产生其独有的次要酶产品，以致可以产生含42种酶的复合酶制剂。因此，这种产品是一种由真菌棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）、绿色木霉（Trichodenna viride）、里氏木霉（Trichoderma reesei）和细菌芽孢杆菌属淀粉降解菌（Bacillus arnyloliquefaciens）产生的多种酶的复合产品。

使用分子态的多种特异性酶，如各种类型的木聚糖酶，会带来一个重要的益处，是将会扩大酶对某一特定底物的作用范围。虽然这些酶可能存在着细微的差异，但是它们在特性上是连续的。这些益处可以在与商用酶产品在动物营养中的性能直接相关的多个方面得到证明。

3 拓宽酶作用的pH范围

每一种酶要发挥其最大的活性，均有自身特定的最佳pH范围。由于每一种酶均有其特有的最佳pH范围，当由里氏木霉菌产生的二种木聚糖酶Xynl和Xyn2混合后，由于每一种木聚糖酶有其各自最佳活性的最适pH范围，因此复合酶的最佳活性的总体pH范围要比单一的木聚糖酶的最佳pH范围更宽。考虑到饲料在消化吸收期间pH在2～8范围内波动，因此有必要使用由拥有不同的最佳pH的酶组成的复合酶。一种由真菌性酶（通常在酸性环境中能发挥最佳效果）和细菌性酶（通常在中性pH条件下活性最强）混合而成的复合酶，将能适应整个胃肠道的pH环境。

4 对底物较高的亲和力

虽然多种酶能够作用相同的底物，但是它们在底物选择性上存在的相对差异最终会导致其在体内的作用效果不同。由棘孢曲霉菌产生的木聚糖酶是作为一种次要的酶出现的，它仅作用于水溶性阿拉伯糖基木聚糖，在降低肠道消化糜的黏性方面有极强的功效。然而，要释放饲料基质中的营养，必须降解非水溶性阿拉伯糖基木聚糖。由里氏木霉菌产生的木聚糖酶能够分解水溶性和非水溶性阿拉伯糖基木聚糖。这种产品由两种木聚糖酶构成，能确保两种类型的阿拉伯糖基木聚糖得到高效的分解。

5 协同作用

植物性饲料原料中的碳水化合物极其复杂，大多数情况下要降解这种碳水化合物需要多种酶的协同作用。当具有不同特性的酶联合作用于同一底物时，它们能够协同作用。一个经典案例是由里氏木霉菌产生的纤维降解酶：虽然单独的纤维素酶就能作用于非晶态的纤维素，然而由纤维素酶、外切葡萄糖酶和β-葡萄糖苷酶组成的酶混合物也能降解结晶状纤维素，这些纤维素都是植物细胞壁结构的主要组分。

6 酶抑制剂

酶抑制剂几乎存在于所有重要的饲料原料中，它们也许能在很大程度上削弱外源性酶的功能。酶抑制剂的种类和含量因作物的品种和栽培条件的不同而存在较大的差异。然而，酶对这些天然抑制剂的敏感性主要取决于酶来自的微生物。小麦中的木聚糖酶抑制剂能够显著抑制芽孢杆菌所产木聚糖酶的活性；然而，木霉菌所产木聚糖酶的活性仅部分受到抑制，而棘孢曲霉菌生产木聚糖酶的活性根本不受限制。因此，由多重发酵产生的复合酶能够应对饲料原料中酶抑制剂的天然差异性。

原题名：A feed determined multi-enzyme approach（英文）

原作者：David Gonzalez Sanchez（建明工业欧洲公司技术服务经理）