养殖业脂肪酶运用范文

脂肪酶(Lipase，EC3．1．1．3)，又称三酰甘油酰基水解酶，是一类分解和合成脂肪的酶，它不仅可以催化酯水解反应还可以催化酯合成反应和转酯反应。作为重要的工业用酶，广泛应用于食品加工及食品风味改良、油脂工业、皮革绢纺原料脱脂、洗涤工业、医药、饲料工业及生物能源等方面。饲用脂肪酶属于消化酶，在生物体内具有相当重要的生理功能，外源脂肪需要经过脂肪酶消化分解后才能透过细胞膜。体内脂肪的储藏和动用也少不了脂肪酶，脂肪酶也参与细胞内脂类代谢。由于脂肪酶结构和性质的多样性、稳定性较差、底物不溶于水、提纯困难，以及生产成本较高等问题，其研究和应用相对蛋白酶和淀粉酶要少，在饲料中的应用研究还处于起步阶段。

1脂肪酶的来源

脂肪酶广泛存在于许多动植物及微生物中，尤其在微生物中有着广泛的分布，目前已知有细菌28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属共计达65个属的微生物产脂肪酶。由于微生物脂肪酶种类多，作用温度及pH值范围比动植物脂肪酶广，底物专一性高，且便于工业生产以获得较高纯度的酶制剂，已成为工业生产脂肪酶的主要来源，关于脂肪酶在工业应用的研究也越来越多。

2脂肪酶的性质

脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应。除此之外，还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，如在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶促合成和酯交换。脂肪酶的催化反应特性主要包括最佳温度与pH值、温度与pH值稳定性、水解位点专一性与底物脂肪酸种类专一性等几个方面。微生物脂肪酶一般易溶于水，不溶于乙醇，通常pH值3.5～7.5时水解能力较强，部分脂肪酶pH值2.0时仍有稳定的活性。最适酶解温度在38℃～45℃之间。脂肪酶的一个最显著的特点是它不同于其他多数水解酶的催化特性，即该酶催化的水解反应是一种非均相体系，水溶性的酶在底物(水不溶性)和水的界面上催化底物反应，对水溶性底物不起催化作用。

3饲料中添加饲用脂肪酶的必要性

脂肪参与动物机体构成，是重要的供能、储能物质，提供必需脂肪酸，具有调节机体代谢等营养生理作用，是动物必需的营养物质。脂肪的能量含量是碳水化合物和蛋白质的2．25倍，在动物饲粮中添加脂肪，不仅可以满足动物对较高能量浓度的要求，而且还具有额外能量效应，能提高饲粮能量利用效率，增加饲粮净能值，提高动物生产性能，缓减冷热环境应激对动物生产性能的影响；同时，脂肪是脂溶性维生素、色素等的溶剂，可促进这些物质的吸收和利用，有利于动物皮肤、脚胫、蛋黄的着色；添加富含多不饱和脂肪酸的特殊油脂还可使动物富集特殊的多不饱和脂肪酸如DHA、EPA而生产出具有特定保健价值的动物产品；添加脂肪不仅具有以上营养性功能，而且还具有一些非营养性功能，如减少饲料厂粉尘、改善饲料外观、减少饲料机械的磨损、延长使用寿命、降低生产成本。因此，脂肪是幼龄、快速生长、高产动物饲料中必须的重要饲料原料。脂肪酶在脂质代谢中发挥重要作用，是脂肪消化利用最基本的酶，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。单胃动物自身能够分泌脂肪酶，但幼龄动物消化机能不健全，内源消化酶分泌不足，脂肪消化吸收率低，适当补加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等制剂补充其内源酶的不足，可提高饲料的消化率。家禽出壳时胰腺脂肪酶活性很低，随着日龄增长，其活性逐渐升高。Freeman报道，肉鸡出壳时对动物脂肪的消化率很低，1～8周龄期间逐渐升高。与此同时，脂肪消化利用率还与脂肪酸链的长短、甘油三酯连接的位置以及油脂中脂肪酸的饱和程度相关。在饲粮中添加脂肪酶的价值在于靶向解决动物内源消化酶不足，以提高脂肪消化吸收利用，减少动物肠道疾病发生，提高饲粮中脂肪能量利用率，促进脂溶性维生素吸收，发挥动物生产潜力、降低饲料成本。为此，关注饲料中油脂的消化吸收不仅仅是提高脂肪营养的效率，还是饲料整体效能提高的重要环节。

4饲料中添加脂肪酶的意义

脂肪酶能有效地提高猪、鸡、鸭、鱼等在生长过程中对于脂肪的吸收和利用，提高动物饲粮中能量的利用率，同时补充部分必需营养物质如必需脂肪酸、脂溶性维生素、色素等。①补充动物内源消化酶的不足，尤其幼龄动物，胃肠道发育不完善，脂肪酶分泌不足，补充脂肪酶，可提高幼龄动物的消化能力，为后期的生长奠定基础。研究表明，家禽胰腺中的脂肪酶活性及胆汁分泌量随日龄的增加而升高，1～8周龄时消化脂肪的能力逐渐提高。在畜禽饲粮中添加脂肪酶，有利于补充特殊生理阶段动物内源消化酶的不足，特别是在幼禽、幼畜日粮中添加外源性脂肪酶，能补充因消化机能尚未发育健全，内源性消化酶分泌量的不足。②提高饲料脂肪消化利用率，提高饲料转化率。外源性脂肪酶可提高饲料中的脂肪消化率，特别是可显著提高含脂量高的饲料，如全脂米糠、高油玉米、干苜蓿粉、血饼、饼粕等，可提高能量饲料原料的表观消化能5％～11％，猪、禽增重速度4％～10％，饲料利用率2%～7%，减少粪便排泄量。③减少仔猪断奶应激，显著降低仔猪腹泻率，减少仔猪消化道疾病。提高仔猪成活率。④饲料中添加脂肪酶可改善动物的皮毛状态，使毛皮看起来更有光泽度。⑤高脂肪含量的饲料中，容易造成颗粒料生产加工困难，更容易造成家禽对脂肪的利用不全，导致动物拉稀等症状，因此更有必要在高能饲料中添加脂肪酶，以提高动物对脂肪的利用，保障动物健康，提高日增重和生产性能。⑥促进脂溶性维生素和其他微量元素的吸收利用，改善肉蛋奶产品质量。

5饲用脂肪酶应用效果

饲料中合理添加脂肪酶可提高饲料利用率，降低饲料和养殖成本，提高经济效益。在禽饲料中添加脂肪酶可以使仔鸡对脂肪的表观利用率显著提高，脂肪的能量价值提高，可以直接沉积在体脂内，减少由日粮碳水化合物合成体脂的能量消耗。奚刚等报道，酶制剂能提高脂肪的表观利用率，混合酶制剂对丝毛乌骨鸡的粗脂肪利用率显著提高可达到86％。李杰等认为肉鸡具有较快的生长速度不仅与采食量有关，较高的能量和粗蛋白质利用率也是促进快速生长的重要因素，添加脂肪酶可以提高蛋白质的消化率。因此，脂肪酶可以提高肉仔鸡对饲料养分的利用率，促进养分的消化吸收，从而促进肉仔鸡的生长。饲用脂肪酶(脂宝酵素)在对肉鸡、肉鸭等进行饲喂效果研究表明：在降低饲料代谢能的前提下添加脂肪酶综合效益最高，可以保持与常规日粮的生产性能基本一致，甚至略优于常规日粮。适量添加脂肪酶可提高肉鸡、肉鸭等的生长性能，降低料肉比，降低饲料成本，据估算每吨饲料可节约成本10～30元，对于大型饲料厂和养殖户无疑具有可观的前景。Knarreborg等研究了鸡体外和体内胰脂肪酶活性与非共轭胆汁酸，以及肠道pH值间的相互关系。结果表明非共轭胆汁酸能明显地抑制脂肪酶的活性，而且具有pH值依赖性。这为进一步研究脂肪酶进入动物体内的作用机理奠定了基础。有研究表明，仔猪断奶后内源消化酶分泌量普遍下降。添加外源脂肪酶、蛋白酶等消化酶被认为是缓减仔猪断奶营养应激引起的“仔猪断奶综合征”的有效手段，国内外已有较多的相关实验报道。Dierick等用4种中链脂肪和6种脂肪酶，在模拟胃环境(37℃，pH值3～6，3小时)下的组合水解试验表明，适量添加脂肪酶能部分释放中链脂肪酸，这些中链脂肪酸对一些消化道要害徽生物的生长具有显著的抑制作用，起到类似抗生素的作用。由此推测，脂肪和脂肪酶的合理组合可能起到降低仔猪饲料中抗生素使用量的作用。

6饲用脂肪酶制剂研究开发和推广应用中存在的问题

6.1现有脂肪酶制剂的活性低、成本高。与国外相比，我国对脂肪酶的研究和开发较晚，而且前期工业化的微生物脂肪酶制剂种类有限，技术相对落后，存在酶活不高、稳定性较差以及生产成本较高等问题，因此在饲料中的应用研究还处于起步阶段。如果能开发出更多如禾本脂宝酵素的高酶活产品，必将会降低脂肪酶制剂生产和使用的成本，促进其在我国大规模的推广与应用。

6.2饲用脂肪酶稳定性有待提高。酶制剂本身的稳定性是影响饲用酶制剂产品质量的最关键因素。影响酶稳定性的因素主要包括水分活度、饲料颗粒化过程高温、高压、高湿的影响以及消化道内pH值。由于对热不稳定，在生产后处理、储存、运输等过程中有较大的损失，造成了其应用的局限性，因此研究和改善酶分子的稳定性具有重大的理论和应用价值。对饲用脂肪酶(脂宝酵素)进行耐温性和储存稳定性试验表明：该酶在85℃制粒后酶活残留率达到85％以上；储存1年仍能保持90％左右的酶活力，说明了饲用脂肪酶具有较好的热稳定性和储存稳定性。同时，现有很多商品化脂肪酶产品，其pH值稳定性多在中性偏碱范围内，对酸的耐受性较差，而添加于饲料中的脂肪酶必须要经过胃肠道的酸性条件及达到内源酶的水解作用位点，并能够在作用位点的pH值范围内具有较高的活性，因此，绝大多数已实现商品化生产的脂肪酶并不适合于饲料工业。通过对饲用脂肪酶最佳pH研究表明：该脂肪酶pH活性范围广，在pH3～11之间都有较高酶活(酶活残留率80％以上)，最适pH为7.5，因此能在动物消化道内更好的发挥作用。此外，研究表明，饲料中添加脂肪酶可能加快饲料中原有脂肪的分解，影响饲料的储存稳定性以及饲料风味，这有待后续研究证实。

6.3根据畜禽种类、畜禽年龄、日粮脂肪组成等研究合理的脂肪酶应用方案。不同动物品种和不同生长阶段，动物体内的酶种类和数量并不相同，因此根据不同动物和不同生长发育阶段及不同生产用途，适时适量的选用脂肪酶制剂；根据不同类型日粮的特点，设计饲用脂肪酶的酶种组成和活性含量。

6.4完善脂肪酶制剂活力检测方法。目前许多酶制剂产品的酶活性检测方法不统一，不同产品缺乏可比性，尤其是饲料产品加工生产后的酶活性测定方法。因此，建立全行业通用的标准化的酶活测定方法是开发可比较的饲用酶制剂产品的关键。

7展望

饲料酶制剂已在新型饲料资源开发利用、降低饲料配方成本、提高饲料消化率和减少畜禽污染物排放等方面发挥了巨大作用，但其潜能尚远未发挥，特别是脂肪酶在饲料中的应用正处于起步阶段。添加脂肪酶有利于补充特殊生理阶段动物内源消化酶的不足，提高饲料脂肪的消化，缓解营养应激，促进动物生长。脂肪酶来源不同，导致结构和性质的多样性、不稳定性，使脂肪酶研究进展较慢。因此，筛选具有新特性的活力高、产量高的脂肪酶菌种，优化发酵及后处理加工工艺降低生产成本，同时深入开展脂肪酶在饲料中的应用研究是十分必要的。