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NSP基本概念


NSP基本概念

碳水化合物的构成与分类

碳水化合物
半纤维素
D木 糖 D甘 露 糖 D葡 萄 糖 D半 乳 糖 4-氧 甲 L-阿 基- L-鼠 L-岩 拉 李 藻 D伯 糖 糖 葡 糖 萄 糖 醛 酸

果 胶

纤 维 素

淀粉类

r />NSP

豆粕中的非淀粉多糖的分类,
50-55 % Pectins 胶质 Arabinogalactans 阿拉伯半乳糖 Galacturonans 半乳糖

220 g/kg

Xylo-galacturonans 木聚半乳糖 Rhamno-galacturonans α-半乳糖

20-30 % Cellulose 纤维素 8 % Hemicellulose 半纤维素

Xyloglucans 木聚糖 ?-mannans ?-甘露聚糖

Sources: Brillouet & Carré, 1983; Bach-Knudsen, 1997; Huisman et al., 1998

碳水化合物
? 1812年,俄罗斯化学家报告,植物中碳水化合 物存在的形式主要是淀粉,在稀酸中加热可水 解为葡萄糖。1884年,另一科学家指出,碳水 化合物含有一定比例的C、H、O三种元素,其 中H和O的比例恰好与水相同为2:1,好像碳 和水的化合物,故称此类化合物为碳水化合物, 这一名称,一直沿用至今。 ? 碳水化合物分单糖、二糖、低聚糖、多糖四类。 糖的结合物有糖脂、糖蛋白、蛋白多糖三类。 ? 淀粉类多糖、非淀粉多糖

非淀粉多糖
? 非淀粉多糖 ? 英文:(non-starch polysaccharides) ? 复合碳水化合物的一种, 在植物里找 到。 ? 化学式 (C6H10O5)n ? 近年来有人认为非淀粉多糖由纤维素, 果胶,半纤维素(阿拉伯木聚糖, β-葡聚 糖,甘露聚糖等),糖醛酸,木质素等类 别构成。

纤维素

?

? ?

纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。 是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多 糖,占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%,为天然的最 纯纤维素来源。一般木材中,纤维素占40~50%,还有10~30%的半纤维素和 20~30%的木质素。 纤维素大分子的基环是D-葡萄糖以β-1,4糖苷键组成的大分子多糖,分子量约 50000~2500000,相当于300~15000个葡萄糖基脱水葡萄糖,其分子式为: (C6H10O5)n。 α-纤维素通常大部分是结晶性纤维素,β-纤维素,γ-纤维素在化学上除含有纤 维素以外,还含有各种多糖类

半纤维素

? 半纤维素 hemicellulose 植物细胞壁中与纤维素紧密结合的几 种不同类型多糖混合物。包括木聚糖、木葡聚糖和半乳葡萄 甘露聚糖等。 ? 半纤维素(hemicellulose):是由几种不同类型的单糖构成的异 质多聚体,这些糖是五碳糖和六碳糖,包括木糖、阿伯糖、 甘露糖和半乳糖等。半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的 50%,它结合在纤维素微纤维的表面,并且相互连接,这些 纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。

木质素、纤维素与半纤维素的构成示意图

木质素、纤维素与半纤维素的构成示意图

半纤维素
? 构成半纤维素的糖基主要有D-木糖、D-甘露 糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4氧甲基-D-葡萄糖醛酸及少量L-鼠李糖、L-岩 藻糖等。半纤维素主要分为三类,即聚木糖 类、聚葡萄甘露糖类和聚半乳糖葡萄甘露糖 类。

木糖
? 木糖 xylose 。戊糖的一种,在自然界中经常以吡喃 环的形式存在,这种形式的木糖与吡喃型的葡萄糖 非常相似。 ? 天然D-木糖是以多糖的形态存在于植物中。在细菌 中有的能利用D-木糖为碳源,曾试图利用它作为发 酵培养基的成分。在动物中羊几乎能完全地利用木 糖,而猪仅能利用不超过70%。以木糖饲养大鼠可 引起白内障。 ? 相对分子质量:150.14。木糖为细针状晶体,外观白 色细小结晶或粉末,味甜,甜度相当于蔗糖的0.7; 熔点为153~154℃,有变旋现象; 20℃时溶解度为 100g水中可溶解木糖51.24g。 ? 不被消化吸收,没有能量值,作为无热量甜味剂, 适用于肥胖及糖尿病患者。 ? 活化人体肠道内的双岐杆菌并促其生长,食用木糖 能改善人体的微生物环境,提高机体的免疫能力。

D-木糖结构式

木聚糖
? 木聚糖 英文名称:xylan 。木聚糖的结构是一种多 聚五碳糖,由D-木糖通过β-1,4连接而成的产物, 是植物细胞壁中半纤维素的组分。 ? 广泛分布于显花植物,常以糖苷或游离状态存在 于树皮、果实、木质、叶、根、树脂提取液中。 ? 木聚糖是植物细胞中主要的半纤维素成分,占植 物细胞干重的35%,是一种丰富的生物质资源,是 自然界中除纤维素之外含量最丰富的多糖。 ? 然而自然界中很大一部分木聚糖未被有效利用, 造成很大的资源浪费 ? 木聚糖部分降解可形成低聚木糖,彻底降解则得 到五碳单糖:木糖、阿魏糖、阿拉伯糖等,其中 以木糖为主。

木聚糖的分布和物理结构
? 木聚糖是半纤维素的一种,是饲料作物中含有 的一类粘性非淀粉多糖,主要存在于小麦、黑 麦和黑小麦中,以黑麦中含量最高。非淀粉多 糖可分为可溶性和不溶性两种。小麦、大麦等 作物中的木聚糖主要是水溶性的,而玉米、高 梁中的木聚糖大部分是不溶于水的。 ? 木聚糖是由D-木糖主链(以β-1,4键相连)和L -阿拉伯糖分枝(α-1,2和 α-1,3相连)所组成 的聚合物,由于它是由阿拉伯糖和木糖两种单 糖聚合而成,因此也称阿拉伯木聚糖或戊聚糖。

麦类作物中木聚糖的含量
? 从总木聚糖含量来看,黑麦中含量最高,其次 是燕麦、小黑麦、小麦和大麦;而从水溶性木 聚糖含量来看,黑麦、小黑麦和小麦中的含量 高于大麦和燕麦。作物中木聚糖的含量除了受 作物品种差异的因素影响以外,相同品种中品 系的不同也会影响木聚糖的含量。M.D.Fleurg 试验测定,无壳大麦、六棱大麦和二棱大麦中 的总木聚糖含量分别为4.07%、6.12%和 5.61%,而水溶性木聚糖含量分别为0.58%、 0.63%和0.52%。当然,环境温湿度的变化也会 影响麦类作物中木聚糖的含量,有学者发现, 干燥地区生长的大麦和燕麦比潮湿地区的木聚 糖含量高。

木聚糖抗营养机理
? ? 水溶性木聚糖具有营养稀释作用,有抗营养特性。对动物健康有多方面影响。 Fengler(1988)指出,水溶性NSP可以在动物肠道形成高粘性物质,延缓营养物质与消化 液的混和速度。阻滞营养物质向肠道粘膜表面绒毛的扩散(Ikegami,1990)。使食糜内各组 分混合不均,从而减慢食糜通过消化道的速度和养分的扩散速度,以至于造成肠粘膜不 动水层加厚,导致营养物质在肠道内的积累,并且代偿性地增加内源性蛋白质、水分、 矿物质的分泌,降低营养物质在动物体内的蓄积,影响动物的生产性能。木聚糖由于阻

碍养分的吸收,造成营养物质在胃中的大量蓄积,食糜通过消化道的速度降低,从而减
小菌群的移动速度,使细菌得以在小肠上段大量定居下来。富含养分的食糜是细菌尤其 是致病菌处于温暖湿润肠道环境中的良好培养基。细菌的大量增殖会导致许多酸性物质 产生,还会改变肠道PH值环境,从而影响消化酶发挥最佳效应。细菌数量增多会竞争性

地吸收大量营养物质,降低物质的利用率,同时也使动物腹泻的频率增加(冯涛,
2003)。

葡聚糖

?

?

?

葡聚糖 glucan;glucosan 。由葡萄糖通过不同方式形成的聚糖的总称。又称 右旋糖酐。为一种多糖。存在于某些微生物在生长过程中分泌的粘液中。葡 聚糖具有较高的分子量,主要由D-葡萄吡喃糖以α,1→6键连接,支链点有 1→2、1→3、1→4连接的。随着微生物种类和生长条件的不同,其结构也有 差别。 葡聚糖是由数个葡萄糖分子聚合而成的同多糖。葡聚糖不是单糖而是低聚糖, 葡聚糖按照组成它的单糖-葡萄糖的单元数目,分为葡聚糖10万,葡聚糖14 万, 葡聚糖2万等等系列聚合物。 葡聚糖以β-葡聚糖最具生理活性。在二十世纪四十年代,Pillemer博士首次发 现并报道酵母细胞壁中有一种物质具有提高免疫力的作用。之后,经过图伦 大学Diluzio博士的进一步研究发现,酵母细胞壁中提高免疫力的物质是一种 多糖——β-葡聚糖,并从面包酵母中分离出这种物质。

β-葡聚糖
? β-葡聚糖的活性结构是由葡萄糖单位组成的多聚糖,它们大多数通过β-1,3结合,这是葡萄糖 链连接的方式。 ? 它能够活化巨噬细胞、嗜中性白血球等,因此能提高白细胞素、细胞分裂素和特殊抗体的含 量,全面刺激机体的免疫系统。那么,机体就有更多的准备去抵抗微生物引起的疾病。β-葡 聚糖能使受伤机体的淋巴细胞产生细胞因子(IL-1)的能力迅速恢复正常,有效调节机体免疫 机能。大量实验表明,β-葡聚糖可促进体内IgM抗体的产生,以提高体液的免疫能力。这种葡 聚糖活化的细胞会激发宿主非专一性防御机制,故应用在肿瘤、感染病和治疗创伤方面深受 瞩目。 ? 经特殊步骤萃取且不含内毒素的β-1,3-葡聚糖在美国FDA已认定是一种安全的物质,可添加在 一般食品,许多报导显示老鼠口服酵母β-1,3-葡聚糖,可增加强腹膜细胞抗菌之吞噬作用。此 外,葡聚糖尚有清除游离基、抗辐射、溶解胆固醇,预防高脂血症作用及抵抗滤过性病毒、 真菌、细菌等引起的感染。

甘露聚糖
? 甘露聚糖,mannan ,以甘露糖为主体形成的 多糖。主要存在于酵母细胞壁中,以α-1,6连接 为主,α-1,2和α-1,3连接形成侧链,还含有约 5%的蛋白质。 ? 日本科研人员以干燥的魔芋粉为原料,经甲醇、 乙醇或者丙酮等极性溶液浸泡、提取、分离, 已成功制取粉末状甘露聚糖;同时也可以从椰 子、海藻等天然产物中提取制成甘露聚糖。 ? 甘露聚糖是一种既经济又高效的天然食品防腐 剂,其无色、无毒、无异味,能有效地防止食 品腐败变质、发霉和遭受虫害。

糖醛酸
? 糖醛酸 ,alduronic acid ,醛糖的伯醇基被氧化 为羧基的产物。葡糖醛酸和L-艾杜糖醛酸是蛋 白聚糖的组成成分。 ? 是指糖中的伯羟基被氧化成羧基后形成的化合 物及其衍生物,此类化合物易于形成内酯。 ? 天然存在的糖醛酸有D-葡糖醛酸、D-半乳糖醛 酸、D-甘露糖醛酸等,以与糖苷配基结合的糖 醛酸苷形式或聚糖醛酸的形式,成为树胶质、 果胶、半纤维素、藻酸、细菌多糖等细胞壁或 粘液物质的主要成分。 ? 在生物体内也广泛分布着特异的水解糖醛酸苷 键的酶(β-葡糖苷酸酶)。

果胶
? 果胶 pectin 。植物中的一种酸性多糖,是细胞 壁中一个重要组分。最常见的结构是α-1,4连接 的多聚半乳糖醛酸。此外,还有鼠李糖等其他 单糖共同组成的果胶类物质。 ? 其分子量约5万一30万,主要存在于植物的细胞 壁和细胞内层,为内部细胞的支撑物质。

木质素
? 木质素 lignin 。存在于植 物纤维中的一种芳香族高 分子化合物。其含量可占 木材的50%。在植物组织 中具有增强细胞壁及黏合 纤维的作用。 ? 木质素是由四种醇单体 (对香豆醇、松柏醇、5羟基松柏醇、芥子醇)形 成的一种复杂酚类聚合物。 不能被动物所消化,在土 壤中能转化成腐殖质。

半乳糖
? 己醛糖的一种。与葡萄糖相比,是C-4位的差向异构体。 和葡萄糖结合后构成乳汁中的重要双糖——乳糖。半乳 糖还出现在糖蛋白、糖脂和各种多糖中。 ? 半乳糖是一种由六个碳和一个醛组成的单糖,归类为醛 糖和己糖。半乳糖=葡萄糖+乳糖。是哺乳动物的乳汁 中乳糖的组成成分,从蜗牛、蛙卵和牛肺中已发现由D半乳糖组成的多糖。它常以D-半乳糖苷的形式存在于大 脑和神经组织中,也是某些糖蛋白的重要成分。

半乳糖结构

常见饲料原料中NSP的分布与分析

常见饲料原料中甘露聚糖的含量
(%,干物质) 饲料原料 甘露聚糖含量(%) 饲料原料 甘露聚糖含量(%)

豆 粕 棕榈粕 椰子粕 葵花粕 高 粱 米 糠

1.5-1.8 25-30 25-35 0.56 0.10 0.33

去皮豆粕 菜籽粕 棉 粕 花生粕 小 麦 芝麻粕

1.1-1.3 2.5 3.1 0.52 0.11 3-4

植物饲料中的阿拉伯木聚糖含量
(%,干物质)

原 料

木聚糖含量

原 料

木聚糖含量

玉 米 小 麦 大 麦 黑 麦 小黑麦 高 粱 麦 麸

5.2 8.1 7.9 8.9 10.8 2.1 21.9

米糠(脱脂) 次 粉 糙 米 豆 粕 菜 粕 棉 粕 花生粕

8.5 25.1 0.2 6 6 9 10

饲料原料中磷的含量及利用率
饲料原料 玉米 小麦 米糠 麦麸 棉籽粕 菜籽粕 大豆粕 总磷(%) 0.28 0.37 1.5 1.15 0.97 1.17 0.62 植酸磷比例(%) 71.4 64.9 85.3 82.6 77.3 74.4 64.5 总磷利用率(%) 28 35 15 17 23 21 35

常见蛋白和能量饲料原料中α-半乳糖苷的组成和含量(1)

品种 豌豆 绿豆 豇豆 白豆 蚕豆 小扁豆 大豆 羽扇豆 玉米

棉籽糖 1 0.8 0.4 0.5 0.6 0.9 1.9 3.3 0.26

水苏糖 2.5 2.5 4.8 2.1 1.9 2.7 5.2 11.8 -

毛蕊糖 4 3.8 0.5 4 2.2 1.4 4 -

总量 7.5 7.1 5.7 6.6 4.7 5 7.1 19.1 0.26

常见蛋白和能量饲料原料中α-半乳糖苷的组成和含量(2)

品种 棉籽 苜蓿草籽 花生 葵花籽 大麦

棉籽糖 6.91 1.35 0.53 3.09 0.71

水苏糖 2.36 3.95 0.99 0.14 -

毛蕊糖 -

总量 9.27 5.3 1.32 3.23 0.71

黑麦
小麦 玉米

0.71
0.7 0.26

-

-

0.71
0.7 0.26

主要饲料原料中非淀粉多糖(NSP)组成
NSP种类 β-葡聚糖 木聚糖 甘露聚糖 果胶 纤维素 木质素





痕量 4 1.4

5.2 8.1 6

0.2 痕量 1.6

痕量 痕量 11.5

2 3.9 10.3

0.5 2 1

小麦 豆 粕

去皮豆粕 菜粕
棉粕 花生粕 DDGS 棕榈仁粕 木薯渣粒 椰子粕

1.2 痕量
痕量 1.0

4 4
9 10

1.2 2.5
3.1 0.52

11 11.5
4 8

6 8.0
12.0 11.2

痕量 11
7 9

18 1.3
10 31.7

8 32.8 5
12 5

6 13.6

原料
小麦 大麦 黑麦 黑小麦 高粱 玉米 大米 米糠 麦麸

阿拉伯木聚糖

β-葡聚糖

纤维素
2.0 3.9 1.5 2.5 2.2 2.0 0.3 11.2 10.7

甘露聚糖
痕量 0.2 0.3 0.62 0.1 0.2 痕量 0.4 0.4

糖醛酸
0.2 0.2 0.2 0.2 痕量 痕量 0.1 0.4 1.1

总NSP
11.4 16.7 13.2 16.3 4.8 8.1 0.8 21.8 35.3

8.1 7.9 8.9 10.8 2.1 5.2 0.2 8.5 21.9

0.8 4.3 2.0 1.7 0.2 痕量 0.1 痕量 0.4

豆粕
菜粕 棉粕

6.0
4.0 9.0

1.4
痕量 痕量

10.3
8.0 12.0

1.6
2.5 3.1

2.3
4.5 6.3

23.2
34 32

鸭料——典型配方日粮中NSP含量分析

肉鸭料配方——玉米主导型
主要原料 玉米 百分比 64 NSP 阿拉伯木聚糖 百分比 6.50

米糠
DDGS 豆粕 菜粕 棉粕

2.8
8.8 0.6 7 11

β-葡聚糖
纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 总NSP

0.01
4.76 0.67 1.03 14.65

肉鸭料配方——木薯主导型
主要原料 百分比 NSP 百分比

玉米 印度菜粕
DDGS 豆粕 菜粕 棉粕 木薯 米糠

40.3 3
12

阿拉伯木聚糖 β-葡聚糖
纤维素 甘露聚糖 糖醛酸

6.60 0
5.95 0.66 1.13 15.37

15.5 20 5

总NSP

肉鸭料配方——棕榈粕椰子粕DDGS主导型
主要原料 玉米 印度菜粕 DDGS 豆粕 印度菜粕 棕榈粕 椰子粕 小麦 8 6 6 15 百分比 37 8 21 NSP 阿拉伯木聚糖 β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 总NSP 百分比 7.31 0.12 6.04 4.15 0.47 19.6

肉鸭料配方——小麦主导型
主要原料 玉米 印度菜粕 DDGS 豆粕 印度菜粕 棕榈粕 椰子粕 小麦 8 7 7 45 19 百分比 7 NSP 阿拉伯木聚糖 β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 总NSP 百分比 7.84 0.36 5.99 4.72 0.54 20.85

蛋鸭料配方
主要原料 玉米 次粉 统糠 DDGS 豆粕 百分比 54 2 1.6 2.8 9.2 NSP 阿拉伯木聚糖 β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 百分比 6.04 0.16 5.26 0.79 1.22

菜粕
花生粕 棉粕

8
2 10

总NSP

15.37

鸭料NSP含量分析
? 一、在三年前,正是植酸酶得到广泛认可并得到全面使用的时候,发 生了另外一件标志性的事情——杂粮杂粕型肉鸭料开始使用以木聚糖 酶为主体的复合酶制剂。广东的两宝带头,因此进一步巩固了这两个 公司在鸭料市场的地位。凡是使用了酶制剂的鸭料,饲料报酬明显下 降,在夏日体重可以达到6.5——7.0市斤体重以上。在销售市 场上轰动很大。各个企业争先恐后安装液体后喷设备,不论是BASF、 DSM、AB、DANISCO,还是新加坡、武汉、江苏的设备都可以。 ? 二、到今日,凡是以鸭料取胜的企业,无论是广东还是山东,几乎全 部安装了液体后喷设备。 ? 三、新建企业在生产工艺流程确立之时就已经考虑了安装计划; ? 四、武汉森谷仅仅在广东与山东安装的设备已经超过1000台以 上。 ? 五、广东大众化商品肉鸭料的饲料报酬,如果不能达到2.5以上的 成绩,必然遭致严重投诉,酶制剂功不可没。 ? 六、到今日,肉鸭料、蛋鸭料、种鸭料不添加复合酶制剂,应该是一 件不可现象的事情!

鸡料——典型配方日粮中NSP含量分析

典型鸡料配方——高档产品——名牌商品饲料企

主要原料
玉米 小麦 油脂 DDGS 玉米蛋白粉 豆粕 棉粕 鱼粉 1 2 28

百分比
56 5 3

NSP
阿拉伯木聚糖 β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 总NSP

百分比

4.99
0.43 4.10 0.56 0.65

11.60

棕榈仁粕

典型鸡料配方——中档产品——多数商品饲料企

主要原料 百分比 NSP 百分比

玉米
小麦 油脂 DDGS 玉米蛋白粉 豆粕 棉粕 鱼粉 棕榈仁粕

55
5 2 5 2 25 3

阿拉伯木聚糖
β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 总NSP

6.30
0.40 5.12 0.60 0.77

14.03

典型鸡料配方——经济合理产品——养殖一条龙
企业
主要原料 玉米 小麦 油脂 DDGS 玉米蛋白粉 百分比 50 7 4 5 NSP 阿拉伯木聚糖 β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 百分比

5.63
0.23 5.90 3.82 0.93

豆粕
棉粕 鱼粉 棕榈仁粕

12
8 10

总NSP

17.19

鸡料结论
? 一、鸡属于单胃动物,肠道是体长的12倍,消化能力 属于中等。从理论上明显需要添加酶制剂。 ? 二、实际生产上,无论是高端产品企业还是养殖一条龙 企业,越来越多的企业开始使用优质的酶制剂。 ? 三、早些年,行业每进行了大量科学生产试验,得出的 结果不一,分析原因:一是酶制剂不成熟,单酶复配的 效果差;二是使用方法缺乏理论依据支持。三是剂型的 缺陷,使用粉剂包埋技术,经过制粒后酶活损失严重; 四是各种酶制剂的协同作用差,没有重视纤维素酶对木 质素及其纤维素的重要性。 ? 四、所以,鸡料需要添加以木聚糖酶、甘露聚糖酶为主 体的复合酶制剂!

猪料——典型配方日粮中NSP含量分析

小猪料——高端产品代表
主要原料 玉米 百分比 66.3 NSP 阿拉伯木聚糖 百分比 6.06

豆粕
麦麸 优质米糠 国产鱼粉 花生粕 DDGS 棉粕 棕榈仁粕

21.7
6

β-葡聚糖
纤维素 甘露聚糖

0.33
4.20 0.50 0.56 12.52

1.5

糖醛酸 总NSP

小猪料——中端产品代表
主要原料 玉米 百分比 60 NSP 阿拉伯木聚糖 百分比 5.23

豆粕
小麦 优质米糠 国产鱼粉 花生粕 DDGS 棉粕 棕榈仁粕

17
3 10

β-葡聚糖
纤维素 甘露聚糖 糖醛酸 总NSP

0.26
4.13 0.43 0.44 11.33

小猪料——低端产品代表
主要原料 百分比 NSP 百分比

玉米
豆粕 小麦 优质米糠 国产鱼粉 花生粕 DDGS 棉粕 棕榈仁粕

61
14 4

阿拉伯木聚糖
β-葡聚糖 纤维素 甘露聚糖 糖醛酸

5.73
0.28 5.20 2.43 0.60 14.94

5 3 3 6

总NSP

猪料类型的NSP含量分析
? 一、添加米糠的配方总的NSP含量并不 比高端配方的NSP少; ? 二、不论鱼粉配方、米糠配方、还是杂粕 配方,其主要NSP成分还是木聚糖! ? 三、一旦使用棕榈仁粕或椰子粕,其甘露 聚糖含量就大幅度上升。需要偏重注重甘 露聚糖酶,特别是幼龄猪。 ? 四、幼龄猪还需要考虑酸性蛋白酶、碱性 蛋白酶以及淀粉酶、脂肪酶等酶系。

如何选用酶制剂?

第一、了解酶制剂的含量活性测定原理

?
?

?

第二、了解酶活单位的换算
国际单位 (IU) μ mol/mi n 与IU 换算 系数 酶活 力 1 其他定义所使用单位及换算值
μ mol /h μ mol /s nmol /min nmol/s μ g/min

60

1/60

1000

1000/ 60

150

1000

60000

16.7

1000000

16700

150000

第三、根据饲料原料选择酶制剂种类
? 一、玉米型的酶制剂,是由淀粉酶、阿拉伯木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶组成 的复合酶; ? 二、豆粕型的酶制剂,是以α-半乳糖苷酶和甘露聚糖酶为主,同时含有阿拉伯 木聚糖酶及其它酶的α-半乳糖苷酶的单酶或复合酶; ? 三、小麦型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有纤维素酶及其它酶

的阿拉伯木聚糖酶的单酶或复合酶;
? 四、小麦麸和次粉型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含 有其它酶的复合酶; ? 五、大麦型的酶制剂,是以β-葡聚糖酶为主,同时含有阿拉伯木聚糖酶、纤维 素酶及其它酶的β-葡聚糖酶的单酶或复合酶; ? 六、 菜籽粕型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其它 酶的复合酶;

七、棉籽粕型的酶制剂,是以纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有 其它酶的复合酶; 八、 稻谷型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其 它酶的复合酶; 九、米糠型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其

它酶的复合酶;
十、花生粕型的酶制剂,是以纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有 其它酶的复合酶; 十一、向日葵粕型的酶制剂,是以纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶为主,同时 含有其它酶的复合酶。 ? 十二、棕榈粕与椰子粕,是以甘露聚糖酶+纤维素酶为主。

第四、根据动物日粮特异性选用酶
低黏度日粮(比较典型的是玉米-豆粕型日粮):选用含木
聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶的复合酶; 高黏度日粮(小麦、大麦、米糠含量较高的日粮):选用木

聚糖酶和葡聚糖酶;
高纤维日粮(谷物、糟渣、麦麸含量较高的日粮):选用纤 维素酶,辅以其它半纤维素酶如木聚糖酶、甘露聚糖酶;

杂饼杂粕日粮(棉、菜籽粕等含量较高的日粮):选用纤维
素酶、果胶酶和甘露聚糖酶的复合酶。

第五、分析NSP总量与结构

原料 玉米 小麦 大麦 燕麦 米糠 麦麸 次粉 豆粕 菜籽粕 棉籽粕 粗纤维 1 .6 1.9 2~4.8 2~4.8 7.5~8.8 8.9 8.5 3.9 8~21 12-19

主要抗营养因子含量(%) 木聚糖 β -葡聚糖 甘露聚糖 4.9 0.1 0.2 6 ~9 0 .5 t 7.6 4~11 0.2 7.9 4~11 0.2 10 t 0.4 21.9 0.4 0.4 14 1.9 t 4 t 1.8~2.3 4 t 1.1 9 t 1.3

植酸磷 0.2 0.24 0.2 0.2 1.17 0.95 0.63 0.38 0.87 0.64

第六、动物种类、生理、消化特性 根据畜禽消化道的生理条件选用 猪和禽的消化道温度通常在38-40 ℃之间, 胃液的pH值在1.7-3.5之间,小肠pH值在

5.0-7.2之间,大肠接近中性。

pH值
生理条件 pH 值 温度 胃 2.5~4.5 猪 十二指肠 6~6.2 空肠 腺胃 2~2.5 ≈6.5 38-40℃ 禽 十二指肠 5.8~6.2 空肠 6~6.5

酸性蛋白酶 中性蛋白酶 木聚糖酶 纤维素酶 α -淀粉酶 最适温度 50~75℃ 30~50℃ 40~60℃ 40~60℃ 50~90℃ 最适 pH 2.5~4.3 6.5~9 4.5~10.5 2.5~5.5 3.6~6.9

根据酶在动物体内存留时间选用

猪和牛消化道比禽长,猪进食后需要18-24h才开
始排出粪便,约12h才能排完;家禽和水产动物消 化道短,饲料中添加酶比例应更高些。

根据动物日龄选用
幼龄动物的消化系统发育不完善,各类消化酶的 分泌不足,需补充消化酶和非消化性酶;成年动物 消化酶充足,主要添加消除抗营养因子的酶类,一 般为非淀粉多糖酶。

猪 家禽 反刍动物 水产动物 需添加的主 内源消化酶、降解 内源消化酶、降解抗 以纤维素 内源消化酶为 要酶种 抗营养因子的酶 营养因子的酶(要求 酶为主 主,草食性种类 更高酶活力) 补充半纤维素 酶和纤维素酶

第八、确定酶制剂的有效营养改进值ENIV
? ENIV——Effective Nutrients Improvement Value,饲

料原料在添加特定酶制剂的情况下,可提供额外有效营
养量,即ENIV值,在目前阶段,初步考虑饲料的代谢 能ENIV值和蛋白质ENIV值。实际上,使用饲料酶制剂,

特别是非淀粉多糖酶制剂(包括木聚糖酶,β-葡聚糖
酶和纤维素酶)以及植酸酶,不仅能改善能量和蛋白质 的利用效率,提供更多有效营养,同时也改善了其它营

养如氨基酸、微量元素等的利用效率。

常见植物能量饲料原料适用相应酶制剂的ENIV值

常见植物蛋白质饲料原料使用相应酶制剂的ENIV值

举例说明
? 举一例子,某肉鸡日粮配方为:玉米65 %、豆粕22 %、菜 籽粕5%、小麦麸4%、预混料4%,代谢能为11.54MJ/kg。如 果使用专门的酶制剂,玉米、豆粕、菜籽粕和小麦麸的代 谢能ENIV值分别为209、271.7、606.1和418kJ/kg,即玉米、 豆粕、菜籽粕和小麦麸的总代谢能(原来代谢能+代谢能 ENIV值)分别为13.67、10.09、7.71和7.23MJ/kg。以这一 总代谢能(原来代谢能+代谢能ENIV值)重新计算配方, 可以得到一新的日粮配方:玉米62%,豆粕21%、菜籽粕6%、 小麦麸7%、预混料4%。新配方的总代谢能(原来代谢能+ 代谢能ENIV值)为11.56MJ/kg。新配方的玉米和豆粕比例 降低,而菜籽粕和小麦麸的比例提高,使用了更多的非常 规饲料原料,一般情况下可以降低配方的成本。同样,也 可以考虑蛋白质的ENIV值并用于日粮配方的设计和计算。

用配方表来表示
原料 原配方 比例 65% 22% 5% 4% 4% 100% 11.54 11.56 代谢能 ENIV值 值MJ/kg kJ/kg 13.46 9.82 7.11 6.81 209 271.7 606.1 418 原来代谢 能+代谢 能ENIV值 13.67 10.09 7.71 7.23 调整后 的配方 62% 21% 6% 7% 4% 100%

玉米 豆粕 菜籽 粕 小麦 麸 预混 料 总和

第九、按底物浓度计算酶制 剂用量
举一例子说明:

小麦中木聚糖的含量为8%,假如在猪饲粮中配 50%的比例,那么1吨饲料中含木聚糖 500×8%=40千克=40×109 ug 木聚糖酶产品酶活为5000IU(umol/g/min)
那么需要X×5000×16×60×150= 40×109 ug 求 得X=55.55g木聚糖酶。但考虑一定的饲料加工 条件和在动物体内的有关安全系数,设定为 30%,总需要木聚糖酶55×130%=72.2g

确定酶制剂潜在的营养价值
1克葡萄糖氧化分解释放686千卡能量,在体内净生成36个 ATP(7.3Kcal/ATP),合计262.8千卡。
?

添加量150g-200 g/吨的复合酶通过计算法和不同梯度能量水 平的饲养试验得出以下数据:
?

1、利尔康复合酶制剂含能2700~3100Kcal/kg,在动物体内 潜在的能量为500~800Mcal/kg。
?

2、利尔康复合酶制剂含蛋白质500g~700g/kg,在动物体内 潜在释放蛋白质值为25~40kg/kg。
?

3、浮动范围与动物种类、饲料配方组成有关。在饲料配方 中(一般范围内)可以不考虑酶制剂对维生素和矿物质用量 的影响。
?

潜在的营养价值计算方法
? 依据:在动物体内潜在的能量500~800Mcal/kg;在动 物体内潜在释放蛋白质值为25~40kg/kg。
? ?

添加量为150g-200 g/吨 例如:添加200g/t, 那么酶提供的总能为: 0.2kgX500Mcal/t=100Mcal/t =100kcal/kg 提供的蛋白质为:

?

?

0.2kgX25kg/t=5kg/t=0.5%

重要说明
添加酶制剂后,日粮能量水平可下调100-150kcal/kg,蛋 白质水平可降低0.5%。不会影响饲料的饲喂效果。 但这里涉及到两个核心问题必须明确:①所使用的酶制剂必须 是有效的,能发挥作用,而且具有针对性;②所涉及的由于 额外有效营养的供应而降低日粮营养浓度,必须不影响饲料 管理部门所设定的产品合格标准。换句话说,在有充分试验 数据的基础上,涉及到加酶饲料的饲养标准有必要重新考虑 甚至作出必要的修订,或者作为调整日粮的饲养标准和降低 营养水平的饲料产品必须有产品标示和加注说明。

第十、还要考虑酶制剂的生产技术
? 菌种

? 工艺
? 产品后处理

液体酶制剂的生产工艺
实验室阶段 工厂化生产

微生物 培养 菌种发酵 生产发酵 分离细胞

分类

酶的回收 浓缩

稳定

液体酶制剂

固体酶制剂

结论
?使用酶制剂后的效果确定: ?提高增重,改善饲料报酬 ?提高动物日粮的能量和蛋白利用效率

? 在使用不同来源饲料原料时,仍能保持畜禽生产 性能稳定
?降低饲料成本,不影响畜禽生产性能 减少和分解饲料中的抗营养因子


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