1 酶制剂在饲料加工过程中的稳定性

粉状饲料中添加酶制剂对饲料营养价值的提高作用较易被接受。当今许多饲料需经制粒（pelleting）、膨化 （expansion）、挤压（extrusion）等工艺进一步加工处理。而酶制剂作为一种具有生物活性的蛋白质能否耐受加工过程中的高温、高压而在动物体内发挥作用越来越多受到关注。有人提出采用后喷涂工艺，但后喷涂工艺虽可减少因加工造成的失活，却难以保证酶制剂在饲料中的均匀性，而且还需额外安装喷涂设备，实际生产中很难采用。

在饲料制粒过程中酶的失活主要发生在蒸汽调质阶段，而不是制粒挤压阶段（Eeckhout等,1995），因此研究不同调质温度、调质时间对酶活的影响具有重要意义。

植酸酶在来源与特性方面差别很大（liu,1998）,植酸酶可从细菌、真菌、酵母及植物中获得，其最适温度在45℃-77℃之间，差别可达32℃。Dvorakova（1997）研究表明，曲霉产的植酸酶活性温度范围为25℃-65℃，最适温度为55℃；在60℃下10分钟，失活5%，在80℃下则失活80%。Wyss（1998）研究了两种来源的植酸酶（N植酸酶、F植酸酶）的耐热性，两种酶在55℃下均未失活，而F植酸酶经90℃处理，当温度降低后，酶可恢复至活性结构，N植酸酶却不能。Simon等（1990）报道，在猪饲料中添加植酸酶，若饲料在制粒之前加热至50℃，制粒温度达78℃或81℃，植酸酶的活性没有降低；而加热至65℃，制粒温度达84℃或87℃，植酸酶的活性降低17%或54%。Gibson（1995）研究了65℃-90℃制粒温度对小麦基础饲粮中三种植酸酶稳定性的影响，其中两种酶在65℃时完全失活，而另一酶在85℃制粒时活性损失较小。Wyss（1998）研究两种植酸酶分别在75℃和85℃制粒温度下的稳定性，结果为，75℃制粒温度下两种酶活性损失较小，而85℃下损失较大。

Eeckhout（1995）研究发现，仔猪饲料经50℃-95℃蒸气调质、72℃-91℃制粒，在最低的加工温度下β-葡聚糖酶失活率达40%，在最高的加工温度下只有7%的活性。Esteve（1997）研究发现，包被处理的β-葡聚糖酶可耐受80℃的调质和制粒加工。Inborr等（1994）研究了大麦-豆粕型饲粮中添加β-葡聚糖酶分别在75℃、85℃和95℃三种温度下，经30秒和15分钟调质制粒后酶的稳定性，结果显示，β-葡聚糖酶在75℃调质30秒制粒条件下酶活降低至制粒前活性的66%，调质15分钟则降到49%；经85℃调质30秒和15分钟酶活性分别为制粒前的56%和31%；经95℃调质30秒和15分钟酶活性则分别为制粒前的16%和11%，说明β-葡聚糖酶在制粒的调质温度为85℃时调质30秒甚至15分钟仍可保持相当的活性。

Spring等（1996）报道，制粒温度为80℃时（出模处温度），纤维素酶、戊聚糖酶和真菌淀粉酶仍保持稳定,制粒温度为90℃时，上述酶活性丧失90%（P<0.05）；细菌淀粉酶较稳定，在100℃时,仍能保持60%的活力。朱津津等（2000）研究在0.5Mpa蒸汽压力下，不同调质时间（20、30和40秒钟）的制粒过程对酸性蛋白酶和果胶酶活性的影响，结果表明，经20、30和40秒的调质的制粒，酸性蛋白酶的活性分别为制粒前的86.1%、82.1%和72.1%；果胶酶的活性分别为制粒前的91.4%、90.9%和84.7%，说明在调质制粒过程中，酸性蛋白酶和果胶酶比较稳定。

Bedford等(1998)研究表明，木聚糖酶的最适温度为30℃-105C，最适酸碱度为pH 2.0-10.0。Pettersson 等(1997)研究了从Thermomyces、Humicola 和Trichoderma.分离的木聚糖酶的稳定性，在75C的调质温度下， 从Trichoderma分离的木聚糖酶活性显著下降，而在85C调质温度下，从Humicola 和Trichoderma.分离的木聚糖酶活性可保持在80%以上，甚至在95C调质温度下，Thermoyces木聚糖酶可保持70%的活性。Gibson(1995)研究了七种商品木聚糖酶的热稳定性，发现经90C处理后只有一种木聚糖酶产品能保留90%的活性，而其他几种活性不到10%。Esteve等(1997)和Perez等(1999)报道，微胶囊处理后的木聚糖酶经80C调质和制粒仍可保留活性。Pettersson等(1997)比较了几种热保护方法的作用效果，发现最有效、最基本的保护方法是从抗热微生物中筛选酶，或将酶喷涂在饲料颗粒表面(Perez等1999)。Silversides等(1999)研究了不同制粒温度对木聚糖酶活性影响，结果表明调质温度75℃、85℃、95℃下调质55秒或140秒的制粒过程中木聚糖酶活性分别为原先的55.9%、26.9%、15.4%和56.6%、31.5%、11.2%,即木聚糖酶在调质温度75℃以下可保持较高的活性时，且在此温度下调质时间的延长不会影响酶的活性。Pettresson等(1991)报道饲粮经50℃干制粒或70℃蒸汽制粒其内源性β-葡聚糖酶的活性极低(<0.1units/kg),而粉料组为0.5 units/kg，这与Inborr等(1994)研究结果一致。Nissan(1994)也发现，加热提高了NSP的溶解性及内源性酶的活性破坏,说明在制粒过程中饲料中内源性非淀粉多糖酶远较外源性酶更容易失活，同时也为酶制剂在颗粒料中添加的必要性提供了依据。

2 酶制剂对颗粒饲料粘度及食糜粘度的影响

饲料中可溶性非淀粉多糖可增加胃肠道内食糜的粘度，粘度的上升减低了肠道内可溶性物质包括动物内源消化酶与营养物质的扩散（Petterson,1989），这将对营养物质的充分消化发生不利影响。而且，在肠道吸收位置上粘度的上升也阻碍了营养物质的吸收（Fengler,1988）。因此，在可溶性非淀粉多糖含量较多的饲料中添加相应的酶对降低胃肠道内食糜的粘度、促进营养物质的消化吸收具有重要的作用。

Spring等(1996)测定了不同制粒温度对大麦-小麦-豆粕型饲料粘度的影响，结果显示，随着制粒温度的升高，饲料粘度显著上升。 Vukic等(1995)报道，大麦高温挤压(extrusion)时粘度从1.5cp上升到3.79cp。加工过程中粘度的提高可能是由于饲料淀粉糊化及纤维、半纤维素可溶性增加，同时与内源性非淀粉多糖酶迅速失活有关。Silversides(1999)也报道小麦-豆粕型饲粮在制粒时随调质温度的上升，肉鸡肠道内容物的粘度急剧上升。但制粒前添加或制粒后在颗粒料上喷涂了木聚糖酶组，饲料浸出物和肉鸡肠道内容物的粘度显著降低。Inborr等(1994)报道在同一制粒温度下，随着β-葡聚糖酶添加量的增加各组肉鸡消化道食糜粘度均呈线形下降；甚至调质温度为95℃时加酶组肉鸡食糜粘度显著较未加酶组低。Spring等(1996)的试验结果也表明添加了纤维素酶的饲料制粒时可显著降低各温度组的饲料粘度，60℃时降低了10%，100℃时降低了18%，在90℃时粘度下降达22%。但在此90℃和100℃温度下，用扩散法所检测到的酶活相当低。制粒后饲料中所检测到的酶活与饲料或食糜粘度的结果不完全一致的原因可能是酶在制粒加工过程中或制粒后短时间内可能均有活性，这些活性足够引起饲料粘度的充分下降；其次，用作饲料添加剂的酶均是相对粗制的，一般都为内切水解酶与外切水解酶的复合物，可能两者在热稳定性方面有差异；最后制粒过程中饲料中内源性非淀粉多糖酶远较外源酶更容易失活，而加热可能提高了NSP的溶解性(Nissan，1994)。因此在粘度较高的饲料制粒前添加酶制剂非常必要。无论对纤维素酶、木聚糖酶还是β-葡聚糖酶，其引起饲料粘度的降低主要是由于内切水解酶的活性，而一般意义上所测酶的活性均是根据酶对底物作用释放出还原糖的多少，主要是外切水解酶的活性。两者热稳定性的不同说明内切酶的热稳定性更好。同时，热处理虽使一部分酶失活，但热也可使底物更易遭受酶的作用，从而抵消酶的失活而产生积极作用(Vukic等，1995)。Silversides等(1999)报道，添加木聚糖酶为主的酶制剂降低了制粒所需能耗约20%，说明酶在制粒的调质阶段有活性且能发挥作用。

Spring等(1996)报道细菌淀粉酶降低粘度的作用只在制粒温度达100℃时，而在90℃以下时对粘度的降低作用不大，可能是因为淀粉在这些一温度下还不能发挥可检测的粘度变化作用。

3 酶制剂对颗粒饲料营养物质利用及动物生产性能的影响

饲料在制粒等加工过程中不仅有酶的失活，淀粉、纤维素等也发生变化，从而影响了饲料的营养价值。Pettersson等(1991)研究了添加或未添加酶制剂（由木聚糖酶和β-葡聚糖酶组成）的大麦-小麦为主饲粮经50℃干制粒或70℃蒸汽制粒后对肉仔鸡营养物质利用的影响，结果发现制粒不能提高营养物质的回肠消化率，只提高了脂肪在整个肠道的利用率，却降低了整个肠道有机物与粗蛋白的消化率；而补充酶制剂则提高了淀粉与有机物的回肠消化率以及有机物、粗蛋白和粗脂肪的整个肠道消化率。

Vukic Vranjes等（1995）报道高温挤压抑制了蛋鸡对饲料脂肪的利用（94.9%对54.7%），可能是由于高温挤压导致肠道粘度上升，粘度的提高导致大脂肪胶粒在肠道的扩散受阻，使粪中脂肪的排泄增加；另外，饲料通过下降导致小肠上段有利于微生物的定植（Salih,1991）。已知微生物的增殖可使胆酸分解从而增加脂肪在粪中的排泄（Coates,1981）。然而高温挤压对脂肪利用的不利作用不仅是由于饲料粘度的上升，而且发现加工中脂肪含量在下降（Fabrian,1968；Vukic Vranjes，1995）。高温挤压产品中脂肪的下降可能是挤压后饲料中形成了淀粉脂肪复合物或脂肪发生了热降解。

以大麦或燕麦为主的饲粮制粒后会降低肉鸡的生产性能（Ward,1988； Vukic Vranjes,1994）。与未加工大麦相比，热处理大麦（加热、蒸汽或挤压）导致肉鸡增重下降，饲效降低（Burnett,1996）。Inborr等（1994）研究了β-葡聚糖酶的大麦-豆粕性饲粮经75℃、85℃和95℃调质温度制粒后对0-19日龄肉仔鸡生产性能的影响。试验结果表明在75℃与85℃间，随调质温度的上升，增重与饲效有明显的改善。调质温度达95℃时，制粒对饲效与增重有不利影响。同一温度下调质时间的长短不影响生产系数，但增加了粪便粘度。Vukic Vranjes等（1995）报道添加了酶制剂（由纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶组成）的饲粮经70℃制粒后较未加酶组相比产蛋鸡对能量、脂肪的利用率分别提高6.3%（p<0.01）和4.6%（p<0.01）；每日产蛋重、产蛋率、采食量分别提高了28.8%（p<0.01）、25.6%（p<0.01）和29.4%。Vukic Vranjes等（1995）研究了含30%大麦的粉料或经110℃挤压（Extrusion）20秒后对产蛋鸡营养物质利用的影响。与未加酶组粉料相比，添加了酶制剂的粉料组蛋鸡的能量利用略有提高（74.0%对75.1%），但对脂肪利用无影响。在挤压前添加了酶制剂的组与未添加组相比，显著提高了能量（71.0%对73.3%，p<0.01）和脂肪（84.7%对88.8%，p<0.01）的利用率；蛋鸡每公斤蛋的耗料下降了7.6%。说明在制粒等加工过程中添加酶制剂对营养物质的消化利用与及动物的生产性能有巨大的作用。

1.4 小 结

饲料制粒对内源酶活性的影响远较外源酶大，添加的外源酶可保持一定的活性；制粒虽使一部分酶失活，但热也可使底物更易遭酶的作用，从而抵消酶的失活而产生积极作用；颗粒饲料中添加酶制剂可促进饲料营养物质的消化利用，提高动物的生产性能。