饲用蛋白酶的研究进展.doc

饲用蛋白酶的研究进展 目前，有关酶制剂在动物营养中的应用研究主要集中在NSP酶和植酸酶。然而，随着营养生理学的发展以及酶制剂应用研究的不断深入，人们发现蛋白酶对动物尤其是幼龄动物有着独特的作用，很有必要重新认识一下饲用蛋白酶。本文将对饲用蛋白酶的分类、作用机理及应用研究进展作一简要综述。 　　1 饲用蛋白酶的分类 　　根据来源的不同，蛋白酶可分为动物源性蛋白酶、植物源性蛋白酶、微生物源性蛋白酶。动物源性蛋白酶多从牛、羊、猪等的胰脏中提取而得，由于生产成本较高，主要用于医药方面。植物源性蛋白酶常见的有木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶，它们分别从未成熟的番木瓜和菠萝中提取而得。微生物蛋白酶既有通过细菌(如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌)培养提取的，也有通过真菌(如黑曲霉、米曲霉、酵母)发酵提取的。微生物蛋白酶和植物蛋白酶由于生产成本相对低廉，故在多种工业(如饲料、食品、制革、能源)上得到了广泛应用。 　　根据作用的最适pH值，蛋白酶又可分为酸性蛋白酶（最适pH值为2左右）、中性蛋白酶（最适pH值为7左右）、碱性蛋白酶（最适pH值为8左右）。动物对蛋白质的消化主要依赖于胃蛋白酶和胰蛋白酶，其中前者属于酸性蛋白酶，后者属于碱性蛋白酶。目前饲料工业中应用的蛋白酶多为酸性蛋白酶（主要作用部位在胃）。 　　2 饲用蛋白酶的作用机理 　　总结现有的研究报告，推测饲用蛋白酶的作用机理主要有以下几个方面。 　　2.1 提高营养物质特别是蛋白质的消化利用率 　　对于幼龄动物，由于消化器官发育尚不健全，自身还不能够分泌足够的蛋白酶来消化饲料中的蛋白质。以猪为例，在出生后前2周，胃蛋白酶活性很低，2周后活性才逐渐增强；此外，断奶也会对仔猪的胃酸分泌和各种酶活表达过程产生阻碍作用，断奶后12 h内食糜中胃蛋白酶将出现明显蓄积，随后降低，直至50日龄前才明显回升(Lindemann等，1986)[1]。在这种情况下，在饲料中添加外源蛋白酶，可以有效补充仔猪内源蛋白酶的不足，从而提高对饲料中蛋白质等营养物质的消化率。研究表明，除了补充内源蛋白酶量的不足，外源蛋白酶还可能通过以下途径来提高动物对营养物质的消化利用率：①增强内源蛋白酶的活性；②某些外源蛋白酶可能因作用位点等方面的不同，将一些动物内源蛋白酶难以消化的蛋白质水解为肽和氨基酸，进而提高动物对饲料蛋白质的消化率；③降解蛋白质产生的一些活性物质（如寡肽）影响动物的神经内分泌，使T3、GH、TSH、IGF-1等代谢激素水平升高，从而提高对营养物质的利用率。 　　2.2 降解饲料中的抗营养因子 　　大豆加工产品（如豆粕）是重要的饲料蛋白原料，但它们通常含有较多的抗营养因子成分，如大豆蛋白抗原、胰蛋白酶抑制剂，这类物质不仅会阻碍动物对养分的消化、吸收和利用，还可能引起动物腹泻等过敏反应，严重危害动物的健康和生长性能。研究表明，蛋白酶可减轻豆粕中抗营养因子的影响，提高豆粕的营养价值（Hosoyama等[2]，1994；胥九兵等[3]，2008）。 　　2.3 增强动物机体的免疫力 　　据李诺等（2004）[4]报道，菠萝蛋白酶可以提高仔猪的抗腹泻能力。 　　3 饲用蛋白酶的应用研究进展 　　3.1 在猪上的应用研究 　　蛋白酶在乳仔猪上的应用研究相对较多，效果主要表现为改善生长性能、提高营养物质消化率及降低腹泻率。费笛波等（1997）[5]将5 000 U/g的饲用酸性蛋白酶制剂以0.1％的剂量添加于乳猪及仔猪饲料中，结果发现，仔猪日增重和饲料转化率分别比对照组提高了7.77％和4.71％。Caine等（1998）[6]报道，用蛋白酶处理豆粕可以提高猪对豆粕中可溶性物质和可溶性蛋白的消化率，也可以降低豆粕中胰蛋白酶抑制剂的含量。Rooke等（1998）[7]用蛋白酶处理断奶仔猪日粮中的豆粕发现，可以提高仔猪的生长性能，这主要是因为蛋白酶降解了豆粕中的一些特异性多肽，并认为用合适的蛋白酶处理豆粕是提高断奶仔猪日粮中豆粕用量的一个好方法。祝国强等（1998）[8]用含0.1％酸性蛋白酶的饲料饲喂早期断奶仔猪，结果试验组平均日增重比对照组提高11.94％，饲料利用率提高15.18％。吴天星等（2000）[9]研究发现，酸性蛋白酶能提高仔猪的蛋白质表观消化率，降低腹泻率，提高小肠绒毛表面短肽和氨基酸的浓度，促进短肽、氨基酸的吸收。张耕等（2002）[10]在荣昌猪断乳后开口饲料中添加外源性蛋白酶，结果发现，外源蛋白酶能显著改善断乳后消化不良，减轻断乳应激对仔猪的影响，增重效果明显，外源蛋白酶的添加在断乳一周内效果最佳。郭建来等（2007）[11]研究发现，在仔猪日粮中添加0.1％的酸性蛋白酶，可以显著提高仔猪的生长性能，并显著降低腹泻率。 　　研究表明，蛋白酶在生长肥育猪上使用也具有一定的效果。宾石玉等（1996）[12]报道，在生长