正确评估和选择酶制剂

mche2005

　　这篇文章转载于饲料添加剂网。看了这篇文章，就可以或多或少的明白为什么在使用酶制剂方面存在着很多争议和分歧。酶制剂要发挥作用，受到的影响因素实在太多。有酶制剂自身的一些限制性因素，如最适的Ph与畜禽的消化道Ph不相匹配，酶配方与饲料多糖含量及动物的发育阶段不相匹配等。   


　　现在酶制剂已广泛应用于各种畜禽及水产饲料中，但目前市场上酶制剂生产厂家及种类繁多，标准不一，产品良莠不齐，给使用者带来了诸多不便。怎样比较不同厂家的酶制剂、怎样选择优良适用的酶制剂，成为困惑选购者的问题。本文就影响酶活力的因素、如何评价酶制剂的质量问题进行讨论，供选用者参考。
1 酶的特点
1.1高效催化性
以发生反应的分子数表示，酶催化反应速度比非催化反应高108~1020倍；比化学催化剂的催化速度高107~1013倍。酶的高效催化性决定了酶能在动物体内新陈代谢中发挥有力的催化作用，如果没有酶的作用，动物体内的各种生化反应都将无法进行，生命无法延续。
1．2高度专一性
一种酶只作用于某一种或某一类特定的底物。例如：蛋白酶只对蛋白质水解起作用。酶的专一性要求酶制剂的选择要根据需要有的放矢，不能盲目使用。
1．3失活变性作用
蛋白质易于失活变性使酶具有不稳定性，凡能使蛋白质变性的因素都能破坏酶，使之丧失活性，如强酸、强碱、高温等。
1．4 可调控性
酶活力的调控方式多种多样，如抑制作用、诱导作用、酶原激活、共价修饰、激素调控等。这一性质对我们有两方面的意义：1）在特定条件下，动物的内源消化酶会缺乏，如应激状态（断奶、逆境）、疾病发生、动物幼年或老年时期等，需要外源酶调控；2）酶制剂生产中，在一定工艺条件下可诱导产生大量高活性的酶。
2 酶活力的测定
酶促反应可表示为：底物+H20 消化酶  >水解产物
酶活力常用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。实际测定中以测定产物的增加量为好（因底物过量，变化量小不易测准，而产物从无到有可正确测定）。根据底物或产物的性质，可采用的方法有滴定法、比色法、电化学法、荧光法、同位素法等。
2．1测定方法
2．1．1同种酶测定底物和产物的方法不同。例如：淀粉+水 淀粉酶 >可溶性还原糖。
测定底物的原理是：淀粉与I2液显蓝色，用蓝色消失的时间或速度来表示酶活力。
测定产物的原理是：还原糖与3，5-二硝基水杨酸反应产生棕红色物质，在540nm比色测定溶液显色深浅来测定酶活力。
2．1．2同种底物或产物可用不同方法测定。例如：木聚糖+水  木聚糖酶  >木糖等还原糖。产物还原糖可用3，5-二硝基水杨酸法、砷钼酸盐法、铁氰化钾法等测定，不同方法测定的结果可能不相同。
2．2 测定条件
2．2．1温度
不同酶有不同变性及催化反应的最适温度。同一酶样在不同温度下测定值有很大差异，见表1。
表1 同种酶制剂在不同温度下测定的酶活力

温度	酸性蛋白酶	木聚糖酶	纤维素酶
35℃ 40℃ 45℃ 50℃ 55℃ 60℃	48706 49112 49910 50138 50021 49070	4851 4904 4967 5089 5203 4955	877 936 939 1027 962 893

2．2．2PH值
不同酶的最适pH值不同，同种酶制剂在不同pH下测定的酶活力见表2。
表2 同种酶制剂在不同pH下测定的酶活力

	酸性蛋白酶	中性蛋白酶	木聚糖酶	纤维素酶
PH3.0 PH4.0 PH5.0 PH6.0 PH7.0 PH8.4 PH9.0 PH10.0	50158 50034 49850 35075 20026 10125 8064 5591	20245 30184 35073 49218 5153 49507 38895 24032	2475 3586 4975 5088 50143 4263 3259 2748	895 1011 1054 923 805 628 436 259

2．2．3底物种类
　　同种测定方法可采用不同底物测定。例如：纤维素+水纤维素酶还原糖。同样采用3，5-二硝基水杨酸法（DNS法）测定还原糖的增加量，用于反应体系中的纤维素底物可以是羟甲基纤维素（CMC）、滤纸纤维、棉花纤维等，用不同底物测定的酶活力数值不同，见表3。
表3 同种酶制剂用不同底物测定的酶活力

酶 样
	1	2	3	4	5
CMC 滤纸	969 92	1153 36	1266 31	1341 130	2113 28

3．3酶活力定义
　　不同的定义，其酶活数值有很大不同。1961年，国际酶学委员会规定：在特定条件（25℃、最适pH及底物浓度）下，1min内转化1μmol底物（或底物中1μmol有关基团）所需的酶量，为1个酶活力单位。此酶活力单位又称国际单位，单位为μmol/min。
但实际应用中酶活力的定义，有些是出于应用方便，有些是沿用习惯。例如：目前所见的不同文献或生产厂商对木聚糖酶活力的定义达6种之多，其酶活力数值大小迥异，见表4。
表4 木聚糖酶活力数值不同定义方法的不同

	国际单位(IU)μmol/min	其他定义所使用单位及换算值
		μmol/h	μmol/s	nmol/min	nmol/s	μg/min
与IU换算系 数酶活力	1 1000	60 60000	1/60 16.7	1000 1000000	1000/60 16700	150 150000

从表4中数据可见，虽然不同定义的酶活力数值差异很大，但只要测定方法和测定条件相同，换算后就可以直接比较。
3 酶制剂的质量评价及选择
3．1质量评价
　　应用酶制剂的目的是帮助动物充分消化吸收饲料中的营养物质，提高饲料利用率，降低饲料成本，减少粪便对环境的污染。评价一种酶制剂优劣的主要指标是看它能否达到酶制剂的使用目的，因此主要从以下几方面评价：1）酶活性高低；2）酶的种类和组成比例是否能够满足所饲养的动物的需要；3）酶制剂是否能在动物消化道中对所使用的饲料发挥预期的作用。
3．2酶种类选择
3．2．1根据动物种类选择
不同动物对酶种的要求有差别，见表5。
表5 不同动物对酶的要求

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

3．2．2根据动物生理需要选择
　　在同种动物不同生理状况下对酶有不同需求：1）消化机能尚未健全的幼年动物、由于疾病或衰老引起消化酶分泌不足的动物必须添加酶制剂帮助消化；2）健康成年动物当自身所产酶能完全满足充分消化之需要时不需添加；3）当饲料中某些成分过多、有抗营养因子存在，阻碍正常消化过程，自身所产生的酶不能将底物完全消化时应该添加酶制剂。生产实践表明，我国的高品质饲料中，仍有30%干物质、25%总能、50%总氮和55%磷不能被健康成年动物消化吸收，从粪便中排泄掉了，说明即使是健康成年动物对高品质精饲料的消化吸收，也不完全，有必要添加酶制剂。由于健康成年动物的消化不良多由饲料中抗营养因子引起，因此只添加助消化的酶制剂效果不明显，必须加入降解相应抗营养因子的外源酶消除抗营养因子，这样动物的内源消化酶才能充分发挥作用。加入外源酶种类主要根据日粮类型、日粮中抗营养因子的种类来选择。
3．2．3根据降解日粮中抗营养因子的不同，有针对性地添加不同的外源酶。
　　玉米-豆粕型日粮是我国的常规日粮，通用的消除抗营养因子的最适酶种主要为木聚糖酶、果胶酶、纤维素酶。若饲料中添加了其他非常规原料，则需补充相应酶种。在我国玉米是主要的能量饲料，目前面临着玉米短缺问题，我国有丰富的小麦资源，若用小麦代替玉米作能量饲料，添加木聚糖酶可产生可观的经济效益和社会效益。
3．3酶特性选择
　　应根据动物消化道的生理条件来选择适合的酶。动物消化道的生理条件及酶的最适作用条件见表7、表8。
表7 动物消化道的生理条件

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

表8 不同酶的最适作用条件

	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 最适pH	50~75℃ 2.5~4.3	30~50℃ 6.5~9	40~60℃ 4.5~10.5	40~60℃ 2.5~5.5	50~90℃ 3.6~6.9

　　最好选择最适温度及pH都与动物消化道的生理温度及pH相同或相近的酶，差异太大的酶不宜使用。如耐高温淀粉酶在90℃时酶活高，碱性蛋白酶能耐受强碱，但在生理条件下他们的活性往往很低。所以，要全面衡量在体内条件下的酶活力，而不应片面追求酶对高温或酸碱的耐受性。当酶的最适条件与动物消化道的生理条件差别较大时，很可能因在试管中采用最适条件测定酶活性很高，而应用时酶活性却很低。
3．4酶活力大小比较
1）不同测定方法所得数值不可比较；2）同种测定方法在不同温度、pH、底物种类等条件下测定所得数值不可直接比较，加以分析可作定性比较，最好在完全相同条件下重新测定；3）在完全相同条件下测定，但对酶活力的定义不同时，需换算后再作比较；4）在完全相同条件下测定，且对酶活力的定义相同时，可直接比较。
　　总之，酶种选择搭配合理、既适用于饲养对象又适合于所用日粮种类、酶活力大小既能满足需要又不造成浪费的酶制剂，才称得上是优良的酶制剂。

郑旭阳

1# mche2005

郑旭阳

从上文得出,
1. 酶活和酶制剂的生物学效价是两个评估角度, 不易建立关联, 但是, 酶活是实验室可以评测的指标, 生物学效价是动物代谢实验指标,有很大的变异性和不准确性;
2. 在生产实际中, 评估酶活不失为一个评价酶制剂的好方法, 对于同一菌种来源, 相同定义的酶活比较而言, 酶活高,生物学效价就高,
3. 对于同一个菌种来源的酶制剂, 单就不同温度,底物,PH,定义, 测定出了不同的酶活, 不能说明生物学效价有何区别,
4. 目前, 植酸酶的同工酶较少, 易于评估, 木聚糖酶等非植酸酶的酶制剂, 同工酶较多, 不易评价, 但是对于目前的已经工业化的产品体系而言, 就那么几个菌种来源, 也便于大家比较;
5. 有些人说: "酶活高,生物学效价不一定高, 使用效果不一定好", 这是不会生产酶制剂的人讲的话, 是在故意混淆视听, 鱼目混珠,
6. 希望大家科学的评估酶制剂的酶活和生物学效价的关联, 酶活测定肯定是有效评估酶制剂产品质量的最好手段, 先评估酶活, 把酶活过关的产品用于饲养实验比对,

yourancixin456

[有些人说: "酶活高,生物学效价不一定高, 使用效果不一定好", 这是不会生产酶制剂的人讲的话, 是在故意混淆视听, 鱼目混珠.


很想听听您的理解！期待中------

yourancixin456

“希望大家科学的评估酶制剂的酶活和生物学效价的关联, 酶活测定肯定是有效评估酶制剂产品质量的最好手段, 先评估酶活, 把酶活过关的产品用于饲养实验比对”

LZ这句话很简单，但是对于筛选酶制剂的厂家而言是需要付出更多的，这对于资金实力不够的企业是很难做到的。即使检测酶活，也只是产品稳定性的检测，我觉得可以倒可以把你的方法调换过来，通过动物实验确定良好的性价比酶制剂产品，再通过实验室检测确定购买的每个批次酶制剂产品是否质量保持稳定
况且

mche2005

呵呵，郑版主，是我的。
酶活和酶制剂的生物学效价是两个评估角度, 不易建立关联。从这点上，我非常的佩服版主的学术功底。
5. 有些人说: "酶活高,生物学效价不一定高, 使用效果不一定好", 这是不会生产酶制剂的人讲的话, 是在故意混淆视听, 鱼目混珠,
同样的菌种，不同的发酵工艺和饲料酶应用配方，其效果截然不同。不同的菌种，不同的发酵工艺和饲料酶应用配方，其效果差异就更没有办法比了。不知道国内的几家饲料酶企业他们的主打单酶生产菌种一样么？
6. 希望大家科学的评估酶制剂的酶活和生物学效价的关联, 酶活测定肯定是有效评估酶制剂产品质量的最好手段, 先评估酶活, 把酶活过关的产品用于饲养实验比对,
生产菌种的差异和具体的某种饲料酶其酶学性质是不一样的。决定饲料酶的应用效果，不仅仅是酶活，更重要的是酶的酶学性质和动物肠道的符合程度或者说是适合程度。这是个综合因素。综合因素决定了有效酶活。而相同的酶活力下，其有效酶活力可能大相径庭。
有效酶活的定义是：在特定的工艺环境中或者是特定的应用环境中，酶所表现的活力。这个特定环境就包括ph、温度、环境中的金属离子、等对酶活起到抑制或激活的各种因素。
呵呵，这个有效酶活是我自己在做酶动力学方面的实验和果胶酶应用研发时的一些认识。

mche2005

你好：yourancixin456
谁说它的饲料酶好，做做养殖实验就可以了。耳听毕竟为虚，眼见方能为实。
郑版主讲的话是很有道理的，只是你没有体会到郑博版主所说的前提条件。郑博专业知识很渊博佷精深的。
任何事，都需要在一定的前提下才有讨论和存在的基础。

tq8322

看了楼上几位的高见，对这个问题更深的认识。那请问现在公司一般是怎样确定酶制剂复配的种类和酶制剂的推荐添加量呢？有办法通过厂家提供的信息比较辨别效果不？

mche2005

酶制剂的配方和应用效果这块，每个公司都不一样的。技术实力才最终决定应用效果的。目前，市场上占有率高的产品，其效果是不言而喻的。当然，酶制剂配方的确定，是饲料酶企业技术总监和高工吃饭的看家本领。呵呵，人家就靠着吃饭了，一如饲料配方师了。
在下的拙见是：尽量买市场上市场占有率比较大的品牌。对于没有听过的品牌，作为饲料酶生产企业，他们的义务和职责就是提供符合他们技术实力和市场需求的产品。

胡海波

言语中表露出来的除了版主，估计很多都是动物营养出生的，其实动物营养出生的对酶制剂的认识是有偏向性的，这种对酶制剂偏向性带有很强的主观意愿，这种主观的臆断并不一定适合饲料酶制剂的发展。渴望听到生物技术方向的声音！