正確評估和選擇酶制劑

mche2005

　　這篇文章轉(zhuǎn)載于飼料添加劑網(wǎng)。看了這篇文章，就可以或多或少的明白為什么在使用酶制劑方面存在著很多爭議和分歧。酶制劑要發(fā)揮作用，受到的影響因素實在太多。有酶制劑自身的一些限制性因素，如最適的Ph與畜禽的消化道Ph不相匹配，酶配方與飼料多糖含量及動物的發(fā)育階段不相匹配等。   


　　現(xiàn)在酶制劑已廣泛應(yīng)用于各種畜禽及水產(chǎn)飼料中，但目前市場上酶制劑生產(chǎn)廠家及種類繁多，標(biāo)準(zhǔn)不一，產(chǎn)品良莠不齊，給使用者帶來了諸多不便。怎樣比較不同廠家的酶制劑、怎樣選擇優(yōu)良適用的酶制劑，成為困惑選購者的問題。本文就影響酶活力的因素、如何評價酶制劑的質(zhì)量問題進(jìn)行討論，供選用者參考。
1 酶的特點
1.1高效催化性
以發(fā)生反應(yīng)的分子數(shù)表示，酶催化反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)高108~1020倍；比化學(xué)催化劑的催化速度高107~1013倍。酶的高效催化性決定了酶能在動物體內(nèi)新陳代謝中發(fā)揮有力的催化作用，如果沒有酶的作用，動物體內(nèi)的各種生化反應(yīng)都將無法進(jìn)行，生命無法延續(xù)。
1．2高度專一性
一種酶只作用于某一種或某一類特定的底物。例如：蛋白酶只對蛋白質(zhì)水解起作用。酶的專一性要求酶制劑的選擇要根據(jù)需要有的放矢，不能盲目使用。
1．3失活變性作用
蛋白質(zhì)易于失活變性使酶具有不穩(wěn)定性，凡能使蛋白質(zhì)變性的因素都能破壞酶，使之喪失活性，如強酸、強堿、高溫等。
1．4 可調(diào)控性
酶活力的調(diào)控方式多種多樣，如抑制作用、誘導(dǎo)作用、酶原激活、共價修飾、激素調(diào)控等。這一性質(zhì)對我們有兩方面的意義：1）在特定條件下，動物的內(nèi)源消化酶會缺乏，如應(yīng)激狀態(tài)（斷奶、逆境）、疾病發(fā)生、動物幼年或老年時期等，需要外源酶調(diào)控；2）酶制劑生產(chǎn)中，在一定工藝條件下可誘導(dǎo)產(chǎn)生大量高活性的酶。
2 酶活力的測定
酶促反應(yīng)可表示為：底物+H20 消化酶  >水解產(chǎn)物
酶活力常用單位時間內(nèi)、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。實際測定中以測定產(chǎn)物的增加量為好（因底物過量，變化量小不易測準(zhǔn)，而產(chǎn)物從無到有可正確測定）。根據(jù)底物或產(chǎn)物的性質(zhì)，可采用的方法有滴定法、比色法、電化學(xué)法、熒光法、同位素法等。
2．1測定方法
2．1．1同種酶測定底物和產(chǎn)物的方法不同。例如：淀粉+水 淀粉酶 >可溶性還原糖。
測定底物的原理是：淀粉與I2液顯藍(lán)色，用藍(lán)色消失的時間或速度來表示酶活力。
測定產(chǎn)物的原理是：還原糖與3，5-二硝基水楊酸反應(yīng)產(chǎn)生棕紅色物質(zhì)，在540nm比色測定溶液顯色深淺來測定酶活力。
2．1．2同種底物或產(chǎn)物可用不同方法測定。例如：木聚糖+水  木聚糖酶  >木糖等還原糖。產(chǎn)物還原糖可用3，5-二硝基水楊酸法、砷鉬酸鹽法、鐵氰化鉀法等測定，不同方法測定的結(jié)果可能不相同。
2．2 測定條件
2．2．1溫度
不同酶有不同變性及催化反應(yīng)的最適溫度。同一酶樣在不同溫度下測定值有很大差異，見表1。
表1 同種酶制劑在不同溫度下測定的酶活力

溫度	酸性蛋白酶	木聚糖酶	纖維素酶
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
不同酶的最適pH值不同，同種酶制劑在不同pH下測定的酶活力見表2。
表2 同種酶制劑在不同pH下測定的酶活力

	酸性蛋白酶	中性蛋白酶	木聚糖酶	纖維素酶
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底物種類
　　同種測定方法可采用不同底物測定。例如：纖維素+水纖維素酶還原糖。同樣采用3，5-二硝基水楊酸法（DNS法）測定還原糖的增加量，用于反應(yīng)體系中的纖維素底物可以是羥甲基纖維素（CMC）、濾紙纖維、棉花纖維等，用不同底物測定的酶活力數(shù)值不同，見表3。
表3 同種酶制劑用不同底物測定的酶活力

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

3．3酶活力定義
　　不同的定義，其酶活數(shù)值有很大不同。1961年，國際酶學(xué)委員會規(guī)定：在特定條件（25℃、最適pH及底物濃度）下，1min內(nèi)轉(zhuǎn)化1μmol底物（或底物中1μmol有關(guān)基團）所需的酶量，為1個酶活力單位。此酶活力單位又稱國際單位，單位為μmol/min。
但實際應(yīng)用中酶活力的定義，有些是出于應(yīng)用方便，有些是沿用習(xí)慣。例如：目前所見的不同文獻(xiàn)或生產(chǎn)廠商對木聚糖酶活力的定義達(dá)6種之多，其酶活力數(shù)值大小迥異，見表4。
表4 木聚糖酶活力數(shù)值不同定義方法的不同

	國際單位(IU)μmol/min	其他定義所使用單位及換算值
		μmol/h	μmol/s	nmol/min	nmol/s	μg/min
與IU換算系 數(shù)酶活力	1 1000	60 60000	1/60 16.7	1000 1000000	1000/60 16700	150 150000

從表4中數(shù)據(jù)可見，雖然不同定義的酶活力數(shù)值差異很大，但只要測定方法和測定條件相同，換算后就可以直接比較。
3 酶制劑的質(zhì)量評價及選擇
3．1質(zhì)量評價
　　應(yīng)用酶制劑的目的是幫助動物充分消化吸收飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料利用率，降低飼料成本，減少糞便對環(huán)境的污染。評價一種酶制劑優(yōu)劣的主要指標(biāo)是看它能否達(dá)到酶制劑的使用目的，因此主要從以下幾方面評價：1）酶活性高低；2）酶的種類和組成比例是否能夠滿足所飼養(yǎng)的動物的需要；3）酶制劑是否能在動物消化道中對所使用的飼料發(fā)揮預(yù)期的作用。
3．2酶種類選擇
3．2．1根據(jù)動物種類選擇
不同動物對酶種的要求有差別，見表5。
表5 不同動物對酶的要求

	豬	家 禽	反芻動物	水產(chǎn)動物
需添加的主要酶種	內(nèi)源消化酶、降解抗?fàn)I養(yǎng)因子的酶	內(nèi)源消化酶、降解抗?fàn)I養(yǎng)因子的酶（要求更高酶活力）	以纖維素酶為主	內(nèi)源消化酶為主，草食性種類補充半纖維素酶和纖維素酶

3．2．2根據(jù)動物生理需要選擇
　　在同種動物不同生理狀況下對酶有不同需求：1）消化機能尚未健全的幼年動物、由于疾病或衰老引起消化酶分泌不足的動物必須添加酶制劑幫助消化；2）健康成年動物當(dāng)自身所產(chǎn)酶能完全滿足充分消化之需要時不需添加；3）當(dāng)飼料中某些成分過多、有抗?fàn)I養(yǎng)因子存在，阻礙正常消化過程，自身所產(chǎn)生的酶不能將底物完全消化時應(yīng)該添加酶制劑。生產(chǎn)實踐表明，我國的高品質(zhì)飼料中，仍有30%干物質(zhì)、25%總能、50%總氮和55%磷不能被健康成年動物消化吸收，從糞便中排泄掉了，說明即使是健康成年動物對高品質(zhì)精飼料的消化吸收，也不完全，有必要添加酶制劑。由于健康成年動物的消化不良多由飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子引起，因此只添加助消化的酶制劑效果不明顯，必須加入降解相應(yīng)抗?fàn)I養(yǎng)因子的外源酶消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，這樣動物的內(nèi)源消化酶才能充分發(fā)揮作用。加入外源酶種類主要根據(jù)日糧類型、日糧中抗?fàn)I養(yǎng)因子的種類來選擇。
3．2．3根據(jù)降解日糧中抗?fàn)I養(yǎng)因子的不同，有針對性地添加不同的外源酶。
　　玉米-豆粕型日糧是我國的常規(guī)日糧，通用的消除抗?fàn)I養(yǎng)因子的最適酶種主要為木聚糖酶、果膠酶、纖維素酶。若飼料中添加了其他非常規(guī)原料，則需補充相應(yīng)酶種。在我國玉米是主要的能量飼料，目前面臨著玉米短缺問題，我國有豐富的小麥資源，若用小麥代替玉米作能量飼料，添加木聚糖酶可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
3．3酶特性選擇
　　應(yīng)根據(jù)動物消化道的生理條件來選擇適合的酶。動物消化道的生理條件及酶的最適作用條件見表7、表8。
表7 動物消化道的生理條件

生理條件	豬			禽
	胃	十二指腸	空腸	腺胃	十二指腸	空腸
pH 值	2.5~4.5	6~6.2	≈6.5	2~2.5	5.8~6.2	6~6.5
溫度	38-40℃

表8 不同酶的最適作用條件

	酸性蛋白酶	中性蛋白酶	木聚糖酶	纖維素酶	α-淀粉酶
最適溫度 最適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

　　最好選擇最適溫度及pH都與動物消化道的生理溫度及pH相同或相近的酶，差異太大的酶不宜使用。如耐高溫淀粉酶在90℃時酶活高，堿性蛋白酶能耐受強堿，但在生理條件下他們的活性往往很低。所以，要全面衡量在體內(nèi)條件下的酶活力，而不應(yīng)片面追求酶對高溫或酸堿的耐受性。當(dāng)酶的最適條件與動物消化道的生理條件差別較大時，很可能因在試管中采用最適條件測定酶活性很高，而應(yīng)用時酶活性卻很低。
3．4酶活力大小比較
1）不同測定方法所得數(shù)值不可比較；2）同種測定方法在不同溫度、pH、底物種類等條件下測定所得數(shù)值不可直接比較，加以分析可作定性比較，最好在完全相同條件下重新測定；3）在完全相同條件下測定，但對酶活力的定義不同時，需換算后再作比較；4）在完全相同條件下測定，且對酶活力的定義相同時，可直接比較。
　　總之，酶種選擇搭配合理、既適用于飼養(yǎng)對象又適合于所用日糧種類、酶活力大小既能滿足需要又不造成浪費的酶制劑，才稱得上是優(yōu)良的酶制劑。

鄭旭陽

1# mche2005

鄭旭陽

從上文得出,
1. 酶活和酶制劑的生物學(xué)效價是兩個評估角度, 不易建立關(guān)聯(lián), 但是, 酶活是實驗室可以評測的指標(biāo), 生物學(xué)效價是動物代謝實驗指標(biāo),有很大的變異性和不準(zhǔn)確性;
2. 在生產(chǎn)實際中, 評估酶活不失為一個評價酶制劑的好方法, 對于同一菌種來源, 相同定義的酶活比較而言, 酶活高,生物學(xué)效價就高,
3. 對于同一個菌種來源的酶制劑, 單就不同溫度,底物,PH,定義, 測定出了不同的酶活, 不能說明生物學(xué)效價有何區(qū)別,
4. 目前, 植酸酶的同工酶較少, 易于評估, 木聚糖酶等非植酸酶的酶制劑, 同工酶較多, 不易評價, 但是對于目前的已經(jīng)工業(yè)化的產(chǎn)品體系而言, 就那么幾個菌種來源, 也便于大家比較;
5. 有些人說: "酶活高,生物學(xué)效價不一定高, 使用效果不一定好", 這是不會生產(chǎn)酶制劑的人講的話, 是在故意混淆視聽, 魚目混珠,
6. 希望大家科學(xué)的評估酶制劑的酶活和生物學(xué)效價的關(guān)聯(lián), 酶活測定肯定是有效評估酶制劑產(chǎn)品質(zhì)量的最好手段, 先評估酶活, 把酶活過關(guān)的產(chǎn)品用于飼養(yǎng)實驗比對,

yourancixin456

[有些人說: "酶活高,生物學(xué)效價不一定高, 使用效果不一定好", 這是不會生產(chǎn)酶制劑的人講的話, 是在故意混淆視聽, 魚目混珠.


很想聽聽您的理解！期待中------

yourancixin456

“希望大家科學(xué)的評估酶制劑的酶活和生物學(xué)效價的關(guān)聯(lián), 酶活測定肯定是有效評估酶制劑產(chǎn)品質(zhì)量的最好手段, 先評估酶活, 把酶活過關(guān)的產(chǎn)品用于飼養(yǎng)實驗比對”

LZ這句話很簡單，但是對于篩選酶制劑的廠家而言是需要付出更多的，這對于資金實力不夠的企業(yè)是很難做到的。即使檢測酶活，也只是產(chǎn)品穩(wěn)定性的檢測，我覺得可以倒可以把你的方法調(diào)換過來，通過動物實驗確定良好的性價比酶制劑產(chǎn)品，再通過實驗室檢測確定購買的每個批次酶制劑產(chǎn)品是否質(zhì)量保持穩(wěn)定
況且

mche2005

呵呵，鄭版主，是我的。
酶活和酶制劑的生物學(xué)效價是兩個評估角度, 不易建立關(guān)聯(lián)。從這點上，我非常的佩服版主的學(xué)術(shù)功底。
5. 有些人說: "酶活高,生物學(xué)效價不一定高, 使用效果不一定好", 這是不會生產(chǎn)酶制劑的人講的話, 是在故意混淆視聽, 魚目混珠,
同樣的菌種，不同的發(fā)酵工藝和飼料酶應(yīng)用配方，其效果截然不同。不同的菌種，不同的發(fā)酵工藝和飼料酶應(yīng)用配方，其效果差異就更沒有辦法比了。不知道國內(nèi)的幾家飼料酶企業(yè)他們的主打單酶生產(chǎn)菌種一樣么？
6. 希望大家科學(xué)的評估酶制劑的酶活和生物學(xué)效價的關(guān)聯(lián), 酶活測定肯定是有效評估酶制劑產(chǎn)品質(zhì)量的最好手段, 先評估酶活, 把酶活過關(guān)的產(chǎn)品用于飼養(yǎng)實驗比對,
生產(chǎn)菌種的差異和具體的某種飼料酶其酶學(xué)性質(zhì)是不一樣的。決定飼料酶的應(yīng)用效果，不僅僅是酶活，更重要的是酶的酶學(xué)性質(zhì)和動物腸道的符合程度或者說是適合程度。這是個綜合因素。綜合因素決定了有效酶活。而相同的酶活力下，其有效酶活力可能大相徑庭。
有效酶活的定義是：在特定的工藝環(huán)境中或者是特定的應(yīng)用環(huán)境中，酶所表現(xiàn)的活力。這個特定環(huán)境就包括ph、溫度、環(huán)境中的金屬離子、等對酶活起到抑制或激活的各種因素。
呵呵，這個有效酶活是我自己在做酶動力學(xué)方面的實驗和果膠酶應(yīng)用研發(fā)時的一些認(rèn)識。

mche2005

你好：yourancixin456
誰說它的飼料酶好，做做養(yǎng)殖實驗就可以了。耳聽畢竟為虛，眼見方能為實。
鄭版主講的話是很有道理的，只是你沒有體會到鄭博版主所說的前提條件。鄭博專業(yè)知識很淵博佷精深的。
任何事，都需要在一定的前提下才有討論和存在的基礎(chǔ)。

tq8322

看了樓上幾位的高見，對這個問題更深的認(rèn)識。那請問現(xiàn)在公司一般是怎樣確定酶制劑復(fù)配的種類和酶制劑的推薦添加量呢？有辦法通過廠家提供的信息比較辨別效果不？

mche2005

酶制劑的配方和應(yīng)用效果這塊，每個公司都不一樣的。技術(shù)實力才最終決定應(yīng)用效果的。目前，市場上占有率高的產(chǎn)品，其效果是不言而喻的。當(dāng)然，酶制劑配方的確定，是飼料酶企業(yè)技術(shù)總監(jiān)和高工吃飯的看家本領(lǐng)。呵呵，人家就靠著吃飯了，一如飼料配方師了。
在下的拙見是：盡量買市場上市場占有率比較大的品牌。對于沒有聽過的品牌，作為飼料酶生產(chǎn)企業(yè)，他們的義務(wù)和職責(zé)就是提供符合他們技術(shù)實力和市場需求的產(chǎn)品。

胡海波

言語中表露出來的除了版主，估計很多都是動物營養(yǎng)出生的，其實動物營養(yǎng)出生的對酶制劑的認(rèn)識是有偏向性的，這種對酶制劑偏向性帶有很強的主觀意愿，這種主觀的臆斷并不一定適合飼料酶制劑的發(fā)展?？释牭缴锛夹g(shù)方向的聲音！