飼用脂肪酶在動物生產(chǎn)中的研究應(yīng)用

李 敬，李玉林，趙迎春，韓建星

（寧夏夏盛實業(yè)集團有限公司，北京 100101）

脂肪酶是一類能夠催化長鏈脂肪酸甘油酯水解的酶，在脂質(zhì)代謝過程中發(fā)揮著重要的作用。它廣泛存在于動植物以及微生物中，由于微生物脂肪酶的資源極其豐富，種類繁多，且具有較寬的pH值作用范圍和溫度范圍，因此，適于進行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)和獲取高純度制劑。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，細菌、酵母及霉菌等均可大量產(chǎn)生脂肪酶，現(xiàn)已公布的36種不同來源的商業(yè)化脂肪酶中，有19種來源于真菌，8種來源于細菌。隨著生物技術(shù)和酶工程研究的突破性進展，微生物脂肪酶已成為重要的工業(yè)用酶，普遍用于制革、食品、醫(yī)藥、洗滌劑、化工等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，但在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用還處于初級階段。隨著人們生活品質(zhì)的提高和畜牧業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注食品安全方面的問題，因此開發(fā)新型綠色飼料添加劑，提高飼料轉(zhuǎn)化率，節(jié)約飼料資源等已成為飼料行業(yè)發(fā)展的重中之重。

1 脂肪酶的酶學特性

1.1 脂肪酶的理化性質(zhì) 脂肪酶（Lipase，EC 3.1.3.3）是催化甘油三酯水解的一類酶的總稱，可催化甘油三酯水解生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯。目前，已發(fā)現(xiàn)的脂肪酶相對分子質(zhì)量大多在30～40kDa之間，等電點在3.7～9.7之間，酶蛋白分子含有一到幾個亞基。與動植物脂肪酶相比，微生物脂肪酶來源豐富，且具有更寬的反應(yīng)pH值和適宜的溫度范圍以及更強的底物專一性。然而，微生物脂肪酶的來源不同，其最適pH值和作用溫度，pH值穩(wěn)定性以及耐熱性也存在差異。一般來說，微生物脂肪酶的最適pH值大多為中性，其最適pH值范圍與微生物種屬無明顯相關(guān)性。真菌脂肪酶的最適作用溫度相對較低，而細菌脂肪酶則比較耐熱。

1.2 脂肪酶的催化特性 脂肪酶在常溫、常壓溫和的條件下就能催化不溶性酯的水解、醇解、酯化、轉(zhuǎn)酯化以及酯類的逆向合成等多種生化反應(yīng)。脂肪酶在催化過程中具有高效的催化活性和高度專一性，

影響酶催化效果的因素主要有底物、反應(yīng)時間、溫度、pH值、溶劑以及底物等。脂肪酶的來源不同，其最適的催化體系和活性也不同，目前研究比較多的是假絲褶皺酵母脂肪酶、假單胞菌脂肪酶、豬胰脂肪酶、黑曲霉脂肪酶、異常畢赤酵母脂肪酶以及根霉菌脂肪酶等。很多研究發(fā)現(xiàn)，脂肪酶具有界面催化特性，即在油水界面上能夠催化酯水解或醇解、酯合成、酯交換等多種有機合成反應(yīng)，而這也是脂肪酶區(qū)別于其他生物酶的一個特征。

2 脂肪酶在機體中的作用機理

脂肪是動物體內(nèi)主要的供能和儲能物質(zhì)，也是構(gòu)成細胞膜的必需物質(zhì)，它可以促進脂溶性維生素和某些激素的吸收和利用。同時，在脂肪酶的作用下，脂肪可分解產(chǎn)生甘油和脂肪酸供機體利用，其中酶解產(chǎn)生的某些脂肪酸與動物大腦、免疫系統(tǒng)乃至生殖系統(tǒng)都息息相關(guān)。脂肪酶在生物體新陳代謝過程中發(fā)揮著重要作用，它可維持正常的脂肪沉積，參與脂肪代謝的整個過程，防止脂肪過?；虿蛔阍斐傻拇x紊亂或病變。

3 在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用

3.1 增強幼齡動物消化能力，降低腹瀉風險 脂肪酶是脂肪代謝最基本的酶，在飼料中添加外源脂肪酶可補充幼齡動物內(nèi)源消化酶的不足，提高脂肪利用率，促進動物生長，降低腹瀉率。有研究顯示，幼齡畜禽胰腺脂肪酶分泌不足，可導(dǎo)致其對飼料中的脂肪利用率較低，由此造成飼料浪費，增加生產(chǎn)成本。時本利（2010）研究顯示：添加脂肪酶200g/t（全價料）后可顯著降低斷奶仔豬的料重比，降低仔豬腹瀉率。許多研究報道都證實，添加外源蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶等消化酶可有效緩解仔豬的斷奶營養(yǎng)應(yīng)激。

3.2 提高飼料中的油脂利用率，節(jié)約能量飼料資源 脂肪是動物生長過程中重要的能量來源，但動物體一般對常規(guī)能量飼料中的脂肪利用率較低，且對外源油脂不能完全利用，因此造成資源浪費。在飼料中添加脂肪酶，可提高動物對飼料中脂肪和油脂的利用率。有研究顯示，在含有植物性油脂的斷奶仔豬飼糧中添加0.02%的脂肪酶，可以顯著提高仔豬日增重和日采食量。秦鵬（2003）研究發(fā)現(xiàn)，添加乳化劑和脂肪酶可以顯著提高肉仔雞的平均日增重和粗脂肪利用。楊新文等（2010）研究顯示：在含有10%脂肪的南方鲇飼料中添加0.3g/kg的脂肪酶，可顯著提高機體胰脂肪酶的活力，提高脂肪消化率，改善飼料養(yǎng)分吸收。但飼料中添加脂肪酶也會加快脂肪水解速度，降低飼料的貯藏穩(wěn)定性。

3.3 提高動物生產(chǎn)性能，改善動物健康 脂肪酶能將脂肪水解為游離脂肪酸、甘油和甘油單酯供動物吸收利用。奚剛等（1999）研究認為，在飼糧中添加外源酶后可顯著影響內(nèi)源消化酶的活性，且易受動物品種和飼糧類型的影響。Dierick等（2002）在模擬體外試驗中發(fā)現(xiàn)，適量添加脂肪酶能夠部分釋放中鏈脂肪酸，這些中鏈脂肪酸對一些消化道有害菌的生長具有顯著的抑制作用，并起到類似抗生素的作用。還有研究認為，添加脂肪酶后可以提高油脂類飼料原料的能量利用率，改善飼料適口性，增加畜禽采食量，從而提高動物生產(chǎn)性能。

4 存在的問題及展望

隨著分子生物學和生物工程的快速發(fā)展，目前通過誘變、基因工程以及細胞融合等生物手段可以獲得高產(chǎn)菌株。對這些產(chǎn)酶菌株進行進一步改良和優(yōu)化現(xiàn)已成為人們關(guān)注的焦點。然而，篩選高產(chǎn)菌株，達到穩(wěn)定高效的產(chǎn)酶工藝，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，還需更深入地研究。近幾年來，外源脂肪酶已被人們廣泛使用到飼料中。與內(nèi)源脂肪酶相比，其作用pH值范圍廣，穩(wěn)定性和活性更高，能克服動物內(nèi)源脂肪酶pH值范圍適應(yīng)性不足的缺陷，但如何確定外源脂肪酶在飼料中的合理添加量，維持其在腸道中的穩(wěn)定性，以及其在動物體內(nèi)發(fā)揮作用的機理和作用效果還需要大量的研究證實。在飼料和養(yǎng)殖業(yè)良性發(fā)展的情況下，合理開發(fā)和利用新型飼用酶制劑將會有一個更廣闊的發(fā)展前景。

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