CN102940132A - 复合酶制剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合酶制剂及其应用。所述的复合酶制剂包括固态型和液态型，由木聚糖酶、β-甘露聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶和辅料配制而成。将本发明的复合酶制剂添加于动物饲料中，能够有效提高饲料中非淀粉多糖类抗营养因子及植酸的降解效率，消除其抗营养作用，提高饲料的吸收和转化率，提高饲料中磷利用率，大幅降低无机磷的用量，降低生产成本，为饲料加工企业和养殖户带来可观的经济效益，同时能够大大降低动物排泄物中氮和磷的含量，从而减少环境污染，具有显著的社会效益。

Description

复合酶制剂及其应用

技术领域

本发明涉及饲料用酶制剂，具体涉及一种复合酶制剂及其应用。

背景技术

改革开放以来，我国国民经济持续高速发展，人民生活水平显著提高，对畜产品的需求也随之增加。畜牧业的迅速发展导致对饲料需求量的锐升，我国人均耕地面积不足世界的1/2，人口众多，资源相对缺乏，如何开发各种植物资源服务于畜牧及饲料行业的发展至关重要。近年来，受国际能源价格飙升的影响，生产玉米乙醇获利良多，导致玉米价格大幅度上涨。作为饲料主要能量原料，玉米占饲料配方中的比重极大，玉米价格飞涨，使得畜牧业本来就偏紧的玉米供应更是严重压缩，“人车争粮”已经成为一个现实的社会问题。与此同时，国际大豆近年来价格也是成倍的上涨，饲料中主要蛋白原料豆粕的价格则水涨船高；而随着磷矿资源的日益减少，磷酸氢钙及磷酸二氢钙的价格也是涨幅惊人。以上诸多因素的叠加极大地增加了畜牧业生产成本，使得众多的饲料厂家开始更多的尝试使用小麦、米糠及其它工业副产品、棉粕、菜粕及其他杂粕等来代替玉米和豆粕；各种减少配方中无机磷的尝试也得到高度重视。

小麦、工副产品料及杂粕等原料在配方中大量使用的原因是其含有较多的水溶性非淀粉多糖（SNSP）及植酸（Phyticacid），是单胃动物主要的抗营养因子，是影响这些物质在饲料配方中大量使用的主要原因。水溶性非淀粉多糖（SNSP）主要有：阿拉伯木聚糖、β-甘露聚糖、纤维素、葡聚糖等。

水溶性非淀粉多糖（SNSP）不能被单胃动物所消化利用，而且阻碍其它营养物质吸收、利用，并造成饲料利用率下降、畜禽胃肠疾病等负面影响，主要抗营养作用表现在：（1）增加肠道食糜粘度，使食糜流速减慢，降低采食量；阻止消化酶与食糜的结合，降低消化率，与消化酶结合，增加消化酶分泌量。（2）营养屏障作用。SNSP是植物细胞壁的重要组成成份，阻碍内源酶进入细胞内消化其中淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质。（3）增加有害菌在肠道后段的繁殖，粪便含水量增加，使养殖环境变差，加大疾病发生机会。

植酸是植物性原料中普遍存在的抗营养因子，在玉米、麦麸、米糠、豆粕、棉粕等杂粕的含量中均较高。该物质对单胃动物的营养吸收利用造成很大的负面影响。植酸抗营养作用主要是由其极强鳌合能力造成：（1）植酸和磷及其它微量元素（钙、锌、锰、镁、铜、碘、钼）鳌合成植酸-矿物质复合物，使这些元素不能被动物利用。（2）植酸在低于蛋白质等电点的酸性条件下，与蛋白质直接鳌合成不溶解的植酸-氨基酸鳌合物，从而使蛋白质消化率降低；在高于蛋白质等电点的碱性条件下，植酸先与矿物质元素阳离子鳌合成植酸-矿物质复合物，再与氨基酸鳌合成不溶解的植酸-矿物质-氨基酸三元复合物；这两类植酸-氨基酸鳌合物都不能被蛋白酶水解，所以同时影响饲料中蛋白质和矿物质的消化率。（3）植酸在酸性至中性条件下鳌合能力最强，而大部分消化道的pH正在这个范围，植酸与动物体内消化酶结合，降低消化酶的活性，使消化率下降。植酸对单胃动物的营养吸收利用造成很大的负面影响。

饲料中添加酶制剂是消除SNSP和植酸等抗营养因子、提高配方中小麦、副料和杂粕用量的有效方法，既可以节省饲料成本，又可以促进消化，减少动物粪尿中氮、磷等矿物质的排放，减轻环境污染发放。目前，市售的非淀粉多糖酶制剂，往往其中某一种酶活性配备很高，其它他酶活性配比极低或只是象征性的有一些，不能够较全面的消除SNSP的抗营养作用，更不能做到根据酶的底物量和比例来确定酶活及比例，甚至忽视植酸络合而造成的活性破坏。对饲料抗营养因子含量或种类针对性较差。

已有研究表明，植酸酶对植酸的水解不仅取决于植酸酶的活性，还取决于植酸酶与植酸的接触程度。非淀粉多糖是构成植物细胞壁的重要成分，水溶性非淀粉多糖的粘性会阻碍动物体对植酸酶作用于植酸的产物肌醇和磷酸的吸收，非淀粉多糖酶能加速细胞壁的破裂并降低粘度，可为植酸酶与植酸的接触提供更多机会，从而加速了植酸从植酸复合物中释放。与此同时，在动物体内的酸性条件下，饲料中的植酸具有很强的鳌合能力，能鳌合饲料中添加的外源酶和部分动物内源酶，对SNSP酶也不例外，这样一部分酶被鳌合，势必会降低酶的活性，使消除抗营养作用降低。通过植酸酶对植酸的降解，可提高非淀粉多糖酶与非淀粉多糖的接触效率。因而，两类酶的组合更能发挥出协同效应，提高整体的降解水平。但两类酶配合使用时，各自的活性应该如何配比，怎样才能减少浪费，获得最佳经济效益，尚未有研究。

基于以上情况，为了更科学的配比酶活以较全面消除水溶性非淀粉多糖和植酸的抗营养作用，提高饲料的吸收和转化率，降低生产成本，减少环境污染，并减少各单酶的浪费，降低成本，本发明申请人经过深入实践与科学实验，针对当前饲用酶制剂的不足，发明了一种饲料复合酶制剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种复合酶制剂及其应用，以解决目前大部分酶制剂产品的功能缺陷。本发明的复合酶制剂添加于动物饲料中，能够有效提高饲料中非淀粉多糖类抗营养因子及植酸的降解效率，消除其抗营养作用，提高饲料的吸收和转化率，提高饲料中磷利用率，大幅降低无机磷的用量，降低生产成本，为饲料加工企业和养殖户带来可观的经济效益，同时能够大大降低动物排泄物中氮和磷的含量，从而减少环境污染，具有显著的社会效益。

为了达到上述目的，本发明通过采用以下技术方案来实现。

所述的复合酶制剂，为固态型，以重量份数计，由以下组分配制而成：

木聚糖酶          10-15份      酶活3800U/g~3950U/g；

β-甘露聚糖酶     10-15份      酶活1800U/g~1900U/g；

纤维素酶          10-15份      酶活1900U/g~2000U/g；

β-葡聚糖酶       10-15份      酶活1200U/g~1300U/g；

植酸酶            10-15份      酶活2250U/g~2350U/g；

辅料              50-70份。

所述辅料为玉米蛋白。

将上述各组分计量混合，充分搅拌混匀，即得本发明的固态型复合酶制剂。

所述的固态型复合酶制剂按照200-240g/吨的添加量（相对饲料总重）应用于动物饲料中，优选220g/吨，所述动物包括猪、鸡、鸭等。

所述的复合酶制剂还可以是液态型，以体积份数计，由以下组分配制而成：

木聚糖酶          10-15份       酶活5060U/ml~5200U/ml；

β-甘露聚糖酶     10-15份       酶活2400U/nl~2500U/ml；

纤维素酶          10-15份       酶活2550U/ml~2700U/ml；

β-葡聚糖酶       10-15份       酶活1600U/ml~1700U/ml；

植酸酶            10-15份       酶活3000U/ml~3100U/ml；

辅料              50-70份。

所述辅料为山梨糖醇。

将上述各组分计量混合，充分搅拌混匀，即得本发明的液态型复合酶制剂。

所述的液态型复合酶制剂按照150-180ml/吨的添加量（相对对饲料总重）应用于动物饲料中，优选160ml/吨，所述动物包括猪、鸡、鸭等。

由于所有的酶制剂都是具有活性的蛋白质，因而在极端情况下（如高温、pH等）蛋白质易发生变性，从而失去活性。颗粒料制粒过程中的高温高压和湿度可以消灭饲料中的杂菌，同样可以破坏任何酶制剂。因此如何克服饲料制粒过程种高温对酶活性的破坏成为饲料厂商亟待解决的难题和限制该行业发展的瓶颈。

为解决由于酶制剂在饲料制粒过程中活性破坏严重的难题，本发明采用饲料复合酶液体制剂加之独有的制粒后喷技术，从而成功添加于饲料中。所述的制粒后喷技术是指将计量的复合酶制剂液体均匀喷洒在制粒冷却后的动物饲料表面，以减少制粒过程中的高温高压高湿对酶活的破坏作用。

所述制粒后喷技术主要包括三部分：感应系统、计算机系统、压力泵及喷洒系统。感应系统主要感应饲料颗粒大小、重量、流速，并转变为信号；计算机系统主要接收感应系统传来的信号，计算出单位时间内所喷洒酶制剂的容量及所需压力；压力泵及喷洒系统主要接收计算机系统的指示，适时把定量的酶制剂喷洒到颗粒饲料上。

上述本发明所述的复合酶制剂，无论固态型还是液态型，其中所述的各单酶，可以参看专利CN101735992A公布的方法进行制备，或者直接市售购买即可。所述辅料均为常规用料，本领域技术人员可以根据具体情况（如各单酶的计量和活性）酌情选择辅料的种类和添加量，没有特别限定，并不限于本发明所列举的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）本发明以饲料中各抗营养因子的含量比为依据，选择五种有效单酶（木聚糖酶、β-甘露聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶）作为组分，并进一步进行科学计量、酶活配比，制备得本发明的复合酶制剂，充分发挥了各单酶间的协同效应，避免了市场上现有产品有的酶种酶活过低，不能彻底消除抗营养因子，又避免了有的酶种酶活过高造成成本增加、浪费等现象。

2）本发明的复合酶制剂可提高饲料中非淀粉多糖类抗营养因子及植酸的降解效率，消除其抗营养作用，提高饲料的吸收和转化率，提高饲料中磷利用率，大幅降低无机磷的用量，降低生产成本，为饲料加工企业和养殖户带来可观的经济效益，同时能够大大降低动物排泄物中氮和磷的含量，从而减少环境污染，具有显著的社会效益。

3）本发明同时提供两种不同剂型的复合酶制剂，固体型可用于粉料饲料，液态型通过制粒后喷技术用于颗粒饲料，可以有效避免制粒过程中出现热对酶的破坏作用。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但所述实施例不限制本发明的保护范围。

实施例1本发明的复合酶制剂在猪养殖中的应用

本发明饲料复合酶制剂在山东兖矿集团××养殖有限公司猪场进行。试验选择400头、体重20公斤左右的杜洛克×长白×大约克健康仔猪（来自该场的180头母猪所产，胎次为3-5胎、出生日龄相近）按照体重、遗传一致的原则，随机分成10组，其中1个对照组，9个试验组，每小组4个重复，每重复10头，公母各半，各组的起始体重经显著性分析差异不显著（P<0.05）。日粮为玉米、小麦、豆粕型。试验采用的复合酶制剂为固体型，配方如下表1所示。

表1

首先将上述5种单酶混合，再添加玉米蛋白，混合，充分搅拌，混匀；即得本发明的固态型复合酶制剂。

分别向10个试验组中添加上述制得的固态型复合酶制剂，各组添加量如下表2所示。

表2

试验期开始、结束时，逐头称重，每天观察试验猪采食、粪便及活动情况，记录各试验组耗料量，发现病猪及时治疗，对淘汰和死亡猪，不作补充，但称其体重并计算当时其所在组的平均耗料量，试验在仔猪、中猪、大猪的前、中、后期不同阶段分别随机采取各组猪只的粪便，每组3个点。经过135天的试验结果如下表3所示。

表3

试验结果表明：1）饲料中添加本发明的复合酶制剂后各试验组的各项指标均高于对照组。随着酶制剂的添加量的增加，日增重、料肉比、腹泻率、排泄物氮含量、排泄物磷含量等指标改善度越大，从饲料增重成本角度考核以第5、6组实验成果最优；2）饲料中添加本发明的复合酶制剂还可以明显降低仔猪腹泻，这与酶降解饲料中的抗营养因子，促进饲料消化的机理相吻合；3）饲料中添加本发明的复合酶制剂能明显降低猪氮和磷的排放。

综合各项指标，向猪饲料中添加本发明的复合酶制剂可促进猪只生长，提高饲料利用率，降低低猪只腹泻、死亡，有效提高养猪经济效益。在试验日粮条件下筛选得出本发明的复合酶制剂的最佳添加量为200-240g/吨饲料。

为了进一步验证本发明的复合酶制剂在猪养殖生产中的应用效果，根据中心试验的结果，选择最佳添加量220g/吨饲料进行添加，在生产条件下作扩大试验。扩大试验场地选在安徽长丰县一猪场。试验为单因子对比试验，试验选择400头杜×长×大体重20千克健康仔猪，经过110天的试验，体重达95千克左右结束，试验分高营养组和低营养组，低营养组以20%的小麦替代玉米，并对配方作轻微调整。试验组添加220g/吨本发明的复合复合酶制剂，并减少0.1%有效磷。试验统计了猪的增重、料肉比和经济效益，结果详见下表4所示。

表4

试验结果显示：1）在高营养日粮组中，试验组猪日增重高于对照组5.98%，平均料肉比低于对照组4.90%；2）在低营养日粮组中，日增重高于对照组4.39%，平均料肉比低于对照组4.26%；3）测算每公斤增重成本，无论是高营养日粮还是低营养日粮，试验组的成本均低于对照组。

实施例2本发明的复合酶制剂在肉鸡养殖中的应用

选择在福建龙岩一科技有限公司鸡场进行。试验按肉鸡品种及日粮中本发明复合酶制剂的不同添加量设计。试验组饲料配方中按有效磷比对照组降低0.075%、0.1%、0.125%处理，其余与对照组相同。

试验各选择1000只健康、食欲正常，采食量、出生日期一致的AA肉鸡，按照体重、遗传一致的原则，随机分成10组，1个试验组，9个对照组。每组5个重复，每重复100只。

试验采用的复合酶制剂为液态型，其配方如下表5所示。

表5

将上述各单酶混合，加入山梨糖醇混合，充分搅拌，混匀定容至1000ml，即得本发明的液态型复合酶制剂。

将上述制得的液态型复合酶制剂计量分别添加于各试验组和对照组的鸡饲料中，添加量参看下述表6。

表6

试验分三阶段饲养，白鸡前、后期分别为0-20天、21-47天，黄鸡前、中、后期分别为0-30天、31-55天和55-83天。试验开始、结束时应于清晨空腹全部称重，试验前、中期结束时抽取5%称重，记录试验鸡只的体重、耗料及死亡等情况，统计各组鸡日增重、料肉比、腹泻率，排泄物含氮量、排泄物磷含量、饲料增重成本等指标，结果如下表7所示。

表7

试验结果表明：1）饲料中添加本发明的复合酶制剂组的各项指标均高于对照组，随着酶制剂的添加量的增加，日增重、料肉比、腹泻率、排泄物氮含量、排泄物磷含量等指标改善度越大；2）饲料中添加本发明的复合酶制剂可以明显降低鸡腹泻，这与酶降解饲料中的抗营养因子，促进饲料消化的机理相吻合；3）饲料中添加本发明的复合酶制剂能明显降低鸡氮和磷的排放。

综合各项指标，鸡饲料使用本发明复合酶制剂可促进肉鸡的生长，提高饲料利用率，降低肉鸡腹泻、死亡，有效提高养肉鸡经济效益。在试验日粮条件下筛选得出本发明液态型复合酶制剂的最佳添加量为150-180ml/吨饲料。

在完成上述本发明的复合酶制剂在肉鸡饲料上使用的前提下，申请人又在浙江长兴坞一肉鸡场和横山桥肉鸡场进行了扩大试验，进一步求证本发明的复合酶制剂在不同生产日粮条件下的使用效果，从而为在饲料业内全面推广应用提供科学的依据。试验采用AA白羽肉鸡和南京佳禾黄羽肉鸡，试验为单因子对比试验，选择白羽肉鸡和黄羽肉鸡各12000只，随机分成2组，每组3个重复，每重复2000只，试验肉鸡三阶段饲养，采用常规的玉米豆粕型日粮，酶制剂添加量为160ml/吨，按试验设计方案分别加工成粗细适宜的粉饲料饲喂根据项目要求记录相关技术数据（肉鸡的增重、耗料、死亡等），并进行效益分析。试验结果统计详见下表8。

表8

上述试验结果显示：添加复合酶制剂日粮的鸡，无论是快速型生长的AA肉鸡还是生长相对慢的黄羽肉鸡，试验组增重、料肉比都高于对照组，改善率分别为5.67%、4.36%和7.56%、7.27%。试验组肉鸡的成活率都有改善。肉鸡饲料使用复合酶制剂在提高肉鸡生长速度降低料肉比的同时又可降低肉鸡的增重成本，无论是白羽肉鸡还是黄羽肉鸡，每公斤增重成本均有改善，以白鸡为例，每公斤增重成本比对照组下降0.35元，可以提高的经济效益相当可观。

由此可得出结论：在肉鸡日粮中添加本发明复合酶制剂，可促进肉鸡生长，提高成活率，有效提高养鸡经济效益。

实施例3本发明的复合酶制剂在肉鸭养殖中的应用

试验场地在张家港一鸭场进行。试验选择1000只健康、正常、出生日期相近的樱桃谷肉鸭。按照体重、遗传一致的原则，随机分成10组，1个对照组，9个试验组，每组5个重复，每重复50只；试验肉鸭采用二阶段饲养（前期、后期），分别饲喂各期饲料，饲养周期约为42天；试验开始、试验结束时，应于清晨空腹称重，记录试验鸭的个体重，并记录各组试验鸭的饲料消耗量及死亡只数。试验用的复合酶制剂为固态型，其配方如下表9所示。

将5种单酶混合，添加辅料玉米蛋白混合，充分搅拌，混匀；即得本发明的固态型复合酶制剂成品。分别向10个试验组中添加上述制得的复合酶制剂，各组添加量如下表10所示。

表9

表10

试验结果见下表11。

从表11可以看出9个试验组肉鸭的生长、料肉比均比对照组均有改善，其中试验组5、6的全程日增重比对照组提高3.04-3.32%，料肉比降低5.24-6.55%；试验组肉鸭的成活率比对照组提高0.90-6.19%，提高幅度较大，试验各组肉鸭的每公斤增重饲料成本与对照组比有不同程度的下降，说明使用本发明的复合酶制剂可降低肉鸭生产成本。综合上述试验结果，建议肉鸭饲料中以添加200-240g/吨的本发明的复合酶制剂为宜。

表11

为了进一步证实本发明的复合酶制剂在生产日粮条件下的使用效果，从而为在饲料业内全面推广应用提供科学的依据，申请人又在安徽省某禽业有限公司所属养鸭场进行了扩大试验。试验选择健康、体重接近的1日龄北京鸭和樱桃谷肉鸭各4800只，随机分成2个处理组，每组3个重复，每个重复800只，公、母自然混合；试验采用双因子（2×2）试验设计方法，试验组分别按220g/吨的添加量添加本发明的复合酶制剂，试验期为49天，试验测定肉鸭的日增重、料重比和死亡率，结果如下表12所示。

表12

上述试验结果显示：北京鸭和樱桃谷鸭日增重均比对照组有提高，尤其是北京鸭，高于对照组3.92%；料肉比、死亡率均比对照组改善的幅度更明显；添加本发明饲料复合酶的试验组在每公斤增重成本上具有明显的优势，以北京鸭为例，饲料中按200g/吨的量添加本发明的复合酶制剂的试验组比对照组每千克增重降低成本0.40元，降低了5.13%。由此可得出结论：在肉鸭日粮中添加本发明复合酶制剂，可促进肉鸡生长，提高成活率，有效提高养鸭经济效益。

Claims (6)

1.一种复合酶制剂，其特征在于，所述复合酶制剂为固态型，以重量份数计，由以下组分配制而成：

木聚糖酶           10-15份        酶活3800U/g~3950U/g；

β-甘露聚糖酶      10-15份        酶活1800U/g~1900U/g；

纤维素酶           10-15份        酶活1900U/g~2000U/g；

β-葡聚糖酶        10-15份        酶活1200U/g~1300U/g；

植酸酶             10-15份        酶活2250U/g~2350U/g；

辅料               50-70份。

2.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于，所述辅料为玉米蛋白。

3.权利要求1所述的复合酶制剂在动物饲料中的应用，其特征在于，所述复合酶制剂在动物饲料中的添加量为200-240g/吨。

4.一种复合酶制剂，其特征在于，所述复合酶制剂为液态型，以体积份数计，由以下组分配制而成：

木聚糖酶        10-15份      酶活5060U/ml~5200U/ml；

β-甘露聚糖酶   10-15份      酶活2400U/ml~2500U/ml；

纤维素酶        10-15份      酶活2550U/ml~2700U/ml；

β-葡聚糖酶     10-15份      酶活1600U/ml~1700U/ml；

植酸酶          10-15份      酶活3000U/ml~3100U/ml；

辅料            50-70份。

5.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于，所述辅料为山梨糖醇。

6.权利要求4所述的复合酶制剂在动物饲料中的应用，其特征在于，所述复合酶制剂在动物饲料中的添加量为150-180ml/吨。