唐彩琰

摘 ?要：蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的應(yīng)用已有悠久的歷史，其可以通過化學(xué)水解、微生物水解或酶促水解獲得。本文介紹了飼料中蛋白酶的主要用途以及酶促反應(yīng)促進動物蛋白和植物蛋白水解的作用。

關(guān)鍵詞：蛋白酶;飼料;水解

1 ?動物飼料中的蛋白酶

日糧蛋白質(zhì)的消化是動物營養(yǎng)上的一個重要的原動力，因為蛋白質(zhì)和氨基酸是最昂貴的營養(yǎng)物質(zhì)之一。除了內(nèi)源性蛋白酶在動物機體的所有代謝過程中發(fā)揮重要作用外，外源性蛋白酶在動物營養(yǎng)中也有兩個重要的用途：（1） 用于食品原料或飼料原料的加工，如蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物;（2） 外源性蛋白酶直接用作飼料添加劑或直接用于成品飼料的加工。

準確了解飼料原料中氨基酸的消化率和動物的營養(yǎng)需求對配制添加了蛋白酶的日糧很重要。動物要獲得最佳的生產(chǎn)性能，至關(guān)重要的是要給其飼喂能夠滿足營養(yǎng)需求的日糧蛋白質(zhì)和氨基酸。然而，日糧含有過高水平的蛋白質(zhì)會影響動物的腸道健康和家禽舍墊料的質(zhì)量。另一個重要的問題是通過動物糞便大量排出的氮會造成環(huán)境污染。在飼料中添加外源性蛋白酶可以作為降低日糧蛋白質(zhì)水平以確保動物擁有較高水平生產(chǎn)性能的一個有效措施。

2 ?蛋白酶在動物飼料中蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物加工上的應(yīng)用

在動物營養(yǎng)上，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的應(yīng)用已有悠久的歷史，這些物質(zhì)可能來自動物或植物。水產(chǎn)動物蛋白質(zhì)、動物副產(chǎn)品（如組織或血液）、乳汁中的乳清以及大豆和小麥等植物的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物可被用于不同的飼料，特別是幼齡動物和快速生長動物的飼料。

表1列出了可用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的蛋白酶。這些酶來自動物、植物或微生物，可以單獨使用，也可以與其他酶聯(lián)合使用。

蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物可以通過化學(xué)水解、微生物水解或酶促水解獲得。在對被用作飼料原料的動物副產(chǎn)品或植物原料進行加工時通常會用酶水解蛋白質(zhì)。酶促水解通常比較溫和且具有特異性，所用的酶在水解結(jié)束后可以很方便地通過熱處理失去活性。然而，與化學(xué)水解相比，在對某些蛋白質(zhì)進行水解加工上，酶促水解可能存在成本高以及水解效率會受蛋白質(zhì)底物中的酶抑制劑影響的問題。例如，每年生產(chǎn)出的魚類加工副產(chǎn)品雖然數(shù)量巨大，但需投入巨資處理由此產(chǎn)生的廢棄物。由于反應(yīng)條件溫和以及生成的產(chǎn)品質(zhì)量和功能上乘，酶促水解在實驗室顯示出良好的應(yīng)用優(yōu)勢，但由于成本高于化學(xué)水解，目前無法在工業(yè)化生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

酶促水解在溫和的條件（例如，在pH 6～8和溫度30 ℃～60 ℃的環(huán)境中）下進行，并能將副反應(yīng)降至最低。蛋白質(zhì)的肽鍵能被許多不同種類的蛋白酶（外肽酶和內(nèi)肽酶單獨或聯(lián)合使用）分解。選擇哪一類酶取決于蛋白質(zhì)的來源和期望達到的水解程度。蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的較小肽或較大肽都可用于飼喂動物。對動物而言，這些肽既具有營養(yǎng)功能，也具有生理功能或調(diào)節(jié)功能。由植物蛋白或動物蛋白產(chǎn)生的一些肽還具有抗菌、抗氧化、抗高血壓和免疫調(diào)節(jié)的功能。除了具有營養(yǎng)價值外，一些肽還具有生物學(xué)功能，它們常被稱為生物活性肽。人們可以選擇性地分餾蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物，以分離特定肽或去除不需要的肽。

植物蛋白質(zhì)和動物蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的肽可用于豬、家禽、水產(chǎn)和伴侶動物的日糧，能夠改善動物的腸道健康、生長速度和生產(chǎn)性能，且具有成本效益。植物蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物在動物飼料中越來越重要。

蛋白質(zhì)在幼齡動物的生長發(fā)育上起著至關(guān)重要的作用。用酶消化技術(shù)加工屠宰場副產(chǎn)品（如家禽的組織、豬血和酶促水解羽毛）可提高這些副產(chǎn)品在仔豬上的營養(yǎng)價值，使它們可與魚粉、噴霧干燥動物血細胞和噴霧干燥血漿蛋白質(zhì)等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)成分媲美，從而可以為飼料配方提供一種新的選擇。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，植物蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物可以部分甚至幾乎全部替代魚粉。由于世界范圍內(nèi)缺乏魚粉，植物蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物替代魚粉顯得極為重要。水解大豆蛋白質(zhì)產(chǎn)品可以替代犢牛生長中常用的脫脂奶粉。

一些蛋白質(zhì)（如大豆中的胰蛋白酶水解產(chǎn)物）水解后會產(chǎn)生苦味，并且可能需要進行其他處理以減少苦味。

應(yīng)用美拉德反應(yīng)和通過使用酶促蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物生成特殊的風(fēng)味增強劑來改善飼料風(fēng)味的技術(shù)可以為寵物食品行業(yè)提供經(jīng)濟有效的解決方案。此外，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物可提供800 Da～1 500 Da的肽，由于這些肽分子極小，因此能夠防止伴侶動物出現(xiàn)過敏反應(yīng)。

利用從屠宰場或魚類加工廠的副產(chǎn)品中獲得的以及從植物原料中提取的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物在有效循環(huán)利用營養(yǎng)物質(zhì)和可持續(xù)利用資源的環(huán)境方面非常重要，否則這些副產(chǎn)品和飼料原料不會被用于動物飼料。然而，有時出于不同的原因，所在地的政策法規(guī)不允許將某些動物副產(chǎn)品用于動物生產(chǎn)。

底物可能有很大差異，例如，對于各種魚類加工底物，業(yè)已證明其化學(xué)組成和適口性（對狗而言）會受底物組成的影響。

Pedersen等證明了四種不同的角蛋白酶在水解雞毛上的效果。

Nchienzia等證明了用不同品牌的商用蛋白酶水解家禽副產(chǎn)品的可行性。這些研究人員認為，該研究結(jié)果對口味增強劑（palatants）的制作具有重要意義，其中相對便宜的水解禽肉粉可用于改善伴侶動物食品的風(fēng)味。

Coll等證明，用來自地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）的進行了熒光標記的蛋白酶處理肉粉和骨粉以提高溶解度并滅活朊病毒在技術(shù)上是可行的。然而，與骨骼相比，軟組織顆粒對酶輸注的抵抗力更強。

（未完待續(xù)）

原題名：Proteases - animal feed ? ?（英文）

原作者：Petra Philipps - Wiemann