CN105495015B - 一种改善新玉米利用的复合酶制剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家禽饲料加工领域，具体提供一种改善新玉米利用的复合酶制剂，其有效成分为：α‑淀粉酶、支链淀粉酶、糖化酶，其有效成分还可包括蛋白酶，或者还进一步包括木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶。在以新玉米为原料的肉仔鸡日粮中添加本发明改善新玉米利用的复合酶制剂，肉鸡回肠支链淀粉、总淀粉消化率得到极显著提高，肉鸡的6‑23日龄的增重得到极显著提高。

Description

一种改善新玉米利用的复合酶制剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及家禽饲料加工领域，具体是一种改善新玉米利用的复合酶制剂及其制备方法与应用。

背景技术

我国是畜禽生产大国，每年需要消耗大量的配合饲料。2014年我国饲料生产量达到1.5万吨，尽管我国的2013年我国玉米播种面积达5.5亿亩，年产量2.2亿吨，但我国的玉米还是供不应求，导致一方面大量进口国外玉米，另一方面玉米收获季节出现玉米“青黄不接”现象发生，大批新收获玉米直接用于加工饲料。研究认为，没有经过储存的新玉米在使用时，会导致畜禽拉稀、饲料转化率降低，饲料报酬偏高的现象(陈朝江，2007)。蛋鸡饲喂新收获的玉米后会出现产蛋率和蛋重下降，蛋壳颜色和蛋黄颜色变浅，鸡群毛色变差，死淘率增加的现象(宋战胜，2012)。新玉米饲喂肉鸡生长性能较低，需要储存一段时间后才能避免新玉米的负面效果(Azcona et al.,2011)。

新玉米不利于畜禽利用，与其抗营养因子含量有关。玉米、小麦等作为谷物饲料其中富含淀粉，是最主要的家禽能量来源，为家禽日粮提供了60％的表观代谢能。因而，淀粉的消化程度影响肉鸡的能量利用效率。玉米淀粉70％以上为支链淀粉，支链以α-1,6糖苷键连接，由于畜禽淀粉酶仅能水解α-1,4糖苷键，而且幼年家禽淀粉酶分泌不足，导致淀粉不能完全消化，影响能量的利用。在家禽日粮中添加淀粉酶可提高动物的生长性能及养分利用，因此，从淀粉酶途径探讨改善畜禽对淀粉的利用尤为重要。淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶及糖化酶，且不同微生物发酵的淀粉酶所发挥活性的生理环境也不同，另外酶制剂的添加剂量与添加效果息息相关。我们前期的研究发现，新玉米中抗性淀粉、可溶性戊聚糖含量高，淀粉颗粒大，导致新玉米提取液相对黏度增加，影响新收获玉米的利用。此外，新收获玉米含有抗胰蛋白酶，α-淀粉酶抑制剂，影响动物消化酶的分泌和对新玉米的消化。新玉米与储存一段时间的玉米相比，降低家禽的表观回肠淀粉消化率。随着储存时间延长，盲肠中有益微生物比例增加，肠道内微生物多样性更丰富。此外，淀粉含有淀粉-脂肪复合物，增加了淀粉的疏水性，降低了淀粉的膨胀能力和接触淀粉酶的机会，影响淀粉的消化；淀粉颗粒外周还包裹着蛋白质基质，阻碍淀粉的消化。

日粮中添加饲用酶制剂，即可以改善由于抗营养因子带来的不良反应，还可以弥补内源消化酶的不足。饲用酶制剂分为单一酶制剂和复合酶，单一酶制剂主要包括消化性酶和非淀粉多糖酶；目前中国饲料工业中常用的消化性酶主要是淀粉酶(amylase)和蛋白酶(protease)；非淀粉多糖酶则主要是纤维素酶(cellulase)、木聚糖酶、β-葡聚糖酶(β-glucanase)、果胶酶(pectinase)和植酸酶(phytase)。有的还包括甘露聚糖酶、半乳糖苷酶等酶种。除植酸酶外，目前市场上的饲用酶产品多由数种单一酶复配而成或直接发酵而成，产品含有多种成分的单一酶，即复合酶。实践证明，由于可同时降解饲料中多种养分和多种抗营养因子，复合酶效果优于单一酶。

但是，如果将单一酶组合成复合酶一直是酶制剂研发的难点和重点。酶制剂的效果受到动物品种、年龄、酶制剂活性单位和类型等的影响。饲料类型，即饲料中抗营养因子也是影响酶制剂效果的重要因素。

通过查阅国内外专利，发现国内相近的专利有“一种畜禽用小麦专用复合酶制剂及其应用CN102987098A”，“家禽饲料专用酶制剂CN104543502A”。由于酶制剂具有专一性，“一种畜禽用小麦专用复合酶制剂及其应用CN102987098A”只是针对小麦日粮，解决小麦日粮的应用，不能解决玉米尤其是新玉米的使用问题。“家禽饲料专用酶制剂CN104543502A”更笼统，组成家禽饲料的原料类型非常多，不同的原料需要不同的酶制剂类型，本发明主要针对新玉米的使用。

发明内容

本发明的目的在于针对新玉米提供一种改善新玉米利用的复合酶制剂及其制备方法与应用。

本发明提供一种改善新玉米利用的复合酶制剂，其有效成分为：380-1800U/g的α-淀粉酶、100-400U/g的支链淀粉酶、5000-24000U/g的糖化酶。优选为450-1500U/g的α-淀粉酶、150-300U/g的支链淀粉酶、10000-20000U/g的糖化酶。

本发明提供一种改善新玉米利用的复合酶制剂，其有效成分还包括80000-120000U/g的蛋白酶，优选为100000U/g的蛋白酶。

本发明提供一种改善新玉米利用的复合酶制剂，其有效成分进一步包括1000000-1200000U/g的木聚糖酶、160-240U/g纤维素酶、800-1200U/g的果胶酶，优选为1125000U/g的木聚糖酶、200U/g纤维素酶、1000U/g的果胶酶。

本发明的改善新玉米利用的复合酶制剂，还包括辅料，所述辅料以面粉和脱脂米糠粉组成。每1000重量份的复合酶制剂中的辅料组成为100重量份的面粉、余量的脱脂米糠粉。所述面粉、脱脂米糠粉碎粒度要求为60目及以上。

本发明还提供制备所述改善新玉米利用的复合酶制剂的方法，包括如下步骤：

按配比取各种酶作为有效成分，加入100重量份的面粉，并加入脱脂米糠粉使得总量达到1000重量份，混合，得到改善新玉米利用的复合酶制剂。

当以α-淀粉酶、支链淀粉酶、糖化酶作为复合酶制剂的有效成分时，复合酶制剂的制备方法为：将500重量份3000U/g的淀粉酶、150重量份2000U/g的支链淀粉酶、100重量份200000U/g的糖化酶，用100重量份面粉稀释后，再加入150重量份脱脂米糠粉使得总量达到1000重量份，混匀即得。

当以α-淀粉酶、支链淀粉酶、糖化酶、蛋白酶作为复合酶制剂的有效成分时，复合酶制剂的制备方法为：将500重量份3000U/g的淀粉酶、150重量份2000U/g的支链淀粉酶、100重量份200000U/g的糖化酶、125重量份800000U/g的蛋白酶，用100重量份面粉稀释后，再加入25重量份脱脂米糠粉使得总量达到1000重量份，混匀即得。

当以α-淀粉酶、支链淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶作为复合酶制剂的有效成分时，复合酶制剂的制备方法为：将150重量份3000U/g的淀粉酶、75重量份2000U/g的支链淀粉酶、50重量份200000U/g的糖化酶、125重量份800000U/g的蛋白酶、75重量份15000000U/g的木聚糖酶、20重量份10000U/g的纤维素酶、33.3重量份30000U/g的果胶酶，用100重量份面粉稀释后，再加入371.7重量份脱脂米糠粉使得总量达到1000重量份，混匀即得。

本发明还提供所述改善新玉米利用的复合酶制剂在家禽养殖中的应用。

所述应用，具体为按照200-250g/t酶的用量添加到家禽新玉米日粮中进行饲喂。

所述家禽为肉鸡、蛋鸡、肉鸭或蛋鸭，优选为肉鸡。

本发明所述改善新玉米利用的复合酶制剂能有助于消除新玉米中的抗营养因子，提高新玉米淀粉和有机物的利用，改善新玉米饲喂肉鸡的效果。其优点如下：

(一)采用本发明的复合酶制剂可以提高新玉米的利用，肉鸡回肠支链淀粉、总淀粉消化率得到极显著提高，分别由93.89％，94.87％提高到97.58％和97.67％，分别提高3.69个百分点和2.8个百分点。

(二)避免出现过料现象。

(三)改善肉鸡的增重效果，肉鸡的6-23日龄的增重由717g，提高到758g，提高41g，提高了5.72％。

附图说明

图1为前期研究中新玉米储存时间与抗性淀粉含量变化曲线图。

图2为前期研究中新玉米储存时间对玉米抗性影响的曲线图。

图3为前期研究中马齿型与硬粒型玉米淀粉颗粒随时间变化显微照片。图A为马齿型玉米2周，图B为硬粒型玉米2周，图C为马齿型玉米8周，图D为硬粒型玉米8周。

图4为前期研究中新玉米中半乳糖含量随储存时间和烘干温度变化曲线。

图5为前期研究中新玉米果糖含量随储存时间和烘干温度变化曲线。

图6为前期研究中不同干燥方式玉米中植物蛋白酶抑制剂(PPI)含量随储存时间变化柱状图。

图7为实施例1中新玉米日粮中添加酶制剂后肉鸡笼底网粪便粘连现象照片，其中左图为对照组，右图为处理D。

图8为实施例1中新玉米日粮中添加酶制剂后肉鸡粪便状况照片，其中左图为对照组，右图为处理D。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。以下实施例中使用的原料为：α-淀粉酶(Aspergillus oryzae，3000U/g)、支链淀粉酶(Bacillusamyloliquofaciens，2000U/g)、糖化酶(Aspergillus usamil，200,000U/g)、蛋白酶(Bacillus subtilis，800,000U/g)，木聚糖酶(Trichoderma longibrachiatum，15000000U/g)、0.1重量份纤维素酶(Trichoderma harziamum，10000U/g)、0.15重量份果胶酶(Aspergillus niger，30000U/g)，均可市购。

前期研究

本发明是长期研究新玉米的理化特性及利用酶制剂改善新玉米利用效果基础上得出。我们发现新玉米抗性淀粉含量高，随储存时间延长而下降，具体见图1新玉米储存时间与抗性淀粉含量变化曲线图和图2新玉米储存时间对玉米抗性影响的曲线图。新玉米中淀粉颗粒大，不利于畜禽的消化。马齿型与硬粒型玉米淀粉颗粒显微照片见图3，不同品种、干燥方式和储存时间的新玉米淀粉颗粒直径见表1。

表1不同品种、干燥方式和储存时间的新玉米淀粉颗粒直径

此外，还发现新玉米中含有较高水平的半乳糖(参见图4)、果糖等寡糖(参见图5)，胰蛋白凝集素(参见图6)。有研究发现，玉米中存在单糖和寡糖会抑制淀粉的糊化，且抑制作用三糖和四糖高于二糖和单糖(Li等，2015)，而玉米的糊化程度则与其消化率呈正相关(Holm等，1988)。胰蛋白酶是豆类中典型的抗营养因子。

实施例1改善新玉米利用的复合酶制剂

本实例通过选择6日龄雄性肉鸡，常规玉米-豆粕-玉米蛋白粉日粮中分别添加由不同酶制剂组成的酶制剂组合类型(见表2)，进行肉鸡饲养试验及消化代谢实验，实验由6日龄进行到23日龄。

各种酶制剂的制备方法如下：

酶B：将500g淀粉酶用60目以上100g面粉稀释后，再加入400g脱脂米糠粉，使得总量达到1000g，用不锈钢混合机混合。

酶C：将500g淀粉酶、150g支链淀粉酶、100g糖化酶，用60目以上100g面粉稀释后，再加入150g脱脂米糠粉，使得总量达到1000g，用不锈钢混合机混合。

酶D：将500g淀粉酶、150g支链淀粉酶、100g糖化酶、125g蛋白酶，用60目以上100g面粉稀释后，再加入25g脱脂米糠粉，使得总量达到1000g，用不锈钢混合机混合。

酶E：将150g淀粉酶、75g支链淀粉酶、50g糖化酶，125g蛋白酶、75g木聚糖酶，用60目以上100g面粉稀释后，再加入425g脱脂米糠粉，使得总量达到1000g，用不锈钢混合机混合。

酶F：将150g淀粉酶、75g支链淀粉酶、50g糖化酶、125g蛋白酶、75g木聚糖酶、20g纤维素酶、33.3g果胶酶，用60目以上100g面粉稀释后，再加入371.7g脱脂米糠粉，使得总量达到1000g，用不锈钢混合机混合。

上述配方中各种酶的酶活力范围为：450-1500U/g的α-淀粉酶、150-300U/g的支链淀粉酶、10000-20000U/g的糖化酶、100000U/g的蛋白酶、1125000U/g的木聚糖酶、200U/g纤维素酶、1000U/g的果胶酶。本领域技术人员应当理解考虑到酶的作用机理以及配制过程中的误差、测定过程中的误差等因素的影响，酶活力小范围适当上浮或下调，也能达到相类似的效果，以下各种酶的酶活力范围适用于本发明：380-1800U/g的α-淀粉酶、100-400U/g的支链淀粉酶、5000-24000U/g的糖化酶、80000-120000U/g的蛋白酶、1000000-1200000U/g的木聚糖酶、160-240U/g纤维素酶、800-1200U/g的果胶酶。

表2不同酶制剂构成及用量

通过对16日龄和23日龄屠宰，测定十二指肠绒毛形态，结果见表3，发现各酶制剂组合具有显著改善16d十二指肠绒毛的高度，提高绒毛/隐窝的比值。

表3不同处理组对肉鸡十二指肠的绒毛形态的影响

在肉鸡23d时，测定肉鸡生产性能，肉鸡生产性能结果见表4，说明添加酶制剂组合C、D、F均比对照有更好的生产性能，由淀粉酶+支链淀粉酶+糖化酶+蛋白酶组成的D酶，可以实现最好的生产性能，实现肉鸡的6-23日龄的增重由717g，提高到758g，提高41g，提高了5.72％。

表4各处理组对肉鸡生产性能的影响

23日龄对肉鸡进行屠宰，收集回肠食糜，测定回肠食糜淀粉消化率，结果见表5。添加酶制剂具有改善肉鸡回肠淀粉消化率，由α-淀粉酶、支链淀粉酶、糖化酶、蛋白酶组成的酶制剂组合改善肉鸡回肠淀粉消化效果最好。肉鸡回肠支链淀粉、总淀粉消化率得到显著提高，分别由93.89％，94.87％提高到97.58％和97.67％，分别提高3.69个百分点(3.93％)和2.8个百分点(2.95％)。

表5不同处理组对肉鸡的淀粉消化率的影响

试验观测粪便，测定鸡群生产性能和养分消化率，肠绒毛形态。结果表明，添加酶制剂降低了肉鸡腹泻发生率，以及粪便的粘性，西红柿样粪便发生率，尤其是组合D处理更加明显。新玉米日粮中添加D处理酶制剂后肉鸡笼底网粪便粘连现象见图7，新玉米日粮中添加D处理酶制剂后肉鸡粪便状况见图8。

由以上结果可知，本发明的酶制剂主要针对新玉米的使用，解决了使用新玉米即使添加酶制剂也造成拉稀现象，提高了新玉米中淀粉的消化率，改善肉鸡的增重性能和料重比，还能改善家禽的肠道健康。

实施例所用肉鸡使用新玉米时所添加的复合酶制剂，也适用于蛋鸡，肉鸭，蛋鸭等家禽使用新玉米时所添加的复合酶制剂。

我国肉鸡年屠宰量达到80亿只，蛋鸡常年饲养规模13亿，肉鸭年屠宰量40亿只，2014年家禽配合饲料生产量4390万吨，其中玉米约占65％，即需要消耗2854万吨玉米，新玉米按20％计算，则近570万吨，每吨玉米使用专用酶制剂后比普通酶制剂提高效益5元，则每年可以提高效益28亿；同时，改善家禽的健康状况，减少腹泻和肠道损伤引起的死亡，对于保证家禽健康养殖具有重要的意义。

据中国饲料酶制剂市场格局分析及前景预测报告(2014-2018)，我国饲用酶制剂生产量达到20万吨，生产的品种包括植酸酶、蛋白酶、淀粉酶、木聚糖酶等畜禽饲料生产的各种酶制剂，包括国际的大牌公司在中国都建有酶制剂生产基地，能够生产各种单一的酶，但存在生产量不大，重视销售不重视研发的状况。产品市场竞争剧烈，由于产品的同质性较高，存在相互压价的现象。

由于市场目前还没有专门针对新玉米的酶制剂类型，因而，推广本发明的新玉米专用酶制剂将具有很好的市场前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂，其特征在于，其有效成分为：380-1800U/g的α-淀粉酶、100-400U/g的支链淀粉酶、5000-24000U/g的糖化酶、80000-120000U/g的蛋白酶；所述复合酶制剂还包括辅料，所述辅料为面粉和脱脂米糠；

所述复合酶制剂的制备方法为：将500g α-淀粉酶、150g支链淀粉酶、100g糖化酶、125g 蛋白酶，用100g 面粉稀释后，再加入 25g 脱脂米糠粉，使得总量达到 1000g，混匀即得。

2.根据权利要求1所述的用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂，其特征在于，其有效成分为：450-1500U/g的α-淀粉酶、150-300U/g的支链淀粉酶、10000-20000U/g的糖化酶、80000-120000U/g的蛋白酶。

3.根据权利要求1或2所述的用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂，其特征在于，蛋白酶的酶活力为100000 U/g。

4.制备权利要求1-3任一项所述用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：按配比取各种酶作为有效成分，加入100g的面粉，并加入25g脱脂米糠粉使得总量达到1000g，混合，得到改善新玉米利用的复合酶制剂。

5.一种用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂，其特征在于，其有效成分为：380-1800U/g的α-淀粉酶、100-400U/g的支链淀粉酶、5000-24000U/g的糖化酶、80000-120000U/g的蛋白酶、1000000-1200000U/g的木聚糖酶、160-240U/g纤维素酶、800-1200U/g的果胶酶；所述复合酶制剂还包括辅料，所述辅料为面粉和脱脂米糠；

所述复合酶制剂的制备方法为：将 150g α-淀粉酶、75g 支链淀粉酶、50g 糖化酶、125g 蛋白酶、75g 木聚糖酶、20 g 纤维素酶、33.3g 果胶酶，用100g 面粉稀释后，再加入371.7g 脱脂米糠粉，使得总量达到 1000g，混匀即得。

6.根据权利要求5所述的用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂，其特征在于，木聚糖酶的酶活力为1125000 U/g、纤维素酶的酶活力为200U/g、果胶酶的酶活力为1000U/g。

7.制备权利要求5或6所述用于家禽养殖的改善新玉米利用的复合酶制剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：按配比取各种酶作为有效成分，加入100g的面粉，并加入371.7g 脱脂米糠粉使得总量达到1000g，混合，得到改善新玉米利用的复合酶制剂。