木聚糖酶

　　木聚糖酶在世界酶销售量中占有最大的份额（Bedford和Schulze，1998），它的应用使得高粘度的小麦可作为饲料原料添加到家禽日粮中，并且不会产生不利的效应。或许由于其经济上的重要性，科技文献中有关木聚糖酶稳定性的报道要比有关β-葡聚糖酶稳定性的报道多得多。

　　木聚糖酶可由多种真菌和细菌生产，其酶活的最适条件各不相同，这并不令人惊奇，因为每种生物体内都有特定的适应环境。Bedford和 Schulze（1998）的综述表明，许多真菌和细菌生产的木聚糖酶的最适温度为30~105摄氏度，最适pH值为2.0~10。Pickford （1992）在未提供酶所含酶活类型资料的情况下比较了3种商品酶制剂的稳定性。结果表明，在80摄氏度的制粒温度下，第一种酶制剂的活性保留85%，第二种酶制剂的活性保留55%，第三种酶制剂的活性仅保留33%。而在95摄氏度的制粒温度下，这3种酶制剂的活性都全部丧失。在短时高温下挤压膨化也使这 3种酶制剂的活性发生较大的损失，其酶活损失的差异与上述相似。

　　Pettersson和Rasmussen（1997）研究证实，由高温霉（Thermomyces）、腐质霉（Humicola）和木霉（Trichoderma）分离到的木聚糖酶在热稳定性上存在差异。由木霉（Trichoderma）分离到的木聚糖酶在75摄氏度调质温度下明显失活；而由高温霉与腐质霉分离到的木聚糖酶在85摄氏度调质温度下可保留80%以上的活性。其中由高温霉分离到的木聚糖酶，即使在95摄氏度的调质温度下仍可保留70%以上的活性。Gibson（1995）观察了9种木聚糖酶制剂之间的变异，其中7种在试验开始时为商品酶制剂产品。结果表明，经90摄氏度加工处理后，其中一种酶制剂保留90%以上的酶活，另外7种保留的酶活均低于10%。该报道还不足以说明其变异有多少是由于酶的来源，有多少是由于酶的稳定化处理。Perez-Vendrell等（1999a）测定了8种商品酶制剂（包括涂抹或包被产品）在65~70摄氏度、75~80摄氏度和85~90摄氏度调质处理后的体外稳定性。结果表明，即使在最低的调质温度下，大多数产品的酶活仍然至少丧失30%；而在最高调质温度下，其酶活可丧失90%。 Esteve-Garcia等（1997）报道，正如对β-葡聚糖酶研究所发现的那样，细微颗粒型木聚糖酶制剂的酶活在接近80摄氏度的调质与制粒温度下也不失活。

　　在前面已提及几种免受热处理破坏的保护方法。最基本的酶活保护方法就是Pettersson和Rasmussen（1997）在其研究中所建议的方法，即从耐热性的微生物体内中分离生产耐热性的酶类。另一种酶活保护方法就是在制粒冷却后在其饲料颗粒上喷涂酶制剂，但这需要额外增加某些加工设备及加工工序（Perez-Vendrell等，1999b）。

　　对干燥酶制剂产品也可进行稳定化处理，从而提高其热稳定性，并可在制粒前将其添加到饲料中而不使其酶活发生明显的损失。稳定化的方法就是前面所提到的方法。酶的失活是由于调质所用的蒸汽造成的。因此，对酶制剂进行稳定化处理主要是通过将酶制剂吸附到一种载体上或在酶制剂上涂抹疏水性基质，而使酶制剂免受蒸汽的破坏（Cowan，1996）。Pickford（1992）提供了一个例证，其稳定化处理使酶制剂经75摄氏度制粒后保留的酶活从48% 提高到76%，使经95摄氏度制粒后保留的酶活从12%提高到34%。显然，即使进行稳定化保护的酶也有热稳定的极限。Steen（1999）建议，如果饲料要在90摄氏度以上的温度下加工，即使进行稳定化处理的酶类也应在加工后添加到饲料中。

　　体外酶活检测是确定酶活损失的有价值的手段。检测结果表明，即使经受相对较低的温度，也会导致酶活发生明显的损失。不过，体外检测仅仅是其中的一种手段。显然，在饲料的处理与消化条件下，缓冲液中的酶制剂在最适pH值下的活性仅仅提供非常有限的酶活信息。事实上，大多数研究人员（Vukic-Vranjes等，1994；Pettersson和Rasmussen，1997；Perez-Vendrell等， 1999a；等等）已经认识到酶与饲料之间互作的重要性，并且测定了配合饲料中的酶活。饲料浸提液粘度的测定（Spring等，1996；Bedford 等，1997）为在饲料被家禽采食前评定酶活的效应提供了一种指标。Preston等（1999）研究证实了这种效应的存在。其结果表明，即使在其饲料终产品中完全丧失酶活，补充酶制剂仍可使家禽生产性能明显改善。

　　为了弄清饲料加工处理对酶作用的影响，必须通过家禽生产性能来测定饲料中酶的添加效应与热处理效应。酶的失活并不总是通过家禽生产性能的差异直接得到反映（Bedford等，1997；Perez-Vendrell等，1999a；Silversides和Bedford，1999）。 Bedford等（1997）发现，随着加工温度从65摄氏度增加到105摄氏度，酶的失活百分率呈线性变化，而肉鸡的生产性能（体增重、耗料增重比）是在81~83摄氏度的加工温度时达到最佳。Silversides和Bedford（1999）也证实了热处理的这种效应，如图15-1所示。随着加工温度的增加，酶的活性呈线性方式降低（R2=0.97），肉鸡的体重则呈二次方曲线变化(R2=0.84）。对耗料增重比的结果作图亦产生相似的结果（R2 =0.98）。最大的体重和最低的耗料增重比是在80~85摄氏度之间的加工温度下获得的。之所以产生这样的结果，有两种可能性：一种可能是酶几乎在调质器中完成它的作用，从而使制粒后的分析值毫无关联；另一种可能是所用的分析方法不能有效地测定酶活。

　　由涂抹保护层的高温霉获得的酶类数据与由未涂抹保护层的木霉或曲霉所获得的酶类数据似乎不属同一类型，这可能是由于前者不存在酶与饲料基质之间的互作。在这种情况下，酶更易被提取，其回收的酶活与家禽生产性能之间的相关性也得到证实（Cowan和Rasmussen，1993； Pettersson和Rasmussen，1997；Andersen和Dalboge，1999）。这些相互矛盾的结果表明，在酶的特性未知的情况下，并没有唯一的方法可以根据饲料样品的分析值来确定家禽的生产性能。

　　随体外酶活的下降而提高家禽的生产性能，预示着仅仅依赖酶活测定的危险性，但也许并不像显示的那样矛盾。加热除了影响酶外，还影响其他许多方面（Pickford，1992）。适度加热可以促进淀粉的凝胶化，加速细胞壁的破碎，提高营养素的利用率，从而改善家禽的生产性能。这也是对饲料进行制粒处理的基本原因之一。较高的加工温度也会使非淀粉类多糖的溶解度增加，从而增加了家禽肠道内容物的粘度，降低了家禽的生产性能，这实际上又增加了对外源性酶的需要。Silversides和Bedford（1999）研究表明，在小麦基础日粮中未添加外源性木聚糖酶的情况下，肉鸡肠道内容物的粘度随加工温度的增加而显著增加（图15-2）。而在日粮中添加木聚糖酶时，即使在较高的加工温度下，也可使肉鸡肠道内容物的粘度下降，并且在最高温度下，其粘度实际降低量最大。在较高的加工温度下，酶仍可发挥较大的作用，这可能是由于酶在此时可获得较多的底物。酶在加工前或加工期间可能具有活性，从而降低了体内外的粘度测值。较高的加工温度使家禽的生产性能下降，这不仅是由于肠道内容物粘度的增加以及外源性酶的作用减弱，而且是由于维生素和其他酶类的失活，以及淀粉与蛋白质消化率的下降。随着耐热性或稳定化处理的酶制剂的商品化，加热对维生素及其他营养物质的破坏也将可能限制生产上所用的加工温度。

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