酶解在畜牧业中的应用进展

大豆是饲料产业关键的植物蛋白原料，我国大豆产量难以满足需求，高度依赖进口。早在2018年，为推动我国畜牧业的健康可持续发展，农业农村部发布相关文件，倡导畜牧行业推行“豆粕减量替代”政策。近年来，在从业者和科研人员共同努力下，我国饲料行业在豆粕减量替代方面成果显著。然而，2024年美国大选后，特朗普上台重启贸易战，自2025年起，豆粕价格飙升，带动其他植物蛋白原料价格上涨，这再次引发行业对豆粕减量替代的重视，相关行动仍需深入推进。豆粕减量替代主要涵盖两方面：一是寻求其他优质植物蛋白直接替代豆粕，降低豆粕用量；二是提高其他植物蛋白消化利用率，增加其在饲料中的使用比例，进而减少豆粕用量。对植物蛋白原料进行预处理是提高其消化利用率的常见手段，包括酶解、发酵、膨化和超微粉碎等。下面将介绍酶解的作用机理及其在饲料行业的应用现状。

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酶解概述

随着人口增长与畜牧养殖业发展，人和畜禽对粮食的需求日益增加。农产品和食品加工业发展过程中，副产品的产量也随之攀升，部分副产品具有一定营养价值，经预处理后可成为畜禽可利用的营养源。常见的处理方法包括物理方法(粉碎、加热)、化学方法（酸、碱水解和酶解）和生物方法（发酵和预消化）。研究表明，酶解是从农业副产品甚至废弃物中提取营养物质、提高营养物质利用率的有效途径。蛋白质的酶解是在特定温度和pH条件下，借助蛋白水解酶分解蛋白质的过程。酶解农副产品主要有两个目的：一是将大分子蛋白质分解为小分子的肽或氨基酸；二是去除和分解包裹在营养素外的非蛋白氮，以及其他影响营养素利用的结合物质。蛋白质可被一种或多种蛋白水解酶水解，产生富含肽的水解产物。用于分解蛋白质的酶可按来源（植物、微生物或动物）、催化作用（外肽酶或内肽酶）和催化位点的性质（如丝氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和苏氨酸蛋白酶）进行分类。在食品蛋白酶中，外肽酶和内肽酶应用广泛。外肽酶通过裂解末端肽键水解蛋白质，释放二肽或氨基酸；内肽酶则打破非末端氨基酸的肽键，在蛋白质分子内部进行水解，二者均可产生低分子小肽，这些小肽具有较强生物活性和抗氧化性。不过，内肽酶在酶解过程中会产生色氨酸、苯丙氨酸等疏水氨基酸，这些氨基酸会带来苦味，影响酶解效果。因此使用内肽酶酶解后需注意除臭。酶解过程中，通常首先要将蛋白质从基质中分离出来。此过程中，肽键断裂会释放质子，可能导致pH波动，若波动过大，会影响酶解效率。可通过添加碱或酸控制pH，确保酶在最佳pH条件下保持较高活性。

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酶解在畜禽养殖中的应用

饲料原料经酶解处理后，能显著提高营养物质消化利用率，一定程度上消除抗营养因子的不良影响，在畜禽养殖中应用广泛。Wang等以玉米-豆粕型日粮为基础，添加经膨化、发酵和酶解3种不同方式处理的棕榈粕。8周饲喂试验结果显示，这3种预处理方式均降低了棕榈粕中的粗纤维含量。其中，膨化和酶解处理的棕榈粕显著提高了猪的体重、平均日采食量、蛋白质和脂肪的表观消化率，还显著增加了肠道中的乳酸菌数量。曲元凯等在生长猪的日粮中添加了海带酶解物，发现可显著降低料肉比，提高平均日增重，增加背最长肌红度，显著提升空肠和回肠的绒毛高度。类似研究表明，将豆渣酶解后添加到育肥猪日粮中，能显著降低料肉比、提高日增重、降低死淘率，降低饲料成本，提高养殖效益。帅常奕研究发现，在最适工艺参数下，酶解处理可有效提高菜籽粕中的酸溶蛋白含量，改变蛋白质的二级结构，降低硫甙、纤维等抗营养因子含量，有助于提高养分、氨基酸消化率，提升有效能值和氮利用率，进而提升猪的生产性能。Nguyen等利用蛋白酶对低蛋白日粮进行预消化处理，发现酶解饲料可弥补蛋白含量不足。与饲喂低蛋白日粮的仔猪相比，饲喂酶解饲料的仔猪生长性能和消化吸收能力显著改善。

酶解技术在家禽养殖领域也成果颇丰。Li等对菜籽粕进行酶解处理，发现其游离肽含量从4.13%显著提升至35.5%。将酶解后的菜籽粕添加到肉鸡日粮中，其日增重、采食量以及蛋白质表观消化率均显著提高，血清中的免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶含量也显著增加，表明酶解菜籽粕能显著提升肉鸡生产性能和健康状况。

Jiang等对复方中草药进行酶解处理，发现与粉碎处理组相比，酶解后的中草药在中性、酸性洗涤纤维、总黄酮和总皂苷含量均显著提高。将处理后的中草药添加到蛋鸡日粮中饲喂8周后，酶解中药组的产蛋率、哈夫单位、白蛋白高度、蛋黄颜色、蛋壳厚度和蛋壳强度均显著提升。Ji等对亚麻籽粕进行粉碎处理和酶解处理，并添加到肉鸡日粮中观察效果。结果显示，与粉碎处理相比，酶解后的亚麻籽粕多肽含量显著提高，氰苷含量降低。酶解组肉鸡采食量、日增重、能量、粗蛋白质和脂肪消化率上均显著提高，血清中IgA和IgG含量也显著上升。

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小结

无抗时代来临，加之豆粕原料价格持续高位，对畜牧业可持续发展提出更高要求，开发绿色、高效、无公害的新原料成为饲料行业的研发重点。酶解预消化饲料可显著提高动物对营养成分的利用效率，改善生长性能。但酶解技术在实际生产应用当中存在难题：一方面，饲料加工(制粒、膨化)过程中的高温、高压会改变酶的结构，影响其活性；另一方面，酶解过程耗时较长，酶解完的原料水分较高，大规模应用需考虑成本和生产时间问题。开发适应实际生产条件的酶源，设计新型设备使酶解原料能直接添加到饲料生产线，将是未来酶解技术在畜禽养殖中更广泛应用需要重点攻克的问题。

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