α-半乳糖苷抗营养作用及其酶制剂的应用
阻碍畜禽对饲料充分利用的一个重要因素是饲料原料中含有多种多样的抗营养因子。这些抗营养因子通过干扰畜禽的正常消化和代谢动能而影响动物生产潜能的充分发挥,降低饲料的利用效率。已经发现在豆类籽实和饼柏饲料中含有较高的α-半乳糖苷抗营养因子。本文综述了近年来α-半乳糖苷的抗营养作用,并且介绍了α-半乳糖苷酶在饲料中的应用效果。
l α-半乳糖苷的结构和分布
α-半乳糖苷是由一个蔗糖分子和一个或者多个半乳糖分子通过a-1,6-糖苷键连接而形成的一种寡糖。这些蔗糖的半乳糖苷衍生物是通过光合作用沉积在植物的叶片中,或者在成熟过程中聚集在植物的种子里。通常这种半乳糖苷主要是指棉籽糖家族,其中包括棉籽糖、水苏糖和毛蕊花糖。与谷实类种子比较而言,豆类种子中含有较高水平的α-半乳糖苷。研究认为α-半乳糖苷的主要作用是储存或者转运碳水化合物。
2 α-半乳糖苷的抗营养作用
α-半乳糖苷的抗营养性首先是从人类营养的领域发现的。它们是引起胀气的主要因子。它们同时具有热稳定性,不能在加工过程中被破坏。导致胀气的主要原因是由于肠道中缺乏能够水解它们的酶—— α-半乳糖苷酶。小肠不能利用α-半乳糖苷。它们进人大肠后,被大肠的微生物菌群发酵并利用,产生CO2、氢和少量的甲烷。在饲料原料中,作为蛋白质饲料主要来源的豆类籽实中含有相当高的α-半乳糖苷。
3 α-半乳糖苷酶的性质和应用
利用酶制剂来提高饲料利用率已经成为当今的研究热点,已经有一些研究学者开发并且研究相应酶制剂的实际效果。
3.1 α-半乳糖苷酶的功能以及影响因素
α-半乳糖苷酶可以水解α-半乳糖苷释放出末端的半乳糖苷残基。它可以水解在棉籽糖和水苏糖中的α-半乳糖苷连接键。它水解棉籽糖和水苏糖的活性很高。在含有半乳糖的发酵乳杆菌培养基中外源加入葡萄糖会抑制微生物合成α-半乳糖苷酶。所以α-半乳糖苷酶对葡萄糖十分敏感。α-半乳糖苷酶的活性会随着半乳糖苷聚合度的增加而降低。多数情况下,在细胞的提取物中能够探测到此酶的活性。
3.2 α-半乳糖苷酶的性质
表1列出了不同来源的α-半乳糖苷酶的性质。从表1中可以看出,α-半乳糖苷酶的性质会由于酶源的不同而异,其中包括分子量、最佳pH 和温度。
表 1 α-半乳糖苷酶的来源及其性质
3.3 添加α-半乳糖苷酶的效果
Ghazi等所作的两次试验都说明α-半乳糖苷酶提高了豆粕的氨存留和TME值,而且也提高了日增重。Gdala等报道在豆粕日粮中添加α-半乳糖苷酶使α-半乳糖苷的猪回肠末端消化率从80 提高到97,效果显著。同时酶的添加也明显提高了干物质、能量和大部分的氨基酸回肠末端表观消化率,但是对粗蛋白质和非淀粉多糖的消化率没有影响。
4 结语
α-半乳糖苷酶在食品、饲料、医药工业等领域都有很好的应用前景。目前,其工业化产品主要是动、植物提取和筛选微生物菌株发酵获得,这些传统的方法普遍存在着酶活低、热稳定性能差、提取工艺复杂、生产效率不高等弊端,通过基因工程技术改造菌株,能克服以上所有缺陷,使α-半乳糖苷酶的比活大幅度提高,同时能耐受高温,为该酶的大规模产业化生产提供了坚实的基础。