α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展

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1、α-淀粉酶在畜禽生产中的作用机理及应用进展摘要随着近代酶技术及生物技术的发展，高效能生物活性物质——酶制剂已能大规模地工业化生产，并被应用于饲料工业中，许多实验和实际应用结果都表明，饲用酶制剂作为一种饲料添加剂能有效地提高饲料的利用率、促进动物生长和防治动物疾病的发生，与抗生素和激素类物质相比，具有卓越的安全性，引起了全球范围内饲料行业的高度重视。饲用酶种类繁多，淀粉酶作为其中的一种，在畜禽生产中取得了相当好的效果。本文主要介绍淀粉酶的组成、基本性质以及在畜禽生产中的应用。关键词：α-淀粉酶畜禽生产作

2、用机理应用进展正文：1、α-淀粉酶的简介1.1α-淀粉酶的定义淀粉酶是一类能分解淀粉糖苷键的酶的总称，广泛存在于动植物和微生物中，是利用最早、用途最广、工业产量最大的酶制剂品种。按照水解淀粉酶的方式，淀粉酶主要可分为四大类：α-淀粉酶（α-amylase）、β-淀粉酶（β-amylase）、葡萄糖淀粉酶（glucoamylase）和异淀粉酶（isoamylase）。［1］其中，α-淀粉酶（α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶，EC3.2.1.1）多是胞外酶，其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α

3、-1，4糖苷键，而生成糊精和还原糖，产物的末端残基碳原子构型为α-构型，故称α-淀粉酶。［2］-［3］1.2α-淀粉酶的分类和结构依α-淀粉酶产物不同可将它们分为糖化型和液化型两种：液化型α-淀粉酶，能将淀粉酶快速液化，其终产物为寡聚糖和糊精：糖化型α-淀粉酶有较强的酶切活性，在水解可溶性淀粉时，随着水解时间的延长而产生寡聚糖，麦芽糖直至葡萄糖。按照其使用条件可以分为低温型、中温型、高温型、耐酸耐碱型。按产生菌不同又可以分为细菌、真菌、植物和动物淀粉酶。［4］研究表明所有α-淀粉酶均为分子量在50ku

4、左右的单体，由经典的三个区域（A、B、C）组成：中心区域A由一个（β/α）8圆筒构成；区域B由一个小的β-折叠突出于β3和α3之间构成；而C-末端球型区域C则由一个Greek-key基序组成，为该酶的活性部位，负责正确识别底物并与之结合。为保持α-淀粉酶的结构完整性和活性，至少需要一个能与之紧密结合的Ca2+，而Cl-往往是α-淀粉酶的变构激活因子，并且在所有Cl-依赖性的α-淀粉酶中，组成催化三联体的残基都是严格保守的。［5］-［6］具有淀粉结合位点（SBD）的α-淀粉酶的三维模型图［7］1.3α-

5、淀粉酶的基本性质微生物α-淀粉酶在pH5.5-8稳定，pH4以下容易失去活性，酶活性的最适pH为5-6，每分子酶含1克原子Ca2+，Ca2+对淀粉酶有稳定作用，可减少因加热、加酸所引起的变性，还可保护淀粉酶不受蛋白酶的水解，但Ca2+浓度过高对酶的活性有抑制作用。α-淀粉酶中含一定量的糖类残基，对维持酶的稳定性有重要影响；一些微生物酶蛋白中缺乏暴露的SH键或二硫键，这可能使酶具有耐热、耐酸碱的特性。［8］2、α-淀粉酶的作用机理α-淀粉酶（α-1，4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶，EC3.2.1.1），以糖

6、原或淀粉为底物，从分子内部切开α-1，4键而生成糊精和还原糖，产物的末端的葡萄糖残基C1碳原子为α-构型。α-淀粉酶对于直链淀粉的作用，第一步是将直链淀粉任意地迅速降解为小分子糊精、麦芽糖和麦芽三糖，第二步缓慢地将第一步生成的低聚糖水解为葡萄糖和麦芽糖。由于α-淀粉酶不能切开支链淀粉分支点α-1，6键，也不能切开α-1，6键附近的α-1，4键，但能越过分支点而切开内部的α-1，4键，因此水解产物中除了含葡萄糖、麦芽糖以外，还残留系列具有α-1，6键的极限糊精和含四个或更多葡萄糖残基的α-1，6键的低聚

7、糖。［9］3、α-淀粉酶在畜禽生产中的应用畜禽生产实际上是高度组织化了的体内合成和分解的结果，它包含消化、吸收、代谢、同化等一系列生理生化现象。因此，在畜牧业生产中，首先面临着如何解决营养物质进入体内后，尽可能多的被机体所消化、吸收。近年来，酶制剂的应用被看做是提高畜牧业生产效率的有效手段之一。3.1α-淀粉酶在猪生产中的应用3.1.1α-淀粉酶在断奶仔猪中的应用断奶仔猪体内消化酶系统尚未发育成熟，断奶后从吸收易消化的初乳，转为以谷物为主的日粮，常造成消化不良引起的腹泻，因此，在仔猪饲料中添加以淀粉酶

8、、蛋白酶、脂肪酶为主的外源酶制剂，对内源酶进行调整。弥补仔猪早期各种消化酶的缺乏，保证仔猪正常消化吸收功能。前苏联科学家在早期断奶仔猪日粮中添加淀粉糊精酶，使得日增重提高14.6%，碳水化合物消化率提高77.2%。据美国有关资料报道，Collier在早期断奶仔猪日粮中补充酶制剂（含蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶）。结果实验组比对照组日增重提高了25%，饲料转化率提高了15.5%。［10］3.1.2α-淀粉酶在育肥猪中的应用在生长肥育猪饲料中添加以淀粉酶、蛋白酶