酶制劑是將生物體內產生的酶經過加工的產品。目前，細菌、真菌等微生物是各種酶制劑的主要來源。隨著近代生物工程技術的不斷進展，利用微生物酶制劑來提高飼料利用率、消除抗營養因子、提高動物的消化能力等已引起飼料工業的高度重視。國外20世紀70年代開始了飼用酶制劑的研究與應用，我國于20世紀90年代逐步開始這方面的研究，目前我國酶制劑在飼料中的使用率僅占10%,而歐洲發達國家90%的飼料都使用酶制劑。酶制劑飼料添加劑不僅具有提高飼料利用率、促進動物生長、防治疾病等作用，而且可替代抗生素的添加，減少了動物體內藥物殘留和產生耐藥性等副作用，是一種綠色環保型飼料添加劑，具有廣闊的發展前景。

    1微生物酶制劑的生產方式

    目前在飼料中添加的酶制劑，都是由微生物生產的。動植物也存在各種酶，但提取酶的成本極高，且生產受季節限制。而用微生物來生產酶制劑，其產量高、生產成本低，不受季節限制。利用微生物來生產飼用酶制劑有兩種方法，一種是固體發酵，另一種是液體發酵。用固體發酵的方式來生產酶制劑也叫表層發酵。與液體深層發酵相比，其生產規模小、生產成本低、不會產生環境污染，其發酵的酶活力高、酶系全。但缺點是：生產工人勞動強度大、產量不易擴大。液體發酵生產酶制劑主要的優點是：操作勞動強度小、可自動化、可大規模生產。主要缺點是：生產投資規模大、生產成本高、產生廢水易污染環境。目前國內生產的飼用酶制劑，采用固體發酵法占絕對優勢，因為飼料中成分復雜，多種酶的效果比單酶效果好。固體發酵生產的酶，酶系復雜，酶不經濃縮，將發酵產品烘干后，粉碎，然后測定其活力單位，再添加填充劑，以達到企業產品標準，包裝后成成品。這樣的復合酶比單一酶更受到使用單位的歡迎。液體發酵的產品一般是其中某一種酶的酶活極高，而其他酶的酶活極低。使用時與其他單一酶配合使用，但總的酶系還不能與固體發酵產生的酶的酶系相比。不論細菌還是真菌、放線菌，均能采用固體發酵的方法來生產酶制劑。

    2微生物酶制劑種類

    飼料原料中的抗營養因子及難于消化的成分較多，飼料中的抗營養因子是植酸鹽和非淀粉多糖，包括β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、纖維素、果膠，而消除這些抗營養因子的酶制劑就是：植酸酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果膠酶、α-半乳糖苷酶。而對于早期幼小畜禽來講主要是其內源酶分泌不足。一般在常規日糧飼料中添加以淀粉酶、蛋白酶為主的復合酶，以促進營養物的消化吸收，消除營養不良和減少腹瀉的發生。

    2.1飼用植酸酶的應用

    植物性飼料中的磷大部分在植酸及植酸鹽中，單胃動物難以利用而隨糞便排出，污染環境，而且植酸鹽中的磷通過鰲合作用，降低動物了Zn、Mn、Ca、Cu、Fe、Mg等微量元素的利用，通過蛋白質結合，形成復合體而降低對蛋白質的消化吸收。植酸酶是一種降解植物性原料中的植酸及其鹽類中一種酯酶。產植酸的微生物種類很多，之中最主要的是真菌曲霉屬微生物，如Aspergillus、Ficuum、Aspergill niger.它們分泌的植酸酶能催化植酸向正磷酸鹽、肌醇和肌醇衍生物轉化，在豬、雞、日糧中添加植酸酶制劑可使植酸中的磷水解釋放出來，使其中的磷得以為動物利用，使植酸磷消化率提高60%~70%,這樣可以減少外加無機酸鹽，減少糞便磷的排放，減輕對環境污染，而且還可以提高被結合的蛋白質、礦物質的利用，提高消化率。Simons等首次在豬飼料中添加微生物合成的植酸酶取得滿意效果，當1000單位/千克飼料的植酸酶可使磷的利用率達21%~57%.

    Cromwell等在豬飼料中添加0毫克/千克、250毫克/千克、500毫克/千克、1000毫克/千克植酸酶，結果發現，當添加500毫克/千克植酸酶時，平均日增重、飼料轉化率和磷利用率分別提高12%~16%、6%和23%~80%,當添加1000毫克/千克植酸酶時，平均日增重、飼料轉化率和磷利用率分別提高9%~23%、6%、33%~57%.在雞飼料的試驗表明，添加植酸酶50~1500單位/千克時，飼料轉化率提高，并有效改善鈣、磷的利用率，與添加無機磷的對照組相比，除生長性能相似或稍好外，磷的糞便排出減少一半。

    大量研究表明，豬、禽日糧添加植酸酶可提高植酸磷的利用率，取代或減少無機磷酸鹽的添加，同時減輕因磷酸鹽含氟量高而中毒。同時使磷的排放量大幅度降低，蛋白質、礦物質的消化率亦提高，對于因磷污染環境而制約家禽、家畜飼養業發展的國家，飼料中添加植酸酶具有特別重要的意義。

    2.2蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和α-半乳糖苷酶

    蛋白酶的作用是將組成蛋白的大分子多肽水解成寡肽或氨基酸，淀粉酶的作用是將大分子淀粉水解成寡糖、極限糊漿和葡萄糖。脂肪酶的作用是可將天然油脂分解，最終產物為單酸苷油脂、脂肪酸。α-半乳糖苷酶能將α-半乳糖苷低聚糖分解為單糖。

    Corring等的研究表明，仔豬胃腸道的消化酶活性隨著年齡增長而增長，但斷奶對消化酶的活性增長趨勢有倒退的影響，在第4周至斷奶后1周內各種消化酶活性降低到斷奶前水平的1/3.這是的腸道消化生理功能不適應高淀粉、高蛋白的飼料日糧，引起胃腸機能紊亂，易誘發腹瀉發生，同時脂肪酶活性低也是誘發腹瀉原因之一，如果在仔豬飼料日糧中加入外源性淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶來補充內源性酶分泌不足，可以改善消化，減輕腹瀉。在以豆粕為主要蛋白源的日糧中添加α-半乳糖苷酶、蛋白酶可以有效改善營養物質的消化吸收。根據研究，添加枯草桿菌蛋白酶，可以分解大豆儲存蛋白質，還可以降解胰蛋白酶抑制因子、植物凝結素和抗原蛋白等。

    2.3非淀粉多糖酶

    在非常規植物性飼料中存在大量的非淀粉多糖。植物性原料的細胞壁都含有纖維素、果膠等物質，蛋白質等營養物質都包裹在里面，大麥、小麥和黑麥都含有β-葡聚糖、木聚糖，米糠中含有大量的纖維素和木聚糖。

    纖維素酶、果膠能破除植物細胞壁，使細胞內容物充分釋放出來，為單胃動物腸道所吸收。β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果膠酶能水解水溶性β-葡聚糖、木聚糖和果膠，能有效降低動物腸道中食糜黏度，有利于內源消化液充分和食糜混合，充分消化，利于營養物的吸收提高飼料的利用率及能量，降低料重比。添加非淀粉多糖酶可在飼料日糧中加大非常規飼料的用量，非常規飼料資源豐富，價格低廉，這樣可以提高養殖業的經濟效益。

    Friesen etal在以大麥為基礎的日糧，加β-葡聚糖酶后，肉雞增重可提高46%,（加或不加酶的增重為100克/只、146克/只）表觀代謝能AEM提高33%（10.77兆焦/千克日糧∶14.3兆焦/千克日糧）,脂肪消化率提高193%（17.4%∶15%）.根據浙江農科院畜牧所研究表明，以大麥為基礎的日糧加β-葡聚糖酶后，即使大麥價格高于玉米0.1元，也可和玉米基礎日糧達到同等效益。大量研究表明，以大麥為基礎日糧添加酶可以改善肉雞生長和飼料轉化率，以前人們很少將大麥用于肉雞日糧中，因其含有較高的β-葡聚糖酶，不利于生長，降低飼料轉化率，出現黏糞，添加β-葡聚糖酶已證明能減少β-葡聚糖酶的負效應。

    大量試驗表明，日糧添加高比例的小麥，同時加木聚糖酶，肉雞的表觀代謝能、增重、飼料轉化率、蛋白質消化率、脂肪消化率及糞便均得到改善。與玉米相比，其生長或飼料轉化率與玉米日糧相同，甚至超過玉米日糧。南京農業大學以米糠在肉雞上做試驗，在米糠日糧添加以木聚糖為主的粗酶制劑，其日增重可提高11.1%,為米糠類飼料的利用開辟了有效途徑。

    3飼用酶的應用模式

    家禽家畜等的喂養方式是以粉料或顆粒的方式來喂養的。當使用粉料時，酶可以直接先加到預混料中，要均勻混合進去。當采用高溫制粒時就涉及到蛋白質變性問題，酶是一種活性蛋白質，它與所有的蛋白質一樣對環境很敏感，在高溫時會變性。飼料制粒后進入冷卻系統前，飼料的溫度很高，可達90℃，制粒會導致飼料自身內源酶和外添加酶的活性受到損失，只是不同性質的酶其活性損失程度不同。加酶飼料制粒后酶活性損失程度與不同酶的特性、酶制劑的劑型、制粒時溫度有關。由于酶在飼料制粒時，使用蒸汽調質，同時也承受壓力，用干酶制劑做耐高溫試驗或用酶在高溫溶液內做耐高溫試驗不能說明制粒的結果，當然會存在一定的相關性。制粒酶活損失是一個頗有爭議的問題，因為酶被高度稀釋，到目前為止還沒有精確測定加酶飼料中的酶活性的方法。Nunes報道，制粒溫度高于60℃時顯著降低戊聚糖酶（如木聚糖）的活性。Spring報道，真菌淀粉酶和戊聚糖酶在制粒溫度達到80℃時無明顯的活性損失。

    為了避免飼料制粒的活性損失，可采用穩定化技術和制粒后噴酶技術。采用穩定化技術，主要采用物理包埋、化學修飾來提高酶的耐熱性，這樣在制粒時，能有效減少酶的損失。制粒后噴酶，是將酶制劑在制粒后添加到飼料中的技術，其方法是采用液體酶通過噴霧系統，將酶均勻地涂布到還保持余熱的顆粒飼料表面，利用余熱讓水分蒸發。采用這兩種技術都會極大提高飼用酶的成本，在飼料工業中目前還沒有應用，有些加酶飼料還仍采用制粒方法。

    4飼用酶生物有待進一步研究的領域

    盡管已證明酶在動物飼料中應用有較高的經濟效益和社會效益，但它的應用仍處于起步階段，有許多問題需待研究。

    4.1提高生物發酵效價，大幅度提高酶活性

    目前很多酶的生產活力單位不夠高，這樣在應用時成本較高，不利于廣泛應用。如植酸酶，既能節約外加磷源的量又能改善環境，但它的應用受到了極大的限制，在國內只應用于蛋雞上。其主要原因是，目前微生物發酵產生植酸酶的酶活力不高，在使用時并不比外加磷源成本低。肉雞生長快，磷的需求大，如果用外加植酸酶來代替磷源，其成本比外源磷高很多。如果極大地提高植酸酶發酵活力單位，降低成本，可使植酸酶得到更廣泛地應用。

    4.2集多種酶有同一微生物生產

    由于飼料成分復雜，添加復合酶效果比單一酶好。采用固體發酵生產的酶制劑，都是復合酶，以一種酶為主，活力較高，如含有其他幾種酶，一般活力較低。如果采用基因工程方法，構筑基因工程菌，使產兩種以上高活力的酶的基因在同一種菌表達，如可采用將高產活力蛋白酶、果膠酶、α-半乳糖苷酶的基因構筑在同一菌中，生產的酶用在以豆餅為主要蛋白源的飼料中（目前讓研究人員感興趣是將纖維素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、植酸酶這些單胃動物體內不能分泌的酶的基因構筑在一起，來產生復合酶）,這樣可以極大的降低成本，促進酶制劑廣泛應用。

    4.3研制能耐高溫的酶

    能耐高溫的酶加入飼料中，能保證在飼料制粒時減少酶活性損失。通過各種方法選育出來的新型微生物酶，這種酶在高溫時沒有高的活性，而在37℃左右具有較高的活性，在制粒時也不受明顯的損失。這樣的酶最受飼料工業的歡迎。

    4.4酶的應用方面

    研究酶與日糧成分的相互作用，以確定所需酶的種類，同時研究酶在腸道內的作用方式，和不同日糧狀況下酶的最佳組成，以及加酶后哪些氨基酸和微量元素或礦物質可以不加或少加，所有這些將帶來較高的經濟效益。