基本介紹
酶制劑
酶制劑是一類從動物、植物、微生物中提取具有生物催化能力的蛋白質。其應用領域遍及輕工、食品、化工、醫藥、農業以及能源、環境保護等方面。酶制劑行業是高技術産業，它的特點是用量少、催化效率高、專一性強，是為其他相關行業服務的工業。中國酶制劑自1965年建立的第一個專業酶制劑生産廠——無錫市酶制劑廠，至今已有37個年頭。目前全國共有100餘家生産企業，年生産能力超過40萬噸，産量達到32萬噸，産品品種達到20餘種，近20年間年産量的平均增長率超過20%。據有關部門統計，2001年各種酶制劑産品的出口量為4812噸，出口額為2807萬美元。
但整體而言與國外發達國家先進水平相比仍存在很大的差距和問題，主要表現在産品品種少，結構不合理；生産規模小，生産水平低，産品質量差；開發能力差，精細化程度低。在今後的發展中需要注重“生産集中，應用廣泛”，要多品種，規模化生産。
實際運用
酶制劑在谷物食品行業中的應用來源于西方對面包的改良。從1991年澱粉酶被用于烘焙行業至今，國外酶制劑公司先後開發并上市了脂肪酶、木聚糖酶及麥芽糖澱粉酶等多種酶制劑用于谷物食品加工的各個應用領域。酶制劑的應用已經從面包烘焙拓展到面粉改良、饅頭加工及其他面食制品領域，并因其天然、安全性及明顯的使用效果而被更多的業内生産者使用。酶制劑在中國面制品市場中應用起步較晚，國内面食制品改良劑生産廠家才剛剛開始認識到要應用生物酶制劑，因此市場潛力巨大。小麥中含有小麥面筋蛋白質，約占面筋幹重的85％以上，其中主要是麥膠蛋白和麥谷蛋白。
當面粉加水和成面團的時候，麥膠蛋白和麥谷蛋白按一定規律相結合，構成像海綿一樣的網絡結構，組成面筋的骨架，其他成分如脂肪、糖類、澱粉和水都包藏在面筋骨架的網絡之中，這就使得面筋具有彈性和可塑性。麥膠蛋白的二硫鍵主要是在分子内部形成，通過分子内二硫鍵或次級鍵作用形成繩索狀結構，為面團提供延伸性和流動性，但筋力不足。麥谷蛋白的二硫鍵主要是在分子間形成，其亞基通過分子間二硫鍵的交叉聯結，形成的纖維網狀大分子聚合物，即面筋複合體，為面團提供彈性，筋力強，面筋結構牢固，但延伸性差。蛋白酶不僅能使蛋白質降解，縮短面筋形成時間，而且能夠增進香味。
澱粉是面粉中的主要成分，占70％—75％，在面團中是填充在面筋網絡中，使面團具有穩定的流變特性，在成品中起到支撐食品體系作用，形成不同食品的感官特性和不同的保鮮性。澱粉分為直鍊澱粉和支鍊澱粉。澱粉酶的主要底物是破損澱粉和可溶性直鍊澱粉，由于破損澱粉吸附着面團中相當數量的水，破損澱粉的水解在保持面團的流變學特性方面有着重要作用。澱粉水解将導緻結合水損失，當結合水損失較少時，面團變軟，這被認為是正效應；如果結合水損失過多，将生成大量的糊精而使得面團變黏。α－澱粉酶水解澱粉産生糊精，β－澱粉酶水解澱粉産生麥芽糖，而β－澱粉酶作用産生的麥芽糖主要取決于α－澱粉酶對破損澱粉的作用，葡萄糖澱粉酶水解澱粉産生葡萄糖，麥芽糖和葡萄糖對于酵母代謝非常重要，加入适量的澱粉酶，可以促進發酵過程并縮短發酵時間。
其次，α－澱粉酶使糊化澱粉水解為糊精，糊精會幹擾澱粉的結晶，降低由澱粉和蛋白質的交聯作用所引起的固化，對面包的保鮮有積極的影響。另外，澱粉酶水解澱粉産生的低聚糖，在面包烘焙過程中可以和蛋白質發生美拉德反應，導緻面包褐變，使面包具有好的顔色。木聚糖雖然在小麥粉中的含量一般為1．5％—2．5％，但對小麥粉的性質卻影響很大。原因在于木聚糖的主鍊是D－吡喃木糖以β—1，4鍵相結合形成的木聚糖高分子長鍊。大部分木聚糖是異型多糖，主鍊含有不同的替代糖殘基或者在側鍊上有多種替代糖基。木聚糖由于本身的結構特性，使得不溶性木聚糖具有強吸水性，水溶性木聚糖的強持水力和氧化形成凝膠等。
在面團形成和發酵過程中，木聚糖和蛋白質、澱粉等高分子物質一起形成包含氣泡的穩定面團結構。木聚糖酶能水解高分子木聚糖長鍊的糖苷鍵，使其長鍊變短，其水解率達65％，從而使不溶性木聚糖的吸水率下降，改善面團的操作性能。木聚糖酶用于提高面食制品的品質在歐美國家已經廣泛應用于生産面包。面粉中的脂肪含量較少，通常為2％左右。由于小麥中脂肪主要分布在胚芽及糊粉層中，因此面粉精度高脂肪含量較低，加工精度低脂肪含量較高。面粉中所含的微量脂肪在改善面粉筋力方面有着密切的關系，面粉在儲藏過程中脂肪受脂肪酶的作用産生的不飽和脂肪酸可使面筋彈性增大，延伸性和比延伸性變小，筋力增強。脂肪酶酶解面團中的油脂成分生成單甘酯等乳化劑，對面包的體積、組織結構、保鮮等都有積極的作用。
小麥品種高達6000多種，但面粉品質不高，用于專用粉生産的面粉大多需要進口小麥進行複配。如果僅從小麥品種遺傳育種方面達到面粉改良的目的話，由于受到氣候條件限制太多，穩定供應還不太現實，因而添加改良劑對面粉改良是目前最好的捷徑。年消費面粉約9000萬噸，大部分用于加工主食饅頭等，加上現在面包的消費量也在逐漸加大，因此研究用生物酶産品提高饅頭、面包品質有着廣闊的市場前景。
存在問題點
酶制劑
一、飼用酶制劑生産和應用之間缺乏溝通
飼用酶制劑的生産屬于發酵工業。酶制劑工業過去主要是生産工業用酶制劑，如用于食品、紡織、洗滌劑等的酶制劑，而對飼用酶制劑的應用和市場特點不甚了解。另一方面，飼用酶制劑應用方面對酶制劑工業産品的種類及特點也缺乏了解。例如酶制劑工業能提供哪些适合于飼用的單酶或複合酶品種，産品對飼料高溫制粒的穩定性及對胃酸的穩定性如何，等等。
二、現有酶測定方法不能完全适用于飼用酶制劑酶活的測定
工業酶活檢測方法規定的檢測溫度、ｐＨ不一定是動物體内酶發揮作用的環境溫度和ｐＨ。如工業用木聚糖酶活檢測溫度規定為50℃和ｐＨ為5.3，而動物體溫為40℃左右，酶在體内起催化作用的部位－－小腸ｐＨ為6.0左右。因此，如用現行工業酶的測定方法檢測飼用酶，就可能影響不同品牌飼用酶制劑酶活的橫向比較。即用工業酶檢測方法檢測具有最大酶活的産品，不一定在畜禽消化道内具有最大酶活。
三、飼用酶制劑生物學評價試驗方法不夠規範
如有的企業，飼用酶制劑産品飼養效果試驗不僅試驗動物數量少，而且不設重複組，顯然不符合飲料生物學評價原則，其試驗結果也就缺乏說服力。
解決方法
一、加大科技投入，發酵、生物技術和飼料、營養方面的專家進一步加強合作，不斷研制出适合于飼料原料和市場特點的飼用酶制劑新産品，以推動飼用酶制劑的生産和廣泛應用。
二、制訂飼用酶制劑檢測方法标準。
三、規範飼用酶制劑生物學評價試驗方法。通過以上努力，使酶譜優化、酶活穩定、飼喂效果好、價格合理的飼用酶制劑優質産品在市場競争中能夠等到更大的推廣。
注意事項
酶制劑
1、酶制劑應納入配方成本計算
生物工程生産的微生物植酸酶，可以降解植酸鹽，釋放可利用的磷、鈣、能量和蛋白質等，釋放的磷、鈣和其他養分的數量，在推薦水平下呈線性增加。植酸酶添加水平超過500FTU/kg的添加量時，養分的釋放會持續提高，但單位植酸酶的釋放量趨于下降。因此超推薦水平添加植酸酶，在經濟上是不合算的。β-葡聚糖酶和戊聚糖酶能有效地降解飼料中某些原料所含有的β-葡聚糖和戊聚糖。這2種水溶性非澱粉多糖是抗營養因子。這些抗營養因子能結合大量的水分，使消化道流體的粘度增加。降低營養底物與消化道内源酶的作用，緻使營養成分的有效性下降。
β-葡聚糖酶和戊聚糖酶添加在玉米-豆粕型含抗營養因子較少的日糧中，對動物的生産性能改善作用不明顯；添加在黑麥、大麥、小麥為主的日糧中和含非常規飼料原料較多的日糧中，對動物的生産性能改善作用較大。同一添加量随日糧中非常規飼料含量的增加，改善作用更趨明顯；同一日糧随酶的添加量的增加，改善作用也更趨明顯，但單位酶的改善作用效果下降。無論何種飼料原料，超量添加β-葡聚糖酶和戊聚糖酶經濟上也都是不合算的。總之，配制最低成本日糧和計算效益時，應将酶制劑納入配方成本計算。
2、應考慮影響酶制劑活性的因素
酶制劑本身是一類蛋白質，影響蛋白質的任何因素都會影響酶制劑的活性。酶制劑的活性随溫度的升高而增加，但當溫度高到一定程度時，又使酶變性而喪失活性。一般酶活性的最适溫度為30～45℃，超過60℃時酶會變性，喪失活性。pH對酶活性也有影響，在其他條件不變時，酶在一定的pH範圍内活性最高。一般酶活性的最适pH接近于中性(6.5～8.0)。但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH為1.5。一碘醋酸、高鐵氰化物和重金屬離子等可與酶的必需基團結合或發生反應，從而使酶喪失活性。因此在飼料生産過程中一定要注意溫度、酸堿性、重金屬離子等因素對酶制劑的影響，以求達到酶制劑的最佳使用效果。
3、購買酶制劑應考慮有效含量及價格
市場上酶制劑的種類很多，用戶在購買酶制劑時，一定要選擇既能保證有效含量，又較便宜的酶制劑，不應隻考慮價格便宜，不考慮有效含量。
4、使用酶制劑應考慮飼喂對象
單胃動物應用酶制劑效果明顯，草食動物效果不明顯。因此草食動物飼料中可不考慮添加酶制劑。
5、應重視酶制劑的質量檢驗
現在很多飼料檢測部門都可檢驗酶制劑的有效含量。用戶在選購時，可把樣品送到有關部門檢驗，以确保購買的酶制劑質量可靠。
