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降鱼粉,增豆粕?

时间:2023-07-26

经历了三年的考验,我们迎来了令人振奋的2023年,各行各业继续开足马力精进前行。然而高端水产饲料需求量最大的原料——鱼粉价格强势上扬,一路抬头高歌,现阶段维持18000元/吨左右。


可持续发展是水产行业密切关注的话题,减少鱼粉等动物蛋白的用量,增加植物蛋白原料的使用一定程度上缓解了部分压力,但植物蛋白源消化吸收率相对较低,且含有大量的抗营养因子,因此在水产饲料中应用需要特别注意。研究发现,酶制剂的使用可以有效提高消化吸收率并降低抗营养因子的影响。

相较于畜禽动物所用的酶制剂,水产专用酶制剂受限于各种使用因素,在研究和开发时需要充分考虑更多,建明水产科技始终秉持以客户需求为导向开展研发工作,多年来一直致力于水产专用酶制剂高效利用的探索和研究,针对性的开发和推出多款酶制剂产品,包括复合酶制剂渔酶宝™100粉剂,粉剂蛋白酶产品八宝威®水产蛋白酶和液体蛋白酶产品渔酶宝™液体蛋白酶。

详细数据请参考:

提高营养物质消化吸收率,酶制剂在水产饲料中的应用

水产液体蛋白酶的应用

粉剂蛋白酶:八宝威®水产蛋白酶

酶制剂是动植物机体中普遍存在的一类特殊蛋白质,对于温度非常敏感。所以水产专用酶制剂面对的第一个挑战是膨化和制粒过程中的高温对于酶制剂的破坏作用。建明早在2015年就通过95℃水浴方法处理15分钟测试了多种商业化水产蛋白酶的耐温性能,结果如图1。可以看到95℃条件下,粉剂蛋白酶“八宝威®水产蛋白酶”耐温性能最优,酶活保留率为96%。由此可见在95℃的制粒温度下,建明能为水产企业提供的粉剂蛋白酶具有优越的生产适应性。


液体蛋白酶:渔酶宝™液体蛋白酶


01 工艺迭代和适温性能

现阶段普遍认为采用液体后喷的方式更加贴合水产蛋白酶的使用思路。然而采用酶制剂和水混合之后喷涂到饲料表面的喷涂方法可能存在饲料发霉和酶制剂溶解两方面的风险,为了规避这两个风险,后喷方法更新迭代采用了“油酶混合法”,即将酶制剂和油混合之后,喷涂到饲料表面。配合水产饲料加工中的真空喷涂工艺,可以很好的将酶制吸附在饲料表面和内部。建明水产科技通过独有的改性工艺和喷涂设备,可以持续不断的将液体蛋白酶渔酶宝™液体蛋白酶和油脂(豆油)混合,使其成为均一的液相,30分钟之内不会出现任何的分层现象。

水产动物是变温动物,体温随外界环境而相应变化,因此蛋白酶能否在较低温度下发挥作用也至关重要。测试发现,在多数水产动物最适生长温度范围内24-32℃(Coutant, C C. 1975)渔酶宝™液体蛋白酶具有优良的应用活性。

02 符合水产动物消化系统

水产动物消化系统发育不完善,或无胃或胃不发达,摄取的饲料在胃停留时间较短,主要的消化吸收器官是肠道。因此在筛选适合水产动物使用的蛋白酶时,要考量蛋白酶“过胃”能力。从图2中可以看到,建明水产科技的液体蛋白酶渔酶宝™液体蛋白酶在15-30分钟测试中过胃保留率≥90%,1小时保留率为89%。过胃之后的水产专用液体蛋白酶需要符合动物肠道的pH范围。报告显示大部分鱼类喂食后肠道从前段到后段pH范围为6.5-8(S. Deguara et lt., 2003; Kemin Internal Data 2014)。因此适合水产动物的蛋白酶以中碱性为宜。建明水产液体蛋白酶渔酶宝™是碱性蛋白酶,符合水产动物需求。


03 安全性筛选

从最适pH值来评估,中性液体蛋白酶或者碱性液体蛋白酶都符合水产动物肠道环境。但是建明水产科技根据研发数据推荐使用碱性蛋白酶,主要考虑到蛋白酶同类性的筛选。有不少行业专家提出,不恰当的添加方案或者参差不齐的酶制剂喷涂工艺可能会导致外源蛋白酶对水产动物肠道绒毛有损伤作用。酶制剂独有的专一性决定了其作用的不同和分化,但鲜有报道内源酶对肠道绒毛的破坏作用。外源蛋白酶多种多样,筛选不恰当和机体自身分泌的蛋白酶“不同类”则可能造成对肠道绒毛的损伤。建明水产科技通过对多种蛋白酶特性和结构的分析,筛选出“同类”碱性蛋白酶,并通过动物实验评估,渔酶宝™液体碱性蛋白酶添加量高达1.5公斤/吨时也不会对肠道造成损伤。

04 植物蛋白酶解效率


降本增效迫在眉睫,提高植物蛋白源使用量可以有效缓解当前压力。改善植物蛋白源消化率并削减抗营养因子的负面作用则尤为重要。图3为大豆球蛋白氨基酸序列,不同的颜色代表不同的蛋白酶。氨基酸序列中不同色块表示该蛋白酶酶切的位点,从图中可以看到,蛋白酶d(红色)对大豆球蛋白氨基酸序列的酶切位点最少,而渔酶宝™(蓝色)对大豆球蛋白氨基酸序列的酶切位点最多。建明水产科技通过对大豆球蛋白氨基酸序列酶切位点的评估筛选出渔酶宝™液体蛋白酶产品,拥有最多的酶切位点和最优的酶解效率。大豆球蛋白体外酶解实验评估得到的结果和氨基酸序列酶切位点相互印证,和对照组相比较,添加渔酶宝™大豆球蛋白含量从284.31mg/g降解到24.13mg/g,降解率91.51%。


图3 不同蛋白酶对大豆球蛋白的酶切位点图谱
(图中黑色为蛋白酶a,绿色为蛋白酶b,黄色为蛋白酶c,蓝色为渔酶宝™,红色为蛋白酶d)


图4 渔酶宝™对大豆球蛋白的酶解效果

豆粕是优质的植物蛋白源,胰蛋白酶抑制因子则是豆粕中主要抗营养因子之一。胰蛋白酶抑制因子能抑制动物肠道内胰腺分泌的胰蛋白酶的活性,降低蛋白质的消化吸收,引起胰腺增生和肥大等问题。另一个抗营养因子是凝集素,具有细胞凝集或使糖复合物沉淀的能力。过多的凝集素可能会影响营养物质的消化吸收,破坏肠道的完整性影响肠道菌群。图5可以看到,渔酶宝™对于常见的抗营养因子,胰蛋白酶抑制因子和凝集素都有很好的降解作用。


图5 渔酶宝™对抗营养因子的降解效果

05 油-酶混合后喷涂工艺

水产饲料的加工过程由于存在超高的膨化制粒温度,酶制剂无法直接添加。建明水产科技工艺团队独立开发设计的油-酶混合后喷涂设备,以油脂为载体,通过特殊的工艺使油脂和酶制剂融合而形成均一稳定的液相。


渔酶宝™液体蛋白酶,经过建明水产科技精心设计开发。酶活稳定性好,对常规蛋白原料特别是豆粕酶解效率高,有效降解植物蛋白源抗营养因子,在不同的温度和pH条件下均可高效发挥酶解作用。其主要特点如下:

助您应对原料成本上涨压力,提高企业效益!建明水产科技提供水产蛋白效率无忧解决方案,且全程守护!

参考文献

1. 提高营养物质消化吸收率,酶制剂在水产饲料中的应用

2. 水产液体蛋白酶的应用

3. Kemin R&D Data 2015

4. Coutant, C C. Responses of bass to natural and artificial temperature regimes. United States: N. p., 1975. Web.

5. Deguara, Simeon et al. “Enzyme activities and pH variations in the digestive tract of gilthead sea bream.” Journal of Fish Biology 62 (2003): 1033-1043.

6. Kemin Internal Data 2014


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