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中图分类号：S816.79 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2016）05-0090-03
全球畜牧养殖场正越来越大地面临着以合理的成本提高动物生产性能同时改善动物福利的压力。
因此，可以提高饲料中营养素生物利用率的饲料原料，在保障畜牧养殖场微薄的营业利润上起着重要的作用。
DSM-诺维信全球饲料联盟的Ninfa Rangel Pedersen博士最近带领其研究小组，开发了一种新型的方法，以观察酶是如何降解饲用油籽粕中非淀粉多糖（NSP）的结构的。
最新的评估表明，目前饲用酶的使用为全球饲料市场每年节省了30亿～50亿美元，Pedersen博士的发现对全球饲料行业产生了巨大的影响。
1 植物性蛋白源
自2001年起，欧盟立法限制在动物生产中用肉骨粉作为蛋白质原料，促使市场转向使用大豆粕（Soybean Meal，SBM）和其他植物蛋白型饲料原料。
SBM来自大豆油提炼行业，是一种高质量的蛋白质原料，这意味着其在植物蛋白粕的全球饲料市场中居主导地位。
然而，单胃动物无法消化它们摄入的高达 50 %的SBM，因为这种饲料原料含有会干扰单胃动物消化过程的且不能被它们消化的成分，和/或单胃动物缺乏分解此饲料中重要成分的酶。
如果饲料没有被动物有效地消化，这对生产者和环境而言都是一种浪费。
大豆粕等植物蛋白源还包含各种抗营养因子，如丝氨酸蛋白酶抑制剂和凝集素，它们在单胃动物营养上具有毒性作用。
如芥花籽油（也被称之为油菜籽）、向日葵、棕榈仁、大豆都含有NSPs。
这些物质可能会影响饲料的消化和营养物质的吸收，因为单胃动物没有可以分解植物细胞胞壁中复杂结构物质的内源性酶。
或许影响油菜籽粕营养价值的最重要因素，是来自植物细胞壁的不可消化的酸和中性NSPs。
2 抗营养影响
为了促进消化，消除NSPs的抗营养作用，酶可以加入SBM中。
例如，DSM公司的Ronozyme VP产品——一种可降解NSPs的饲料添加剂，含一种独特的半纤维素酶和果胶酶的混合物，果胶酶由野生微生物（Aspergillus aculeatus，棘孢曲霉）发酵产生，以液体的或耐高温包被（CT）的形式提供。
Ronozyme VP对大豆中NSPs的作用是DSM-诺维信全球饲料联盟和丹麦哥本哈根大学合作进行的研究项目的主题。
在Pedersen博士的领导下，该项目正通过黏度测定、NSP分析、荧光显微镜检和示踪技术（抗体和免疫组织化学染色），研究由全球饲料联盟开发的Ronozyme VP对多种谷物和蛋白原料的作用。
3 更多的营养价值
Pedersen博士和她的研究小组创建了一种新型体外技术，目的是显示饲用酶如何能够从体内研究中已经证明能够增强动物生产性能的饲料中释放出更多的营养。
这项创新技术由于其通过一系列引人注目的图像使饲料行业能够更好理解饲用酶如何发挥作用而引起了人们极大的兴趣。
Pedersen博士解释：“饲料中最常用的谷物——如小麦、玉米和大麦的细胞壁结构和成分相对比较好理解。”
“大豆、油菜籽和向日葵籽等蛋白原料的细胞壁结构更复杂，然而我们还没有对其充分了解。对这些复杂结构的鉴别是学习怎样从这些原料中获取更多营养价值的先决条件。”
从本质上来说，这些植物的细胞壁由果胶、纤维素和半纤维素（木糖葡萄糖和甘露聚糖）组成。它们的结构在具体组成上存在差异，它们的果胶含量也如此，SBM含6 %的果胶，油菜籽粉则含9 %，而向日葵籽仅含5 %。
“众所周知，饲用油菜籽粕的NSP含量会影响结合水的比率，进而会增加其在肠道内的黏度，并会降低营养物的吸收率。它也会引发垫料潮湿的问题。”Pedersen博士继续说，"谷物中的阿拉伯木聚糖和葡聚糖以及它们在家禽生产中产生的黏度问题已经引起了人们的广泛关注，但是至今为止人们对蛋白源中的果胶和半纤维素含量及它们对家禽生产性能和垫料质量的影响关注极少。”
如果依次利用NSP降解酶以产生最大的影响，那么充分了解NSPs的特性是十分必要的。这就需要更好地掌握各种植物细胞壁的化学结构。
传统观点认为原始的油提炼工艺极其苛刻，以致它能够完全降解蛋白型细胞壁的结构。
因此，据估计进一步的酶促降解作用并不是使蛋白源释放更多营养物的先决条件。然而，Pedersen博士的研究获得了一些不同的结果。
4 用染料染色
Pedersen博士的创新方法包括使用染料通过颜色在经酶处理后让果胶增溶溶解来实现酶降解结果的可视化。
当要更详细比较大豆切片和SBM时，染色有助于显示细胞壁仍存在于大豆粕中以及植物细胞的细胞壁结构中仍含有蛋白质。
如上所述，单胃动物的肠道不能产生NSP降解酶。因此，可以预知包裹在SBM完整植物细胞壁中的蛋白质将不容易接触到动物肠道中的蛋白酶，因此会减少这种重要营养素的吸收。
Pedersen博士的图片利用荧光显微镜拍摄的。图1中醒目的橙黄色是组织化学染料Coriphosphine O与酸性多糖亲和的结果。假如出现这种情况，这说明大豆细胞壁结构中存在果胶。
阿尔新蓝是一种对果胶质有高亲和性的染料，它的使用支持了Coriphosphine O的显色结果。
如果相同的样品用复合酶孵育，在本次研究中则使用Ronozyme VP，此橙黄色在39 ℃下3 h内会消失，而后用Coriphosphine O复染，则无法使样品再次显示橙黄色，这说明果胶已被降解。
我们已经知道，细胞壁的结构不仅仅由果胶组成，因此需要另一种方法来使半纤维素酶可视化，尤其是在木糖葡萄糖和甘露聚糖中。
为了实现这个目的，研究人员应用一种抗体结合技术来详细研究这种纤维结构，以暴露样品中能够以红色标志物显现的此抗体。
图2显示了用抗甘露聚糖和木糖葡萄糖的抗体染色的SBM和用Ronozyme VP在39 ℃下孵育3 h后的SBM。
图E显示了用抗甘露聚糖抗体标记的SBM，图F显示了用抗甘露聚糖抗体标记的SBM经酶作用后的现象。图G显示了用抗木糖葡萄糖抗体标记的SBM，图H显示了用抗木糖葡萄糖抗体标记的SBM经酶处理后的现象。
这清楚地表明，这些半纤维素纤维素是SBM细胞壁的一部分，同时表明用商用饲用酶可使其降解。同时还证明要降解蛋白源的细胞壁结构，所需要酶远不止一种。
5 提高生产性能
Pedersen博士及其研究小组，包括博士生Jonas Ravn，是首位将日粮纤维分析、黏度测定法和免疫电镜法结合在一起，以利用商用复合酶制剂来阐明大豆细胞壁中果胶和半纤维素的增溶作用和降解作用的研究人员。
Pedersen博士总结说：“单一的商用酶无法降解SBM复杂的细胞壁基质。由于SBM细胞壁成分的多样性和复杂性，要解聚SBM型日粮中的NSPs需要使用由多种碳水化合物酶组成的复合酶制剂。”
成功的降解可以提高动物的日增重、饲料转化率和养分消化率。DSM-诺维信/哥本哈根大学的研究小组希望我们今后在这一领域的进一步研究可以继续获得新的成果，为全球的饲料行业带来有意义的前景。
全球畜牧养殖场正越来越大地面临着以合理的成本提高动物生产性能同时改善动物福利的压力。
因此，可以提高饲料中营养素生物利用率的饲料原料，在保障畜牧养殖场微薄的营业利润上起着重要的作用。
DSM-诺维信全球饲料联盟的Ninfa Rangel Pedersen博士最近带领其研究小组，开发了一种新型的方法，以观察酶是如何降解饲用油籽粕中非淀粉多糖（NSP）的结构的。
最新的评估表明，目前饲用酶的使用为全球饲料市场每年节省了30亿～50亿美元，Pedersen博士的发现对全球饲料行业产生了巨大的影响。
1 植物性蛋白源
自2001年起，欧盟立法限制在动物生产中用肉骨粉作为蛋白质原料，促使市场转向使用大豆粕（Soybean Meal，SBM）和其他植物蛋白型饲料原料。
SBM来自大豆油提炼行业，是一种高质量的蛋白质原料，这意味着其在植物蛋白粕的全球饲料市场中居主导地位。
然而，单胃动物无法消化它们摄入的高达 50 %的SBM，因为这种饲料原料含有会干扰单胃动物消化过程的且不能被它们消化的成分，和/或单胃动物缺乏分解此饲料中重要成分的酶。
如果饲料没有被动物有效地消化，这对生产者和环境而言都是一种浪费。
大豆粕等植物蛋白源还包含各种抗营养因子，如丝氨酸蛋白酶抑制剂和凝集素，它们在单胃动物营养上具有毒性作用。
如芥花籽油（也被称之为油菜籽）、向日葵、棕榈仁、大豆都含有NSPs。
这些物质可能会影响饲料的消化和营养物质的吸收，因为单胃动物没有可以分解植物细胞胞壁中复杂结构物质的内源性酶。
或许影响油菜籽粕营养价值的最重要因素，是来自植物细胞壁的不可消化的酸和中性NSPs。
2 抗营养影响
为了促进消化，消除NSPs的抗营养作用，酶可以加入SBM中。
例如，DSM公司的Ronozyme VP产品——一种可降解NSPs的饲料添加剂，含一种独特的半纤维素酶和果胶酶的混合物，果胶酶由野生微生物（Aspergillus aculeatus，棘孢曲霉）发酵产生，以液体的或耐高温包被（CT）的形式提供。
Ronozyme VP对大豆中NSPs的作用是DSM-诺维信全球饲料联盟和丹麦哥本哈根大学合作进行的研究项目的主题。
在Pedersen博士的领导下，该项目正通过黏度测定、NSP分析、荧光显微镜检和示踪技术（抗体和免疫组织化学染色），研究由全球饲料联盟开发的Ronozyme VP对多种谷物和蛋白原料的作用。
3 更多的营养价值
Pedersen博士和她的研究小组创建了一种新型体外技术，目的是显示饲用酶如何能够从体内研究中已经证明能够增强动物生产性能的饲料中释放出更多的营养。
这项创新技术由于其通过一系列引人注目的图像使饲料行业能够更好理解饲用酶如何发挥作用而引起了人们极大的兴趣。
Pedersen博士解释：“饲料中最常用的谷物——如小麦、玉米和大麦的细胞壁结构和成分相对比较好理解。”
“大豆、油菜籽和向日葵籽等蛋白原料的细胞壁结构更复杂，然而我们还没有对其充分了解。对这些复杂结构的鉴别是学习怎样从这些原料中获取更多营养价值的先决条件。”
从本质上来说，这些植物的细胞壁由果胶、纤维素和半纤维素（木糖葡萄糖和甘露聚糖）组成。它们的结构在具体组成上存在差异，它们的果胶含量也如此，SBM含6 %的果胶，油菜籽粉则含9 %，而向日葵籽仅含5 %。
“众所周知，饲用油菜籽粕的NSP含量会影响结合水的比率，进而会增加其在肠道内的黏度，并会降低营养物的吸收率。它也会引发垫料潮湿的问题。”Pedersen博士继续说，"谷物中的阿拉伯木聚糖和葡聚糖以及它们在家禽生产中产生的黏度问题已经引起了人们的广泛关注，但是至今为止人们对蛋白源中的果胶和半纤维素含量及它们对家禽生产性能和垫料质量的影响关注极少。”
如果依次利用NSP降解酶以产生最大的影响，那么充分了解NSPs的特性是十分必要的。这就需要更好地掌握各种植物细胞壁的化学结构。
传统观点认为原始的油提炼工艺极其苛刻，以致它能够完全降解蛋白型细胞壁的结构。
因此，据估计进一步的酶促降解作用并不是使蛋白源释放更多营养物的先决条件。然而，Pedersen博士的研究获得了一些不同的结果。
4 用染料染色
Pedersen博士的创新方法包括使用染料通过颜色在经酶处理后让果胶增溶溶解来实现酶降解结果的可视化。
当要更详细比较大豆切片和SBM时，染色有助于显示细胞壁仍存在于大豆粕中以及植物细胞的细胞壁结构中仍含有蛋白质。
如上所述，单胃动物的肠道不能产生NSP降解酶。因此，可以预知包裹在SBM完整植物细胞壁中的蛋白质将不容易接触到动物肠道中的蛋白酶，因此会减少这种重要营养素的吸收。
Pedersen博士的图片利用荧光显微镜拍摄的。图1中醒目的橙黄色是组织化学染料Coriphosphine O与酸性多糖亲和的结果。假如出现这种情况，这说明大豆细胞壁结构中存在果胶。
阿尔新蓝是一种对果胶质有高亲和性的染料，它的使用支持了Coriphosphine O的显色结果。
如果相同的样品用复合酶孵育，在本次研究中则使用Ronozyme VP，此橙黄色在39 ℃下3 h内会消失，而后用Coriphosphine O复染，则无法使样品再次显示橙黄色，这说明果胶已被降解。
我们已经知道，细胞壁的结构不仅仅由果胶组成，因此需要另一种方法来使半纤维素酶可视化，尤其是在木糖葡萄糖和甘露聚糖中。
为了实现这个目的，研究人员应用一种抗体结合技术来详细研究这种纤维结构，以暴露样品中能够以红色标志物显现的此抗体。
图2显示了用抗甘露聚糖和木糖葡萄糖的抗体染色的SBM和用Ronozyme VP在39 ℃下孵育3 h后的SBM。
图E显示了用抗甘露聚糖抗体标记的SBM，图F显示了用抗甘露聚糖抗体标记的SBM经酶作用后的现象。图G显示了用抗木糖葡萄糖抗体标记的SBM，图H显示了用抗木糖葡萄糖抗体标记的SBM经酶处理后的现象。
这清楚地表明，这些半纤维素纤维素是SBM细胞壁的一部分，同时表明用商用饲用酶可使其降解。同时还证明要降解蛋白源的细胞壁结构，所需要酶远不止一种。
5 提高生产性能
Pedersen博士及其研究小组，包括博士生Jonas Ravn，是首位将日粮纤维分析、黏度测定法和免疫电镜法结合在一起，以利用商用复合酶制剂来阐明大豆细胞壁中果胶和半纤维素的增溶作用和降解作用的研究人员。
Pedersen博士总结说：“单一的商用酶无法降解SBM复杂的细胞壁基质。由于SBM细胞壁成分的多样性和复杂性，要解聚SBM型日粮中的NSPs需要使用由多种碳水化合物酶组成的复合酶制剂。”
成功的降解可以提高动物的日增重、饲料转化率和养分消化率。DSM-诺维信/哥本哈根大学的研究小组希望我们今后在这一领域的进一步研究可以继续获得新的成果，为全球的饲料行业带来有意义的前景。