中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 张铁鹰 副研究员
博士，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副研究员，硕士生导师。主要从事酶制剂与生物发酵饲料的研究，现任“鸡营养评定、代谢与调控”创新团队骨干专家，饲料安全与生物技术专业委员会委员。主要从事饲用酶制剂与生物发酵的研究工作。在饲用酶制剂应用、评价和开发方面开展了大量工作，筛选了多株优秀产酶菌株，深入系统地研究了这些菌株的产酶种类与特性，并获得了大量关键酶的基因，为新型饲用酶开发奠定坚实基础。
第
1
则
-THE FIRST-
畜牧业对饲料工业技术需求
畜产品市场需求变化
当前，养殖业进入集约快速发展阶段，畜禽养殖数量和畜产品产量已经接近峰值，截至 2016 年全国猪肉产量5 299 万 t，禽肉产量 1 888 万 t，禽蛋产量 3 095 万 t( 陶莎，2017)。2030 年前后我国将进入人口老龄化高峰，人口红利即将消失，对动物性食品的消费量将逐渐降低。此外，城乡居民传统的“价格优先”消费观念正在向“价格与质量并重”转变 ( 辛翔飞等，2015)。上述的发展变化都对饲料工业提出了更高的要求。
由于我国畜产品生产质量控制方面技术不足，畜产品贸易一直处于逆差状态 ( 胡梅梅等，2016)。另外，低抗、无抗饲养已成为大势所趋，且个性化特色畜产品市场需求增加。因此，保障畜产品的安全与品质亟需技术创新。过去大家基本处于观望状态，但是现在如果还是观望，而不去超前地思考与创新，被淘汰的风险就会大大增加。
2
环保计入养殖成本
目前，庞大的畜禽养殖量带来的环境负担问题愈显突出，发展循环低碳养殖已经刻不容缓。养殖企业除承担传统的动物、饲料、设备、设施和人员等成本外，还将承担环境成本，需要投入和技术创新。低排放饲料产品市场需求 ( 如低抗、低矿物元素、低氮和低有机物的饲料产品 ) 很快会出现。我们一直认为有机肥发酵之后再使用到土地中是很好的模式，但事实上，现在的有机肥和过去的有机肥不同，连续在土地上施用 3 年以上，就会导致土地重金属超标，从而致使蔬菜重金属也超标。以此倒推，一定会对畜禽粪便的重金属含量作出要求，而最终会倒逼饲料生产低重金属含量的饲料产品。
3
进一步降低养殖饲成本
我国平均每出栏 1 头育肥猪的饲料消耗量比国际先
进水平多 10% 以上，肉鸡和蛋鸡多 5% 左右 ( 陶莎，2017)。饲料占养殖成本比例最大 (70% 以上 )，但是可挖掘空间也最大，提高动物饲料利用效率依然是提升养殖效益的关键。规模化和集约化养殖模式的推进，以及养殖企业逐渐可以承担部分饲料加工的任务，为进一步提升饲料利用率奠定了基础。生物技术的发展和饲料生产工艺的变革使大幅度提升养殖效益变为现实。
第
2
则
-THE FIRST-
饲料工业对技术创新依赖性增强
饲料加工企业需要安全度过微利时代
饲料行业已经开启了微利时代，大多数饲料企业应该如何度过这个时代是很严肃的问题。饲料总需求基本趋于稳定，通过简单的数量扩增已经很难再获得较大的增长，必须从质上进行突破。饲料产业规模效益已得到充分发挥，饲料产品的利润也在逐年降低，饲料企业间的竞争空前激烈，仅依靠规模已难以维持持续发展。产业链闭合和加工智能化，减少用人 ( 配方师、销售、财务、工人等 ) 产生的
经济效益十分有限，与巨大的饲料产值相比，这些利润空间十分有限，难以维持未来的持续发展。因此，我认为不要过分地迷信智能化、信息化、网络化，重中之重还是要把占比 70% 的成本降下来，这才是核心问题。
2
缓解饲料资源短缺必须依赖技术创新
据海关数据显示，2017 年进口大豆 9 554 万 t，创历史最高纪录。2017 年鱼粉进口量为 157.51 万 t( 占国内鱼粉消费量的 80% 以上 )，较 2016 年全年进口增加 53.81万 t，创 8 年来最高位。我国 2017 年进口玉米 283 万 t。2017 年全年高粱、大麦、干木薯进口量分别为 505.7 万 t、886.4 万 t 和 784.3 万 t。粮食加工副产品糠麸、糖渣、粕类进口总量 255.1 万 t。饲料资源短缺将是长期限制我国畜牧业发展的瓶颈问题，导致饲料成本上升。
3
现有饲料加工工艺对利用率的改善已十分有限
制粒能够促进动物生长 ( 提高 5%~10%)，膨化工
艺可使细胞壁破裂，从而提高饲料消化率。受现有饲料加工与消费方式的条件性 ( 时间短、水分低、高能耗和保质期长 ) 限制，利用饲料加工工艺进一步提升饲料营养价值的空间已十分有限。必须思考“生产力与生产关系”的矛盾性。
4
饲料加工与消费模式需要颠覆性创新
饲料需要一定的保质期，再到养殖户进行使用，在
这个过程中所有的条件和现有的生产模式限制了新的加工工艺的发展。因为含水量高就会缩短保质期，保质期短就会出现各种投诉问题。所以，我们现在要重新思考“生产力与生产关系”之间的关系，必须依靠新思维、新方式、新模式来解决这些问题。利用技术创新深挖饲料原料的潜在价值，提高可消化与不可消化养分的利用，弥补进口价格差。饲料企业亟需“创新型的饲料加工技术和消费模式，深度改善饲料营养价值和产品特性”，寻求
一种新的增长点，否则将会被迫出局。开发安全、健康、高效和环保型饲料产品，适应养殖业市场需求，提升畜牧业经济的竞争力。
5
饲料加工技术创新是生存之本
创新需要高研发投入和长时间积累，饲料行业技术壁垒不断提升，技术创新已成为新时期饲料企业所面临的最严峻问题。
第
3
则
-THE THIRD-
生物技术在改善饲料营养价值的潜质
我认为生物饲料在饲料工业中的潜质是巨大的，如何有效地对其进行利用是核心的问题。
酶制剂在饲料工业中的潜质远未得到充分发挥
因微生物酶的作用效果易受动物消化道内环境(温度、pH、蛋白酶和金属离子等 ) 和饲料加工工艺 ( 高温制粒 ) 影响较大，其潜在价值远未得到充分发挥。若在酶最适条件下对饲料 ( 营养成分和抗营养成分 ) 进行深度预消化处理，可有效避免动物消化道内化境和加工制粒对酶的不利影响，充分发挥酶的高催化效率与潜质，深度改善饲料营养价值。
从而提升酶的效率，使其不受催化环境条件 ( 温度、pH)、时间和剂量限制 ( 高剂量的蛋白酶可能会出现负面效果 )。实际上就是把饲用酶变成了工业酶。
2
动物消化生理特点决定需要对一些饲料原料进行预
处理
我认为，预消化饲料是一种新的饲料加工方式，建议大家从内心深处去接受这种概念。其实预消化和过去的粉碎、混合等常规环节差不多，但是运用方式有所不同，略微复杂一些而已。
为什么要运用饲料预消化技术呢？这和过去添加酶制剂的道理基本一致。首先，无论是幼龄动物还是成年动物，食糜在消化道中停留的时间基本是固定的，消化酶的分泌量也基本是固定的，因此动物的消化能力也是固定的。这就需要在体外条件下，人为地延长消化的时间，而这个时间可以无限延长，预处理 12 h、24 h，甚至更长。这样就解决了动物本身的缺陷。
第二，动物育种为追求高屠宰率，动物消化器官与
体重比明显降低，相反采食量却有较大幅度地增加，这样导致食糜在消化道内的停留时间过短，消化液的分泌量与采食量之间明显不成比例，进而导致养分消化率降低。因此也需要对饲料进行提前预处理，从而减轻动物消化道的负担。
第三，与植物组织化学结构的复杂性相比，动物消化道内消化酶分泌的种类远远不足。特别是一些抗营养因子成分不仅不能被消耗，而且还会导致其他养分消化率降低。预消化技术不仅会提高营养成分的消化利用率，也会充分利用非营养成分 ( 如结构性碳水化合物等 )。
第四，一些难以消化的物质，通常会引起较为强烈的食后增热，从而增加动物的体消耗，提前预消化处理会使饲料养分更易消化，进而降低动物的体消耗。
第五，消化率不同，饲料在动物消化道内蛋白质周转率可能存在差异。低消化率饲料原料不仅是其为动物提供的养分能力较低，还可导致动物体能量和蛋白流失较大 ( 蛋白质周转 )，因此利用消化预处理技术可改善这些成分的消化率。
第六，利用生物预消化技术可采用微生物发酵产生多种酶制剂，预消化是降低饲料成本的关键技术。使用微生物发酵产酶的效率非常高，而使用的碳源 ( 能量 ) 成本又比较低，而动物消化道产酶消耗的是蛋白质、葡萄糖，对比二者的性价比显而易见。因此，使用多种消化酶进行体外预消化，可以降低动物的消化负担，降低消化成本。
第
4
则
-THE FOURTH-
饲料预消化处理技术关键点
饲料生物预消化处理拟解决的关键问题
①把饲料酶变成“工业酶”。现在酶制剂的研发都需要耐酸、耐热，克服动物体内的环境条件限制。而体外预消化可以使酶制剂的研发不必跨越那么大的障碍，降低了酶制剂的研发瓶颈。
②提高易消化营养物质的消化速度和吸收效率。动物的消化道长度有限，一定要让营养成分充分吸收。
③在体外条件下，延长难消化物质 ( 慢速消化淀粉
和一些蛋白质 ) 的消化时间，对其进行深度处理，提高消化率。
④破坏抗营养因子 ( 植酸和蛋白酶抑制等 )。
⑤开发不可消化物质的潜在价值。比如纤维，通过预消化处理将部分纤维类物质转化为可吸收 ( 葡萄糖 ) 或后肠可发酵 ( 木糖 ) 形式的单糖。
⑥通过对纤维的预处理可使纤维转变为短纤维，更容易在后肠发酵，产生更多的 VFA。
⑦提高饲料利用率 ( 养分利用率和养分平衡 )，降低养殖成本。提高了饲料的消化率和吸收率是一方面，我认为更重要的就是改善了营养平衡。预消化处理过的蛋白质和没有经过处理的蛋白质的消化率和氨基酸的吸收率不同，经过预消化处理之后的氨基酸平衡一定会发生很大的变化。
⑧挖掘动物生长潜力，可以将日粮的营养水平提高，进一步提升动物的生长速度。但是面临一个问题，我们现行的饲养标准和饲料营养价值表怎么办？可能会进行一些修改。尤其是对于猪来说，还有很多遗传潜力没有发挥出来，如果采用预消化处理，或将进一步缩短出栏时间。
2
饲料生物预消化处理的理论基础
①深入了解植物组织化学结构，找出潜在挖掘关键点。
②破坏这些组织结构需要的关键酶及其协同效应。
③预消化处理终产物的控制。
④体外预消化处理的物理和生物手段如何有机结合。
第
5
则
-THE FIFTH-
植物组织化学结构的复杂性
纤维多糖
01
植物纤维多糖
结构多糖包括纤维素、半纤维素、果
胶。半纤维素又包括 β －葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖等。“We'll eat trees in the future”这是我在国外一个网站上看到的一句话，我相信这个观点。随着生物技术的发展，完全可以把纤维素转化成葡萄糖。以后我们所食用的葡萄糖不一定来源于甘蔗或甜菜，也可能来源于树木。希望大家对未来的预消化技术充满信心。生物技术的发展一定会对动物营养技术产生强大的推进力。
02
纤维分解酶
纤维分解酶主要包括 3 种 ：外切 β-1,4
葡聚糖苷酶 (Exo β-1,4-glucanases，CBH)、内切 β-1,4葡聚糖苷酶 (Endo β-1,4-glucanases，EG) 和 β-1,4 葡萄糖苷酶 (β-1,4-glucosidases，BG)。在此过程中，半纤维素酶也参与其中，协同水解纤维素周围的半纤维素，进而有利于纤维素的水解。我认为，无论是预消化还是饲料酶技术，一定是很多种酶相互协同才能实现目标。
03
参 与 纤 维 素 水 解 的 纤 维 素 酶
纤 维 素 内 切 酶(Endoglucanases，EG) 通过随机方式水解纤维素链非结晶区，为纤维二糖水解酶产生新的末端，同时消除纤维二糖水解酶进一步水解纤维素的障碍 ；纤维二糖酶(Cellobiohydrolases，CBH I 和 CBH II) 分别从葡聚糖链的还原末端和非还原末端持续水解纤维素 ；葡萄糖苷酶(Glucosidase) 主要功能为水解葡萄糖苷键，释放出葡萄糖作为产物。
厌 氧 微 生 物 分 解 纤 维 素 的 特 点 ：纤 维 小 体(cellulosome) 是厌氧生物存在的一种纤维素酶系，是多种纤维素酶、半纤维素酶依靠锚定 - 粘附机制形成的一种多酶复合体结构。
04
参与纤维素水解的非纤维素酶蛋白
非水解性质的解链因子或解氢键酶在天然纤维素的降解中具有重要作用，它们能打开纤维素链间和链内的氢键，使高度结晶的纤维素转变为无序的非结晶形式，然后在 3 种纤维素酶组分的协同水解下被分解为葡萄糖或纤维糊精。
溶 多 糖 单 加 氧 酶 (lytic polysaccharide monooxygenases，LMPO)，推测 AA9 家族和部分 AA10家族的溶多糖单加氧酶通过氧化方式将结晶区和非结晶区
纤维素链断裂。
伸展素和类伸展素因子蛋白 ( 如溶胀素 )，可破坏纤维素氢键，降低结晶度，增加纤维素酶可接近性。
同时溶胀素还能对木聚糖酶水解玉米芯的木聚糖具有协同作用。对这些蛋白的需要量有时等于甚至高于酶的用量，获得大量的这些蛋白，缺乏一定的实用性。
这些往往是微生物本身具有的特质，野生菌固态发酵酶制剂更具优势，而在基因工程菌的液态发酵中均未予以考虑。
青绿饲料一定会进入饲料配方。我们完全可以用生物的手段将青绿饲料进行处理，将来有可能会出现猪场做青贮。
2
淀粉
01
饲料的淀粉结构
淀粉颗粒是一种半结晶的聚合物，其包含结晶区和无定形区 (Hanxz 等，2001)。淀粉颗粒中形成结晶区的主要为支链淀粉，支链淀粉分子相互聚集形
成的双螺旋结构是结晶的基础。而直链淀粉是组成淀粉颗粒无定形区的主要成分 (Veelaert 等，1995)。
02
淀粉酶
03
淀粉的结构与可消化性
研究发现，淀粉颗粒越小，其比表面积越大，酶解效率越高 ；淀粉颗粒的消化速率系数与其尺寸大小呈负相关 ( 詹锦玲等，2017)。不同来源的淀粉在分子结构、晶型及与水结合形式等方面都不同，最终影响其消化速率，又将淀粉分为快速消化淀粉、慢速消化淀粉和抗性淀粉 (RS)。
抗性淀粉是由分子量较低、几乎不含分支的直链淀粉分子组成。直链淀粉特别是分子量偏低的直链淀粉分子可形成良好有序的排布状态 ( 类似结晶纤维素结构，靠分子间的氢键结合 )，可能是形成抗性淀粉颗粒结晶区的主要成分，从而体现出较高的抗消化性。周中凯 (2013) 证实了直链淀粉（特别是分子量偏低的直链淀粉分子）可形成良好有序的排布状态，可能是形成抗性淀粉颗粒结晶区的主要
成分，从而体现出较高的抗消化性。这些链的形成主要是靠氢键，我一直也在思考是否有能打开氢键的酶，如果有这种酶，破坏很多化学结构就会变得更加容易，但是一直没有找到。那么，是否有其他能够起到替代作用的酶，这是值得我们思考的问题。
另外，还有新玉米的问题。新玉米在成熟的过程中，有很多直链淀粉还没有组装到支链淀粉上，是以游离的状态存在，而且这些直链淀粉的分子量又不高，在制粒糊化的过程中，正好提供了一个重排的机会，可能会形成抗性淀粉。个人认为，解决新玉米问题还是应考虑其中碳水化合物的分子大小和结构。抗性淀粉可被后肠微生物降解产生挥发性脂肪酸，如何打开抗性淀粉分子间氢键，是否存在抗性淀粉酶？
玉米淀粉和蛋白质组成的组织构架，特别是醇溶蛋
白的含量，对玉米淀粉的消化率有较大影响。在进行预消化处理时，如何较好地运用蛋白酶、淀粉酶值得我们思考。
3
大豆蛋白
大豆蛋白根据生物学功能可分为 ：代谢和贮藏蛋白 ；根据溶解方式可分为 ：白蛋白 ( 易溶于水，占 5%) 和球蛋白 ( 不易溶于水，占 95%)。
沉降系数 ：大豆蛋白可分为 4 个组分，即 2S、7S、11S 和 15S。
抗原性蛋白包括大豆疏水蛋白、大豆壳蛋白、大豆
抑制蛋白、大豆空泡蛋白、大豆球蛋白和 β- 伴大豆球蛋白等。其中，大豆球蛋白和 β- 伴大豆球蛋白是大豆中免疫原性最强的两种抗原蛋白，二者约占大豆蛋白的70%。
01
大豆中的主要蛋白组分
02
大豆抗原
01
大豆球蛋白
分子量为 320~360 kDa，是一个环状六聚体，具有 6 个酸性亚基 (A1~A6) 和 6 个碱性亚基(B1~B6)，酸碱亚基之间依靠二硫键 (A—S—S—B) 联接，二硫键的键能很强，因此大豆蛋白的结构非常稳定 ( 见图2)。β- 巯基乙醇等还原剂可将大豆球蛋白亚基和多肽分开。酸性亚基比碱性亚基更容易被胃蛋白酶水解 (Lynch，1981)。
02
β- 伴大豆球蛋白
是分子量为 180 000 的三聚体，由 α、α' 和 β 3 个亚基组成，3 个亚基均含有 4%~5%碳水化合物是糖蛋白 ；且含硫氨基酸少，不含半胱氨酸，与球蛋白比的热稳定性和凝胶能力也较差 ；α 亚基致敏性最强；对热、酸、碱的抵抗能力强，对胃蛋白酶不敏感 ( 见图 3)。我推测，糖蛋白很可能是影响动物对其消化效果的一个重要因素。在微生物表达的过程中，酵母糖基化后就会很稳定，耐热性会提高，因此糖蛋白可能与 β- 伴大豆球蛋白的稳定性有很大关联。
03
大豆抗原的稳定性
大豆球蛋白和 β- 伴大豆球蛋白对仔猪消化道内酶的敏感程度存在差异，大豆球蛋白的酸性多肽链和 β- 伴大豆球蛋白的 α、α' 亚基易于被降解，而大豆球蛋白的碱性多肽链和 β- 伴大豆球蛋白的 β 亚基不易被降解。β- 伴大豆球蛋白在胃蛋白酶、胰蛋白酶的连续消化下，产生大量抗酶解的肽段，其中有 3 条主要的抗酶解肽段，且均具有免疫活性 ( 王俊，2012)。研究表明，用不同的酶处理大豆蛋白的效果不同。碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶的效果明显好于胰蛋白酶 ( 见图 4)。
04
酶解产生的新肽段
各种酶水解大豆蛋白后会出现一些新的肽段 ( 杨国龙，2006)。利用胰蛋白酶水解大豆球蛋白会增加大豆蛋白的聚合。主要是球蛋白中的亲水多肽将
疏水多肽包裹在蛋白质的内部。当亲水多肽最先被水解后，则疏水多肽增加，且很容易聚合在一起 (BAS，2008)。Dreau 等 (1994) 研究表明，热乙醇处理能显著增加大豆抗原对胃蛋白醇和胰蛋白酶的敏感性。
4
胰蛋白酶抑制剂
01
Kunitz 型
Kunitz 型抑制剂是由 181 个氨基酸所组成
的单肽链，包含 2 个二硫键，分子质量约为 20 ku ；其过敏原性更强，是一种典型的丝氨酸蛋白酶抑制剂，主要抑制胰蛋白酶。
02
Bowman-Birk 型
BBI 是由 71 个氨基酸所组成的单肽链，包含 7 个二硫键，其分子质量约为 8 ku，是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，有 2 个具有不同特异性的功能性抑制
域，分别抑制胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶。BBTI 除了对胰蛋白酶有较强的抑制活性外，对于热、酸的钝化和胃蛋白酶的水解作用都具有很强的抗性。
03
胰蛋白酶抑制剂的抑制机制
两种抑制剂的存在不改变胰蛋白酶的 Km 值，但其 V max 随抑制剂浓度的增加而下降。表明其对胰蛋白酶的抑制作用是一种非竞争抑制作用 ( 黄惠华，2005)。I-KSTI 和 BBTI 对物理和化学致钝作
用 ( 如超声波场 ) 的抗性差别很大，这些差异的主要原因在于其分子结构上的差异。
5
大豆凝集素
大豆凝集素较其他豆科家族凝集素稳定，由四聚体降解为单体需要更高的能量，主要原因是大豆凝集素分子中的两个单体一单体非典型界面间存在大量氢键 (Sinha 等，2007)。动物的消化酶中主要是胃蛋白酶对大豆凝集素有一定程度的降解作用，但需要一定时间，也与底物浓度密切相关。胰蛋白酶对完整的大豆凝集素几乎不产生降解作用 ( 王利民，2007)。大豆凝集素与寡糖结合的特异性与组成凝集素糖结合区域的保守氨基酸残基有关 (Rao 等，1998)。
6
玉米蛋白
根据传统的奥斯本 - 门德尔 (Osborne-Mendel) 分
离法，清蛋白类 (albumins) 溶于水，加热凝固，为强碱、金属盐类或有机溶剂所沉淀，能被饱和硫酸铵盐析 ；球蛋白类 (glubulins) 不溶于水，溶于中性盐稀溶液，加热凝固，为有机溶剂所沉淀，添加硫酸铵至半饱和状态时则沉淀析出 ；醇溶蛋白类 (prolamins) 不溶于水及中性盐溶液，可溶于 70%~90% 的乙醇溶液，也可溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该类蛋白质仅存在于谷物中，如
小麦醇溶蛋白 ；谷蛋白类 (glutelin) 不溶于水、中性盐溶液及乙醇溶液中、但溶于稀酸及稀碱溶液，加热凝固。该蛋白也仅存在于谷类籽粒中，常与醇溶谷蛋白分布在一起，典型的例子是小麦谷蛋白。不溶于水的蛋白用酶消化会有一些困难。
01
玉米蛋白的组成
玉米蛋白粉 (CGM) 的主要成分是玉米蛋白 (55%~65%)，其中玉米醇溶蛋白占总蛋白的
65%~68%。玉米醇溶蛋白含有大量疏水性氨基酸和含硫氨基酸，如谷氨酸 (21%~26%)、亮氨酸 (20%)、脯氨酸(10%)、丙胺酸 (10%)，决定了它是一种疏水性很强的蛋白，不溶于水，溶于 60%~95% 的醇类水溶液中。但是它缺乏赖氨酸、天冬氨酸及色氨酸等酸性和碱性氨基酸。
02
玉米醇溶蛋白的结构
玉米醇溶蛋白中 70% 的氨基酸残基呈 α- 螺旋结构，13% 氨基酸残基呈转角结构，其余的氨基酸残基呈较松散、随机的螺旋构型。多肽链间通过
次级键相互组合形成复杂的四级结构，且玉米醇溶蛋白质分子可进一步聚合成聚合体，结构复杂，高度紧密。玉米醇溶蛋白是高度紧密及疏水的“醇溶蛋白体”，蛋白结构比较稳定，对蛋白酶的“酶解进攻”具有很强的抵抗力。因此，玉米蛋白粉不宜过多添加。
03
玉米醇溶蛋白的改性
玉米醇溶蛋白难溶于水，悬浮在水溶液中与蛋白酶接触的几率小。因此，传统酶解方法存在产物转化率低、酶解时间长，蛋白酶利用率低、产物
活性低等问题。必须对天然的玉米醇溶蛋白进行必要的预处理，使其由多肽链折叠和盘曲构成特有的、致密的结构变得松散，蛋白内部的酶切位点得以外露以利于与蛋白酶的结合。挤压膨化技术可以改善玉米蛋白的吸水性、乳化性等物理性质，也可以改变蛋白质的空间构象，增加其对蛋白酶的敏感性。
7
小麦蛋白
01
小麦蛋白的组成
小麦中含有小麦面筋蛋白质，约占面筋干重的 85％以上，含有较多的疏水性氨基酸，分子内
疏水作用区域较大 ；其中主要是麦胶蛋白 ( 醇溶蛋白 ) 和麦谷蛋白 ( 谷蛋白 )，麦胶蛋白的含量约比麦谷蛋白少 10%。麦醇溶蛋白分子量小，分子呈球形，由于其分子中的 -S=S-都分布于分子内部，因此为面团提供了延伸性 ；而麦谷蛋
白是由数条亚基通过分子间 -S=S- 交联，形成的纤维状大分子，使麦谷蛋白不易流动，为面团提供弹性。
02
小麦蛋白的结构
小麦蛋白中是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白交织在一起，需要协同地处理两种蛋白。不同的蛋白质结构对蛋白及氨基酸的消化率影响存在差异 ( 见表 3)。
8
挖掘植物蛋白潜质关键
①首先要打开分子间的二硫键，因为二硫键是维持蛋白质三级结构、四级结构最主要的化学键。然后破坏 α-螺旋和 β- 折叠等空间结构，将其延展成一级结构。
②水解凝集素的关键保守区氨基酸肽键。
③球蛋白和凝集素等蛋白质中含有一定的糖，是否会对蛋白质的水解产生影响。
④破坏醇溶蛋白的疏水氨基酸的肽键 ( 角蛋白酶 )。
⑤选择特殊微生物蛋白酶，进行协同应用。我们在试验过程中发现，P-Trx 不仅能显著促进 P-Ker水解羽毛速度 (8 h 羽小枝水解 )，且有助于 P-Ker 完全水解羽毛。在 P-Ker 和 P-Trx 两种酶的协同作用下，天然羽毛的水解效果更好 ( 见图 5)。同时，蛋白酶组合酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶协同作用，会提高豆粕的水解效果(见表4)。
此外还发现，寡肽酶与角蛋白酶协同，会大大提高酪蛋白的水解程度。
第
6
则
-THE SIXTH-
饲料预消化与生物发酵的优劣比较
生物发酵的过程也是一个对饲料进行预消化处理的过程，但生物发酵与生物酶解优缺点各异。二者均可对饲料原料进行一定程度的预处理、预消化。微生物发酵还可以产生有机酸等有益的微生物代谢产物以及大量的有益菌，而生物酶解预消化不具有此功能。生物发酵稳定性和终点控制有一定的难度，因为大部分采用固态发酵，生物酶解比较容易掌握。生物发酵存在一定的养分消耗，生物酶解
预消化无养分消耗。生物发酵工艺较复杂，生物酶解预消化较为简单，但均存在杂菌控制风险。深度预消化处理，适度生物发酵将是更好的选择。还有一点值得注意的是，烘干工艺如何选择？预处理之后存在很多游离氨基酸和游离糖，应该如何控制美拉德反应，因此烘干工艺是非常关键的问题。
第
7
则
-THE SEVENTH-
饲料生物加工的未来发展趋势
清楚动物蛋白质消化的自然规律与现实诉求，探索动物消化内水解酶的不足 ( 量和种类 )。
2
围绕动植物性饲料组成和结构做文章，重点关注不同原料的空间结构和化学键类别，制定相应的改性措施。
3
开发新型的微生物水解酶，消除多种抗营养因子的同时，提高不易和不可消化组分的潜在营养价值。
4
生物预消化的过程就是改性的过程，如何改性？改性哪些点？如何评价？均需配套的科学方法。
5
野生菌固态发酵酶制剂在未来的饲料预消化处理中存在巨大潜质，特别是在处理纤维等难以被单胃动物消化利用的饲料组分方面，可获得更多可利用形式的养分。
6
生物预消化是一种全新的饲料加工模式，是饲料工业未来新的经济增长点，但需要科学接受，更需要不断科学地发展和完善。
( 根据张铁鹰老师于 2018 饲料预消化营养论坛同名报告整理 )
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