五月的第一个周末，大家周末好～

话说近来写过好几篇酶制剂的综述，都是从酶本身出发。而酶作为一把「钥匙」，要发挥作用离不开「锁」和钥匙本身的打造工艺。

今天，我们就来聊聊原料 x 酶制剂 x 工艺如何最佳组合吧～今天的「曦曦说」嘉宾是来自建明（Kemin）的技术服务总监，罗正博士。

Q 您是怎么进入行业的？

罗正博士毕业于中国农业大学。他说，自己的职业生涯总是在不停的变化 --- 他的博士专业是「预防兽医学」（控制动物群体疾病），主要研究病原和宿主相互之间的作用机理。虽然博士期间攻的是基础研究，但毕业后，他基于希望更多地了解行业疾病防控情况的理想，加入了养殖企业的队伍，来到正大集团工作，得以接地气地“真正见识到了各种动物疾病”。工作两年后，他再一次转变方向，加入动物营养行业，来到建明做肠道健康方向的产品经理。如今，他是建明中国的技术总监。

Q 禁抗后，酶制剂的使用总体趋势？

罗正博士: 酶制剂在动物行业已经有挺长的使用历史了，不过最近行业在经历一些巨大的变化，在这些变化之下，我们明显看到酶制剂的使用是在增加的，而且增幅不小。为啥增加呢？对于养殖业来讲，禁抗最大的问题就在于细菌性疾病的增加；而高蛋白含量、或者蛋白消化不良会进一步增加动物肠道致病菌繁殖的风险。因此禁抗后，饲料厂大多会选择降低蛋白用量，同时增加配方中的「蛋白酶」使用。除了蛋白因素之外，非淀粉多糖（NSP）在肠道中也会通过增加食糜粘性、阻碍内源酶对营养素的消化等机制给致病菌提供有利条件，所以禁抗后，「NSP酶」的使用也有相应增加。

饲料中非淀粉多糖的对营养消化吸收和肠道健康的影响

当然，面对禁抗，只靠一类产品是不够的。我们去年底做过一个调查，发现在猪料中，大部分会选择3种或以上的江南娱乐入口 来解决无抗问题，且60%~70%的选择包括酶制剂。在家禽上面，也至少选择2种以上的江南娱乐入口 。

酸化剂、植物精油、益生菌和酶制剂是当前畜禽日粮无抗方案中最为认可的四类（图片引自建明调查）

Q 过去这些年，酶制剂工艺的变化？

罗博士：酶制剂工艺涉及的方面很多，比如原始菌株的筛选、发酵工艺、后处理工艺...等等。

1）菌株筛选。现在行业对酶的要求越来越高了，耐高温植酸酶、耐高温木聚糖酶都逐渐成了常规要求。如何做到？靠的是利用基因工程改造和筛选菌株来实现的。在酶制剂上，基因工程的工作已在大量开展，这些工作让酶制剂的抗逆性更好、酶产量更好、酶活性更强、作用效果更棒。

2）发酵工艺。通过发酵工艺的改善，提高酶制剂的产量，优化成本。发酵工艺这一块我们国家是做得非常不错的，可以说在全球范围内引领着行业（是值得骄傲的～）

3）后处理工艺。在菌株和发酵的基础上，可以针对不同的酶的性质，通过不同的「包被」技术来“保护”酶制剂，使其更加耐酸、耐高温。

以蛋白酶为例，蛋白酶有酸性、中性、和碱性蛋白酶 --- 其中，酸性蛋白酶可以耐酸，但不耐高温，这时候可以做单层包被，让它耐高温；而中碱性蛋白酶不耐酸，这时候就还需要一层用pH敏感的材质做的包被，使其耐酸，能够过胃，到达动物小肠。

而包得好只是第一步，难点其实在于它是否能够在目标部位有效释放；因此这也是重要的评估方面。

在这三个方面中，基因工程的工作量是非常大的，要研发出一个新的酶产品往往需要长时间的研究和评估。在此期间，我相信，包被技术在很长一段时间内将为行业带来很大的贡献。

Q 在实际应用中，如何评估包被效果？

罗博士：包被是一个复杂的过程，不同的产品、不同的动物、针对不同的作用，包材的选择、包被工艺的制作，这些都是要仔细考虑的。比如在反刍动物中，食糜在牛胃里停留的时间长，就需要层层包被（像火龙果一样点缀在里面，降解掉一层，里面还有一层）；而对单胃动物而言，在胃里面停留的时间不长，那就需要在过胃之后快速释放，使其在肠道发挥作用，所以包被的材料选择也不一样。我们曾经在大学做过试验，同样的产品、不同的包被，最后在动物中的效果非常不一样：一个正向、一个负向、一个没差别，很有意思。所以，并不是所有包被都一样。

 肉鸡的胃肠道部位pH和平均停留时间 (引自Ravindran, 2013)

在实际应用中，包被技术的评估其实也就是酶制剂效果的评估，需要一整套评估体系 --- 

第一步：在酶最原始状态下，按照国家标准评估酶活是多少；

第二步：在耐高温方面，我们可以通过在实验室模拟饲料加工的高温高压环境、并与饲料厂实际生产环境下的结果做「回归分析」，从而对应起来，更准确地检测加工后的酶活残余；同理，在耐酸方面，可以用体外模拟动物胃肠道酸性环境的模型。

第三步：在成品饲料中，可以通过试剂盒来评估饲料中的总酶活（就不是模拟了，是正儿八经的饲料样品中的酶活～）。

最后一步：动物实验。体外检测终归还是不能完全代表体内，酶制剂的实地效果最终还是要通过动物实验来评估。

Q 不同的酶在使用中要注意原料、配方的哪些方面？

罗博士：我们都知道，酶制剂是「一把钥匙开一把锁」，看底物一定是第一步。同时，针对淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶这几个不同的酶，也有不同的考量 --- 
1）淀粉酶：淀粉是比较复杂的，有直链的、支链的、抗性的......不同的“链”不同的“键”，需要不同的酶来打开它。比如支链淀粉多的时候，搭配“脱支酶“ (debranching enzyme) 就更好。另外，淀粉的消化产物是葡萄糖，如果添加大量淀粉酶，快速降解淀粉产生大量葡萄糖，导致血糖快速升高，可能不一定是好事儿。因此，现在还讲究酶的“快慢搭配”，做到淀粉酶的精准投放，从而达到正向效果。

alpha-1,4-糖苷键 （直链） vs. alpha-1,6-糖苷键（支链）

2）蛋白酶：除了前面我们提到的之外，有一点需要注意的是 --- 在国家标准中，评估蛋白酶活的底物是「酪蛋白」，其结构与谷物蛋白的结构应该是有差异的；同时国家标准中的酶活要求仅为“符合声称“。所以，看标签上的酶活往往意义不大；在以谷物蛋白为主的饲料中，再考虑到加工等环节，最终「有效酶活」是多少？这，是需要大家关注的指标。另外，什么时候用它？需要回到经济价值上来评估。我认为在蛋白原料价格比较高的时候，它一定是有价值的。

3）脂肪酶：我个人认为脂肪的乳化和吸收环节是比较关键的环节。

酶的底物特异性（图片引自Jacobs, 2014)

Q 如何思考酶制剂的复配？

罗博士：还是那句话 --- 看底物。不过，我想强调的是，不要只看原料中的底物，而要看配方做好之后成品饲料中的底物结构。在此基础上，考虑不同原料的特殊性。举个例子，我们通过模拟配方发现，其实「玉米日粮」和「高粱日粮」配方中的NSP结构是相似的，那么在NSP酶的选择上，其实是可以通用的。在此基础上，高粱的特殊性在于「醇溶蛋白」，因此在做高粱配方的时候，蛋白酶的考虑比较关键。而对于大麦小麦而言，大麦日粮里的「β-葡聚糖」含量高，这时候我们在常规的NSP酶基础上要考虑添加强化的β-葡聚糖酶；而小麦日粮中「木聚糖」含量高，那么就需要搭配和强化木聚糖酶。此外，酶制剂供应商一般都会考虑底物的覆盖范围，会有一定的buffer来尽可能覆盖更多底物。所以，并不是原料变了就一定要大幅改动酶的使用。

典型玉米豆粕型 & 小麦豆粕型肉鸡日粮中的NSP组

Q 最喜欢的书？

专业书籍： Kuby Immunology 《库比免疫学》（作者：Jenni Punt, Sharon Stranford, Patricia Jones, Judy Owen）(免疫学必备书籍，将高深的免疫学理论知识，讲的浅显易懂。）

非专业书籍：

《平凡的世界》（作者：路遥）

《飘》（Gone with the wind）（作者：Margaret Mitchell）

Q 是什么使成功的行业精英与众不同？

罗博士：专注、努力。对待每一个问题都更专注、更努力，不转移注意力，朝着一个方向努力前进，就一定能做到最前沿最顶端。

原标题：《对话 | 原料 x 酶制剂 x 工艺...如何最有效地组合？》，发布于2021年曦曦博士微信公众号。