目前,国内外规模化生产甘露聚糖酶的企业有美国的ChemGen、丹麦novozyme、北京博仕奥生物技术有限公司等。
β-甘露聚糖酶在单胃动物体内的作用位点决定了饲料中使用的β-甘露聚糖酶要求是酸性的(如表2)。
Jackson等研究表明,β-甘露聚糖酶能提高玉米-豆粕型日粮鸡的饲料转化率,并促进肉鸡及火鸡的日增重和饲料利用率,提高蛋鸡的生产性能。在产蛋初期的前12周,在饲料中添加β-甘露聚糖酶,鸡蛋的平均重量可增加约0.3g/只;产蛋期的第12周到第24周,可使蛋鸡的日产蛋量提高 0.7%~1.07%;24周以后添加,日产蛋量可增加约1.5%。研究也表明,β-甘露聚糖酶能增加产蛋初期鸡蛋的重量,可延迟高峰后期的产蛋率的下降。肉鸡的研究数据显示,β-甘露聚糖酶可提高肉鸡的日增重和饲料利用率。王春林等报道,低能量饲料添加β-甘露聚糖酶可以提高饲料的转化率。并且,日粮中添加β-甘露聚糖酶可通过内分泌和免疫调节途径提高鸡的抗病力,改善肉鸡的健康状况。李国胜等报道,试验组(基础日粮中添加0.05%β-甘露聚糖酶)体质量变系数为10%,对照组(基础日粮)体质量的变异系数为14%。
在饲料中添加β-甘露聚糖酶,可显着提高猪的采食量、饲料利用率、日增重;日粮粗纤维含量相同时,在饲料中添加β-甘露聚糖酶可减少猪粪的排泄量。Pettey等研究表明,在仔猪阶段,日粮添加β-甘露聚糖酶,能显着提高仔猪的采食量,促进饲料利用率,提高仔猪的生长速度和日增重,使猪的生长性能得到很大的提高。饲料中添加β-甘露聚糖酶能显着提高猪对于粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物的消化能力,也可提高饲料的消化能。在猪的整个饲养阶段日粮添加β-甘露聚糖酶,日饲料消耗量、料肉比、饲养周期都得到明显的降低,平均日增重有了很大的提高。黄小文等报道,大猪日粮中分别添加1000U/g和2000U/g甘露聚糖酶比对照组平均日增重分别提高6.22%和12.99%。
4.2 在食品行业中的应用
β-甘露聚糖酶能够水解甘露聚糖,葡甘露聚糖,半乳糖甘露聚糖和半乳糖葡甘露聚糖生成甘露低聚糖。
甘 露低聚糖作为双歧杆菌的增殖因子,可有效地使体内有益菌自然增殖、改善肠道菌群结构、调节肠道消化系统功能,因此甘露低聚糖具有保肝、抗肿瘤、增强免疫力、加强肠道蠕动、降低胆固醇、抗衰老等生理活性,适用于各种 肠道疾病,同时也适合于健康人特别是老年人和儿童的日常保健,再加上甘露低聚糖具有优良的甜味品质,可替代蔗糖,用于饮料、糖果、饼干、果脯和乳制品等食品中,是一种良好的食品添加剂,国外已广泛应用于保健品中。因此在食品中添加一定量的β-甘露聚糖酶,可降低营养物质在肠道内的蓄积,改善营养物质的消化吸收。
魔芋胶为葡萄甘露聚糖,经β-甘 露聚糖酶作用后形成一系列的低聚糖。试验证明,魔芋胶的酶解物能有效地改善肠道内菌群结构,且其性能及效果优于大豆低聚糖及半乳糖基转移低聚糖。同时魔芋低聚糖对防治高血脂症、预防动脉硬化和冠心病的发生有一定作用。近年来发现,低聚糖对动物健康和生产机能的促进作用就某些方面来说,并不亚于抗生素,且为 绿色食品,因而低聚糖不论作为功能性食品或是作为动物饲料添加剂均具有广阔的市场前景。我国是魔芋生产国,魔芋资源丰富,开发我国甘露低聚糖将有较大的社会效益和经济效益。
另外β-甘露聚糖酶还可以用来处理酿酒酵母,通过酶解酵母细胞壁,生产寡聚糖和酵母核酸蛋白等,为优良的食品和饲料添加剂。
4.3 在工业中的应用
β-甘露聚糖酶除在饲料、食品方面的应用之外,在轻工、石油等行业中也有应用。在制浆造纸工业中,β-甘露聚糖酶和β-木聚糖酶等半纤维素降解酶类协同作用,用于纸浆漂白和废纸脱墨,达到良好的漂白效果,能明显改善纸质。
β-甘 露聚糖酶可用于苎麻脱胶,在苎麻脱胶工艺中,具松解纤维,降低苎麻纤维的残胶,提高精干麻品质的作用。脱胶的主要关键酶是果胶酶类和半纤维素酶类,半纤素酶类包括甘露聚糖酶、木聚糖酶及多聚半乳糖酶等。在纺织印染方面,能有效去除产品上的黏附的多余的染料,降低能耗和环境污染。
β-甘露聚糖酶还可用于洗涤剂添加剂,需要的是碱性酶,Novozymes与P&G密切合作,推出了一种商品名叫Mannaway的新酶,只是一种专用于分解甘露聚糖的甘露聚糖酶,甘露聚糖是用于食物和化妆品的胶质物,易粘着衣物,特别是棉制品上,甘露聚糖酶可将其分解除掉。
β-甘露聚糖酶还是油井石油压裂液的优质生物破胶剂,需要的也是一种碱性酶,具有高效、价廉、适用范围广、对低层伤害小等优点。中科院微生物所、辽河油田井下公司和山东沂水酶制剂厂联合开发,将此酶制剂用于低温油井破胶,为国内外首创,提前完成“八·五”攻关计划。