营养物的一连串分解

饲料原料的物理性及化学性构造决定了饲料对酵素的亲和性，且为了能够让酵素的作用得以完全发挥出来，了解饲料的物理性及化学性构造是绝对必要的。

饲料之分析是根据其化学结构而得的饲料组成份来做区分。饲料的组成份又可依其营养价值(营养的、非营养的，或抗营养的)来分类。根据其分子结构可知，同类的化学相关组成份可由营养及抗营养组成所构成。

为了消化巨大营养物(淀粉、蛋白质及脂肪)，专一酵素的存在可催化并分解营养物成为能被肠道所吸收的低分子重量组成物。

蛋白质最初步的消化是羟基蛋白酵素胃蛋白酵素(Carboxyl protease pepsin)降解蛋白质为较小的聚鷇段，这些聚鷇段再进一步的被其他的内蛋白酵素(例如胰蛋白酵素、胰凝乳蛋白酵素及外蛋白酵素等)继续分解为游离的胺基酸及鷇，并於肠道内被迅速吸收。

每种蛋白酵素会因不同的胺基酸残基(amino acid residue)而专一作用在特定的鷇键上。例如，胰蛋白酵素只能水解离胺酸或精胺酸残基C端侧的鷇键；而胰凝乳蛋白酵素只作用於芳香类胺基酸残基C端侧的鷇键。

EC 3.4.11 金属外胺基鷇酵素类(Metal loexoaminopeptidases)

例如：白胺酸胺基鷇酵(leucine aminopeptidase)

EC 3.4.17 金属外羟基酵素类(Metal loexocarboxyeptidases)

例如：羟基酵素A(carboxypeptidase A)

EC 3.4.21 丝胺酸内蛋白酵素类(Serine endoproteases)

例如：胰蛋白酵素(trypsin)，胰凝乳蛋白酵素(chymotrypsin)

EC 3.4.22 半胱胺酸内蛋白酵素类(Cysteini endoproteases)

例如：木瓜蛋白酵素(papain)，细胞自溶酵素B(cathepsin B)

EC 3.4.23 羧基内蛋白酵素类(Carboxyl endoproteases)

例如：凝乳酪酵素(chymosin)，胃蛋白酵素(pepsin)

EC 3.4.24 金属内蛋白酵素类(Metallo endoproteases)

例如：胶原酵素(collagenases)，嗜热菌蛋白酵素(thermolysin)

淀粉为葡萄糖聚合体淀粉醣(glucose polymers amylose)及淀粉粘胶质(amylopectin)所组成的。淀粉醣为葡萄糖单位以α1，4糖鷈键链结的线性链物；而淀粉粘胶质则是支链聚合物，其葡萄糖单体以α-1，4糖鷈键链结，并以α-1，6糖鷈键链结在支链点上。

利用淀粉酵素可以完全淀粉的分解，最重要的几种淀粉酵素类列於表二。

於单胃动物体内，淀粉的分解是靠内源性α-淀粉酵素来完成的。这种酵素先将α-醣鷈链分割呈「内源式」(endofashion)，并成为小链的寡醣类及α-限制糊精类；之後又继续被刷缘膜寡醣酵素类分解成葡萄糖。实际上，大部份淀粉类的可消化率皆相当地高。

存於某些植物性内的β-淀粉酵素，是一种外分割性的酵素，可从聚醣链的非还原端移出麦芽糖，但它无法水解淀粉粘胶质的α(1→6)键；虽然葡萄糖-淀粉酵素(glucoamylase)同样也是外分割性的酵素，但不只可从受质链之非还原端移出葡萄糖，又可水解α(1→6)键。支链淀粉酵素则是一种内分割性的酵素，可分解α(1→6)糖鷈键。在体外环境下，将α-淀粉酵素与支链淀粉酵素或葡萄糖-淀粉酵素混合一起作用时，可加速淀粉的分解。

大多数的脂肪为脂肪酸的衍生物，因此，脂肪可被脂肪酵素分解为游离脂肪酸及β-单酸鷈油酯。由於脂肪无法溶解於液状溶液中，所以，唯有当脂肪球表面在油／水界面上才能进行脂肪的消化作用。水解的程度，根据脂肪球的表面积而定；也就是说，当脂肪球的尺寸愈小，则酵素的水解度就愈好。

在小肠里面，脂肪含胆盐的乳化有助於脂肪酵素的作用。分解後的脂肪产物以混合的微胶粒存在，内含游离脂肪酸，β-单酸鷈油酸及胆盐。

凡不同於淀粉醣类及淀粉粘胶质的组成及结构(糖鷈键结型)的聚合碳水化合物皆称为非淀粉聚醣类。根据它们在溶剂中的溶解度及其单糖组成份，可分类如下：

纤维素只由一个聚合体构成(β-1，4链结葡萄糖聚合体)，而植物胶及半纤维素则由许多不同的聚合醣(有时还会链结)所构成。生原料的来源有时会造成非淀粉聚合醣的单糖组成的差异很大。例如，存於水果副产品的非淀粉聚醣类以植物胶的含量最为丰富；谷物产品，则以半纤维素〔阿拉伯木胶，β-(1→3，1→4)-D聚葡醣〕及纤维素的含量为最多。

非淀粉聚糖类存於细胞间质及细胞外，但主要存於植物的细胞壁内。例如，甘露蜜为细胞的主要成份，可与蛋白质且通常与木质素并存；这些复合物跟酵素不易亲和，且不受动物本身的酵素所分解。因此，当非淀粉聚糖类在到达肠道的末端时，其中有部份会被粕酵成为脂肪酸，且被吸收。

或许动物所含的酵素已足以分解主要的营养物；但那些低接触性的受质或是环境，则会阻碍了分解营养之消化作用。

表三显示了会影响营养物分解及可消化率之一些因素。有关方面的研究领域，大多是朝向抗营养因子的方面去进行研究(抗营养因子会抑制酵素的作用及营养的摄取)，但对於受质结构或受质亲和性影响的方面则很少人去注意，表三中所列出的因素很显然地会影响消化酵素的作用(无论是体内或是体外)。

消化酵素抑制的活动

受质结构

受质亲和性

营养摄取：肠粘膜的运送

粘膜的摄取

受质的初级结构，例如，多醣类之单糖顺序，为各个消化酵素在作用时极重要的基本概念。但是物理结构(例如，淀粉颗粒的结构)也是相当的重要。虽然大部份淀粉类的可消化率相当高，但并不是所有的淀粉都可被内源性酵素所消化，例如可能存於生原料及加工原料中的「抗性淀粉」(resistant starch)即是一种在小肠内不被分解的淀粉。

抗性淀粉可由溶解的淀粉糖再结晶化(退行作用)所形成。此外，天然淀颗粒因生原料的不同，可以A式或B式的结晶化型态出现。於天然型态下，B式颗粒无法被消化，但若以机械性处理後，则可以被部份的分解，成为具溶解性的物质。以潮湿高温处理A式或B式淀粉颗料後，其大小可呈数倍的膨胀，若再继续给予加热，即会开始分解，成为具溶解性的各别淀粉分子。膨胀化及具溶解性的淀粉颗粒，大大地提高了对淀粉分解酵素的感受力。

酵素对蛋白质的降解力是根据蛋白质於饲料中的结构而定。属於开放性结构的蛋白质对蛋白质分解酵素的亲和性较佳，但是在饲料中的开放性蛋白质数量较少，大部份蛋白质主体较属於高紧密度型态的结构，所以对酵素的亲和性也较低；为此，可以利用加热的方式来降解蛋白质成为较开放性的结构。因此我们知道：加热机械性处理是提高蛋白质营养价值最常用的方法；另外还有一个更重要的好处就是：加热机械性处理能够破坏热不稳定性的抗营养因子。

所谓「蛋白质降解」意指：不涉及鷇键分解的任何构造内的改变。大部份的蛋白质在施予湿热或切变处理後，蛋白质的结构会展开随着并产生团聚的现象。这些降解作用会根据例如酸硷值、湿度含量、温度及切力的大小等之一些因素而进行。一般来说，湿度的含量愈低，则降解所需的温度愈高；切力增加时，蛋白质的降解会更容易进行，因而也提高了蛋白质对酵素的亲和性(Bhattacharya and Hanna，1988)。

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EC 3.2.1.1	α-淀粉酵素(动物、植物及微生物源)
EC 3.2.1.2	β-淀粉酵素(主要为植物源)
EC 3.2.1.41	支链淀粉酵素(微生物源)
EC 3.2.1.3	葡糖淀粉酵素／淀粉糖鷈酵素类(微生物源)