引言

        本章我們論述酶在加工過(guò)程中（如在生物乙醇工業(yè)）以及在粗原料的預(yù)處理中，確切地降低抗?fàn)I養(yǎng)因子和/或提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有效性（如降植酸，降毒性，降葡聚糖，或者提高蛋白水解），從而增加價(jià)值的潛力。本章也闡述了酶制劑在飼料原料營(yíng)養(yǎng)提升的作用，比如生物乙醇工業(yè)產(chǎn)生的纖維類(lèi)副產(chǎn)品。
外源酶制劑在生物乙醇產(chǎn)品及其利用中的應(yīng)用
        早在2000年，用可再生燃料替代舊有燃料的趨勢(shì)，為酶制劑的應(yīng)用創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)，比如生物柴油和乙醇。通過(guò)酶解淀粉和糖來(lái)生產(chǎn)乙醇，隨后酵母發(fā)酵葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇，不論在動(dòng)物體外還是動(dòng)物體內(nèi)，這是酶技術(shù)能應(yīng)用到兩步過(guò)程中一部分很好的例子。酶制劑首先被添加到發(fā)酵廠提高乙醇的產(chǎn)生，隨后作為飼料添加劑被添加到含有乙醇生產(chǎn)副產(chǎn)品飼料中，如DDGS。在乙醇加工過(guò)程中，酶使用的程度是決定乙醇加工副產(chǎn)品特性的決定性因素，加工過(guò)程本身也在很大程度上影響副產(chǎn)品的飼用價(jià)值，并且也會(huì)影響后期酶制劑對(duì)該副產(chǎn)品潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的提升。
        酶制劑在乙醇加工過(guò)程中的使用
        全球大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)谷物被用來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇（Shetty等，2008；EDC，2009）。在美國(guó)和加拿大東部主要使用玉米，高粱等谷物，在歐洲和加拿大西部主要使用小麥，黑麥，黑小麥，大麥。在一些乙醇工廠還根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓任飦?lái)源情況使用混合谷物。在巴西，則使用甘蔗來(lái)生產(chǎn)乙醇來(lái)滿(mǎn)足燃料需求。
簡(jiǎn)單說(shuō)，低資本投入使得乙醇生產(chǎn)過(guò)程中使用全谷物并且將原料粉碎?；A(chǔ)的原料使用循環(huán)的清水進(jìn)行液化，并在此過(guò)程中加入適宜的酶制劑。從谷物中其他的組分中（面筋、胚芽、纖維）分離的淀粉生產(chǎn)出大部分的發(fā)酵酒精。另一方法，淀粉與耐高溫淀粉酶在105℃高壓蒸煮并在85℃液化，所得到的糊精冷卻到60度加入糖化酶進(jìn)行糖化，或者直接冷卻到32度同時(shí)用糖化酶進(jìn)行糖化和用酵母發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程通常需要1-3天，發(fā)酵液通常含有18%左右的乙醇，然后被蒸餾提純到接近100%無(wú)水形態(tài)。
一些酶制劑企業(yè)通過(guò)尋找和發(fā)展低溫條件下的酶制劑來(lái)取消發(fā)酵前的蒸煮步驟，這樣可以提高乙醇產(chǎn)量和降低有機(jī)酸及甘油的產(chǎn)生。
Shetty 等人（2008）在谷物的前處理過(guò)程中采用耐高溫的植酸酶作為乙醇發(fā)酵過(guò)程的一個(gè)步驟，這個(gè)系統(tǒng)被叫做PALS（植酸酶、淀粉酶液化系統(tǒng)），在不進(jìn)行大規(guī)模改造的情況下為乙醇生產(chǎn)企業(yè)提高乙醇產(chǎn)量，同時(shí)生產(chǎn)低水平的植酸副產(chǎn)品DDGS和酒糟。
        在歐洲，生產(chǎn)乙醇的原料主要為小麥、黑麥及大麥，這些原料在85度液化前，一般要加入降低粘度的酶制劑（纖維素酶，半纖維素酶）在60度以下反應(yīng)1-2小時(shí)。由于在谷物中有內(nèi)源植酸酶能夠水解植酸使得DDGS中的植酸含量有所降低。而對(duì)于玉米和高粱含有較低的內(nèi)源植酸酶，所以shetty描述的PALS系統(tǒng)提供了一個(gè)很好的方案。
Kim等人2008年闡述了在已有的干式乙醇生產(chǎn)廠，使用濕蒸餾谷物作為生物乙醇生產(chǎn)的物料來(lái)提高產(chǎn)量。濕蒸餾的的谷物含有大約20%的葡聚糖苷（包括纖維素和剩余的淀粉），這些都可以水解成單糖。作者描述了使用一種由酶系包括纖維素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶和阿魏酸酯酶，然后用酵母繼續(xù)發(fā)酵，兩者共同提高乙醇的產(chǎn)量，同時(shí)生產(chǎn)一種蛋白強(qiáng)化的蒸餾谷物副產(chǎn)品。
        現(xiàn)階段，美國(guó)能源部門(mén)積極鼓勵(lì)工廠等發(fā)展由纖維類(lèi)生物原料生產(chǎn)乙醇，比如傾草、稻秸、和玉米秸等。盡管有更多乙醇生產(chǎn)原料，現(xiàn)有物料在高產(chǎn)量并且可以在世界范圍內(nèi)不用集中的農(nóng)業(yè)投入就可生產(chǎn)等特點(diǎn)，比起玉米來(lái)，他們被認(rèn)為是更加可持續(xù)的方法。
生物乙醇過(guò)程生產(chǎn)副產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)的生物利用率
        生物乙醇生產(chǎn)的主要副產(chǎn)品是DDGS，在生產(chǎn)乙醇的發(fā)酵和蒸餾的過(guò)程之后，剩余的蒸餾物離心而生產(chǎn)出濕的谷物碎片（DDG）和一少部分蒸餾物殘?jiān)＿@一小部分隨后被蒸餾來(lái)生產(chǎn)漿CDS（濃縮蒸餾可溶物）。這些漿被加回到濕的DDG里面，以不同的濃縮倍數(shù)從一個(gè)生產(chǎn)廠轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)生產(chǎn)廠。然后被干燥，從而生產(chǎn)出最終的產(chǎn)品（DDGS）。加回去的可溶物數(shù)量和干燥的過(guò)程對(duì)最終副產(chǎn)品的組成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有巨大的影響（Zijlstra and Beltranena ，2009）。與稻谷比起來(lái)，玉米DDGS的可溶物中包含更多的油/脂肪和磷，而稻谷包含更多的蛋白，所以增加DDGS中可溶物含量會(huì)帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)的升高。
        開(kāi)始使用谷物作為原料對(duì)乙醇生產(chǎn)副產(chǎn)品在動(dòng)物上的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有巨大影響。玉米比小麥含更多地淀粉和油，更少的蛋白和纖維，發(fā)酵這些谷物所產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以反映出這些不同（表9.1）。發(fā)酵淀粉生成乙醇和二氧化碳，剩余的DDGS以濃縮型式明顯反映了初始原料，憑經(jīng)驗(yàn)的方式，許多酒糟被工廠以原料谷物或者谷物混合物的三分之一濃縮（Zijlstra and Beltranena，2009）。
        和其他的化學(xué)元素一樣，在玉米和小麥DDGS中的磷也被濃縮了。由于在發(fā)酵和干燥過(guò)程中的轉(zhuǎn)換，緊湊的植酸（IP6）轉(zhuǎn)化成一系列植酸酯從IP2到IP5（表9.1）這樣就影響了DDGS對(duì)比于原料中植酸的抗?fàn)I養(yǎng)水平（如：低害），在動(dòng)物中隨后使用外源植酸酶的反映也不盡相同。DDGS中礦物元素的生物利用率通常比原料提高了，這可能與植酸結(jié)合鐵的移除或降低有關(guān)（Pedersen 等2007，Widyaratne and Zijlstra 2007）。
詳見(jiàn)表9.1。
        細(xì)胞壁（纖維）也同樣被濃縮了，阿拉伯木聚糖含量比谷物原料提高了2-3倍（表9.1）。纖維的濃縮對(duì)動(dòng)物外源添加酶制劑有積極的影響，（如：木聚糖酶），盡管發(fā)酵及后續(xù)的干燥對(duì)木聚糖酶的作用有影響。小麥DDGS可溶性阿拉伯木聚糖通過(guò)在干燥前加入的CDS進(jìn)入最綜的產(chǎn)品中。這樣，就改變了木聚糖酶的作用效果，尤其在禽類(lèi)，腸道中營(yíng)養(yǎng)消化受粘度的負(fù)面影響。
        DDGS作為單胃動(dòng)物一種原料被大量關(guān)注的是其蛋白和氨基酸利用率，這主要受以下方面影響：1、發(fā)酵過(guò)程的特點(diǎn)，如批次、連續(xù)性和持續(xù)性；2、生產(chǎn)過(guò)程中返回的CDS質(zhì)量的波動(dòng)；3；DDGS原材料干燥的溫度和時(shí)間。連續(xù)性DDGS工廠最大程度的添加酒糟，但是在隨后的儲(chǔ)存過(guò)程中結(jié)塊就成為一個(gè)難題（如：儲(chǔ)倉(cāng)結(jié)塊）。過(guò)度干燥物料成為在儲(chǔ)存期間避免結(jié)塊風(fēng)險(xiǎn)的辦法。
        比起DDGS樣品的深紫色判定，單位粗蛋白中生物可利用賴(lài)氨酸的含量（使用賴(lài)氨酸分析系統(tǒng)，F(xiàn)ontaine等2007）對(duì)蛋白質(zhì)的品質(zhì)更加具有決定性。然而，一般來(lái)講，過(guò)度干燥的DDGS由于氨基團(tuán)與糖進(jìn)行了梅拉德反映，蛋白質(zhì)被破壞，因而顏色也更深，賴(lài)氨酸的利用率也就降低。
再發(fā)酵過(guò)程中不破壞霉菌毒素是在單位動(dòng)物中使用DDGS的更進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。所以，同其他的組分一樣，與在原料中相比含量濃縮了大約3倍，（Applegate 等2008）。在欠收季，更多的壞粒和活高水分對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能是個(gè)巨大的威脅，這也是營(yíng)養(yǎng)師限制使用DDGS的原因。本章后續(xù)我們將闡述對(duì)這些毒素的酶制劑可行性方案。
外源酶制劑對(duì)乙醇副產(chǎn)物飼喂價(jià)值的影響
        近年生物乙醇工業(yè)使得副產(chǎn)品大量增加，激發(fā)了外源酶制劑對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提高的研究工作。表9.2概括了一些近期的研究，其中包括在豬和禽日糧中添加不同水平DDGS，不同水平和種類(lèi)的酶制劑的添加。
        詳見(jiàn)表 9.2。
        表9.2描述了外源添加酶制劑帶來(lái)的好處表面看起來(lái)并不穩(wěn)定，但同時(shí)可以看到在這些研究中的酶活添加也不盡相同（一些還沒(méi)有很好定義），同時(shí)日糧中DDGS的添加量及來(lái)源也變化巨大，尤其是在豬的研究，（如：從玉米、小麥或/和高粱來(lái)源的6-60%DDGS含量）。未來(lái)研究重點(diǎn)應(yīng)該放在準(zhǔn)確說(shuō)明的原料DDGS及不同酶組合體系對(duì)禽和豬影響的研究。酶制劑產(chǎn)品中主要的酶活力的描述也需要進(jìn)行很好的定義，以幫助理解數(shù)據(jù)和商業(yè)實(shí)用。
霉菌毒素的生物轉(zhuǎn)化
        霉菌毒素是真菌生長(zhǎng)的次級(jí)代謝產(chǎn)物。它們作為自然污染物在許多植物來(lái)源原料尤其是谷物中被發(fā)現(xiàn)。據(jù)評(píng)價(jià)，世界四分之一以上的谷物被污染超過(guò)被檢測(cè)到的水平（Fink-Gremmals，1999）。極小的并且穩(wěn)定的分子十分困難被移除或摧毀，并且會(huì)保持其毒性進(jìn)入食物鏈。在眾多存在的毒素中，對(duì)飼料工業(yè)關(guān)系最密切的一些（表9.3）是由屬于鐮刀霉、曲霉和青霉的真菌產(chǎn)生。兩組產(chǎn)霉菌毒素的真菌可以被區(qū)分，第一組包括在植物收獲之前生長(zhǎng)在上面并產(chǎn)生毒素的。這一類(lèi)（收獲前）毒素包括黃曲霉毒素和鐮刀霉毒素。另一組包括在作物收獲之后及儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生毒素的真菌。這些毒素被命名為儲(chǔ)存（收獲后）毒素，赭曲霉毒素A屬于這一組（EFSA，2009）
霉菌毒素作為影響多數(shù)動(dòng)物生產(chǎn)性能、健康、繁殖性能繼續(xù)產(chǎn)品品質(zhì)的因素，在動(dòng)物生產(chǎn)系統(tǒng)被關(guān)注。在農(nóng)田及儲(chǔ)存過(guò)程中運(yùn)用技術(shù)降低毒素的產(chǎn)生被研究，在污染的飼料中使用飼料添加劑被廣泛關(guān)注。許多不同形式的飼料添加劑被使用，包括酶制劑提高生物轉(zhuǎn)化，緩解癥狀的化合物，以及日糧中添加的吸附劑用以與毒素結(jié)合并阻止其被動(dòng)物吸收。一些微生物、酵母及真菌已經(jīng)被證明由于可以產(chǎn)生一些酶活而可以能夠降低/解毒毒性。
體外研究
        Varga 等（2005）篩選了超過(guò)50種絲狀真菌來(lái)尋找能夠降低毒素的種。被檢測(cè)的真菌中沒(méi)有一種能夠存在黃曲霉毒素降解活力，但是分離出的一些根霉顯示成功破壞赭曲霉毒素A及玉米赤霉烯酮。相似的，使用白腐真菌降解黃曲霉毒素B1獲得成功（Alberts等，2009）。在最近的研究中證實(shí)了，漆酶可被引入到降解過(guò)程。最近研究還發(fā)現(xiàn)使用從動(dòng)物消化道分離出來(lái)的微生物及酵母能夠?qū)⒚咕舅剞D(zhuǎn)化為低毒化合物，具有霉菌毒素降解的可能性。Molnar等（2004）顯示從白蟻后腸道屬于毛孢子菌屬的一種酵母在動(dòng)物飼料中具有潛在降低赭曲霉毒素A及玉米赤霉烯酮的活力。在適宜的條件下，貘糞便中分離的微生物在培養(yǎng)基中能夠降低黃曲霉毒素B1超過(guò)80%（Guan，2009）。同一作者還研究在魚(yú)類(lèi)消化道的微生物種群并闡述了鯰魚(yú)消化道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的微生物能夠降低單端孢霉烯新月毒素（Guan等2009）?？傊渌囊恍┭芯恳步沂玖肆鑫讣澳c道微生物能夠顯著降低體外新月毒素的毒性（He 等1992；Kollarczik等1994）。這些酶解反應(yīng)使得新月毒素分子中的12，13-環(huán)氧基團(tuán)分裂。
體內(nèi)研究
        一系列從牛瘤胃分離的真細(xì)菌被命名為BBSH797，被發(fā)現(xiàn)具有新月毒素解毒作用（Binder等，2001）。這種微生物的代謝機(jī)制顯示能夠產(chǎn)生脫環(huán)氧化酶（見(jiàn)前）。此微生物族被用來(lái)發(fā)展第一個(gè)毒素降解的商品飼料添加劑。產(chǎn)品效率在單位動(dòng)物體外模型被確定，在肉雞日糧實(shí)驗(yàn)也被證實(shí)（Heidler and Schatzmayr2003；Diaz 等2005）。研究人員并沒(méi)有單獨(dú)直接飼喂微生物。Chen等（2006）研究了在豬被鐮刀霉毒素污染的日糧中使用一種叫做MDE的酶制劑產(chǎn)品，該研究顯示霉菌毒素降解劑MDE，從包括生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)和免疫參數(shù)，以及組織病理學(xué)觀察指標(biāo)看出，該產(chǎn)品使得霉菌毒素部分或全部的毒性匱乏作用。
其他方法
        在一份最小化霉菌毒素的檢驗(yàn)報(bào)告中，Jouany(2007)，闡述了一種使用GMO技術(shù)的方法。一株生產(chǎn)在玉米上的真菌顯示了能夠產(chǎn)生降解伏馬菌素的酶，這個(gè)產(chǎn)生酶活的基因編碼被克隆并轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)基因小麥中，然而，正如作者闡述的那樣，這個(gè)傳奇的微生物具有一些限制性，比如在動(dòng)物消化道內(nèi)酶的濃度及反應(yīng)時(shí)間。
生產(chǎn)價(jià)值更高的飼料原料
        許多動(dòng)物飼料原料包含一種或更多的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)。其中最普遍的是非淀粉多糖（NSPs）、植酸、蛋白抑制劑、多酚化合物（如：?jiǎn)螌帲?、植物凝集素和生物堿。多種方法可以減少或者消除這些物質(zhì)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。其中的一種就是用酶來(lái)預(yù)處理飼料或者原料。隨著對(duì)飼料資源及環(huán)保越來(lái)越關(guān)注，飼料工業(yè)開(kāi)始有機(jī)會(huì)尋找具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的飼料原料和安全再利用需要被另處理的動(dòng)物副產(chǎn)品（如：羽毛粉）。酶解方案提高飼料的消化率對(duì)滿(mǎn)足動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要的飼料量產(chǎn)生直接的影響。并且降低了糞便的排出（Peron and Partridge，2009）
        飼料中植酸的消除
        植物原料，如谷物和豆類(lèi)，消除植酸可以采用水洗（用水或酸溶液提?。⒆匀荏w系（內(nèi)源植酸酶的作用）或者應(yīng)用微生物植酸酶。下面闡述了最后一個(gè)方式。
在飼料生產(chǎn)前預(yù)處理原料
        幾位作者論述了在生產(chǎn)飼料前使用微生物植酸酶消除飼料原料中的植酸的可能性。早在20世紀(jì)60年代后期，科學(xué)家確認(rèn)使用酶制劑預(yù)處理來(lái)提高原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。Nelson等（1968）使用霉菌植酸酶來(lái)降低豆粕中的植酸水平。Rojas和Scott（1969）闡述了植酸酶處理能夠提高雞棉籽粕日糧的代謝能。盡管酶制劑的益處被證實(shí)，但是由于酶制劑的高昂的費(fèi)用成為酶制劑使用的限制性因素。在20世紀(jì)90年代早期隨著商業(yè)酶制劑的發(fā)展，新的方法被引入。由于含有高劑量的植酸酶，油料作物粕成為研究者考慮的對(duì)象。在試驗(yàn)材料固體發(fā)酵油菜籽粕顯示出成功降低植酸含量（Nair和Duvnjal，1990）。在緩沖溶液及培養(yǎng)基條件下，體外系統(tǒng)被證實(shí)有更快和更有效地降低植酸水平。Zyla和Koreleski（1993）報(bào)告在前處理時(shí)使用一種粗制植酸酶將菜籽粕中植酸完全降解掉。使用純化的植酸酶降解植酸結(jié)果具有較低效率，Newkirk和Classen（1998）做了同樣的實(shí)驗(yàn)，提出非植酸酶能夠協(xié)助提高植酸酶的作用。主要由于植物植酸與其他纖維祖墳形成緊密的聯(lián)合（如：纖維），所以將植酸酶與其他酶聯(lián)合使用能夠加強(qiáng)植酸的水解被認(rèn)可。同時(shí)Han（1988）在研究酶預(yù)處理對(duì)豆粕及棉籽粕中植酸水解的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)植酸酶預(yù)纖維素酶聯(lián)合使用時(shí)，植酸水解被大幅度提高。
在水產(chǎn)飼料加工過(guò)程中通常會(huì)采用高溫（大于100），這將破壞飼料中的植酸酶。與此同時(shí)，對(duì)一些種類(lèi)，環(huán)境水溫對(duì)于植酸酶的最適溫度顯得很低。所以在魚(yú)類(lèi)生產(chǎn)工業(yè)，谷物和油料種子種消除和降低植酸成為熱點(diǎn)。
        使用植酸酶預(yù)處理豆粕和大豆蛋白在虹鱒魚(yú)（Cain and Garling，1995；Vielma等2006；Wang等2009）、蟹（Nmanna等2007）及鯰魚(yú)（Van Weerd等1999）中獲得更好的生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)利用率。（Cao 等2008）在羅非魚(yú)中使用全植物日糧液做了相似的實(shí)驗(yàn)。
在線(xiàn)前處理
        固體發(fā)酵或者液體發(fā)酵將原料與植酸酶進(jìn)行前處理通常成功。然而這種方法在原料進(jìn)入混合機(jī)前增加了幾步程序。最終這些加入的步驟在飼料生產(chǎn)中增加了時(shí)間和能耗。一個(gè)可選擇的辦法是在高溫處理之前，將植酸酶預(yù)處理作為飼料廠的一部分。這一辦法被Denstadli等（2006）發(fā)展：使用小麥和豆粕，作者實(shí)驗(yàn)了不同的條件（不同溫度、濕度、停留時(shí)間等），在甲酸和大腸桿菌植酸酶存在的條件下，在日糧中評(píng)價(jià)了植酸水解的效率。在證明了最適的條件后，顯示超過(guò)86%的植酸水解了。然后，在很大規(guī)模上成功確信之后，作者下結(jié)論，這個(gè)方法適合成為全價(jià)飼料加工過(guò)程的一部分，并提交了專(zhuān)利申請(qǐng)。這個(gè)新的概念隨后被植酸酶后噴涂這種更加普遍的辦法形成對(duì)比。結(jié)果顯示，不同于植酸酶后噴，在線(xiàn)預(yù)處理植物飼料原料技術(shù)在大西洋鮭魚(yú)中有更高的礦物元素利用率（Denstadli等2007）。
        在養(yǎng)殖工業(yè)中提高蛋白原料的消化率
        Woodgate（1994）評(píng)論了使用酶制劑來(lái)為動(dòng)物設(shè)計(jì)“完美蛋白源”。這個(gè)觀點(diǎn)是基于（理想蛋白模型）所生產(chǎn)蛋白原料包含必要且平衡的氨基酸水平，與不同種類(lèi)及不同生理階段階段的需要相適應(yīng)。然而，一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是如何準(zhǔn)確確定飼養(yǎng)動(dòng)物的氨基酸需要。作者闡述了采用生物技術(shù)和飼料工業(yè)中的一些方法。迄今為止，大部分的方法是基于傳統(tǒng)飼料原料的生物轉(zhuǎn)化和動(dòng)物副產(chǎn)品。然而，正如Woodgate（1994）論述的那樣，這些原倆都存在缺點(diǎn)，單獨(dú)使用將不能形成“完美”原料?？傊韵抡撌隽嗣钢苿╊A(yù)處理明顯改善在飼料工業(yè)中普遍使用蛋白原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
        油料作物種子粕的預(yù)處理
        油料作物種子粕是動(dòng)物飼料中的主要蛋白原料。但是其中包含多種抗?fàn)I養(yǎng)因子（如：NSPs，蛋白酶抑制劑）影響他們的利用率。使抗?fàn)I養(yǎng)因子降低或者失活為酶制劑生產(chǎn)者帶來(lái)了巨大的機(jī)會(huì)。大豆或者油菜籽榨油過(guò)程通常引入使用溶液（如：己烷）的一步。為了降低使用溶液的危害及污染物質(zhì)，生產(chǎn)業(yè)采用了一種新技術(shù)方法。其中一種被描述為水溶液提取過(guò)程。依靠水作為分離媒介，添加酶制劑能提高加工過(guò)程中的產(chǎn)量，并且生產(chǎn)高品質(zhì)的副產(chǎn)品。例如，在菜籽的水溶液提取中使用細(xì)胞壁降解酶，顯示生產(chǎn)出一種對(duì)仔豬具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的蛋白粕（Danielsen等1994）。
        許多研究人員對(duì)含有大豆的飼料中使用諸如蛋白酶和α半乳糖苷酶等外源酶制劑產(chǎn)生注意，但是獲得了不穩(wěn)定的結(jié)果。豆粕使用酶制劑進(jìn)行前處理也被研究。Caine等（1998）研究顯示蛋白酶（枯草芽孢桿菌）對(duì)豆粕進(jìn)行前處理，能夠提高單胃動(dòng)物對(duì)大豆蛋白的消化率。在肉雞飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，Ghazi等（2003）報(bào)道，酶（蛋白酶和α半乳糖苷酶）前處理對(duì)豆粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有積極的影響。在水產(chǎn)飼料中，豆粕的前處理被廣泛研究，大部分的研究集中到植酸水解。然而，文章中也含有一些不同尋常的酶制劑的應(yīng)用，比如——，在魚(yú)的生產(chǎn)性能上獲得成功（wong等1996）。在許多熱帶國(guó)家，棕櫚粕低的成本和高利用率使得其在水產(chǎn)飼料中被實(shí)驗(yàn)。不幸的是，這種原料的使用受到限制，主要由于其含低蛋白和高水平的NSPs。Ng等（2002）的研究顯示使用商業(yè)酶制劑前處理棕櫚粕在羅非魚(yú)獲得了更好的生產(chǎn)性能和飼料利用率。
        動(dòng)物副產(chǎn)品的前處理
        羽毛作為禽肉加工的廢物副產(chǎn)品產(chǎn)生量巨大。大量的羽毛可以用在動(dòng)物飼料當(dāng)中。然而對(duì)于動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)者來(lái)講，由于其營(yíng)養(yǎng)含量的波動(dòng)及蛋白的質(zhì)量仍是關(guān)注的問(wèn)題。羽毛蛋白有限的消化率主要是由于在角蛋白中含有大量的交叉連接鍵和緊密結(jié)構(gòu)。所以，使用微生物降解羽毛產(chǎn)品成為一種替代辦法（Grazziotin等，2008）大部分試驗(yàn)研究了從芽孢桿菌分離出的屬于絲氨酸內(nèi)肽酶的蛋白分解酶。Papadopoulos（1985）研究顯示使用一種從枯草芽孢桿菌分離的叫做“maxatase”的蛋白酶制劑能夠打開(kāi)胱氨酸的二硫鍵，提高羽毛的溶解性和對(duì)消化酶的敏感性。Williams等（1991）研究了被一種具有角蛋白酶活的地衣芽孢桿菌處理的芽孢桿菌的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，結(jié)果顯示與未處理組比較起來(lái)獲得了更好的生產(chǎn)性能。
        同樣的，在加入飼料前進(jìn)行羽毛的前處理顯示能夠提高肉雞（Tadtiyanant等1993；Kim和Patterson，2000；Woodgate和Leary，2009）和魚(yú)（Fasakin等2005；Woodgate，2007）生產(chǎn)性能和/或能量利用率。
        海產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品數(shù)量巨大。肉食魚(yú)類(lèi)對(duì)植物蛋白源利用困難，尋找水產(chǎn)飼料中替代魚(yú)粉原料的一個(gè)重要研究，對(duì)使用魚(yú)類(lèi)廢棄物具有濃厚興趣。酶制劑水解魚(yú)類(lèi)和蝦的身體部分（副產(chǎn)品）生產(chǎn)水解的含有小分子肽和游離氨基酸蛋白。這種水解產(chǎn)物可以作為魚(yú)飼料的蛋白原料（Rebeca等，1991）。這些原料在大菱鲆（Olivia-Telea等1999），鱈魚(yú)（Aksnes等2006）和鮭魚(yú)（Refstie等2004）很成功地部分替代魚(yú)粉。魚(yú)蛋白水解物還顯示對(duì)采食有促進(jìn)作用（Refstie等2004），并且對(duì)幼魚(yú)的生長(zhǎng)有好處（Carvalho等1997；Cahu等1999）。總之，研究的蝦生產(chǎn)副產(chǎn)品的蛋白水解物在動(dòng)物日糧中具有較好的利用價(jià)值（Bueno-Solano等2009）。
其他應(yīng)用例子
        如以上論述，飼料原料的酶解能降低霉菌毒素。同樣的方法可以用來(lái)瞄準(zhǔn)飼料原料中其他的毒性物質(zhì)。這部分將討論兩種降低特定原料中外源毒性的方法。
油菜粕中芥子堿的降解
        芥子堿限制了油菜粕在動(dòng)物飼料中作為蛋白原料的使用。動(dòng)物采食芥子堿之后具有諸如降低適口性、降低生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能。畜禽生產(chǎn)中測(cè)試了多種辦法來(lái)提高油菜籽的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。最終，微生物降解芥子堿并生產(chǎn)產(chǎn)品，逐漸成為最受關(guān)注和經(jīng)濟(jì)的方法。Vig和Walia（2001）闡述了固體發(fā)酵油菜籽粕明顯降低了原料中的芥子堿。時(shí)間越長(zhǎng)，效果越顯著（>2天）。在芥末粕中也獲得了同樣的結(jié)果，經(jīng)過(guò)60-90小時(shí)芥子堿完全被水解（Rakariyatham和Sakorn，2002）。在豬含菜籽粕的日糧中直接添加硫甙酶也被研究，結(jié)果顯示使用酶制劑產(chǎn)生極小并且不穩(wěn)定的作用（Lawrence等1995）。
        飼用微生物生產(chǎn)高水平的酶制劑
        前處理并不是提高植物原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的唯一方案。另一個(gè)研究領(lǐng)域是有種觀點(diǎn)使用酶生物生產(chǎn)酶制劑然后添加到動(dòng)物消化道中。早期Jones與Lowry（1984）和Jones與Megarrity(1986)很好的論述了這個(gè)方法。這些研究者敘述了從Indonesian和Hawaiian山羊的具有抵抗合歡屬豆科植物的毒性瘤胃微生物，在Australian動(dòng)物中能夠抵抗毒性型。Cooper等（1995）也表示了同樣的觀點(diǎn)，他為了防止國(guó)內(nèi)動(dòng)物抵抗在多種牧草中氟乙酸鹽的毒性。然而，科學(xué)家沒(méi)有轉(zhuǎn)移在其他反芻動(dòng)物消化道內(nèi)的微生物，需要對(duì)動(dòng)物瘤胃內(nèi)的微生物進(jìn)行基因改造，以插入一段從土壤中分離的具有降低毒性的微生物基因的手段。盡管這種方法確認(rèn)能夠在植物飼料中能夠解決許多毒性問(wèn)題，但是事實(shí)上是采用了基因GMO技術(shù)，具有潛在公害，最終影響這個(gè)方法的發(fā)展。