一、概念

‌微生物酶‌是指由微生物活细胞产生的蛋白质，这些蛋白质在生物体系中起着催化特定化学反应的作用。微生物酶作为催化剂，可以加速水解反应、氧化反应和合成反应。‌微生物饲料添加剂是农业部批准的饲料添加剂，通过改善动物肠道菌群生态平衡而发挥有益作用，以提高动物健康水平、提高抗病能力、提高消化能力的一类产品。是有效解决，疾病泛滥、病菌耐药、免疫能力下降、成活率降低、养殖效益下降的有效手段。是畜牧业可持续发展的动力。

图片1.微生物酶概念

二、作用机理    

1.‌提高消化率和营养吸收‌

微生物酶饲料添加剂通过分解饲料中的大分子物质，如淀粉、蛋白质和纤维素，将其转化为小分子物质，如葡萄糖、氨基酸和低聚糖，从而显著提高动物的消化率和营养吸收率‌。例如，淀粉酶能够将淀粉水解为葡萄糖，蛋白酶将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，纤维素酶则降解纤维素为低聚糖和葡萄糖‌。

2.‌消除抗营养因子

‌这些添加剂能够降解饲料中的抗营养因子，如植酸、β-葡聚糖和木聚糖等，从而减少它们对营养吸收的阻碍。例如，植酸酶能够分解植酸磷，释放磷元素，减少植酸对矿物元素的螯合作用，同时降低粪便中未消化的植酸磷含量‌。

3.‌改善肠道环境‌

微生物酶饲料添加剂通过调节肠道微生物群落，增强有益菌的占据优势，抑制病原菌的繁殖，从而改善肠道环境。例如，乳酸菌能够维持肠道平衡，通过产生有机酸和降低pH值抑制病原细菌，促进动物生长‌。

4.‌增强免疫力‌

某些微生物酶如乳酸菌和芽孢杆菌能够增强动物的免疫力，促进体液免疫和细胞免疫，提高动物的抗病能力‌。

5.‌减少环境污染‌

通过提高消化率和减少未消化的营养物质排出，微生物酶饲料添加剂能够降低粪便中的氮、磷等污染物的含量，减少对环境的压力‌。

微生物酶制剂在动物肠道代谢过程中，分解了不易被动物吸收利用的粗蛋白质、植酸酶及抗营养因子，明显防治了蝇蛆的滋生，有效切断了氨气、臭气的来源，使动物粪便中有害气体的浓度得到了有效降低，改善了饲养环境，降低了氨气对人体的侵害，预防了畜禽呼吸道及肠道疾病的发生。

 图片2.微生物酶作用机理

三、种类

1.‌淀粉酶‌

淀粉酶能够水解饲料中的淀粉，将其分解为葡萄糖等小分子物质，提高饲料的消化率和利用率。这对于需要大量能量的动物尤为重要‌。

2.‌蛋白酶‌

蛋白酶能够将饲料中的复杂蛋白质分解为易于吸收的小分子肽或氨基酸，提高蛋白质的利用率，同时减少饲料中蛋白质的含量，降低饲料成本，并减少氮的排放，降低环境污染‌。

3.‌纤维素酶‌

纤维素酶能够破坏饲料中纤维素的结晶结构，将其水解为低聚糖或葡萄糖等小分子物质，提高饲料的消化率，并降低消化道中物质的粘度，有助于营养物质的吸收‌。

4.‌β-葡聚糖酶‌

β-葡聚糖酶能够水解葡聚糖等大分子，降低消化道中物质的粘度，

促进营养物质的吸收‌。

5.‌果胶酶‌

果胶酶能够有效破坏果胶质，促进营养成分的消化和吸收‌。

6.‌植酸酶‌

植酸酶能够将谷物中的植酸磷分解释放出来，减少无机磷在饲料中的添加量，降低饲料成本，并减少动物粪便中磷的排泄量，降低环境污染‌。

7.‌脂肪酶‌

脂肪酶能够分解饲料中的脂肪，提高脂肪的消化率和利用率‌。

 图片3.微生物酶种类

四、特点

1.‌增强营养吸收，提高饲料利用率‌。

微生物酶饲料添加剂中包含多种有益菌群，如乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等，这些微生物能够分泌多种酶类，如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等，分解饲料中难以被动物直接吸收的成分，提高饲料的可消化性和营养价值。

2.‌促进肠道健康，增强免疫力‌。

肠道是动物体内最重要的免疫器官之一。微生物酶饲料添加剂中的有益菌群能够与肠道内的有害菌竞争生存空间和营养物质，抑制有害菌的繁殖，维持肠道菌群平衡。这些有益菌还能产生有机酸、细菌素等抗菌物质，增强肠道屏障功能，减少病原菌的入侵，促进肠道黏膜细胞的更新和修复，提高肠道免疫力‌。

3.‌改善养殖环境，减少污染‌。

在畜牧业生产过程中，粪便和废水的排放是造成环境污染的主要源头之一。微生物酶饲料添加剂中的有益菌群能够部分替代抗生素的使用，减少抗生素残留对环境的污染。

4.‌提高肉蛋奶品质，满足市场需求‌。

通过改善动物的肠道健康和营养状况，微生物酶饲料添加剂能够显著提高肉、蛋、奶等畜产品的品质。

5.‌降低养殖成本，提高经济效益‌。微生物酶饲料添加剂的应用能够有效降低饲养成本。

五、微生物和酶制剂在养殖上主要功效

在现代农业与养殖业快速发展的背景下，微生物和酶制剂的应用愈发显得重要。这些生物的运用不仅提高了养殖效率，降低了成本，同时也是实现可持续发展的重要手段。微生物和酶制剂在养殖上的主要功效体现在多个方面。

1.微生物能够促进动物的生长和健康

通过使用特定的微生物酶、益生菌，可以调节动物肠道内的微生物群落，增强其消化能力。研究表明，添加酶制剂、益生菌后，动物的饲料转化率明显提高，进而促进了其生长速度。此外，酶制剂、益生菌能够抑制有害菌的生长，减少肠道疾病的发生，从而提高动物的整体免疫力。

2.酶制剂菌在养殖中发挥着重要的作用

酶是一类生物催化剂，可以帮助分解饲料中的复杂物质，提高营养成分的利用率。例如，使用纤维素酶可以有效地分解饲料中的纤维素，从而提高反刍动物对饲料的消化吸收能力。这不仅减少了饲料消耗，还降低了营养物质的浪费，进一步增强了养殖经济效益。

3.微生物酶制剂的使用也有助于改善养殖环境

采用微生物制剂可以有效地降解粪便中的有机物，减少环境污染。同时，这些微生物能够促进养殖水体的自我净化，降低水体中的有害物质含量，维护水质安全。在水产养殖中，微生物的应用不仅能提高水体生态平衡，还能提升养殖产品的质量。

4.微生物与酶制剂在提升养殖产品质量方面也起到了积极作用

许多研究表明，采用微生物和酶制剂后，养殖产品的营养成分、风味及保鲜性都有了显著提升。

   图片4.微生物酶在养殖上的功效

六、中国农业部批准微生物酶饲料添加剂品种

1.淀粉酶

‌淀粉酶在饲料中‌主要通过补充动物内源酶不足、提高淀粉消化率、优化生产性能，尤其在幼龄动物和特定饲养阶段效果显著。(产自黑曲霉、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、长柄木霉’、米曲霉、大麦芽、酸解支链淀粉芽孢杆菌)。

2.a-半乳糖苷酶

‌α-半乳糖苷酶在饲料中的应用主要体现在其能够分解饲料中的抗营养因子α-半乳糖苷类，从而改善饲料的营养成分，提高动物的生长性能。‌‌(产自黑曲霉)、纤维素酶(产自长柄木霉”、黑曲霉、孤独腐质毒、绳状青霉)。

3.β-荷聚糖酶

‌β-葡聚糖酶在饲料中的应用主要包括提高饲料利用率、改善动物生产性能和降低饲养成本‌。β-葡聚糖酶能够降低饲料中β-葡聚糖的抗营养作用，通过将其降解为低聚糖和寡糖，降低食糜的粘度，从而提高消化酶的活性，促进营养物质的消化与吸收。‌(产自黑曲霉、枯草芽孢杆菌、长柄木霉3、绳状青霉、解淀粉芽孢杆菌、棘孢曲霉)。

4.葡萄糖氧化酶

（1）‌抑菌和防霉‌

葡萄糖氧化酶在有氧环境下能够将葡萄糖氧化成葡萄糖酸和过氧化氢，消耗氧气形成厌氧环境，从而抑制需氧型细菌的生长。过氧化氢具有广谱杀菌作用，能够抑制大肠埃希氏菌、沙门氏菌等致病微生物的生长和繁殖‌。

（2）‌改善饲料质量‌

葡萄糖氧化酶通过消耗氧气和生成过氧化氢，抑制霉菌的生长，减少霉菌毒素的产生，从而延长饲料的保质期并保证饲料营养不流失‌。

（3）‌促进消化吸收‌

（4）葡萄糖氧化酶通过降低肠道pH值，增加肠道酸性，促进有益菌如乳酸杆菌的生长，改善肠道消化环境。

（4）‌提高动物健康和生产性能。常见的葡萄糖氧化酶制剂通常是从黑曲霉中提取分离得到的。‌

5麦芽糖酶

‌麦芽糖酶在饲料中的应用主要体现在其能够水解饲料中的麦芽糖，生成葡萄糖和果糖，从而提高饲料的消化率和营养吸收效率。麦芽糖酶‌‌(产自枯草芽孢杆菌)、β-甘露聚糖酶(产自迟缓芽孢杆菌、黑曲霉、长柄木霉”)。

6.β-半乳糖苷酶

β-半乳糖苷酶在饲料中的应用主要体现在提高饲料利用率、降低饲料成本、促进动物生长等方面‌。β-半乳糖苷酶作为一种消化酶，主要作用于半乳糖苷类物质的分解，将其水解成为葡萄糖和半乳糖，从而增加饲料中的可利用能量和蛋白质含量，提高动物的生长速度，并减少对动物消化系统的损伤‌。β-半乳糖苷酶(产自黑曲霉)、菠萝蛋白酶(源自菠萝)。

7.木瓜蛋白酶，提升饲料利用率与动物生长性能。

（1）‌分解大分子蛋白质‌

木瓜蛋白酶将豆粕、玉米秸秆等原料中的大分子蛋白水解为小分子肽和氨基酸，使动物更易消化吸收。例如，传统饲料中未被充分分解的蛋白质利用率低，而酶解后可使蛋白质利用率提高20%-30%。

（2）‌加速生长速度‌实验

表明，添加该酶的饲料可提高禽畜生长率，例如肉鸡日增重提升8%-12%，饲料转化率改善5%-10%。

（3）替代抗生素的生态价值

‌应对“禁抗”政策‌：我国自2019年起逐步禁止药物饲料添加剂。木瓜蛋白酶因安全、无残留，成为替代抗生素的热门选择。例如，在生猪养殖中，其通过改善消化道健康（如减少肠道炎症）降低抗生素依赖。

（4）‌耐高温与稳定性‌

木瓜蛋白酶在55-85℃仍保持活性，适合饲料加工中的高温制粒工艺。

（5）‌应用现状与潜力‌

目前全球木瓜蛋白酶在饲料业的应用比例仅为5%（主要集中于酿造和肉类加工），但随着酶解技术的成熟和绿色养殖需求增长，其市场空间有望显著扩大。木瓜蛋白酶(源自木瓜)、胃蛋白酶(源自猪、小牛、小羊、禽类的胃组织)。

8.胰蛋白酶

‌胰蛋白酶在饲料中的应用主要包括促进消化吸收、提高生产性能和抗病能力‌。胰蛋白酶是一种能够分解蛋白质的酶，广泛应用于饲料添加剂中，特别是在动物饲料中，能够显著提高动物的消化吸收率和生产性能。胰蛋白酶能够将饲料中的蛋白质分解成小分子肽和氨基酸，这些小分子更容易被动物消化吸收。具体来说，胰蛋白酶通过水解蛋白质，将其分解成小分子肽和氨基酸，从而提高了饲料的生物利用度。‌胰蛋白酶(源自猪或牛的胰腺)、果胶酶(产自黑曲霉、棘孢曲霉)。

9.植酸酶

‌植酸酶在饲料中的应用主要体现在提高饲料利用率、促进矿物质吸收和改善饲料品质等方面‌。植酸酶是一种磷酸单酯水解酶，能够催化植酸及其盐类水解，释放出肌醇与磷酸盐，从而提高饲料的营养价值‌。植酸酶通过分解饲料中的植酸，释放出磷和其他营养物质，显著提高磷的利用率。植酸酶(产自黑曲霉、米曲霉、长柄木霉’、毕赤醇母)。

10.蛋白酶

蛋白酶在饲料中的核心应用是通过水解蛋白质提升饲料利用率，降低养殖成本，同时减少环境污染。

（1）提高营养吸收与生长性能

‌分解大分子蛋白‌，蛋白酶能将豆粕、鱼粉等原料中的大分子蛋白质水解为小肽和氨基酸，显著提高动物对蛋白质的消化率。

（2）‌促进生理功能‌

水解产生的活性肽可增强养殖动物（如鱼类、虾类）的免疫力和抗病性，减少疾病发生。酸性蛋白酶还能在微酸性环境（如动物胃部）中辅助分解蛋白，弥补内源酶不足。

（3）降低生产成本与环境污染

‌减少氮排放‌，通过提升蛋白质利用率，蛋白酶可将饲料中氮的排放量降低20%-30%，缓解水体富营养化问题。

（4）‌优化饲料配方‌，在低蛋白饲料中添加蛋白酶，可在减少鱼粉用量的同时维持动物生长性能，降低饲料成本（如水产饲料中鱼粉成本占比可降低10%-15%）。

蛋白酶(产自黑曲霉、米曲、枯草芽孢杆菌、长木)。

11.角蛋白酶

‌角蛋白酶在饲料中的应用主要体现在提高饲料利用率、促进畜禽生长发育和改善饲料质量等方面‌。角蛋白酶是一种能够分解角蛋白的酶类制剂，主要存在于鸟类和爬行动物的角质层中，具有硬质、坚韧、不易消化的特点。由于角蛋白的存在，畜禽的蛋白质消化率较低，造成饲料浪费和养殖效益下降‌。

（1）‌提高饲料利用率‌

角蛋白酶能够降低饲料中的角蛋白含量，增加蛋白质的可消化性，从而提高饲料利用率，减少饲料浪费‌。

（2）‌促进畜禽生长发育‌

角蛋白酶可以促进畜禽对蛋白质的消化吸收，提高蛋白质的利用率，加快生长速度，增加体重增加率‌。

（3）‌改善饲料质量‌

添加角蛋白酶可以使饲料中的蛋白质适当降解，减少凝聚物的形成，提高饲料的稳定性‌。‌角蛋白酶(产自地衣芽孢杆菌)。

七、微生物酶饲料添加剂发展前景

1.‌市场需求持续增长‌

随着畜牧业的发展和环保要求的提高，微生物酶饲料添加剂的需求不断增加。政府出台了一系列政策推动新型饲料添加剂的发展，如《新饲料和新饲料添加剂管理办法》、《饲料和饲料添加剂管理条例》等，这些都为微生物酶饲料添加剂的市场推广提供了有力支持‌。

2.‌技术进步和创新

‌为微生物酶饲料添加剂的发展提供了新的机遇。现代生物技术的发展，如微生物工程技术、基因工程、合成生物等，使得微生物酶、益生菌的改良和新型菌株的开发成为可能。这些技术不仅提高了酶制剂、益生菌的性能，还推动了复合微生态制剂的研究和应用，进一步拓宽了微生物酶饲料添加剂的应用范围‌。

3.微生物酶饲料添加剂能够提高饲料的利用率，减少氮磷排放，进而减少环境污染，提高经济效益和生态效益‌。例如，微生物酶、益生菌在动物体内能够分解难以消化的物质，减少粪便中的氨氮、硫化氢等有害气体含量，降低粪便的臭味，从而改善养殖环境‌。

4.‌行业政策和市场趋势

‌对微生物酶饲料添加剂的发展也有积极影响。随着“食品安全与无抗养殖”的呼声越来越高，饲料“禁抗”成为行业未来重点发展方向。这为微生物酶饲料添加剂提供了新的市场空间和发展机遇‌。

5.‌经济效益与环保双赢

‌相比传统抗生素，酶制剂可降低饲料成本5%-8%，同时减少环境污染风险。

1.中国政府官网

2. 中国科技部官网

3.国家自然科学基金委官网

4.中国科学院科研进展官网

5.中国工业信息化产业部官网

6.中国科学院微生物研究所官网

7.中国生物工程学会官网  

8.中国数子科技馆官网 

9.中国农业农村部官网

9.中国农业科学院官网

10.中国农科院饲料研究所官网

11.中国农业大学官网

11.中国农业科学院微生物研究所

12.孟珍君 刘晓娟 微生物饲料添加剂的作用机制及其在畜禽生产中的应用 2025-04-18

13.郎昌兵 韩庆彦 微生物饲料添加剂对泌乳荷斯坦奶牛的应用效果试验  2024-04-17

14.梁洺源 粟胜兰 李明 文静静 饶正华我国微生物饲料添加剂标准体系现状与分析 2023-09-12

15.赵小秦 麻啸涛 卢晓霞 范晓军 袁进 李超 微生物发酵陈醋醋糟制备蛋白饲料及饲料添加剂研究进展  在线公开时间：2023-06-29

16.李明饶 正华梁 洺源 张军民 基于宏基因测序的微生物饲料添加剂菌群结构及质量分析 在线公开时间：2022-09-19

17.杨洋  张崇志 微生物饲料添加剂的研究进展 在线公开时间：2020-10-29

作者简介：

高银相：中国科学院老科协科技报告团秘书长。曾任中国科学院研究生院应技所常务所长，中国产业政策和创新项目主编。从事生物技术研究与开发，1995年主持省部级重大项目（生物酶饲料添加剂）获一等奖，授权多项发明专利。中国生物工程学会终身会员。主持策划创作习主席提倡弘扬科学家精神等微视频800余部，在新媒体发布，观众300万人以上。中国科学院科学家精神宣讲团视频课件后期制作总策划。长期以来，深入学校、社区科普讲座200余场。

林志刚：北京中科老专家技术中心项目主管，奥克兰大学生物医药科学博士，新西兰科学家协会和奥克兰癌症研究协会成员。曾就职于奥克兰大学、奥克兰癌症研究中心等多家单位，主要研究方向包括：表观遗传学在癌症和免疫系统的影响；饮食与营养和消化系统关系；药物临床和临床前药理；生物基因工程等。

魏大为，北京中科老专家技术中心科技项目处处长、载波科技（北京）有限公司执行董事、北京市创业导师。先后于瑞典查尔姆斯理工大学与新西兰奥克兰大学获得无线通信硕士与商业创新硕士。多年全球领先信息技术企业管理与技术经验。现负责包含科普研学、大健康、新媒体在内的具体科技与商业项目的落地经营。

张根宇：中国科学院老科协科技报告团副秘书长，参与创作习主席提倡弘扬科学家精神微视频800余部，在新媒体发布，观看200万人以上。中国科学院科学家精神宣讲团视频课件后期制作日常工作。曾在中国科学院研究生院参与生物技术开发工作，取得多项成果。