營養物的一連串分解

飼料原料的物理性及化學性構造決定了飼料對酵素的親和性，且為了能夠讓酵素的作用得以完全發揮出來，瞭解飼料的物理性及化學性構造是絕對必要的。

飼料之分析是根據其化學結構而得的飼料組成份來做區分。飼料的組成份又可依其營養價值(營養的、非營養的，或抗營養的)來分類。根據其分子結構可知，同類的化學相關組成份可由營養及抗營養組成所構成。

為了消化巨大營養物(澱粉、蛋白質及脂肪)，專一酵素的存在可催化並分解營養物成為能被腸道所吸收的低分子重量組成物。

蛋白質最初步的消化是羥基蛋白酵素胃蛋白酵素(Carboxyl protease pepsin)降解蛋白質為較小的聚胜滛段，這些聚胜滛段再進一步的被其他的內蛋白酵素(例如胰蛋白酵素、胰凝乳蛋白酵素及外蛋白酵素等)繼續分解為游離的胺基酸及胜滛，並於腸道內被迅速吸收。

每種蛋白酵素會因不同的胺基酸殘基(amino acid residue)而專一作用在特定的胜滛鍵上。例如，胰蛋白酵素只能水解離胺酸或精胺酸殘基C端側的胜滛鍵；而胰凝乳蛋白酵素只作用於芳香類胺基酸殘基C端側的胜滛鍵。

EC 3.4.11 金屬外胺基滛酵素類(Metal loexoaminopeptidases)

例如：白胺酸胺基胜滛酵(leucine aminopeptidase)

EC 3.4.17 金屬外羥基胜酵素類(Metal loexocarboxyeptidases)

例如：羥基胜酵素A(carboxypeptidase A)

EC 3.4.21 絲胺酸內蛋白酵素類(Serine endoproteases)

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

EC 3.4.22 半胱胺酸內蛋白酵素類(Cysteini endoproteases)

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

EC 3.4.23 羧基內蛋白酵素類(Carboxyl endoproteases)

例如：凝乳酪酵素(chymosin)，胃蛋白酵素(pepsin)

EC 3.4.24 金屬內蛋白酵素類(Metallo endoproteases)

例如：膠原酵素(collagenases)，嗜熱菌蛋白酵素(thermolysin)

澱粉為葡萄糖聚合體澱粉醣(glucose polymers amylose)及澱粉粘膠質(amylopectin)所組成的。澱粉醣為葡萄糖單位以α1，4糖𠐟鍵鏈結的線性鏈物；而澱粉粘膠質則是支鏈聚合物，其葡萄糖單體以α-1，4糖𠐟鍵鏈結，並以α-1，6糖𠐟鍵鏈結在支鏈點上。

利用澱粉酵素可以完全澱粉的分解，最重要的幾種澱粉酵素類列於表二。

於單胃動物體內，澱粉的分解是靠內源性α-澱粉酵素來完成的。這種酵素先將α-醣𠐟鏈分割呈「內源式」(endofashion)，並成為小鏈的寡醣類及α-限制糊精類；之後又繼續被刷緣膜寡醣酵素類分解成葡萄糖。實際上，大部份澱粉類的可消化率皆相當地高。

存於某些植物性內的β-澱粉酵素，是一種外分割性的酵素，可從聚醣鏈的非還原端移出麥芽糖，但它無法水解澱粉粘膠質的α(1→6)鍵；雖然葡萄糖-澱粉酵素(glucoamylase)同樣也是外分割性的酵素，但不只可從受質鏈之非還原端移出葡萄糖，又可水解α(1→6)鍵。支鏈澱粉酵素則是一種內分割性的酵素，可分解α(1→6)糖𠐟鍵。在體外環境下，將α-澱粉酵素與支鏈澱粉酵素或葡萄糖-澱粉酵素混合一起作用時，可加速澱粉的分解。

大多數的脂肪為脂肪酸的衍生物，因此，脂肪可被脂肪酵素分解為游離脂肪酸及β-單酸𠐟油酯。由於脂肪無法溶解於液狀溶液中，所以，唯有當脂肪球表面在油／水界面上才能進行脂肪的消化作用。水解的程度，根據脂肪球的表面積而定；也就是說，當脂肪球的尺寸愈小，則酵素的水解度就愈好。

在小腸裡面，脂肪含膽鹽的乳化有助於脂肪酵素的作用。分解後的脂肪產物以混合的微膠粒存在，內含游離脂肪酸，β-單酸𠐟油酸及膽鹽。

凡不同於澱粉醣類及澱粉粘膠質的組成及結構(糖𠐟鍵結型)的聚合碳水化合物皆稱為非澱粉聚醣類。根據它們在溶劑中的溶解度及其單糖組成份，可分類如下：

纖維素只由一個聚合體構成(β-1，4鏈結葡萄糖聚合體)，而植物膠及半纖維素則由許多不同的聚合醣(有時還會鏈結)所構成。生原料的來源有時會造成非澱粉聚合醣的單糖組成的差異很大。例如，存於水果副產品的非澱粉聚醣類以植物膠的含量最為豐富；穀物產品，則以半纖維素〔阿拉伯木膠，β-(1→3，1→4)-D聚葡醣〕及纖維素的含量為最多。

非澱粉聚糖類存於細胞間質及細胞外，但主要存於植物的細胞壁內。例如，甘露蜜為細胞的主要成份，可與蛋白質且通常與木質素並存；這些複合物跟酵素不易親和，且不受動物本身的酵素所分解。因此，當非澱粉聚糖類在到達腸道的末端時，其中有部份會被醱酵成為脂肪酸，且被吸收。

或許動物所含的酵素已足以分解主要的營養物；但那些低接觸性的受質或是環境，則會阻礙了分解營養之消化作用。

表三顯示了會影響營養物分解及可消化率之一些因素。有關方面的研究領域，大多是朝向抗營養因子的方面去進行研究(抗營養因子會抑制酵素的作用及營養的攝取)，但對於受質結構或受質親和性影響的方面則很少人去注意，表三中所列出的因素很顯然地會影響消化酵素的作用(無論是體內或是體外)。

消化酵素抑制的活動

受質結構

受質親和性

營養攝取：腸粘膜的運送

粘膜的攝取

受質的初級結構，例如，多醣類之單糖順序，為各個消化酵素在作用時極重要的基本概念。但是物理結構(例如，澱粉顆粒的結構)也是相當的重要。雖然大部份澱粉類的可消化率相當高，但並不是所有的澱粉都可被內源性酵素所消化，例如可能存於生原料及加工原料中的「抗性澱粉」(resistant starch)即是一種在小腸內不被分解的澱粉。

抗性澱粉可由溶解的澱粉糖再結晶化(退行作用)所形成。此外，天然澱顆粒因生原料的不同，可以A式或B式的結晶化型態出現。於天然型態下，B式顆粒無法被消化，但若以機械性處理後，則可以被部份的分解，成為具溶解性的物質。以潮濕高溫處理A式或B式澱粉顆料後，其大小可呈數倍的膨脹，若再繼續給予加熱，即會開始分解，成為具溶解性的各別澱粉分子。膨脹化及具溶解性的澱粉顆粒，大大地提高了對澱粉分解酵素的感受力。

酵素對蛋白質的降解力是根據蛋白質於飼料中的結構而定。屬於開放性結構的蛋白質對蛋白質分解酵素的親和性較佳，但是在飼料中的開放性蛋白質數量較少，大部份蛋白質主體較屬於高緊密度型態的結構，所以對酵素的親和性也較低；為此，可以利用加熱的方式來降解蛋白質成為較開放性的結構。因此我們知道：加熱機械性處理是提高蛋白質營養價值最常用的方法；另外還有一個更重要的好處就是：加熱機械性處理能夠破壞熱不穩定性的抗營養因子。

所謂「蛋白質降解」意指：不涉及胜滛鍵分解的任何構造內的改變。大部份的蛋白質在施予濕熱或切變處理後，蛋白質的結構會展開隨著並產生團聚的現象。這些降解作用會根據例如酸鹼值、濕度含量、溫度及切力的大小等之一些因素而進行。一般來說，濕度的含量愈低，則降解所需的溫度愈高；切力增加時，蛋白質的降解會更容易進行，因而也提高了蛋白質對酵素的親和性(Bhattacharya and Hanna，1988)。

EC 3.2.1.1	α-澱粉酵素(動物、植物及微生物源)
EC 3.2.1.2	β-澱粉酵素(主要為植物源)
EC 3.2.1.41	支鏈澱粉酵素(微生物源)
EC 3.2.1.3	葡糖澱粉酵素／澱粉糖𠐟酵素類(微生物源)