Vai trò của Xylanase trong dinh dưỡng động vật: Cơ chế, loại và cải tiến
Xylanase nhắm vào xylan, một thành phần chính của hemicellulose có trong thành tế bào thực vật. Nó thường được sử dụng trong dinh dưỡng động vật để tăng khả năng tiêu hóa chất xơ trong chế độ ăn, đặc biệt là ở động vật đơn dạ dày như gia cầm và lợn. Các thành phần thức ăn có nguồn gốc thực vật, chẳng hạn như ngô, lúa mì và bột đậu nành, rất giàu polysaccharides không phải tinh bột (NSP), bao gồm arabinoxylan, là những chất khó tiêu hóa hiệu quả đối với động vật.
Xylanase giúp phân hủy các NSP phức tạp này, giải phóng nhiều đường đơn và các chất dinh dưỡng khác để hấp thụ trong đường tiêu hóa. Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả thức ăn mà còn làm giảm tác dụng chống dinh dưỡng của NSP, chẳng hạn như độ nhớt của ruột và tăng quá trình lên men vi khuẩn, có thể dẫn đến rối loạn tiêu hóa và giảm hiệu suất của động vật.
GH10 xylanase giúp kết hợp được nhiều thành phần có hiệu quả về mặt chi phí hơn
Trong khi họ xylanase GH11, thường được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, có hiệu quả làm giảm độ nhớt trong đường tiêu hóa của gà thịt bằng cách giảm NSP hòa tan trong chế độ ăn từ lúa mì, chúng tỏ ra kém hiệu quả hơn khi đối mặt với bộ khung arabinoxylan phức tạp hơn của NSP không hòa tan.
Cấu trúc 3D của xylanase GH11 giải thích những hạn chế của nó. GH11 xylanase cần 3-4 monome xylan không thay thế liên tiếp trên xương sống để xác định vị trí hoạt động, khiến chúng kém hiệu quả hơn khi có chuỗi bên trên xương sống arabinose. Chúng có tính đặc hiệu cao, ưu tiên xương sống lúa mì phân nhánh thấp.
Ngược lại, xylanase GH10, mặc dù không thường được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, nhưng lại có một lợi thế riêng biệt. Chúng chỉ cần hai hoặc ít hơn hai monome xylan không thay thế liên tiếp để tìm một vị trí hoạt động, cho phép chúng tác động lên các gốc xylose gần các nhánh. Điều này tạo ra nhiều xylo-oligomer hơn và ngắn hơn so với xylanase GH11 tạo ra. Nói một cách đơn giản, xylanase GH10 có khe nông hơn, mang lại tính linh hoạt xúc tác lớn hơn (Pollet 2010).
Tính linh hoạt này cho phép sử dụng nhiều loại nguyên liệu thức ăn hơn, bao gồm cả sản phẩm phụ và sản phẩm đồng hành, trong khi vẫn duy trì hiệu suất. Do đó, xylanase GH10 có thể kết hợp nhiều thành phần hiệu quả về chi phí hơn, mang đến cơ hội đáng kể để giảm tổng chi phí thức ăn.
