分析酶制劑在養豬業的應用

近年來，我國在飼用酶制劑的各方面進行了廣泛深入的研究，飼用酶的應用業更加廣泛。 1酶制劑的研究1.1飼用酶制劑的種類及其作用目前，已知的酶有幾千種，研究用酶已達5000種，生產用酶多達300多種，飼用酶也達20多種。飼用酶的種類按功能分為兩大類：第一類是以降解多糖和蛋白質等生物大分子為主，主要包括α-淀粉酶（分解為直鏈淀粉酶、支鏈淀粉酶）、糖化酶（又稱葡萄糖淀粉酶）、纖維素酶（C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶）、半纖維素酶（木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、半乳聚糖酶）、蛋白酶和脂肪酶等。主要功能是破壞植物細胞壁（植物細胞壁是由蛋白質、脂肪和多聚糖苷鍵連接而成的網狀結構），使細胞內容物充分釋放出來。第二類是以降解飼料中的植酸、β-葡聚糖和果膠等抗營養因子為主，主要包括植酸酶、β-葡聚糖酶和果膠酶等。植酸酶則可降解植酸，其生產應用已經比較成熟。β-葡聚糖酶可分解構成β-葡聚糖的β-1，3葡萄糖苷鍵與β-1，4葡萄糖苷鍵，使黏度下降。果膠酶分解果膠后，能明顯提高動物對植物養分的利用率。 1.2飼用酶制劑的應用以上這些酶大部分是畜禽不能合成的。飼用酶制劑的應用，目的主要用以幫助畜禽消化自身無法消化的物質，降解抗營養因子和有毒有害物質等。 1.2.1補充內源酶不足，提高內源酶分泌和活性成年動物能夠產生足夠的內源性消化酶，滿足自身需要。但對幼齡動物或處于病態和應激狀態下的動物，酶的分泌不足，適當補加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等制劑補充其內源酶的不足，可提高飼料的消化率（Ferker，1996）。Owsley等（1986）報道，在飼料中加入可分解纖維素、蛋白質和淀粉的酶，腸道中可供進一步水解基質增加，從而促進內源酶的分泌。另外，Almirall等（1993）研究表明，在雛雞大麥飼糧中，添加β-葡聚糖酶可顯著提高食糜中的胰蛋白酶、淀粉酶的活性。所以添加飼用酶不僅不抑制反而能促進內源酶的分泌和活性。 1.2.2摧毀植物細胞壁，提高淀粉和蛋白質等營養物質的利用率植物細胞中的淀粉和蛋白質等營養物質，被細胞壁包裹。經研究C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶、半纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶等都能崩解植物細胞壁，使內容物釋放出來，提高能量和蛋白質的利用率（Frieson等，1992；Mingan等，1995）。 1.2.3降低消化道食糜黏度，減少疾病發生可溶性非淀粉多糖（SNSP），主要為β-葡聚糖（存在于大麥、燕麥等谷物中，大麥中含量達2.4%～4.6%）和阿拉伯木聚糖（存在于小麥、黑麥和小黑麥中），它們可溶于水而成為粘性的凝膠，使營養物質和內源酶難以擴散，降低營養物質吸收，而且使畜禽（特別是幼禽）產生粘糞現象（Classen等，1991）。添加酶制劑可分解葡聚糖降低粘性（Brens等，1993）。Morgon等（1996）報道，酶通過降低腸道食糜的黏度直接影響禽艾美爾球蟲及堆型艾美爾球蟲的抗病性，提高家禽的抗病力。另外，仔豬斷奶后常出現消化不良和腹瀉，添加酶制劑后，仔豬腹瀉發生率顯著減低（Imborr和Oyle，1998）。 1.2.4消除飼料中的抗營養因子和有毒有害物，提高飼料的營養價值除細胞壁中的多糖體外，飼料中還存在其它許多抗營養因子（ANFS），如植酸、植物凝血素、蛋白酶抑制因子等。酶制劑可部分或全部消除抗營養因子造成的不良影響。如植酸酶可分解植酸和礦物質形成的絡合物。Nelson（1968）首次報道，植酸酶可提高肉雞對植酸磷的利用率，達到與添加無機磷相似的效果。植酸酶還能提高礦物元素和蛋白質等養分的利用率（Broz等，1994）。飼料中存在各種有毒有害物，脫毒酶可降低或消除部分毒物的毒性作用。酯酶可裂解玉米赤酶烯酮的內酯環，環氧酶可裂解單端孢菌素的12，13-環氧基，生成的無毒降解產物被消化或排除體外（Pastemuner，1997）。 1.2.5擴大秸桿飼料的使用范圍，發展節糧代糧型畜牧業節糧代糧型飼料主要指用各種秸桿代替部分糧食配成飼料。這種飼料中纖維素含量超過了飼養標準，有的高達15%以上。所以必須經加酶處理，才能被非草食動物所消化。宋桂經（1996）用10%和20%的秸桿粉代替5%～10%的玉米、小麥，用含纖維素酶等的復合酶生產酶化飼料，可溶性還原糖和氨基酸均比沒有進行酶化的飼料提高了1.8～2.0倍和1.8～2.3倍，纖維素降低了7%～8%。王堯等（1995）研究在育肥豬的前期加10%的沙打旺草粉，后期加15%的沙打旺草粉，添加0.14%的纖維素酶，結果表明每頭日增重多0.255克、料肉比下降0.24，頭日增效益0.95元。即使對反芻動物加酶也有明顯效果。在奶牛日糧中加入0.05%的纖維素酶效果明顯，產奶量增加6.40%，飼料利用率提高6.11%，經濟效益增加16.12%（尹長安等，1997）。 1.2.6減少畜禽排泄物對環境的污染，發展生態營養生態營養就是使用一切手段提高畜禽飼料利用率，以最小的飼料投入，獲得最多的畜產品和最少的排泄物。使用飼用酶制劑，特別是植酸酶的使用，可以降低畜禽的糞便和磷的排泄量。飼料中添加酶制劑可降低食糜粘稠度，縮小胰臟和胃腸道的體積（Brenes等，1993），減少糞便量，降低氮排出率（Hadden等，1995）。飼料中植酸代替磷酸鈣，可顯著降低磷的排泄（胥傳來，1997）。 1.3如何選擇合適的酶制劑從酶的作用機理可以看出，飼用酶制劑的應用效果主要取決于酶的組分、活性和動物日糧的匹配性。酶的活性高、酶種適宜、與動物日糧的匹配性好，應用效果必然好。1.3.1根據動物日糧特異性選用酶： 1.3.1.1低黏度日糧比較典型的是玉米-豆粕型日糧，是我國畜禽常規飼糧。這類日糧適宜選用的酶種為含有木聚糖酶、果膠酶和甘露聚糖酶的復合酶。 1.3.1.2高黏度日糧是指小麥、大麥、米糠含量較高的日糧，它們在腸道會形成較高的黏度，嚴重影響消化吸收。小麥黏度的來源主要是木聚糖（含量6.0%左右），大麥為β-葡聚糖（含量3.2%～3.5%）和木聚糖（含量7.4%～7.8%）。這類日糧應選用β-葡聚糖酶或木聚糖酶。 1.3.1.3高纖維日糧是指谷物、糟渣、麥麩含量較高的日糧。這類日糧應選用纖維素酶，同時還要輔以其它半纖維素酶（如木聚糖酶和甘露聚糖酶等），以協助纖維素酶共同摧毀植物細胞壁。 1.3.1.4雜餅、粕日糧是指棉、菜籽粕等含量較高的日糧，富含粗纖維、果膠、甘露聚糖等多聚物。這類日糧應選用含纖維素酶、果膠酶和甘露聚糖酶的復合酶。1.3.2根據畜禽的特異性選用酶： 1.3.2.1根據畜禽消化道的生理條件選用豬與禽的消化道溫度通常在38～40℃之間，胃液的pH值在1.7～3.5之間，小腸pH值在5.0～7.2之間，大腸接近中性。胃主要消化蛋白質，小腸消化吸收蛋白質、淀粉和脂肪，大腸對粗纖維可以起酵解作用，胃和小腸是飼用酶發生作用的主要場所。選用酶應適應胃和小腸的生理條件。 1.3.2.2根據酶在動物體內存留時間選用通常情況下豬和牛的消化道要比禽長，豬進食后需要18～24h才開始排出糞便，約12h才能排完。相比下，家禽和水產動物要快的多。禽類消化道短，對飼料的消化利用率較低，所以酶的添加比例也要高些。同樣，水產飼料中酶的添加比例應更高些。 1.3.2.3根據動物日齡選用通常情況下幼齡動物的消化系統發育不完善，各類消化酶的分泌不足。而正常成年動物消化酶充足，一般不需要添加高劑量酶。如果日糧營養水平較低，抗營養因子含量較高，其適用的復合酶應以消除抗營養因子為主。 　2酶制劑在養豬業上的應用2.1添加飼用酶需要滿足的條件以及飼用酶的應用目的． 2.2.1滿足條件：Annison和Choct指出，為改善動物生產性能而在飼料中添加飼用酶必須滿足以下條件：⑴飼料原料必須含有抗營養活性的NSP，某些配合飼料中含量較高，足以引起生產問題。⑵飼用酶制劑對多聚糖底物必須具備較高的活性，由于多聚糖結構多種多樣，而且聚糖酶具有高度專一性。改變所用酶對底物NSP的活性是重要的。⑶所用酶在飼料加工過程中以及進入動物體內降解多糖時，都必須維持其活性。 2.2.2應用目的：飼用酶應用于豬日糧中的目的有三：⑴減少仔豬斷奶應激的影響；⑵提高某些飼料的利用率；⑶降低養豬業的環境污染。 2.2添加飼用酶制劑的實驗研究飼用酶制劑對豬的生產性能的試驗報道，多數是有利反面的結果。飼養試驗中，添加酶制劑可以提高豬的增重和飼料轉化率，或者減少仔豬腹瀉率（Bedford，1995），豬日增重改進的范圍為4.5%～5%，飼料轉化率改進的范圍為3%～15%，其中報導飼料轉化率改進的情況比日增重多。有些試驗報導則是只提高飼料轉化率，而對日增重影響不明顯（Thacker等，1992）。消化試驗中，酶制劑對改善豬日糧消化率也有正效應和負效應，以正效應為多數。試驗結果與日糧類型關系密切，一般，玉米?豆粕型日糧效果不明顯，而大麥、小麥或黑麥為主日糧有明顯正效應，Bedford等（1992）在大麥?大豆型日糧中使用β-葡聚糖酶使實驗組豬增重提高了17%。但是，Thacker等（1992）同樣在大麥?大豆型日糧使用β-葡聚糖酶卻沒有什么效果。 　　國內，馮定遠等（1998）在斷奶仔豬日糧使用β-葡聚糖酶和木聚糖酶的飼用酶制劑，使實驗組生長仔豬日增重提高6.0%。飼料報酬提高3.4%。張克剛等（1997）在含有高量小麥麩和次粉的育肥豬日糧中使用相類似的酶制劑，使兩個實驗組日增重比對照組提高4.25%和14.02%，其中高量次粉組比高量麥麩組效果更好。胡忠澤等（1999）通過消化試驗，研究復合酶制劑對日糧養分表關消化率的影響。 　　結果表明，可明顯提高生長豬生產性能和日糧養分表觀消化率。高玉紅等（2000）研究復合酶對斷奶仔豬營養吸收能力的影響。結果表明，可提高斷奶仔豬生產性能，也表明復合酶提高了營養物質消化率，其中干物質、粗蛋白和粗脂肪均達顯著水平（P〈0.05〉；血漿葡萄糖含量也隨酶活水平的升高而增加（P〈0.01〉。王冬艷等（2000）通過飼養試驗評定了復合酶制劑（蛋白酶、木聚糖酶等）和單一纖維素酶制劑對斷奶仔豬生長性能和腹瀉的影響。表明，一定程度上可以改善生長，提高飼料轉化效率，降低腹瀉率和提高豬群生長整齊度，且復合酶制劑比單一纖維素酶效果好。 　　此外，后期試驗（11d-21d），處理A（復合酶制劑組）和處理B（單一纖維素組）的飼料增重比與對照組相比，顯著降低了16%（P〈0.05〉和7.1%。余東游（1998）采用180頭仔豬和中豬的飼養試驗結果表明，與對照組相比，飼糧中添加復合酶制劑使仔豬和中豬的日增重分別提高了22.66%和11.56%，料重比分別降低了8.87%和13.61%。奚剛（1999）研究證實飼糧添加外源性酶能刺激某些內源消化酶的分泌，Inborr認為，從酶動力學角度看，外源性酶大多由細菌或真菌發酵而來，其自身結構及環境要求均有利于動物的內源性酶，不太可能存在所謂"反饋性抑制"。許梓榮（1999）研究了木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纖維素酶組成的復合酶制劑（GXC）對56日齡仔豬消化機能的影響。 　　實踐表明，在含35%麥麩的飼糧中添加GXC30mg/kg，使干物質、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分的表關消化率提高；腸內容物黏度、糞中大腸桿菌數和腹瀉頻率分別降低；胃、胰、小腸的相對重量分別降低；十二指腸內容物總蛋白水解酶和α-淀粉酶活性提高；小腸絨毛高度提高22.94%（P〈0.01〉，且絨毛較長，數量多，均勻一致。楊全明等（1999）試驗表明，酶制劑可使飼料中主要營養物質、氨基酸的消化利用率和回腸末端食糜中蛋白酶類活性略有提高。盧興民等（1999）飼喂添加混合型ME酶制劑，仔豬體重提高。張勇等（1999）單因子飼養試驗表明，可促進斷奶仔豬生長，改善飼料利用率，降低斷奶仔豬腹瀉率，減少不同個體間體重差異。 3結束語：一般，酶制劑的促消化作用在幼畜的反應比成年豬明顯，在非常規原料日糧中的反應比常規原料日糧明顯，降解NSP的酶制劑比一般的消化酶的效果明顯。這些反應了酶制劑、底物和動物三者之間復雜關系。此外，飼料加工工藝對酶活性的影響也是影響飼用酶制劑應用效果的一個重要因素。總之，飼用酶制劑的應用受到多方面因素影響，還有許多問題未完全弄清楚，在豬日糧中使用酶制劑必須綜合酶制劑本身種類和活性、日糧組成、飼料加工工藝以及豬的生理階段。只有針對性使用，才能取得良好效果。 參考文獻 [1]馮定遠等。飼用酶制劑應用的影響因素及在豬日糧中應用的效果，飼料工業，1999，20（10）：1～4. 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