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红敏 赤峰市农牧科学研究院
酶是一类具有生物催化活性的蛋白质,也可以说是一种生物催化剂。一切生物的新陈代谢都是在酶的作用下进行。饲用酶制剂的应用虽只有五十多年的历史,国内只有十多年,但发展很快,酶制剂改变了营养参数,改变了有效营养的供应,同时某些产物也影响体内的代谢,已成为动物营养中最重要和最有前景的饲料添加剂之一。
1饲用酶制剂的功能
1.1提高营养消化利用
酶制剂改善营养消化利用的途径为直接补充消化道营养水解所需的酶; 间接去除饲料中抗营养因子; 间接补充动物内源性消化酶的不足。很多研究报道,动物年龄、饲料类型和环境条件等都影响内源酶的分泌,影响其活性。目前,饲料中已普遍添加酶制剂来消除这些因素的不利影响,大多酶制剂是针对饲料中的抗营养因子而配制的。当饲料中加入含 β - 葡聚糖酶的酶制剂,可以通过 β - 葡聚糖酶对 β - 葡聚糖的作用,将饲料中的非淀粉多糖(NSP) 降解成小分子片段寡糖或二糖,消除因黏度增加而引起的抗营养作用,同时降低了黏粪的排泄量
一般情况下,健康的成年动物在适宜的生产条件下,可以分泌足够的消化酶用以分解饲料中的三大营养物质 (淀粉、蛋白质和脂类等); 而幼龄动物由于消化系统发育不完善,各种消化酶分泌不足,因此,在幼龄动物日粮中添加外源性消化酶,不仅可以补充内源酶的不足,并且能激活内源酶的分泌,因而有利于畜禽对饲料养分的消化吸收。
1.2提高畜禽体内代谢激素水平
近年来的研究表明,酶制剂不仅改善动物对日粮的消化率,而且还影响动物机体的代谢和激素水平。夏枚生 (2000) 研究结果表明,在仔猪高麸饲粮中添加复合酶制剂 (GXC) 使血清中胃泌素、三碘甲状腺原氨酸 (T3)、胰岛素 (INS)、生长激素(GH) 和胰岛素样生长因子 (IGF) 水平都提高,且差异显著 (P <0. 05)。宋凯 (2005) 研究表明,添加酶制剂可显著提高 35 和 49 日龄肉仔鸡血液生长激素质量浓度,在 35 日龄时不同配伍间出现显著差异 (P <0. 05)。在大麦基础饲料中添加酶制剂能显著提高肉鸡血液中 T3,促甲状腺激素水平。艾晓杰 (2000) 等在 2 月龄生长鹅,酶制剂促使 T3的质量浓度升高,甲状腺素 (T4) 水平下降,而且GH 和促甲状腺激素 (TSH) 的水平同步升高。同年又发现,添加粗酶制剂后,血浆中的 TSH 和 T3分别较对照升高 11. 76% ( P < 0. 05) 和 11. 43%( P <0. 05)。姚卿 (2010) 报道,在蛋鸡饲料中添加了一定含量的复合酶制剂器官功能、代谢能力、激素水平和产蛋率等均有提高趋势。
1.3提高免疫机能
酶制剂生物活性成分部分改善动物的肠道健康,部分提高动物的代谢水平,部分改善肠道以外的机体抗病能力,具有一定的生理生化调控功能。粗酶制剂可提高雏鹅血清中 IGF - 1 的质量浓度,增加生长鹅和成年鹅血浆中 IGF -1 和 GH 水平,从而促进生长。大麦饲料中添加粗酶制剂还能提高雏鸡淋巴细胞对植物血凝素 (PHA) 刺激的反应,提高雏鸡细胞免疫机能。高峰 (2001) 等研究发现,小麦日粮添加酶制剂可使雏鸡甲状腺素 IGF - 1 水平显著提高 (P <0. 05)。
2饲用酶制剂在畜禽生产中的应用
2.1单胃动物生产中的应用研究
消化道酶活性的变化将影响养分的消化,进而影响动物机体的代谢及营养过程。王明海 (2008)研究结果表明,在肉鸡饲料中添加复合酶 0. 1% 可显著提高肉鸡生产性能 (P <0. 05),且提高饲料转化率,提高经济效益。孙旺斌 (2010) 研究表明,在基础日粮中加入 0. 4% 的酶制剂,可使产蛋率提高 7. 51%,料 蛋 比 降 低 7. 60%,蛋 质 量 增 加5. 13%,差异均显著 (P <0. 05)。添加酶制剂对高含量小麦日粮有显著改善作用,但不同来源产品效果存在差异。周勃 (2011) 研究发现,在玉米 - 豆粕型育肥猪日粮中添加 XG10 酶制剂和盛肥速得益生素均有改善生产性能的趋势,二者同时添加能够显著提高平均日采食量和增加平均日增质量。李国旺 (2009) 研究表明,在仔猪基础日粮中分别添加0. 05%、0. 10%和 0. 15%的乳猪复合酶,与对照组比较,平均日增质量分别提高 5. 5%、10. 7% 和10. 9%,腹泻率分别下降24%、28%和28%,差异极显著 (P <0. 01)。
2.2反刍动物生产中的应用研究
酶制剂对反刍动物,只能通过长时间的生产试验来评价酶制剂的价值,在反刍动物日粮应用涉及直接水解作用; 与瘤胃微生物的协同作用。蔡元(2010) 研究报道,每吨青玉米秸秆中添加酶制剂200、400 和 600 mL,青贮 40 d 后开窖进行羔羊饲喂试验,与不添加酶制剂的对照组相比,各试验组的日增质量提高 17. 91% ~ 27. 42%,差异极显著(P <0. 01)。岳斌 (2011) 试验表明,玉米芯添加0. 15%的复合酶,日增质量比对照组的 98. 5 g 增加16. 8%,达到 115. 07 g,差异极显著 (P < 0. 01)。马君峰 (2011) 对玉米芯添加复合酶进行发酵处理,与常规日粮饲喂育肥肉牛进行对比,添加0. 15%的复合酶调制育肥肉牛效果最佳,平均日增质量比对照组提高了 36.7 百分点,差异极显著 (P <0. 01)。杨银芬 (2009) 研究表明,0. 25% 胰酶 +0. 20%Ⅱ型胶原酶及 0. 25% 胰酶 +0. 50% Ⅱ型胶原酶结合使用对奶牛乳腺组织块消化比较彻底。植福华 (2012) 报道,在泌乳前期的奶牛日粮中添加外源非淀粉多糖酶制剂具有促进奶牛泌乳和改善乳成分的趋势。在奶牛日粮中使用复合酶明显提高生产性能和饲料转化率。
3酶制剂在饲料中不能发挥作用的因素
3.1酶制剂不真实性
酶制剂的酶学特性、种类和活性及抗逆性不适合作为饲料用酶,酶制剂动物生产不真实有效,所以不能发挥作用。使用前要确定酶制剂使用的目的和对象,要对症下药。饲用酶制剂主要有 2 种应用形式,即单一酶制剂和复合酶制剂,现在使用的多为复合酶制剂。一种微生物产生含多种酶系的复合酶是饲用酶发展的方向。万明春 (2001) 报道,添加以内源性消化酶为主的复合酶作用不太明显,添加以外源性酶为主的复合酶才有实际意义。据Belfeed 公司 (2002) 报道,内切酶分解能力大于外切酶。饲用酶制剂的品质由酶的活性指标来衡量。不同酶制剂公司所使用的酶活单位可能不一致。
3.2酶制剂使用对象
只有当所选用的酶制剂产品适宜于使用此酶的饲料类型、动物状态和环境条件时,酶制剂才能显示出明显效果。有些研究报道,麦类饲料 NSP (β -葡聚糖和木聚糖) 对肉鸡的危害很大,NSP 可在黏膜表面形成黏性胶质层,干扰养分的消化吸收,脂肪的吸收受阻,最明显导致脂肪吸收不良综合征。而对猪的作用较小。从环境条件看,动物在断奶前后、高温季节、换料后及其他应激状态下更应使用酶制剂。
3.3酶制剂日粮类型
饲料原料类型和用量及动物种类和生理阶段的不同,酶制剂作用效果各异。单胃动物、幼龄动物、老龄动物、高产动物及患病动物使用酶制剂的效果更为明显。不同酶制剂对底物的作用有明显的对应关系,日粮类型可分为小麦型、大麦型和玉米- 豆粕型日粮。一般玉米 - 豆粕型日粮相对容易消化利用,而其他谷物及其副产品或其他非常规饲料原料一般都含有某些抗营养因子,不易被单胃动物利用。小麦、稻谷和米糠含有较多的戊聚糖,而大麦和黑麦等含有较 β - 葡聚糖,这些日粮中加入以对应的外源性酶为主的复合酶,效果良好。段爱军(2012) 研究报道,30% 和 60% 小麦型日粮添加不同来源的酶制剂,30% 小麦型日粮对肉鸭生产性能没有影响,而 60%小麦型日粮对肉鸭生产性能有显著改善作用,同时报道不同来源酶制剂产品效果存在差异。
4展望
随着酶制剂产品在畜禽生产实践中的发挥,定会刺激饲用酶制剂的科技研发投入和发酵生产技术的进步。目前,酶制剂技术创新的研究力度也在加大,如 “益生型酶制剂”概念的提出 、“饲料酶制剂技术体系”的建立及组合酶和融合酶技术的创新等。要创新性的把饲用酶制剂应用于畜禽养殖生产实践中,定会促进畜禽养殖业更好更快的健康发展。