酶制剂在猪生产中的应用

■王晓亮 周 樱 张庆丽

（武汉新华扬生物股份有限公司，湖北武汉 430074）

自从Fry（1958）最早开始研究饲用酶制剂以来，酶制剂在饲料工业中的应用已有50多年的历史。从最初的淀粉酶和蛋白酶，到现在的植酸酶和非淀粉多糖复合酶等，饲用酶制剂的种类越来越多，其应用范围也越来越广，从补充内源酶分泌的不足，到消除饲料中各种抗营养因子和毒素等。2011年，我国商品饲料总产量达到1.61亿吨，其中猪料为6 210万吨，占据38.6%的市场份额，同比增长4%。猪料巨大的市场容量和我国生猪养殖的广阔前景，为饲料酶制剂在猪料中的应用提供了良好的机遇。

1 饲用酶制剂概述

酶是动物机体活细胞产生的一种具有高效生物催化活性的蛋白质，在机体内发挥着重要作用，将各种大分子营养物质分解成可供机体吸收利用的小分子营养物质。研究表明，饲料中外源酶制剂的添加，不仅不会影响内源酶活性，还能加快营养物质的吸收利用并进一步降低饲料成本。酶制剂作为一种新型高效的饲料添加剂，在提高畜禽生长性能和减少环境污染方面已经得到了饲料工业界的一致认可，同时也为各种新原料在饲料工业中的应用提供了可能。目前在动物饲料中添加的酶制剂主要分为两大类，一类是动物消化道可以分泌的内源性消化酶（淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等）；另一类为动物体本身不能产生的外源性消化酶（植酸酶、非淀粉多糖酶等）。以植酸酶和非淀粉多糖酶等外源性消化酶应用较为广泛。

虽然部分研究学者认为酶制剂在家禽上的使用效果更加明显，但是更多的研究表明，在猪饲料中添加酶制剂，对配方成本的控制及饲料品质的提升同样可以带来巨大的价值。

2 酶制剂在猪生产中的应用

2.1 植酸酶在猪生产中的应用

植酸广泛存在于各种植物性饲料原料中（见表1），易与磷结合成植酸磷。植酸磷不可被动物体吸收利用，不仅降低了饲料中磷的利用率，还可以络合钙、铁、锰、锌等金属离子，形成不溶物，是一种典型的抗营养因子。植酸酶是一种可以水解饲料原料中植酸及植酸盐的一种酯酶。动物体本身并不能产生植酸酶，在饲料中添加外源植酸酶，可有效分解各种饲料原料中的植酸及植酸盐，释放出其中的无机磷供动物体利用，减少动物粪便中磷的含量，同时可消除植酸的抗营养作用，增加饲料养分消化率。

表1 猪料常用植物性饲料原料中植酸磷含量(%)

张永刚等研究发现，在生长猪日粮中只降低磷含量添加植酸酶不能使动物的生产性能达到正常水平；随着磷水平的降低，应同时降低钙水平，从动物采食量和生长速度及血液生化指标综合考虑，比较适宜的钙和磷比例为1.4∶1。边连全等研究发现，日粮中在添加500 FTU/kg微生物植酸酶的条件下，生长猪对小麦、稻谷和高粱中磷的表观消化率分别为77.64%、74.26%和64.38%，分别提高27.64%、41.84%和47.87%。朱仁俊等在仔猪饲料中分别用植酸酶替代50%和40%的磷酸氢钙后发现，替代50%磷酸氢钙比替代40%的磷酸氢钙可以获得更佳的料肉比及日增重。

2.2 非淀粉多糖酶在猪生产中的应用

非淀粉多糖酶为各种半纤维素酶（木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶）、纤维素酶及果胶酶的统称。一般非常规饲料原料养分不平衡，其中含有大量非淀粉多糖等抗营养因子或毒物，降低了其营养价值，限制了这些非常规原料在猪料中的使用（见表2）。而非淀粉多糖酶制剂可以使这些非常规饲料原料在饲料工业中的大量应用成为可能，很大程度上降低了饲料生产成本。

表2 猪料常用植物性饲料原料中非淀粉多糖含量（%）

胡忠泽等研究发现，在生长猪日粮中添加非淀粉多糖复合酶后，可以有效提高日增重（P＜0.05）和饲料转化率（P＜0.05）。辛总秀等在肥育猪的日粮中添加非淀粉多糖酶后发现，平均日增重都有所提高，且总耗料量有不同程度地降低，降低了料肉比。姚海儒等在仔猪小麦型日粮中添加非淀粉多糖复合酶后发现，日增重显著提高（P＜0.05），料重比显著降低（P＜0.05）。试验结果表明，添加非淀粉多糖复合酶能有效提高仔猪对小麦型日粮的消化率，促进仔猪的生长速度和提高饲料利用率。

非淀粉多糖酶在猪料中的应用，一方面扩大了猪料中非常规饲料原料的选择和使用，有效缓解了饲料工业日益增长的原料成本压力；另一方面，提高了养分的消化率，改善畜禽健康状况，为人类建设“节粮社会”提供了良好的典范，一定程度上缓解了“人畜争粮”和“人车争粮”的矛盾。

2.3 消化酶在猪生产中的应用

早期的饲用酶制剂，都是为了弥补幼龄、断奶或处于应激状态的动物体内消化酶分泌不足而添加的，通常为动物体内所能分泌产生的α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。一般认为，在饲料中只需要添加动物体所不能产生的外源性消化酶即可，不需要额外添加动物体内可产生的内源性消化酶。但近年来内源性消化酶在饲料工业中的应用，尤其是在幼龄动物饲料中的应用，已经越来越受到广泛的关注。幼龄动物在初生阶段，机体不能分泌内源性消化酶或分泌的消化酶活性很低，不足以维持正常生理需要，就必须额外补充内源性消化酶。目前市场上的幼龄动物专用复合酶的设计及应用都是基于这个原理。

乳仔猪阶段，小猪主要靠母乳来提供养分。母乳中主要营养成分是乳糖，蛋白质的含量显著低于后期教槽料中粗蛋白含量，且不含淀粉。由于前期蛋白质和淀粉对乳仔猪消化道的刺激不足，从而导致乳仔猪消化道内淀粉酶和蛋白酶分泌量严重不足，对后期主要以采食饲料来提供养分的乳仔猪是个巨大的挑战。因此，需要在乳仔猪的初生期为其补充外源的蛋白酶和淀粉酶，可以改善消化，降低腹泻率。高玉红等通过在仔猪饲料中添加淀粉酶、糖化酶及蛋白酶等复合酶后发现这种复合酶制剂可以提高断奶仔猪的生产性能及营养物质的消化率，其中干物质、粗蛋白和脂肪的消化率提升均达到显著水平（P＜0.05）。郭建来等在仔猪饲料中添加酸性蛋白酶后发现，仔猪日粮中干物质、粗蛋白、钙、磷的表观消化率均有不同程度地提升。

3 影响饲用酶制剂作用的因素

3.1 猪胃肠道温度及pH值对酶制剂活性的影响

酶制剂作为蛋白质生物大分子，其活性受到温度、pH值等诸多因素的影响。动物胃肠道的pH值区间是恒定的，饲用酶的作用条件必须与动物消化道的生理条件相适应，与消化道的pH值范围相吻合。猪消化道的正常温度为40℃左右，胃部pH 值2.5～3.5，小肠pH值5～7，大肠pH值呈中性。

不同的酶制剂，其发挥最佳效应的pH值区间也不同。如植酸酶的最适pH值范围为2.5～5.5，主要在猪胃部发生作用；非淀粉多糖酶的pH值为5～7，主要在猪小肠中发挥作用。因此，只有真正选用切合猪消化道pH值环境的酶制剂，才能最大程度地发挥酶制剂的效果，取得相应经济效益。

3.2 猪饲料组分对酶制剂活性的影响

酶制剂作为一种蛋白质类生物大分子，其活性受到诸多因素的影响。饲料成分复杂，其中很多物质会影响酶制剂的活性，如NSP或植物凝集素等大分子有机物或 Zn2+、Mg2+、Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe2+、Al3+等无机金属离子。有些物质对酶活会有负效应，如植物凝集素和Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe2+等金属离子；有些物质反而对酶制剂有激活作用，如Zn2+、Mg2+、Ca2+等金属离子。因此，在饲料酶制剂的保存及分级预混合过程中，尽量避开一些对酶制剂有不利影响的因素。

3.3 饲料加工工艺对酶制剂活性的影响

颗粒饲料制粒前，必须经过调质，原料要经过高温、高湿和挤压的综合作用。调质的过程可能使酶活性受到影响。高温一方面可加快反应酶制剂同底物的反应速度，另一方面亦可引起酶蛋白分子中一些疏水键断裂，改变分子构象，使酶丧失活性。对此，可以采用一些辅助手段来消除饲料加工工艺对酶制剂活性的影响。一可以采用包被的方法，通过减少酶制剂同外界高温、高湿环境的接触机会来减少酶制剂的失活；二可以在高温制粒或膨化的生产工艺情况下安装液体酶后喷涂设备，通过制粒或膨化后的液体酶后喷涂来减少酶制剂的失活；三是可以通过筛选耐高温菌种发酵生产耐高温的酶制剂，从源头上解决酶制剂的耐热问题。

3.4 猪的品种和日龄对酶使用效果的影响

猪品种及其日龄的不同也会影响酶制剂的具体使用效果。如土杂猪和三元杂交猪营养需求不同，酶制剂的使用方案也不一样。另外，乳仔猪、保育猪及中大猪日龄不同，其体内消化酶分泌的种类和数量各异，在酶制剂的使用方案上也要关注这种差异。在乳仔猪阶段，由于消化液中内源性消化酶的含量低，因此需额外补加一些内源性的消化酶来促进乳仔猪对饲料养分的消化；而到了中大猪阶段，体内的内源酶分泌量已经可以满足自身所需，此时只需添加猪体内不能分泌的植酸酶或非淀粉多糖酶即可。

4 小结

我国虽是饲料生产大国，但饲料资源还是相对匮乏，一些在猪料中使用的大宗饲料原料还依赖进口，如大豆、鱼粉等。因此，最大限度地发挥酶制剂的生物催化效用，提高现有饲料资源的利用率，积极拓展各种非常规饲料原料在猪料中的应用，已成为当务之急。另外，日益上涨的成本压力也严重制约着饲料工业和生猪养殖业的健康发展。对此，可通过使用酶制剂来适当降低养殖成本，保证生猪养殖业的健康可持续发展。此外，随着人们对环境保护和食品安全的日益关注，酶制剂作为一种无残留、无抗药性、新型高效的绿色饲料添加剂在环境保护和食品安全中发挥着越来越重要的作用。

（参考文献16篇，刊略，需者可函索）