侯瑞 杨桂芹 刘海英 董维国
摘 要:酶制剂是一种特殊的饲料添加剂,是以酶为主要功能因子通过某种特定加工工艺制成的。它主要作用于动物消化道内的饲料,催化体内某些生物化学反应,不会沉积在畜禽的组织和器官中,可以保证畜产品的品质与安全。酶制剂能够提高饲料的消化利用率,从而提高动物生产性能,减少畜禽体内氮磷随粪尿的排泄量,减少粪污对环境污染。
关键词:酶制剂;饲料利用率;生产性能
1 酶制剂分类
饲用酶制剂有多种分类方法。按照其组成分可分为复合酶制剂和单一酶制剂两大类。其中复合酶制剂包含两种或两种以上的单一酶,目前生产过程中常用复合酶制剂。按照功能的不同可将酶制剂分为内源性酶和外源性酶两大类。
1.1 内源性酶
内源性酶制剂与动物消化道所分泌的消化酶相似,主要包括淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、脂肪酶等。并且其功能也与动物消化道分泌的酶相同,能直接消化水解饲料中的大分子营养物质。
1.2 外源性酶
外源性酶制剂与内源性酶制剂不同,是动物体内不能分泌的酶,主要包括植酸酶、果胶酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、戊聚糖酶等,它们能够分解或水解饲料中的抗营养因子,使其失去阻碍营养物质被消化的作用。同时外源性酶制剂能破坏细胞壁和细胞间质,释放出细胞内容物,使得原本不能被消化的细胞内容物能够被机体消化吸收。
2 酶制剂在畜禽饲料中的作用
2.1 提高饲料消化利用率
家禽生产中添加酶制(如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶等)剂能够增加消化道内酶的浓度,并且增加一些动物体内不能分泌的酶,使得能够消化的营养物质在数量和种类上都有一定程度的提升。并且添加酶制剂能够减小抗营养因子对营养物质消化吸收的阻碍作用,从而能够提高家禽对营养成分的消化和利用效率,同时包括纤维素酶等在内的一些酶制剂能够分解某些饲料成分细胞壁,并且能将某些不易消化的营养物质改变为易消化的结构,从而提高饲料的消化利用效率。某些酶制剂不能像以上酶制剂一样将日粮改变成易于家禽消化的形式,但是可以促进家禽的肠道健康,刺激肠道绒毛的生长,刺激肠道有益菌的增殖等,增强家禽对营养物质消化吸收的能力。刘长忠研究表明,在鹅的基础日粮中添加0.2%与0.4%的NSP酶,结果显示添加NSP酶能够不同程度提高还原糖生成量和营养成分(粗蛋白质、粗灰分、氨基酸等)的体外消化率。
2.2 促进肠道健康
酶制剂能够调节家禽肠道中食糜的粘度,使其与小肠绒毛接触更加紧密,更加利于小肠绒毛的吸收作用。并且酶制剂在分解饲料养分的同时能够产生一些寡糖,这些寡糖能够被有益菌优先利用,有利于它们的生长与繁殖,同时寡糖能吸附有害菌,减少肠道中有害菌的浓度,使动物的肠道更加健康。并且酶制剂能够促进肠道绒毛正常发育,使得机体对营养物质的吸收能力增强。毛胜勇报道,酶制剂降解非淀粉多糖后,产生的甘露寡聚糖对双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌等有益菌群有促进其生长和繁殖的作用(p<0.05),进而通过优势菌群的抑制作用限制沙门氏杆菌、弯曲杆菌和梭状芽孢杆菌等致病细菌的数量(p<0.05)。
2.3 生理和免疫调控
淀粉酶、非淀粉多糖酶(木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶等)和特异碳水化合物酶(α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶、果胶酶、甲壳素酶等)在消化道内能够产生寡糖,寡糖能够调控体内代谢和免疫的功能。寡糖能够充当免疫刺激的辅助因子,参与机体免疫应答反应,进而能够调节机体免疫系统,提高抗体免疫应答能力。
2.4 脱毒解毒
一些酶制剂具有脱毒和解毒作用,如黄曲霉毒素脱毒酶可以破坏黄曲霉毒素分子,达到脱毒的作用。黄曲霉毒素是发霉的玉米中含有的毒素,能够在家禽机体中残留,并且对机体肝脏等器官造成损伤,同时能降低家禽生产性能(包括采食量、日增重、料重比等),有研究表明日粮中加入黄曲霉毒素解毒酶,能一定程度上解决这些问题。尹逊慧等研究发现,饲料中添加0.3%的黄曲霉毒素解毒酶制剂能够有效解决20~50微克/公斤黄曲霉毒素污染问题。另外,部分酯酶、细胞色素P450单加氧酶、谷胱甘肽-s-转移酶等也具有特定的脱毒解毒功能。
2.5 抗氧化等
一些酶制剂具有抗氧化作用,包括超氧化物歧化酶、硫氧还蛋白过氧化物酶和过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等,它们能够消除机体内的氧化物。所以这些酶能够更好的保证畜产品的质量,并且对延长货架寿命有一定的作用。
3 酶制剂在禽生产中的应用
3.1 单一酶制剂的应用
3.1.1 植酸酶 植酸不能被家禽利用,添加植酸酶能够将饲料中的植酸水解产生低级肌醇磷酸衍生物和无机磷酸,从而变成家禽能够消化吸收的营养物质。Olukosi等研究发现,在低营养水平玉米—豆粕型日粮中添加植酸酶可以改善鸡的日增重。Cuevas等研究了木聚糖酶和植酸酶组成的多酶复合物对饲喂玉米—豆粕型日粮的肉仔鸡的生产性能和骨骼矿化的影响,结果表明植酸酶在减少磷排放和提高能量、蛋白质与氨基酸利用率方面是有效的。Cowieson等研究表明,在3克/公斤有效磷的日粮中添加外源植酸酶,可以改善肉鸡的生长性能,其生产性能与5克/公斤有效磷的日粮组水平相当,可见添加植酸酶能够有利于磷元素的消化与吸收。
3.1.2 木聚糖酶 木聚糖酶能将木聚糖降解成木糖或低聚木糖。Choct等报道,在小麦型日粮中添加木聚糖酶能有效地改善肉鸡的生产性能,能够不同程度的提高肉鸡对脂肪和脂肪酸消化率以及能量的转化效率。Proko等报道,在小麦型日粮添加木聚糖酶能够提高蛋鸡生产性能(p<0.05),并且认为是由于木聚糖的添加提高了日粮的表观消化率,同时能够降低蛋鸡肠道中食糜的粘度,从而更加有利于营养物质的消化与吸收。郭俊刚等研究表明,在日粮中添加木聚糖酶能显著提高肉鸡干物质消化率(p<0.05)、表观代谢能和免疫器官指数(p<0.05),提高肉鸡平均日增重(p<0.05),降低料重比(p<0.05)。
3.1.3 纤维素酶 一般情况下家禽体内不能分泌消化纤维素的酶,所以不能利用纤维素,但是添加酶制剂能够将日粮中的纤维素降解为能够被家禽消化的的单糖,对家禽生产性能的改善十分明显。何万领等研究发现,纤维素酶制剂可以显著提高肉鸡的增重(P<0.05),显著降低饲料增重比(P<0.05),且以添加0.1%纤维素酶制剂组生产性能最好。周娟等研究了纤维素酶对肉仔鸡生产性能及营养物质表观利用率的影响,结果表明,添加0.1%纤维素酶对肉仔鸡体重、日增重、饲料转化率等均有显著影响。陈晓春等研究表明,加入纤维素酶可提高饲料表观消化率、蛋白质利用率、能量利用率和代谢能值,可提高肉鸡的增重和饲料利用率。
3.1.4 蛋白酶 Rubio等研究发现,蛋白酶有提高肉鸡采食量和增重的作用(p<0.05)。Yu 等发现,在玉米—豆粕型日粮中添加蛋白酶,具有提高饲料转化率(p<0.05),改善肉鸡生长性能的作用(p<0.05)。
3.1.5 甘露寡糖酶 郭俊刚等研究结果显示,高DDGS水平日粮下,添加甘露寡糖酶能够显著提高白羽肉鸡的平均日增重(p<0.05),降低料重比(p<0.05),提高表观代谢能和免疫器官指数(p<0.05)。
3.2 复合酶制剂的应用
复合酶制剂中由于酶的种类较多,所以作用比单一酶制剂广泛,在市场中应用的也较多。王苑等在基础日粮中添加由80毫克/公斤甘露聚糖酶、80毫克/公斤α-半乳糖苷酶和160毫克/公斤木聚糖酶组成的复合酶制剂,试验结果显示添加复合酶制剂组的AA肉仔鸡与对照组相比,平均日采食量提高1.79%(p<0.05),平均日增重提高2.65%(p<0.05),料重比呈下降趋势,干物质表观消化率提高8.93%(p<0.05),能量表观消化率提高5%(p<0.05),粗蛋白表观消化率提高4.45%(p<0.05)。付大波研究结果显示,在DDGS型日粮中添加复合酶制剂1~21日龄Cobb肉鸡的日增重4.28%,料肉比降低了1.42%。蒋桂韬等研究表明,添加复合酶制剂后肉鸭14日龄体重和日增重分别提高4.53%(p<0.05)和5.42%(p<0.05),42日龄血清总蛋白含量提高7.99%(p<0.05)。
4 饲料中添加酶制剂应注意的问题
4.1 根据日粮类型合理添加
日粮类型不同,所包含的营养物质种类、含量、抗营养因子的种类和含量等情况都会有所不同,由于酶对底物具有专一的特性,所以要根据日粮的情况合理添加。
4.2 根据动物品种不同合理添加
动物肠道内的酶因动物品种 不同而又明显的差异,所以在消化过程中所体现的劣势也不相同,故而在添加酶制剂的过程中要考虑不同品种动物的消化特点,合理的添加。
4.3 根据动物自身因素的不同合理添加。
由于动物年龄与生理状态能够影响体内酶的种类与数量,所以在生产过程中酶制剂的添加种类和水平要根据动物的年龄、生理状态等情况合理添加。王影的研究表明,日粮中添加酶制剂的作用效果随饲料量增加而有所提升,因此在实际生产中添加酶制剂应考虑家禽的采食水平,以便更好发挥酶制剂的作用效果。
4.4 与益生菌联合使用
林谦等试验结果显示,在黄羽肉鸡饲粮中组合添加益生菌和复合酶制剂与单独添加益生菌或复合酶制剂组相比获得最高全期平均日增重,在养分消化率上有一定优势,同时对肠道绒毛形态结构的发育有促进作用。