非淀粉多糖酶及其在猪生产中的应用

向德良，冷秋仙（湖南省益阳市赫山区畜牧水产局，湖南 益阳 413002）



非淀粉多糖酶及其在猪生产中的应用

向德良，冷秋仙
（湖南省益阳市赫山区畜牧水产局，湖南 益阳 413002）

作者介绍：向德良（1962-）男，汉族，湖南益阳，畜牧师，主要从事畜牧养殖管理工作。

玉米作为能量提供者在我国饲料中具有重要作用，但是随着玉米市场的形势越来越紧张，其价格逐年攀升，这使得竞争日益激烈的饲料行业的利润不断降低，因此寻求新的饲料原料则显得尤为重要。麦类植物逐渐得到人们的重视，其作为世界重要的粮食作物，产量高、储存方便且价格较低，使其成为替代玉米的不二之选。但是麦类植物作为饲料原料的适口性和消化率均不理想，并且非淀粉多糖的含量较高，尤其是可溶性非淀粉多糖，影响饲料中蛋白、脂肪和淀粉等营养物质的利用率以及畜禽生长性能。酶作为活细胞产生的一种生物催化剂，通过参加生化反应来促进动物对营养物质的吸收和利用，提高饲料的利用率和畜禽的生产性能。众多研究表明，在植物性饲料中添加非淀粉多糖酶能够消除植物性原料中包括非淀粉多糖在内的抗营养因子。非淀粉多糖酶主要包括纤维素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和果胶酶等，是能够很好地降解植物中纤维素、β-葡聚糖和木聚糖等非淀粉多糖的一系列酶。从全球范围来看，约65%的谷物饲料中添加了酶制剂，尤其是非淀粉多糖酶制剂。本文在介绍了非淀粉多糖酶的作用机制及其应用效果的影响因素的基础上，综述了非淀粉多糖酶在猪生产上的应用，以期为非淀粉多糖酶应用于猪生产中提供参考。

1　 非淀粉多糖酶

1.1非淀粉多糖酶的作用机制

破坏植物细胞壁，暴露营养物质。植物细胞壁包裹着植物细胞中的蛋白质和淀粉等营养物质，单胃动物要消化吸收其中的营养物质必须先破坏细胞壁，植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素、果胶和少量的蛋白质和脂肪酸等组成的一种复杂聚合物。常见的植物性饲料原料，例如玉米、豆粕、菜籽粕和小麦等细胞壁中均含有大量的非淀粉多糖。而非淀粉多糖酶能够将细胞壁中的木聚糖、β-葡聚糖、纤维素、甘露聚糖和果胶等降解成一些小分子片段，进而破坏细胞壁，使单胃动物胃肠道的消化酶能够与植物细胞中的蛋白质和淀粉等营养物质充分接触，提高了这些营养物质的消化率[1，2]。

降低肠道食糜黏度，促进营养物质的消化和吸收。植物性饲料原料中含有大量的非淀粉多糖，并且水溶性非淀粉多糖的黏性较高，使得畜禽在采食后，肠的食糜黏度增加，阻碍内源消化酶与营养素之间的接触，小肠黏膜难以消化吸收这些营养成分。此外，食糜黏度增加了动物的饮水量，导致营养成分随粪便流失增加，进一步降低了营养物质的消化利用率。非淀粉多糖酶可将饲料中的可溶性非淀粉多糖水解成片段，有效降低肠道食糜的黏度，有利于营养物质的消化吸收并抑制其大量流失，在很大程度上提高了饲料营养成分的消化利用率[2，3]。

减少肠道有害微生物。非淀粉多糖酶降低了水溶性非淀粉多糖等导致的肠道食糜黏度，食糜流速增加，抑制了食糜在肠道中蓄积，从而有效地减少了肠道有害微生物聚集。此外，非淀粉多糖酶分解多糖为不等的小片段，促进了内源性消化酶对营养物质的消化和肠道的吸收作用，使得营养物质在肠道前段即被大量消化吸收，进入肠道后段的营养物质减少，不能为厌氧微生物发酵繁殖提供碳源，抑制其大量增殖，减少肠道疾病的发生，有利于畜禽的健康生长[1]。

提高内源酶活性。尽管非淀粉多糖酶提高内源酶活性的机理尚不清楚，但是研究证实β-葡聚糖和木聚糖能够结合消化道内的多种消化酶，例如淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶等，降低它们的活性，而在日粮中添加的非淀粉多糖酶可以促进β-葡聚糖和木聚糖分解而抑制其与消化酶结合，从而增加消化酶活性[3]。

改善外周血液激素水平，提高动物机体免疫力。非淀粉多糖酶可通过调控动物外周血液的激素水平影响机体的消化和代谢。高峰等[4]研究证实在小麦基础日粮的基础上添加0.017%酶制剂能显著升高仔猪血液尿素含量、T4和IL-2含量，血糖和T3含量有上升趋势，表明酶制剂可以通过影响仔猪代谢激素水平而增强机体免疫力。此外，β-甘露聚糖被非淀粉多糖酶降解后的甘露寡糖可以被肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌利用而大肠杆菌和沙门杆菌却不能利用，从而促进有益菌群在肠道内繁殖生长，改善机体免疫力。

1.2影响非淀粉多糖酶制剂应用效果的因素

饲料原料类型。酶制剂具有高度专一性和特异性，饲料的组成不同则所需添加的酶制剂也不同。常见的谷物糟渣和麦麸等纤维素含量较高的饲料，这类饲料中应添加纤维素酶和半纤维素酶；而菜籽粕和棉粕等含有大量的粗纤维、果胶、甘露聚糖，因此在这类型饲料中添加纤维素酶、果胶酶、甘露聚糖酶则是最适宜的[5]。

饲料加工工艺。酶制剂的应用效果受到加工过程中温度、水分、压力以及其他添加剂等因素的影响。例如在颗粒和膨化饲料的生产加工过程中的温度可达120℃，而大多数酶不具有耐受70℃以上高温的性质，因此在饲料混合之前添加酶制剂则极易破坏酶结构而降低其活性。建议颗粒和膨化饲料在制粒和膨化后均匀添加可以保证酶活性不受破坏[6]。

动物消化道内环境。酶制剂的作用效果受到动物机体内环境的影响，例如pH和温度等，非淀粉多糖酶制剂主要作用于猪的胃贲门和小肠前段，这就需要考虑非淀粉多糖酶制剂能够顺利通过酸性的上消化道，并在小肠的特殊环境下保持活性并能和底物作用。

动物生理结构。对于非淀粉多糖不同年龄阶段的猪群的耐受能力不一样，成年猪基于其肠道发育完全，微生物繁殖成熟，微生物可以对非淀粉多糖进行发酵，表现出较高的耐受能力，而幼龄猪则对非淀粉多糖较为敏感。

2　 非淀粉多糖酶在猪生产上的应用

2.1在仔猪生产上的应用

仔猪的胃肠及肠道微生物处于发育和繁殖时期，难以消化吸收非淀粉多糖，对饲粮中的非淀粉多糖较为敏感，在仔猪植物性原料含量较高的饲粮中添加非淀粉多糖酶能有效地帮助仔猪消化吸收非淀粉多糖，促进仔猪生长发育和机体健康。陈清华等[7]在仔猪高次粉饲粮中添加0.15%的非淀粉多糖酶，与玉米饲粮相比，日增重和采食量分别提高6.76%和2.22%，料重比下降4.26%，总蛋白和GH分别提高13.76% 和24.69%，血钙、血磷、尿素氮和谷草转氨酶(GOT)分别下降7.45%、12.50%、14.26%和37.14%，而内脏相对质量无显著变化，表明非淀粉多糖酶能有效改善仔猪生长性能和血液生化水平。在此基础上，他们在仔猪玉米-豆粕型日粮中分别添加0%、0.01%、0.02%、0.03%和0.04%非淀粉多糖酶，结果表明，与对照组相比：加酶能有效提高干物质、粗蛋白、粗纤维、粗灰分、能量、粗脂肪和无氮浸出物的表观消化率都有提高，但以0.02%的添加剂量对仔猪生长性能、养分消化率的改进效果最明显[8]。乔家运等在断奶仔猪基础日粮中添加0.5%复合木聚糖酶和β-甘露聚糖酶，结果表明：与对照组相比，添加非淀粉多糖酶能显著提高仔猪平均日增重和降低料重比(P< 0.05)，显著提高断奶仔猪血清总蛋白、白蛋白浓度(P< 0.05)，降低血清尿素氮浓度(P< 0.05)，表明酶制剂可以调节断奶仔猪血清中蛋白质代谢的相关指标，提高其生长性能。王金伟等研究表明在玉米型基础饲粮中添加非淀粉多糖酶对断奶仔猪的生长性能和血清生化指标无显著影响，而在小麦型基础日粮添加非淀粉多糖酶显著提高断奶仔猪平均日增重和血清的总蛋白、球蛋白和磷的含量(P< 0.05)，显著降低谷草转氨酶的活性(P< 0.05)，且以0.03%的添加水平最优。王洁等在仔猪棉粕型日粮中添加非淀粉多糖酶均能在不同显著水平上显著提高干物质、能量、粗蛋白、非淀粉多糖的表观消化率，并且组合酶对干物质、粗蛋白、非淀粉多糖的表观消化率作用效果优于单体酶，而对能量的消化率的提高差别不大。

2.2在生长猪生产上的应用

非淀粉多糖酶也能有效改善生长猪的生长性能、胴体性状、肉品质、肠道菌群结构以及对植物性含量较高的饲料中养分的消化吸收。高阳等研究表明在玉米-豆粕型饲粮中添加0.6%非淀粉多糖酶可显著提高生长猪平均日增重和、平均日采食量和眼肌面积(P < 0.05)，显著降低料重比(P< 0.05)、肌肉滴水损失和剪切力，改善了生长猪的生长性能和肉品质。闻爱友等研究证实小麦替代全部玉米对生长猪的生长和饲料转化率具有明显的负面影响，而在小麦型日粮中添加非淀粉多糖酶与不添加相比可极显著提高日增重12.9%，降低料重比13.8%(P< 0.01)。余有贵等研究表明日粮中谷物组成和非淀粉多糖酶的添加对生长猪直肠pH和微生物区系均有显著影响(P< 0.05)，在3种不同谷物组成的日粮中添加非淀粉多糖复合酶，均能降低直肠pH、大肠杆菌数和沙门氏菌数而提高双歧杆菌数和乳酸杆菌数，有利于改善生长猪直肠的微生物菌群。王连生等研究表明在玉米-豆粕型日粮中添加0.06%复合非淀粉多糖酶能显著提高生长猪对饲料干物质、粗蛋白和能量的表观消化率(P< 0.05)，而添加不同水平的α-半乳糖苷酶对饲料干物质、粗蛋白和能量的表观消化率的影响并不达显著水平。刘大春研究表明在玉米-麦麸-豆粕-菜籽粕-棉粕日粮中添加复合非淀粉多糖酶(α-半乳糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶)有提高生长猪生产性能和降低饲养成本的作用，0.010%、0.015%和0.020%剂量的非淀粉多糖酶均能不同程度的提高干物质、能量、粗蛋白、半纤维素表观消化率，以0.015%水平效果最佳；此外非淀粉多糖酶有提高血糖和T3水平，增加T3与T4比值，降低血浆尿素氮含量的作用。

3　小结

随着我国畜牧业的不断发展壮大，我国饲料资源尤其是玉米等能量饲料的短缺现象日渐凸显，在这种情况下，充分开发利用我国丰富的麦类谷物和麸糠等资源则显得尤为迫切和重要。非淀粉多糖酶能够通过一系列作用机制降解麦类谷物和麸糠等饲料原料的抗营养因子，促进营养成分被猪体消化吸收，其添加方便、促生产效果好、成本较低、清除抗营养因子直接有效并且无毒副作用等的优点使其具有很大的开发价值，必将在未来的畜牧业发展中发挥巨大的潜力和作用。

参考文献

[1]吕秋凤，董欣，邵彩梅，等.非淀粉多糖酶的作用机理及在畜禽生产中应用的研究进展[J].中国畜牧杂志，2014，50 (11)：91-94.

[2]黄辉龙，皱晓庭.饲用非淀粉多糖酶的研究进展[J].饲料博览，2010(7)：32-35.

[3]王永花，高峰，周光宏.非淀粉多糖酶制剂在畜禽胃肠道的作用模式[J].畜牧与兽医，2006，38(9)：52-55.

[4]高峰，江芸，周光宏，等.小麦基础饲粮添加酶制剂对断奶仔猪生长、代谢和血液IL-2 水平的影响[J].南京农业大学学报，2002，25(1)： 57-60.

[5]黄腾飞.非淀粉多糖酶应用效果研究进展[J].饲料研究，2014(3)：5-6.

[6]汪勇.非淀粉多糖酶制剂的研究进展[J].饲料工业，2007，28(8)：13-16.

[7]陈清华，曹满湖，李召平，等.非淀粉多糖酶在仔猪高次粉饲粮中的应用研究[J].饲料研究，2006(10)：36-40.

[8]陈清华，朱立涛.非淀粉多糖酶制剂对仔猪生长、消化性能及血液中某些生理、生化指标的影响[J].饲料工业，2006，27(6)：32-35.

(收稿日期：2014-09-03)