外源酶制剂在反刍动物生产中的应用研究综述

王彩莲 宋淑珍 潘发明 王斐 宫旭胤 郎侠

摘要：就外源酶制剂在反刍动物饲料中添加的意义，在奶牛、肉牛、绵羊及山羊生产中的应用现状等方面的研究进行综述。

关键词：外源酶；消化率；反刍动物；综述

中图分类号：S816.7 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2017）08-0069-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.08.018

A Preliminary Report on Introduction Test of 11 Oil Flax Cultivars in Pingliang

YANG Li， QI Shuanggui， WANG Zongsheng， LI Qingmei

（Pingling Institution of Agricultural Science， Pingliang Gansu 744000， China）

Abstract： Introduction experiment of 11 oil flax cultivars is carried out in Gaoping experiment stations of Pingliang Institution of Agricultural Science. The result shows that the comprehensive chavaiters is excellent， the plants grew well， the evenness of the plant are strong， and the yield components are high， which the growth stages of 3911 and 9718 are shorter than that of other cultivars， 99012 QS05 and Longya 10 are longer in the condition of open ground drilling. The growth of Tianya 10， Longyaza 14， 99012 QS05， Longya 10 are vigorous and uniform. Tianya 10 have the highest yield and achieved 9.55% increase over the CK Longya 10. The yield of Longyaza 14 is second to Tianya 10 and 6.82% increase over the CK. Longyaza 14 have the lowest plant height which may enable it a good lodging resistance. Tianya 10 and Longyaza 14 are suitable for planting in Pingliang.

Key words：Oil flax；Pingliang；Cultivars；Introduction

酶制剂是一种生物催化剂。20世纪50年代，科学家们在不同的动物日粮中添加淀粉酶和蛋白酶等酶制剂，研究其对动物生产性能的影响。此后，外源酶制剂的应用成为全球畜牧业研究热 点[1 ]。20世纪90年代初，酶制剂进入中国饲料市场，在酶制剂使用初期，由于饲料用酶本身酶学性质、使用方法和添加剂量、饲料生产工艺等诸多因素的影响，使用效果不稳定，近年来，随着酶制剂研发的进一步深入，在反刍动物上的使用效果也逐渐显现出来。我们就酶制剂在反刍动物饲料中添加的意义及生产中应用研究现状等加以综述，以期对提高反刍动物酶制剂使用研究水平提供参考。

1 反刍动物饲料中添加酶制剂的意义

酶制剂可以与瘤胃微生物协同作用促进植物细胞壁的消化，释放营养物质，便于反刍动物消化吸收。在高精料日粮条件下，添加酶制剂可以弥补瘤胃内纤维素降解酶分泌不足。酶制剂中未被瘤胃/皱胃消化的部分在到达小肠后，作用位点由瘤胃转入小肠，可加强小肠中纤维的分解，降低小肠食糜粘稠度，提高采食高精料日粮反刍动物营养物质的吸收，并分解小肠中碳水化合物，避免进入大肠后被微生物发酵所带来的危害。

2 酶制剂在反刍动物生产中的应用

2.1 在奶牛生产中的应用

饲粮中添加酶制剂可以提高奶牛泌乳量，降低乳体细胞数，提高机体免疫力[2 - 4 ]，改善奶牛瘤胃发酵功能及微生物组成。外源纤维素酶能够影响奶牛瘤胃某些细菌群落密度16S-rRNA 拷贝数的种属特异性，嗜淀粉瘤胃杆菌、产琥珀酸丝状杆菌菌群密度随着酶添加量的增大而增大或呈增大的趋势；反刍兽新月单胞菌菌群密度在高剂量酶添加量时增大，但整个菌群随着酶添加水平线性增大，牛链球菌在低剂量处理时呈现减少的趋 势[5 ]。将木聚糖酶喷洒在奶牛全混合日粮中可提高干物质、有机质及粗蛋白采食量，有增加矫正乳和乳脂肪的趋势，添加木聚糖酶组产奶量增加时间较添加纤维素酶+木聚糖酶组提前[6 ]。日粮中添加复合酶（木聚糖酶+纤维素酶）可以促进后备荷斯坦奶牛（3～7月龄）的生长，增加瘤胃液中总挥发性脂肪酸和乙酸含量，提高乙酸/丙酸比例，改善瘤胃发酵水平；还可提高TMR的NDF、ADF和总能表观消化率，使粪便干物质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及粪便中氮、磷排泄量减少；磷的表观消化率呈增大趋势[7 - 8 ]。但也有报道认为泌乳奶牛日粮中添加以纤维素酶和木聚糖酶为主的酶制剂对其瘤胃发酵及产奶性能没有影响[9 ]。奶牛混合日粮中添加植酸酶，使瘤胃及整个消化道植酸降解率升高，流入十二指肠的微生物磷和粪便中磷的排泄量增大，但对瘤胃pH、中性洗涤纤维的降解率没有影响。当奶牛总磷摄入量不受影响的情况下，植酸磷的摄入量下降，无机磷摄入量增大，流入瓣胃的无机磷减少，对产奶量和奶的组成没有影响[10 - 11 ]。泌乳奶牛日粮中添加外源淀粉酶具有改善其生产性能的潜力[12 ]。外源淀粉酶可以提高具有中等采食量和中等生产水平的泌乳早期奶牛瘤胃淀粉消化率，增加瘤胃有机质真消化率，但对微生物氮流入十二指肠没有影响；淀粉酶降低乙酸/丁酸比，增加乙酸/丙酸比，特别是饲喂高淀粉日粮时，淀粉酶能够提高瘤胃总挥发性脂肪酸的浓度；另外添加淀粉酶后瘤胃微生物淀粉酶活性增大，而原虫数量呈现下降的趋势；但对奶牛的采食量、生产性能、干物质及纤维（中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维）消化率、瘤胃消化力没有影响，对分解纤维和淀粉的细菌及其群落没有或影响较小[13 ]。日粮中添加淀粉酶可以提高泌乳奶牛中性洗涤纤维消化率，并且高淀粉日粮中添加外源淀粉酶效果优于低淀粉日粮，在低淀粉日粮中添加淀粉酶对奶牛的采食量、体重、体况、产奶量、奶的组成影响较 小[14 ]；低淀粉日糧中添加淀粉酶奶牛乳脂肪、固形物、能量矫正乳饲料转化率、干物质及营养物质消化率提高[15 ]。但也有报道，在低淀粉混合日粮中添加淀粉酶，奶牛生产性能（产奶量、矫正乳脂肪、蛋白质）降低，但营养物质的消化率升高[16 ]。泌乳中期饲喂低淀粉高纤维日粮的奶牛，外源淀粉酶对奶牛干物质采食量、生产性能没有影响[17 ]。

2.2 在肉牛生产中的应用

酶制剂的种类、添加量、酶处理时间及饲料类型、肉牛的生长阶段等均会对使用效果产生影响。肉牛育肥期酒糟-蛋白型日粮中添加纤维素酶，具有潜在改善其瘤胃中淀粉的消化率、蛋白质代谢、饲料转化率和动物健康的作用[18 ]。犊牛精料中添加淀粉酶可显著提高日粮淀粉表观消化率，添加胃蛋白酶有机物和淀粉的消化率提高，添加复合酶（淀粉酶+胃蛋白酶）可明显提高有机物、淀粉和蛋白质的表观消化率。与添加单一酶相比，复合酶的添加可显著提高有机物、淀粉、蛋白质的表观消化率（P < 0.05）[19 ]。断奶犊牛日粮中添加以纤维素酶为主的復合酶制剂的效果优于木聚糖酶，纤维素酶 +（果胶酶、蛋白酶、淀粉酶）日增重提高7.51%（P < 0.05），混合精料、粗料与增重比分别下降7.00%（P < 0.05）、1.23% （P < 0.05）；日粮中添加木聚糖酶+（果胶酶、蛋白酶与淀粉酶）犊牛增重提高4.20%（P < 0.05），混合精料、粗料与增重比分别下降3.86%（P < 0.05）和0.31%（P > 0.05）[20 ]。肉牛日粮中添加复合酶制剂（纤维素酶+木聚糖酶+β-葡聚糖酶）可显著提高对肉牛粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的消化率[21 ]。架子牛日粮中添加复合酶制剂（纤维素酶+木聚糖酶+蛋白酶+淀粉酶）后采食量显著降低（P < 0.01），粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和总能的表观消化率显著升高（P < 0.05），血清总胆固醇浓度升高，总蛋白和尿素氮代谢影响不显著[22 ]。舍饲牦牛日粮中添加纤维素酶和木聚糖酶的复合粉剂，牦牛的日增重、采食量、饲料转化率、纤维类物质的消化率和瘤胃NH3-N利用效率随着日粮中酶添加量的增加而提高，瘤胃丙酸浓度增加，乙酸/丙酸值降低，发酵类型改变（由乙酸型向丙酸型转换），但瘤胃健康没有受到影响[23 ]。

2.3 在绵羊生产中的应用

外源酶对内源酶分泌有促进作用。绵羊饲粮中添加纤维素酶以及与吐温-80复合制剂，可以提高瘤胃木聚糖酶、纤维素酶以及蛋白酶酶活性，并在一定程度上提高饲料消化率[24 ]。绵羊日粮中直接添加外源纤维素酶显著或极显著提高其对干物质（P < 0.01）、有机质、粗蛋白（P < 0.05）采食量，但酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维采食量不受影响；显著提高苜蓿粗蛋白、半纤维素表观消化率（P < 0.05），改善绵羊氮平衡，增加瘤胃总挥发性脂肪酸浓度（P < 0.05）[25 ]。添加方式不同，效果不同。绵羊瘤胃中直接添加纤维素酶系（内切葡聚糖酶+木聚糖酶）瘤胃液丙酸摩尔比升高，乙酸与丙酸比降低；饲喂后4 h纤维分解菌数量呈增加的趋势；牧草干物质和中性洗涤纤维的降解率提高；外源纤维素酶直接加入绵羊瘤胃中能够刺激纤维菌生长，增加纤维素酶、内切葡聚糖酶和木聚糖酶活性，但对外切葡聚糖酶和淀粉酶活性没有影响，不会对日粮的消化率、瘤胃pH、NH3-N、总VFA浓度造成影响[26 ]。绵羊日粮中添加纤维素酶+木聚糖酶其瘤胃总挥发性脂肪酸和NH3-N浓度升高，干物质采食量、瘤胃pH、总氮浓度也不受影响[27 ]。但陈宇[28 ]报道，添加外源酶可改善湖羊瘤胃微生物发酵特性。在不影响营养物质采食量的情况下，添加外源酶制剂显著提高羔羊体增重、平均日增重（P < 0.05）和营养物质（干物质、有机质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维）的消化率，但未发现对粗蛋白的消化率有影响[29 ]；改善羔羊胃肠道内环境，促进其生长发育[30 - 31 ]。用不同配伍的酶制剂处理秸秆型饲粮对育肥羊生长性能和营养物质消化率有积极的影响，添加纤维素酶系提高营养物质消化率11.00%，增重提高23.51%，饲料转化率提高26.36%，1 kg增重饲料成本降低18.42%[32 ]。哺乳期绵羊精料中添加纤维素酶产品对产奶量、乳成分、干物质采食量、羔羊的生长发育以及母羊的体重、体况变化均无影响，干乳期绵羊精料中添加纤维素酶产品其饲料利用率提高，采食量减少9%[33 ]。

2.4 在山羊生产中的应用

日粮中添加高水平纤维素酶（8 000 U/kg）和木聚糖酶（18 750 U/kg）复合酶可以降低莎能奶山羊的干物质采食量，增加干物质、有机物、粗蛋白质、NDF、ADF的消化率，提高校正乳的产量[34 ]。添加纤维素酶可极显著提高湘东黑山羔羊的生产性能[35 ]，对陕北绒山羊具有明显的增重效果，经济效益显著[36 ]。

3 展望

酶制剂已经是公认的最有发展应用前景、安全、高效的饲料添加剂之一，但由于其生物特性、作用规律的复杂性以及反刍动物消化系统的特殊性，酶制剂的应用效果很不稳定，其在改善动物生产性能、提高饲料利用效率、减少环境污染、增加经济效益等方面的功效尚未充分发挥。要解决这些问题，就要加强菌种选育（如应用分子生物学技术）和酶生产工艺等基础研究工作，寻找酶活性稳定的优良菌株，并研制能够显著改善反刍动物饲料营养价值的酶制剂。其次应开展酶动力学、反刍动物消化机理和消化过程的应用理论研究，加强适用于反刍动物饲料的酶制剂的研发，尤其是关注后续应用技术的配套研发。另外，由于酶制剂是蛋白质，易失活，因此如何保持酶制剂的稳定性和饲用效果也是今后酶制剂在生产和处理过程中的一个重要研究方向。随着人们越来越关注反刍动物产品中使用生长激素和抗生素，采用酶制剂类绿色添加剂将会在反刍动物产品生产体系中发挥更重要的作用[37 - 38 ]。

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（本文责编：陈 伟）