低聚木糖和木聚糖酶可提高猪的生产性能

张相鑫

摘  要：鉴于木聚糖酶能够间接提高仔猪的存活率和饲料转化率，美国许多养猪生产者正在饲料中添加该酶制剂。本文详细介绍了木聚糖酶的作用方式。

关键词：木聚糖酶;存活率;饲料转化率;仔猪

中图分类号：S816.79 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2020）12-0086-03

在传统认识上，木聚糖酶有助于释放饲料中的营养成分，由此带来动物增重加快（每2 kg～3 kg饲料可增重         1.493 kg～1.866 kg体重）和饲料转化率改善（改善3%～4%）。据估测，死亡率降低1%带来的益处是每头猪可节省高达1.5美元的成本。目前美国许多养猪生产者都在饲料中添加木聚糖酶，因为该酶能够间接降低猪的死亡率，改善饲料转化率。研究表明，在日粮中添加木聚糖酶，猪的死亡率大约可降低三分之一。木聚糖酶能够分解长链阿拉伯木聚糖，释放出被结构复杂的纤维束缚的营养物质，否则这些营养物质将会被排出体外。阿拉伯木聚糖降解后产生的终端产物因作用的木聚糖酶不同而不同，这很可能是该酶分解阿拉伯木聚糖的有效性和其他副作用的结果。虽然有人指出阿拉伯木聚糖最好能被完全分解（即可以释放出更多的能量），但完全分解为木糖会影响营养物质的消化。提高日粮中木糖的含量会导致猪的生长性能下降、饮水量增加，这很可能是猪用来冲掉体内过多木糖的一种机制。阿拉伯木聚糖经木聚糖酶水解后，可能会产生不同种类的低聚木糖，具体情况取决于该酶的作用效率和底物对酶的敏感性。当猪的健康面临挑战时，所产生的低聚木糖可在维持肠道功能上发挥重要的作用。

1  肠道功能

在猪消化道远端，短链低聚木糖经细菌发酵后可分解为小分子有机物，促使肠道有益菌大量增殖。当低聚木糖在消化道后端经这些有益菌发酵时，它们会产生短链脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids，SCFA），其中包括丁酸盐，其能够增强猪胃肠道的功能，减少炎症反应，增强肠道上皮的完整性。丁酸盐还可以提高畜禽的生长性能，改变肠道微生物区系的组成，调整肠道中微生物生态系统的代谢活性。如果猪消化道后端缺乏碳水化合物或含量很低，肠道有害菌会将蛋白质作为营养物质的主要来源，从而产生腐败反应。蛋白质分解会增加肠道中支链脂肪酸（Branched-Chain Fatty Acids，BCFA）和氨的含量，这预示肠道的健康水平下降。研究表明，在日粮中添加木聚糖酶以促进阿拉伯木聚糖分解产生低聚木糖可减少BCFA的产生。

2  促菌剂

相关研究人员探讨了在日粮中添加低聚木糖对猪生产性能的影响，观察到几个有效作用：猪的肠道完整性更好，内源性酶更多，免疫调节反应更强。在日粮中添加低聚木糖（Xylooligosaccharides，XOS）可以增強断奶仔猪的免疫功能，促进肠道黏膜层的生长，提高肠道菌群的多样性。事实上，在日粮中添加木聚糖酶和一种特殊的低聚木糖，有利于增强和提高猪肠道后端微生物区系的发酵能力。由于低聚木糖的添加水平很低，所以它不能简单地作为产生大量终端产物的底物。当低聚木糖含量少时，猪肠道微生物区系会产生利用纤维的信号。任何能够刺激纤维降解微生物以增强细菌发酵能力而不会变成底物的添加剂可被定义为“促菌剂”。研究表明，促菌剂可以提高保育猪和生长育肥猪的生产性能（图1）。这种双重机制所产生的作用同等于在日粮中添加木聚糖酶所产生的积极作用，然后通过提供低聚木糖和向肠道微生物发出开始利用纤维的信号有助于加速该过程。研究发现，猪在饲喂添加了木聚糖和特殊低聚木糖的日粮后，血液中肿瘤坏死因子α的水平下降，支链氨基酸的浓度减小，总VFA的含量增加。猪采食这种日粮后应激减少，能够更好地维持肠道健康，增强SCFAs的发酵，生产性能也优于对照组猪的。该研究还发现，试验猪消化道后端中的细菌组成也发生了变化，有益菌如梭状芽孢杆菌XIV簇和杆菌纲的细菌大量增殖，而变形菌（proteobacteria）如大肠杆菌和沙门菌的数量减少。

3  糖酶

在养猪生产者和动物营养师实施饲喂策略时糖酶是一种有用的财富，可以提高猪的生产性能和健康水平。最近利用健康挑战系统完成的一项试验表明，当在日粮中添加糖酶后，试验猪在生长速度和存活率上优于日粮中未添加糖的对照组猪的。然而，糖酶在动物肠道中发生分解反应需要花费一定的时间。在添加糖酶的同时再添加低聚木糖，可以缩短反应时间，产生更好的效果。另一项试验也表明，猪在面临健康挑战时，饲喂同时添加低聚木糖和木聚糖酶的日粮后，其存活率高于日粮中未添加低聚木糖和木聚糖酶的对照组猪的（96.2%对87.6%）和只添加木聚糖酶的木聚糖酶组猪的（91.4%）（图2）。

4  结语

改善消化道后端日粮纤维的发酵有利于提高猪的肠道功能、存活率和生产性能，能够促进肠道中纤维发酵的饲料添加剂（促菌剂）可用于实现这一目标。

原题名：Supplementing pig diets with xylo-oligomers and xylanase（英文）

原作者： Laura Merriman、Gustavo Cordero 和 Pete Wilcock（AB Vista公司）