卓卫杰,王彦丽
(1.河南省濮阳县农业农村局,河南 濮阳 457100;2.河南省南乐县农业农村局,河南 濮阳 457400)
在生猪养殖生产中,抗生素着实发挥了功不可没的作用,它们抵御了动物各种疾病的侵袭,降低了饲养成本,为养殖场带来了巨大的经济效益。但是长期滥用抗生素带来的诸如环境污染、产生耐药性、药物残留、食品安全等问题,却时刻影响着人们的身心健康与生命安全。积极寻找绿色安全有效的抗生素替代品已刻不容缓。葡萄糖氧化酶作为一种新型绿色环保型饲料添加剂逐渐成为人们关注的焦点,其具有无污染、无残留、无抗药性、专一性强、催化效率高、稳定性好、绿色、安全、高效、环保等优点,且在养猪生产中应用效果明显,值得广泛推广应用。
葡萄糖氧化酶(glucose oxidase, GOD)是一种需氧脱氢酶,在有氧的情况下,能催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢[1]。葡萄糖氧化酶广泛存在于动物、植物和微生物体内,工业上主要依赖黑曲霉和青霉属菌株进行发酵生产[2]。于1999年被农业部定为12种允许使用的饲料酶制剂添加剂之一[3]。
高纯度的葡萄糖氧化酶为淡黄色晶体粉末,分子量约为150.4 kD,最大光吸收波长为 377 nm和455 nm,易溶于水,不易溶于甘油、氯仿、乙醚、丁醇、乙二醇等有机溶剂[4]。其功效的发挥易受温度、酸碱度、底物等多种因素的影响。一般情况下,葡萄糖氧化酶在温度为20~70 ℃、pH在2.2~8.4时具有较强酶活性,最适温度为30~50 ℃,最适pH为5.6~6.5[5]。固体的葡萄糖氧化酶稳定性较强,在温度0 ℃条件下,贮存时间至少为2年,在温度-15 ℃条件下,可稳定保存8年[6]。
殷骥等(2012)研究饲粮中添加饲用葡萄糖氧化酶对肉仔猪生长性能的影响,结果发现,与对照组相比,0.05%的葡萄糖氧化酶(45 U/g)添加组仔猪日增重提高了7.03%(P<0.05),料重比降低了2.75%(P<0.05),头均毛利润增加16.35元,增幅10.08%[7]。
张宏宇等(2014)为研究葡萄糖氧化酶对断奶仔猪生长性能的影响,将480头断奶仔猪随机分为对照组(饲喂基础饲粮)、试验1、2组(在基础饲粮中分别添加100 mg/kg、200 mg/kg葡萄糖氧化酶),结果显示,与对照组相比,试验1、2组断奶仔猪平均体重分别提高了5.07%(P>0.05)、10.18%(P<0.05),平均日增重分别提高了8.49%(P>0.05)、16.04%(P<0.05),料重比分别降低了8.18%、14.47%,增重收入分别提高了8.46%、16.02%,毛利润分别提高了15.11元/头、29.55元/头,且试验组仔猪的腹泻率均出现显著性下降(P<0.05)[8]。
李宁宁等(2020)研究葡萄糖氧化酶对保育猪生长性能及腹泻的防控效果,结果显示,与对照组相比,300 mg/kg葡萄糖氧化酶添加组仔猪平均日增重增加115 g(P<0.05),平均日采食量增加162 g(P<0.05),料重比降低0.12(P>0.05),腹泻频率降低4个百分点(P<0.05),死淘率降低5.93个百分点(P<0.05)[9]。
由此可见,在仔猪基础饲粮中添加适当比例的葡萄糖氧化酶,可提高仔猪日增重与采食量,降低料重比与腹泻率,进而提高仔猪生长性能,促进猪只健康成长,增加养殖场经济效益。
杨久仙等(2011)为研究葡萄糖氧化酶对断奶仔猪生长性能及肠道健康的影响,将160头断奶仔猪随机分为对照组(基础饲粮组),Ⅰ组(基础饲粮+100 mg/kg金霉素),Ⅱ、Ⅲ组(分别在基础饲粮中添加0.1%、0.2%的葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,Ⅱ、Ⅲ组断奶仔猪十二指肠绒毛高度均极显著提高(P<0.01),绒毛高度/隐窝深度(VH/CD)均显著提高(P<0.05);与对照组、Ⅰ组相比,Ⅱ、Ⅲ组仔猪胃内食糜pH极显著降低(P<0.01),十二指肠食糜pH显著降低(P<0.05)[10]。
肖晶(2014)为研究葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能及肠道形态结构的影响,将300头仔猪随机分为对照组Ⅰ(基础饲粮组)、Ⅱ组(基础饲粮+0.1%金霉素)、Ⅲ组(基础饲粮+200 g/t葡萄糖氧化酶),结果显示,与对照组相比,Ⅱ组、Ⅲ组胃内食糜pH极显著降低(P<0.01),十二指肠食糜pH显著降低(P<0.05),十二指肠绒毛高度极显著提高(P<0.01),绒毛高度/隐窝深度(VH/CD)显著提高(P<0.05),胃大肠杆菌数量分别降低9.27%(P<0.05)、8.24%(P<0.05),回肠大肠杆菌数量分别降低12.98%(P<0.05)、11.68%(P<0.05),胃内、回肠内乳酸杆菌数量均显著增加(P<0.05),且试验Ⅲ组回肠内乳酸杆菌的数量显著高于试验Ⅱ组(P<0.05);与试验Ⅱ组相比,试验Ⅲ组仔猪胃内食糜pH显著降低(P<0.05),绒毛高度显著提高(P<0.05)[11]。
陈清华等(2015)为研究葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能、养分消化率及肠道微生物和形态结构的影响,将300头断奶仔猪随机分为对照组(饲喂基础饲粮)、试验Ⅰ、Ⅱ组(在基础饲粮中分别添加0.1%、200 g/t葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,试验Ⅰ、Ⅱ组仔猪胃内食糜pH极显著降低(P<0.01),十二指肠食糜的pH显著降低(P<0.05),十二指肠绒毛高度极显著提高(P<0.01),绒毛高度/隐窝深度(VH/CD)显著提高(P<0.05)),胃大肠杆菌数量分别降低了9.27%(P<0.05)、8.24%(P<0.05),回肠大肠杆菌数量分别降低了12.98%(P<0.05)、11.68%(P<0.05),仔猪胃和回肠内乳酸菌的数量显著增加(P<0.05)[12]。
由此可见,在仔猪饲粮中适当添加葡萄糖氧化酶可以调节肠道pH、改善肠道结构、维持肠道菌群平衡,进而保持肠道健康。
葡萄糖氧化酶催化胃肠道中的葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢,降低胃肠道食糜的pH,发挥酸化剂的作用,激活了胃蛋白酶,加快饲料中粗蛋白质的消化率[7]。
杨久仙等(2011)研究葡萄糖氧化酶对断奶仔猪生长性能和营养物质消化率的影响,结果显示,与对照组相比,葡萄糖氧化酶添加组仔猪干物质、能量、粗蛋白质和钙的表观消化率均显著提高(P<0.05)[13]。
安文亭等(2014)为研究葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能、健康、饲料养分利用率及相关理化指标的影响,将160头断奶仔猪随机分为对照组(基础饲粮组)和试验1、2、3组(在基础饲粮中分别添加10、20、30 U/kg葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,试验1、2、3组仔猪总能消化率分别提高了3.61%(P<0.05)、2.77%(P<0.05)、6.07%(P<0.05),粗蛋白质消化率分别提高了3.80%(P<0.05)、5.57%(P<0.05)、6.79%(P<0.05),粗脂肪消化率分别提高了3.50%(P<0.05)、4.50%(P<0.05)、3.61%(P<0.05),粗纤维消化率分别提高了12.66%(P<0.05)、10.32%(P<0.05)、15.16%(P<0.05)[14]。
侯振平等(2017)为研究不同葡萄糖氧化酶对断奶仔猪生长性能、血清生化指标及养分消化率的影响,将90头断奶仔猪随机分为对照组(基础饲粮组)、试验1组(基础饲粮+活性为30 U/g粉状固体葡萄糖氧化酶)、试验2组(基础饲粮+活性为1 200 U/g粉状固体葡萄糖氧化酶),结果显示,与对照组相比,试验1、2组仔猪干物质消化率分别提高1.56%(P<0.05)、2.26%(P<0.05),粗蛋白质消化率分别提高1.74%(P<0.05)、1.77%(P<0.05),总能消化率分别提高2.32%(P<0.05)、1.83%(P<0.05)[15]。
杨久仙等(2011)为研究葡萄糖氧化酶对断奶仔猪胃肠道微生物区系和部分血液生化指标的影响,将160头仔猪随机分为对照组Ⅰ(基础饲粮)、试验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组(在基础饲粮中分别添加0.1%、0.2%、0.3%的葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,试验Ⅲ、Ⅳ组断奶仔猪血清尿素氮含量分别下降16.37%(P<0.05)、14.35%(P<0.05),试验Ⅳ组胰岛素水平提高17.60%(P<0.05)[16]。
汤海鸥等(2014)研究葡萄糖氧化酶对仔猪生长性能、粪便菌群和血清指标的影响,结果发现,与对照组相比,100 g/t葡萄糖氧化酶添加组仔猪三碘甲状腺原氨酸、甲状腺素、生长激素含量均显著提高(P<0.05),血清葡萄糖、白蛋白、球蛋白、总蛋白含量和蛋白系数均有所提高(P>0.05)[17]。
安文亭等(2014)研究表明,与对照组相比,10、20、30 U/kg葡萄糖氧化酶添加组仔猪谷胱甘肽过氧化物酶活性分别提高了25.53%(P<0.05)、47.71%(P<0.05)、48.11%(P<0.05),过氧化氢酶活性分别提高了9.61%(P<0.05)、39.02%(P<0.05)、18.08%(P<0.05),超氧化物歧化酶活性分别提高了5.58%、20.26%、31.59%,丙二醛含量分别降低了7.14%、35.71%、31.43%[14]。
何佳(2017)为研究葡萄糖氧化酶对断奶仔猪生长性能、血清生化指标和肠道形态结构的影响,将160头断奶仔猪随机分为对照组Ⅰ(基础饲粮)、Ⅱ组(基础饲粮+抗生素)、Ⅲ组(基础饲粮+150 g/t葡萄糖氧化酶)、Ⅳ组(基础饲粮+抗生素+100 g/t葡萄糖氧化酶),结果显示,与对照组相比,Ⅲ、Ⅳ组断奶仔猪T3、T4、生长激素水平均显著提高(P<0.05),Ⅲ组的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高(P<0.05),且Ⅲ组的丙二醛(MDA)含量最低,显著低于其他3组(P<0.05)[18]。
由此可见,在仔猪饲粮中添加葡萄糖氧化酶不仅能够提高仔猪血清中超氧化物歧化酶活性,降低丙二醛含量,增强猪只机体的抗氧化能力,而且能够改善生化指标,促进猪只健康生长。
经查阅国内外有关葡萄糖氧化酶在猪生产中的应用等材料发现,学者们对葡萄糖氧化酶在母猪生产中的应用研究报道较少,但表现范围较广,如提高母猪生产性能、维持肠道健康、增强猪只抗氧化功能、改善便秘情况、提升初乳品质等多个方面。
汤海鸥等(2015)为研究葡萄糖氧化酶对母猪繁殖性能和哺乳仔猪生长性能的影响,将18头妊娠母猪随机分为对照组(基础饲粮)、试验Ⅰ、Ⅱ组(在基础饲粮中分别添加100、200 g/t葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,试验Ⅰ、Ⅱ组平均每窝产仔数分别提高0.5头、0.34头,初生窝重分别提高1.40 kg(P>0.05)、0.97 kg,仔猪断奶窝重分别提高6.25 kg(P>0.05)、6.07 kg(P>0.05)[19]。
尤瑞祺等(2017)为研究葡萄糖氧化酶对母猪繁殖性能和抗氧化能力的影响,将60头大河乌妊娠母猪随机分为对照组(基础饲粮)、试验1、2、3组(在基础饲粮中分别添加200、400、600 mg/kg葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,试验2、3组妊娠母猪的产仔数、产活仔数有所增加(P>0.05),试验3组妊娠母猪和仔猪血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、总抗氧化能力(T-AOC)均显著提高(P<0.05),血清丙二醛(MDA)含量均显著降低(P<0.05)[20]。
孙颖雪(2017)为研究葡萄糖氧化酶对丹系大白母猪肠道健康、繁殖性能和泌乳性能的影响,将80头母猪随机分为对照组(基础饲粮)、试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组(在基础饲粮中分别添加0.5 g/kg、1 g/kg、1.5 g/kg葡萄糖氧化酶),结果表明,与对照组相比,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组后肠中双歧杆菌数量极显著增加(P<0.01),乳酸杆菌数量分别提高了6.90%、3.27%、6.33%,乳脂率分别提高了2.60%、4.46%、1.96%,乳蛋白分别提高了0.06%、0.99%、0.66%,非脂固形物分别提高了0.10%、0.14%、0.10%,初乳中IgG含量分别提高了2.89%、6.22%、5.82%,产前1周以及整个围产期的便秘情况均有所降低(P>0.05)[21]。
邵彩梅等(2018)为研究葡萄糖氧化酶对丹系母猪围产期便秘、粪便菌群及初乳品质的影响,将80头妊娠母猪随机分为对照组(饲喂基础饲粮)、试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组(在基础饲粮中分别添加0.5、1.0、1.5 g/kg葡萄糖氧化酶),与对照组相比,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组泌乳期母猪粪便中双歧杆菌的数量分别提高了17.87%、18.68%、13.36%(P<0.01),乳酸菌数量分别提高了7.41%、3.38%、6.76%,乳脂率分别提高了2.67%、4.67%、2.00%,乳蛋白率分别提高了0.06%、0.99%、0.66%,非脂固形物分别提高了0.10%、0.14%、0.10%,初乳中IgG的含量分别提高了2.98%、6.64%、6.18%,整个围产期便秘情况均有所缓解[22]。
李宁等(2019)通过研究葡萄糖氧化酶在改善母猪二胎综合征中的作用结果发现,与对照组相比,葡萄糖氧化酶添加组母猪妊娠后期采食量、哺乳7 d日采食量、哺乳期平均日采食量分别提高22.83%、10.84%、6.48%(P<0.05),母猪产仔数、仔猪初生个体重、28日龄断奶个体重分别提高8.45%(P<0.05)、6.12%(P>0.05)、8.69%(P<0.05)[23]。
由此可见,在母猪饲粮中适量添加葡萄糖氧化酶能够提高饲料转化率,促进猪只对营养物质的消化吸收,调节肠道环境,维持肠道健康,同时还可以改善母猪便秘情况,提升初乳品质与猪只抗氧化能力,进而提高猪只的免疫力与抗病力。
葡萄糖氧化酶作为一种安全高效、绿色无污染的新型饲料添加剂,在仔猪和母猪生产中应用效果较为显著,不仅能够提高猪只生产性能、保持肠道健康,促进机体对营养物质的消化吸收,调节生化指标,还能够增强机体抗氧化能力、缓解母猪便秘、提升母猪初乳品质,进而为养殖场节约了生产成本,增加了经济效益。所以葡萄糖氧化酶在养殖行业发展前景不可限量。