（河北农业大学动物科技学院，河北 保定，071001 杨家栋）
    
    摘要：本文提出了酶制剂概念，并针对饲用酶制剂进行介绍，介绍了饲用酶制剂的种类，作用，应用原理及应用，如何选择饲用酶制剂等内容。列举了近年来，国内外对于饲用酶制剂应用于猪日粮的实验研究与成果。为今后进一步研究饲用酶制剂在 养猪业上的应用提供了参考。
    
    关键词：酶制剂 抗营养因子 内源酶 非淀粉多糖NSP 底物
    
    随着我国的畜牧业规模的日益扩大和工业化，配合饲料工业在我国各地迅速发展壮大，据统计，目前各种类型的配合饲料产量达到3500万t，有100多个品种。如此规模宏大的饲料加工业，需要大量的原料作支柱，然而饲料资源是有限的，这样就导致了饲料行业之间竞争激烈，如何最大限度降低饲料成本，又能保持良好的饲养效果；提高饲料的利用价值，达到物尽所能，增进效益的目的，饲用酶制剂的应用是现代化饲料工业的一件突破性的工作。
    
    酶广泛存在于所有的生物体内，将这些生物体内的酶提取出来，制成产品就是酶制剂。最早生产的酶制剂是从动、植物中提取的，如从家禽的胰脏中提取胰酶，从菠萝、木瓜中提取蛋白酶。利用微生物发酵法生产酶制剂远远优于从动、植物中提取，现在工业酶制剂主要就是从细菌、真菌、酵母菌等微生物中提取的。
    
    我国的微生物制剂工业很年轻。近年来，我国在饲用酶制剂的各方面进行了广泛深入的研究，饲用酶的应用业更加广泛。
    
    1 酶制剂的研究
    
    1.1饲用酶制剂的种类及其作用
    
    目前，已知的酶有几千种，研究用酶已达5000种，生产用酶多达300多种，饲用酶也达20多种。饲用酶的种类按功能分为两大类：
    
    第一类是以降解多糖和蛋白质等生物大分子为主，主要包括α-淀粉酶（分解为直链淀粉酶、支链淀粉酶）、糖化酶（又称葡萄糖淀粉酶）、纤维素酶（C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶）、半纤维素酶（木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、半乳聚糖酶）、蛋白酶和脂肪酶等。主要功能是破坏植物细胞壁（植物细胞壁是由蛋白质、脂肪和多聚糖苷键连接而成的网状结构），使细胞内容物充分释放出来。
    
    第二类是以降解饲料中的植酸、β-葡聚糖和果胶等抗营养因子为主，主要包括植酸酶、β-葡聚糖酶和果胶酶等。植酸酶则可降解植酸，其生产应用已经比较成熟。β-葡聚糖酶可分解构成β-葡聚糖的β-1，3葡萄糖苷键与β-1，4葡萄糖苷键，使黏度下降。果胶酶分解果胶后，能明显提高动物对植物养分的利用率。
    
    1.2饲用酶制剂的应用
    
    以上这些酶大部分是畜禽不能合成的。饲用酶制剂的应用，目的主要用以帮助畜禽消化自身无法消化的物质，降解抗营养因子和有毒有害物质等。
    
    1.2.1补充内源酶不足，提高内源酶分泌和活性
    
    成年动物能够产生足够的内源性消化酶，满足自身需要。但对幼龄动物或处于病态和应激状态下的动物，酶的分泌不足，适当补加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等制剂补充其内源酶的不足，可提高饲料的消化率（Ferker，1996）。Owsley等（1986）报道，在饲料中加入可分解纤维素、蛋白质和淀粉的酶，肠道中可供进一步水解基质增加，从而促进内源酶的分泌。另外，Almirall等（1993）研究表明，在雏鸡大麦饲粮中，添加β-葡聚糖酶可显著提高食糜中的胰蛋白酶、淀粉酶的活性。所以添加饲用酶不仅不抑制反而能促进内源酶的分泌和活性。
    
    1.2.2摧毁植物细胞壁，提高淀粉和蛋白质等营养物质的利用率
    
    植物细胞中的淀粉和蛋白质等营养物质，被细胞壁包裹。经研究C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶等都能崩解植物细胞壁，使内容物释放出来，提高能量和蛋白质的利用率（Frieson等，1992；Mingan等，1995）。
    
    1.2.3降低消化道食糜黏度，减少疾病发生
    
    可溶性非淀粉多糖（SNSP），主要为β-葡聚糖（存在于大麦、燕麦等谷物中，大麦中含量达2.4%～4.6%）和阿拉伯木聚糖（存在于小麦、黑麦和小黑麦中），它们可溶于水而成为粘性的凝胶，使营养物质和内源酶难以扩散，降低营养物质吸收，而且使畜禽（特别是幼禽）产生粘粪现象（Classen等，1991）。添加酶制剂可分解葡聚糖降低粘性（Brens等，1993）。Morgon等（1996）报道，酶通过降低肠道食糜的黏度直接影响禽艾美尔球虫及堆型艾美尔球虫的抗病性，提高家禽的抗病力。另外， 仔猪断奶后常出现消化不良和腹泻，添加酶制剂后， 仔猪腹泻发生率显著减低（Imborr和Oyle，1998）。
    
    1.2.4消除饲料中的抗营养因子和有毒有害物，提高饲料的营养价值
    
    除细胞壁中的多糖体外，饲料中还存在其它许多抗营养因子（ANFS），如植酸、植物凝血素、蛋白酶抑制因子等。酶制剂可部分或全部消除抗营养因子造成的不良影响。如植酸酶可分解植酸和矿物质形成的络合物。Nelson（1968）首次报道，植酸酶可提高肉鸡对植酸磷的利用率，达到与添加无机磷相似的效果。植酸酶还能提高矿物元素和蛋白质等养分的利用率（Broz等，1994）。饲料中存在各种有毒有害物，脱毒酶可降低或消除部分毒物的毒性作用。酯酶可裂解玉米赤酶烯酮的内酯环，环氧酶可裂解单端孢菌素的12，13-环氧基，生成的无毒降解产物被消化或排除体外（Pastemuner，1997）。
    
    1.2.5扩大秸杆饲料的使用范围，发展节粮代粮型畜牧业
    
    节粮代粮型饲料主要指用各种秸杆代替部分粮食配成饲料。这种饲料中纤维素含量超过了饲养标准，有的高达15%以上。所以必须经加酶处理，才能被非草食动物所消化。宋桂经（1996）用10%和20%的秸杆粉代替5%～10%的玉米、小麦，用含纤维素酶等的复合酶生产酶化饲料，可溶性还原糖和氨基酸均比没有进行酶化的饲料提高了1.8～2.0倍和1.8～2.3倍，纤维素降低了7%～8%。王尧等（1995）研究在育肥猪的前期加10%的沙打旺草粉，后期加15%的沙打旺草粉，添加0.14%的纤维素酶，结果表明每头日增重多0.255克、料肉比下降0.24，头日增效益0.95元。即使对反刍动物加酶也有明显效果。在奶牛日粮中加入0.05%的纤维素酶效果明显，产奶量增加6.40%，饲料利用率提高6.11%，经济效益增加16.12%（尹长安等，1997）。
    
    1.2.6减少畜禽排泄物对环境的污染，发展生态营养
    
    生态营养就是使用一切手段提高畜禽饲料利用率，以最小的饲料投入，获得最多的畜产品和最少的排泄物。使用饲用酶制剂，特别是植酸酶的使用，可以降低畜禽的粪便和磷的排泄量。饲料中添加酶制剂可降低食糜粘稠度，缩小胰脏和胃肠道的体积（Brenes等，1993），减少粪便量，降低氮排出率（Hadden等，1995）。饲料中植酸代替磷酸钙，可显著降低磷的排泄（胥传来，1997）。
    
    1.3如何选择合适的酶制剂
    
    从酶的作用机理可以看出，饲用酶制剂的应用效果主要取决于酶的组分、活性和动物日粮的匹配性。酶的活性高、酶种适宜、与动物日粮的匹配性好，应用效果必然好。
    
    1.3.1根据动物日粮特异性选用酶：
    
    1.3.1.1低黏度日粮 比较典型的是玉米-豆粕型日粮，是我国畜禽常规饲粮。这类日粮适宜选用的酶种为含有木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶的复合酶。
    
    1.3.1.2高黏度日粮 是指小麦、大麦、米糠含量较高的日粮，它们在肠道会形成较高的黏度，严重影响消化吸收。小麦黏度的来源主要是木聚糖（含量6.0%左右），大麦为β-葡聚糖（含量3.2%～3.5%）和木聚糖（含量7.4%～7.8%）。这类日粮应选用β-葡聚糖酶或木聚糖酶。
    
    1.3.1.3高纤维日粮 是指谷物、糟渣、麦麸含量较高的日粮。这类日粮应选用纤维素酶，同时还要辅以其它半纤维素酶（如木聚糖酶和甘露聚糖酶等），以协助纤维素酶共同摧毁植物细胞壁。
    
    1.3.1.4杂饼、粕日粮 是指棉、菜籽粕等含量较高的日粮，富含粗纤维、果胶、甘露聚糖等多聚物。这类日粮应选用含纤维素酶、果胶酶和甘露聚糖酶的复合酶。
    
    1.3.2根据畜禽的特异性选用酶：
    
    1.3.2.1根据畜禽消化道的生理条件选用 猪与禽的消化道温度通常在38～40℃之间，胃液的pH值在1.7～3.5之间，小肠pH值在5.0～7.2之间，大肠接近中性。胃主要消化蛋白质，小肠消化吸收蛋白质、淀粉和脂肪，大肠对粗纤维可以起酵解作用，胃和小肠是饲用酶发生作用的主要场所。选用酶应适应胃和小肠的生理条件。
    
    1.3.2.2根据酶在动物体内存留时间选用 通常情况下猪和牛的消化道要比禽长，猪进食后需要18～24h才开始排出粪便，约12h才能排完。相比下，家禽和水产动物要快的多。禽类消化道短，对饲料的消化利用率较低，所以酶的添加比例也要高些。同样，水产饲料中酶的添加比例应更高些。
    
    1.3.2.3根据动物日龄选用 通常情况下幼龄动物的消化系统发育不完善，各类消化酶的分泌不足。而正常成年动物消化酶充足，一般不需要添加高剂量酶。如果日粮营养水平较低，抗营养因子含量较高，其适用的复合酶应以消除抗营养因子为主。
    
    2 酶制剂在 养猪业上的应用
    
    2.1 添加饲用酶需要满足的条件以及饲用酶的应用目的
    
    2.2.1 满足条件：
    
    Annison和Choct指出，为改善动物生产性能而在饲料中添加饲用酶必须满足以下条件：
    
    ⑴ 饲料原料必须含有抗营养活性的NSP，某些配合饲料中含量较高，足以引起生产问题。
    ⑵ 饲用酶制剂对多聚糖底物必须具备较高的活性，由于多聚糖结构多种多样，而且聚糖酶具有高度专一性。改变所用酶对底物NSP的活性是重要的。
    ⑶ 所用酶在饲料加工过程中以及进入动物体内降解多糖时，都必须维持其活性。
    
    2.2.2 应用目的：
    
    饲用酶应用于猪日粮中的目的有三：⑴减少 仔猪断奶应激的影响；⑵提高某些饲料的利用率；⑶降低 养猪业的环境污染。
    
    2.2 添加饲用酶制剂的实验研究
    
    饲用酶制剂对猪的生产性能的试验报道，多数是有利反面的结果。饲养试验中，添加酶制剂可以提高猪的增重和饲料转化率，或者减少 仔猪腹泻率（Bedford，1995），猪日增重改进的范围为4.5%～5%，饲料转化率改进的范围为3%～15%，其中报导饲料转化率改进的情况比日增重多。有些试验报导则是只提高饲料转化率，而对日增重影响不明显（Thacker等，1992）。消化试验中，酶制剂对改善猪日粮消化率也有正效应和负效应，以正效应为多数。
    
    试验结果与日粮类型关系密切，一般，玉米?豆粕型日粮效果不明显，而大麦、小麦或黑麦为主日粮有明显正效应，Bedford等（1992）在大麦?大豆型日粮中使用β-葡聚糖酶使实验组猪增重提高了17%。但是，Thacker等（1992）同样在大麦?大豆型日粮使用β-葡聚糖酶却没有什么效果。国内，冯定远等（1998）在断奶 仔猪日粮使用β-葡聚糖酶和木聚糖酶的饲用酶制剂，使实验组生长 仔猪日增重提高6.0%。饲料报酬提高3.4%。张克刚等（1997）在含有高量小麦麸和次粉的育肥猪日粮中使用相类似的酶制剂，使两个实验组日增重比对照组提高4.25%和14.02%，其中高量次粉组比高量麦麸组效果更好。胡忠泽等（1999）通过消化试验，研究复合酶制剂对日粮养分表关消化率的影响。结果表明，可明显提高生长猪生产性能和日粮养分表观消化率。高玉红等（2000）研究复合酶对断奶 仔猪营养吸收能力的影响。结果表明，可提高断奶 仔猪生产性能，也表明复合酶提高了营养物质消化率，其中干物质、粗蛋白和粗脂肪均达显著水平（P〈0.05〉；血浆葡萄糖含量也随酶活水平的升高而增加（P〈0.01〉。
    
    王冬艳等（2000）通过饲养试验评定了复合酶制剂（蛋白酶、木聚糖酶等）和单一纤维素酶制剂对断奶 仔猪生长性能和腹泻的影响。表明，一定程度上可以改善生长，提高饲料转化效率，降低腹泻率和提高猪群生长整齐度，且复合酶制剂比单一纤维素酶效果好。此外，后期试验（11d-21d），处理A（复合酶制剂组）和处理B（单一纤维素组）的饲料增重比与对照组相比，显著降低了16%（P〈0.05〉和7.1%。余东游（1998）采用180头 仔猪和中猪的饲养试验结果表明，与对照组相比，饲粮中添加复合酶制剂使 仔猪和中猪的日增重分别提高了22.66%和11.56%，料重比分别降低了8.87%和13.61%。奚刚（1999）研究证实饲粮添加外源性酶能刺激某些内源消化酶的分泌，Inborr认为，从酶动力学角度看，外源性酶大多由细菌或真菌发酵而来，其自身结构及环境要求均有利于动物的内源性酶，不太可能存在所谓“反馈性抑制”。许梓荣（1999）研究了木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶组成的复合酶制剂（GXC）对56日龄 仔猪消化机能的影响。表明，在含35%麦麸的饲粮中添加GXC30mg/kg，使干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分的表关消化率提高；肠内容物黏度、粪中大肠杆菌数和腹泻频率分别降低；胃、胰、小肠的相对重量分别降低；十二指肠内容物总蛋白水解酶和α-淀粉酶活性提高；小肠绒毛高度提高22.94%（P〈0.01〉，且绒毛较长，数量多，均匀一致。杨全明等（1999）试验表明，酶制剂可使饲料中主要营养物质、氨基酸的消化利用率和回肠末端食糜中蛋白酶类活性略有提高。卢兴民等（1999）饲喂添加混合型ME酶制剂， 仔猪体重提高。张勇等（1999）单因子饲养试验表明，可促进断奶 仔猪生长，改善饲料利用率，降低断奶 仔猪腹泻率，减少不同个体间体重差异。
    
    3 结束语：
    
    一般，酶制剂的促消化作用在幼畜的反应比成年猪明显，在非常规原料日粮中的反应比常规原料日粮明显，降解NSP的酶制剂比一般的消化酶的效果明显。这些反应了酶制剂、底物和动物三者之间复杂关系。此外，饲料加工工艺对酶活性的影响也是影响饲用酶制剂应用效果的一个重要因素。总之，饲用酶制剂的应用受到多方面因素影响，还有许多问题未完全弄清楚，在猪日粮中使用酶制剂必须综合酶制剂本身种类和活性、日粮组成、饲料加工工艺以及猪的生理阶段。只有针对性使用，才能取得良好效果。
    
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