非淀粉多糖酶及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

向德良，冷秋仙（湖南省益陽市赫山區(qū)畜牧水產(chǎn)局，湖南 益陽 413002）

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非淀粉多糖酶及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

向德良，冷秋仙
（湖南省益陽市赫山區(qū)畜牧水產(chǎn)局，湖南 益陽 413002）

作者介紹：向德良（1962-）男，漢族，湖南益陽，畜牧師，主要從事畜牧養(yǎng)殖管理工作。

玉米作為能量提供者在我國飼料中具有重要作用，但是隨著玉米市場(chǎng)的形勢(shì)越來越緊張，其價(jià)格逐年攀升，這使得競(jìng)爭日益激烈的飼料行業(yè)的利潤不斷降低，因此尋求新的飼料原料則顯得尤為重要。麥類植物逐漸得到人們的重視，其作為世界重要的糧食作物，產(chǎn)量高、儲(chǔ)存方便且價(jià)格較低，使其成為替代玉米的不二之選。但是麥類植物作為飼料原料的適口性和消化率均不理想，并且非淀粉多糖的含量較高，尤其是可溶性非淀粉多糖，影響飼料中蛋白、脂肪和淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)的利用率以及畜禽生長性能。酶作為活細(xì)胞產(chǎn)生的一種生物催化劑，通過參加生化反應(yīng)來促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用，提高飼料的利用率和畜禽的生產(chǎn)性能。眾多研究表明，在植物性飼料中添加非淀粉多糖酶能夠消除植物性原料中包括非淀粉多糖在內(nèi)的抗?fàn)I養(yǎng)因子。非淀粉多糖酶主要包括纖維素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和果膠酶等，是能夠很好地降解植物中纖維素、β-葡聚糖和木聚糖等非淀粉多糖的一系列酶。從全球范圍來看，約65%的谷物飼料中添加了酶制劑，尤其是非淀粉多糖酶制劑。本文在介紹了非淀粉多糖酶的作用機(jī)制及其應(yīng)用效果的影響因素的基礎(chǔ)上，綜述了非淀粉多糖酶在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用，以期為非淀粉多糖酶應(yīng)用于豬生產(chǎn)中提供參考。

1　?非淀粉多糖酶

1.1非淀粉多糖酶的作用機(jī)制

破壞植物細(xì)胞壁，暴露營養(yǎng)物質(zhì)。植物細(xì)胞壁包裹著植物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)，單胃動(dòng)物要消化吸收其中的營養(yǎng)物質(zhì)必須先破壞細(xì)胞壁，植物細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素、果膠和少量的蛋白質(zhì)和脂肪酸等組成的一種復(fù)雜聚合物。常見的植物性飼料原料，例如玉米、豆粕、菜籽粕和小麥等細(xì)胞壁中均含有大量的非淀粉多糖。而非淀粉多糖酶能夠?qū)⒓?xì)胞壁中的木聚糖、β-葡聚糖、纖維素、甘露聚糖和果膠等降解成一些小分子片段，進(jìn)而破壞細(xì)胞壁，使單胃動(dòng)物胃腸道的消化酶能夠與植物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，提高了這些營養(yǎng)物質(zhì)的消化率[1，2]。

降低腸道食糜黏度，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。植物性飼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較高，使得畜禽在采食后，腸的食糜黏度增加，阻礙內(nèi)源消化酶與營養(yǎng)素之間的接觸，小腸黏膜難以消化吸收這些營養(yǎng)成分。此外，食糜黏度增加了動(dòng)物的飲水量，導(dǎo)致營養(yǎng)成分隨糞便流失增加，進(jìn)一步降低了營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。非淀粉多糖酶可將飼料中的可溶性非淀粉多糖水解成片段，有效降低腸道食糜的黏度，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收并抑制其大量流失，在很大程度上提高了飼料營養(yǎng)成分的消化利用率[2，3]。

減少腸道有害微生物。非淀粉多糖酶降低了水溶性非淀粉多糖等導(dǎo)致的腸道食糜黏度，食糜流速增加，抑制了食糜在腸道中蓄積，從而有效地減少了腸道有害微生物聚集。此外，非淀粉多糖酶分解多糖為不等的小片段，促進(jìn)了內(nèi)源性消化酶對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和腸道的吸收作用，使得營養(yǎng)物質(zhì)在腸道前段即被大量消化吸收，進(jìn)入腸道后段的營養(yǎng)物質(zhì)減少，不能為厭氧微生物發(fā)酵繁殖提供碳源，抑制其大量增殖，減少腸道疾病的發(fā)生，有利于畜禽的健康生長[1]。

提高內(nèi)源酶活性。盡管非淀粉多糖酶提高內(nèi)源酶活性的機(jī)理尚不清楚，但是研究證實(shí)β-葡聚糖和木聚糖能夠結(jié)合消化道內(nèi)的多種消化酶，例如淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶等，降低它們的活性，而在日糧中添加的非淀粉多糖酶可以促進(jìn)β-葡聚糖和木聚糖分解而抑制其與消化酶結(jié)合，從而增加消化酶活性[3]。

改善外周血液激素水平，提高動(dòng)物機(jī)體免疫力。非淀粉多糖酶可通過調(diào)控動(dòng)物外周血液的激素水平影響機(jī)體的消化和代謝。高峰等[4]研究證實(shí)在小麥基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加0.017%酶制劑能顯著升高仔豬血液尿素含量、T4和IL-2含量，血糖和T3含量有上升趨勢(shì)，表明酶制劑可以通過影響仔豬代謝激素水平而增強(qiáng)機(jī)體免疫力。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腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌等有益菌利用而大腸桿菌和沙門桿菌卻不能利用，從而促進(jìn)有益菌群在腸道內(nèi)繁殖生長，改善機(jī)體免疫力。

1.2影響非淀粉多糖酶制劑應(yīng)用效果的因素

飼料原料類型。酶制劑具有高度專一性和特異性，飼料的組成不同則所需添加的酶制劑也不同。常見的谷物糟渣和麥麩等纖維素含量較高的飼料，這類飼料中應(yīng)添加纖維素酶和半纖維素酶；而菜籽粕和棉粕等含有大量的粗纖維、果膠、甘露聚糖，因此在這類型飼料中添加纖維素酶、果膠酶、甘露聚糖酶則是最適宜的[5]。

飼料加工工藝。酶制劑的應(yīng)用效果受到加工過程中溫度、水分、壓力以及其他添加劑等因素的影響。例如在顆粒和膨化飼料的生產(chǎn)加工過程中的溫度可達(dá)120℃，而大多數(shù)酶不具有耐受70℃以上高溫的性質(zhì)，因此在飼料混合之前添加酶制劑則極易破壞酶結(jié)構(gòu)而降低其活性。建議顆粒和膨化飼料在制粒和膨化后均勻添加可以保證酶活性不受破壞[6]。

動(dòng)物消化道內(nèi)環(huán)境。酶制劑的作用效果受到動(dòng)物機(jī)體內(nèi)環(huán)境的影響，例如pH和溫度等，非淀粉多糖酶制劑主要作用于豬的胃賁門和小腸前段，這就需要考慮非淀粉多糖酶制劑能夠順利通過酸性的上消化道，并在小腸的特殊環(huán)境下保持活性并能和底物作用。

動(dòng)物生理結(jié)構(gòu)。對(duì)于非淀粉多糖不同年齡階段的豬群的耐受能力不一樣，成年豬基于其腸道發(fā)育完全，微生物繁殖成熟，微生物可以對(duì)非淀粉多糖進(jìn)行發(fā)酵，表現(xiàn)出較高的耐受能力，而幼齡豬則對(duì)非淀粉多糖較為敏感。

2　?非淀粉多糖酶在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

2.1在仔豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

仔豬的胃腸及腸道微生物處于發(fā)育和繁殖時(shí)期，難以消化吸收非淀粉多糖，對(duì)飼糧中的非淀粉多糖較為敏感，在仔豬植物性原料含量較高的飼糧中添加非淀粉多糖酶能有效地幫助仔豬消化吸收非淀粉多糖，促進(jìn)仔豬生長發(fā)育和機(jī)體健康。陳清華等[7]在仔豬高次粉飼糧中添加0.15%的非淀粉多糖酶，與玉米飼糧相比，日增重和采食量分別提高6.76%和2.22%，料重比下降4.26%，總蛋白和GH分別提高13.76% 和24.69%，血鈣、血磷、尿素氮和谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)分別下降7.45%、12.50%、14.26%和37.14%，而內(nèi)臟相對(duì)質(zhì)量無顯著變化，表明非淀粉多糖酶能有效改善仔豬生長性能和血液生化水平。在此基礎(chǔ)上，他們?cè)谧胸i玉米-豆粕型日糧中分別添加0%、0.01%、0.02%、0.03%和0.04%非淀粉多糖酶，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比：加酶能有效提高干物質(zhì)、粗蛋白、粗纖維、粗灰分、能量、粗脂肪和無氮浸出物的表觀消化率都有提高，但以0.02%的添加劑量對(duì)仔豬生長性能、養(yǎng)分消化率的改進(jìn)效果最明顯[8]。喬家運(yùn)等在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加0.5%復(fù)合木聚糖酶和β-甘露聚糖酶，結(jié)果表明：與對(duì)照組相比，添加非淀粉多糖酶能顯著提高仔豬平均日增重和降低料重比(P< 0.05)，顯著提高斷奶仔豬血清總蛋白、白蛋白濃度(P< 0.05)，降低血清尿素氮濃度(P< 0.05)，表明酶制劑可以調(diào)節(jié)斷奶仔豬血清中蛋白質(zhì)代謝的相關(guān)指標(biāo)，提高其生長性能。王金偉等研究表明在玉米型基礎(chǔ)飼糧中添加非淀粉多糖酶對(duì)斷奶仔豬的生長性能和血清生化指標(biāo)無顯著影響，而在小麥型基礎(chǔ)日糧添加非淀粉多糖酶顯著提高斷奶仔豬平均日增重和血清的總蛋白、球蛋白和磷的含量(P< 0.05)，顯著降低谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性(P< 0.05)，且以0.03%的添加水平最優(yōu)。王潔等在仔豬棉粕型日糧中添加非淀粉多糖酶均能在不同顯著水平上顯著提高干物質(zhì)、能量、粗蛋白、非淀粉多糖的表觀消化率，并且組合酶對(duì)干物質(zhì)、粗蛋白、非淀粉多糖的表觀消化率作用效果優(yōu)于單體酶，而對(duì)能量的消化率的提高差別不大。

2.2在生長豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

非淀粉多糖酶也能有效改善生長豬的生長性能、胴體性狀、肉品質(zhì)、腸道菌群結(jié)構(gòu)以及對(duì)植物性含量較高的飼料中養(yǎng)分的消化吸收。高陽等研究表明在玉米-豆粕型飼糧中添加0.6%非淀粉多糖酶可顯著提高生長豬平均日增重和、平均日采食量和眼肌面積(P < 0.05)，顯著降低料重比(P< 0.05)、肌肉滴水損失和剪切力，改善了生長豬的生長性能和肉品質(zhì)。聞愛友等研究證實(shí)小麥替代全部玉米對(duì)生長豬的生長和飼料轉(zhuǎn)化率具有明顯的負(fù)面影響，而在小麥型日糧中添加非淀粉多糖酶與不添加相比可極顯著提高日增重12.9%，降低料重比13.8%(P< 0.01)。余有貴等研究表明日糧中谷物組成和非淀粉多糖酶的添加對(duì)生長豬直腸pH和微生物區(qū)系均有顯著影響(P< 0.05)，在3種不同谷物組成的日糧中添加非淀粉多糖復(fù)合酶，均能降低直腸pH、大腸桿菌數(shù)和沙門氏菌數(shù)而提高雙歧桿菌數(shù)和乳酸桿菌數(shù)，有利于改善生長豬直腸的微生物菌群。王連生等研究表明在玉米-豆粕型日糧中添加0.06%復(fù)合非淀粉多糖酶能顯著提高生長豬對(duì)飼料干物質(zhì)、粗蛋白和能量的表觀消化率(P< 0.05)，而添加不同水平的α-半乳糖苷酶對(duì)飼料干物質(zhì)、粗蛋白和能量的表觀消化率的影響并不達(dá)顯著水平。劉大春研究表明在玉米-麥麩-豆粕-菜籽粕-棉粕日糧中添加復(fù)合非淀粉多糖酶(α-半乳糖苷酶、纖維素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶)有提高生長豬生產(chǎn)性能和降低飼養(yǎng)成本的作用，0.010%、0.015%和0.020%劑量的非淀粉多糖酶均能不同程度的提高干物質(zhì)、能量、粗蛋白、半纖維素表觀消化率，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與T4比值，降低血漿尿素氮含量的作用。

3　小結(jié)

隨著我國畜牧業(yè)的不斷發(fā)展壯大，我國飼料資源尤其是玉米等能量飼料的短缺現(xiàn)象日漸凸顯，在這種情況下，充分開發(fā)利用我國豐富的麥類谷物和麩糠等資源則顯得尤為迫切和重要。非淀粉多糖酶能夠通過一系列作用機(jī)制降解麥類谷物和麩糠等飼料原料的抗?fàn)I養(yǎng)因子，促進(jìn)營養(yǎng)成分被豬體消化吸收，其添加方便、促生產(chǎn)效果好、成本較低、清除抗?fàn)I養(yǎng)因子直接有效并且無毒副作用等的優(yōu)點(diǎn)使其具有很大的開發(fā)價(jià)值，必將在未來的畜牧業(yè)發(fā)展中發(fā)揮巨大的潛力和作用。

參考文獻(xiàn)

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(收稿日期：2014-09-03)