饲用酶制剂在猪饲料中的应用研究

　　酶制剂（Enzymepreparation）作为一种新型绿色环保饲料添加剂，广泛应用于养猪业并取得显著效果。研究表明，猪饲料中添加酶制剂能够消除饲粮中的抗营养因子，提高饲料利用率，并且能够使用一部分非常规饲料（小麦、稻谷、菜籽粕等），为降低居高不下的饲料价格、解决饲料资源不足的难题提供有效途径；弥补仔猪内源酶不足，促进消化道发育，提高仔猪消化机能，增强机体抵抗力，进而提高猪的生产性能；减少有机物、氮和磷的排放量，和改善，被称为“绿色”或“天然”饲料添加剂。饲用酶制剂是一类以酶为主要功能因子，通过特定生产工艺加工而成的饲料添加剂，目的是提高营养物质的消化利用率、降低抗营养因子含量或产生对动物有特殊作用的功能成分。其种类很多，根据组成特点，可分为单酶制剂和复合酶制剂。指特定来源催化一种底物的酶制剂。分为：（1）消化酶：也称内源酶，畜禽体内能够合成并非用来消化营养物质，但因为某种原因却需要强化和补充的酶类。主要包括蛋白酶、脂肪酶、β-淀粉酶和糖化酶等。（2）非消化酶：也称外源酶，包括纤维素酶、半纤维素酶、β-葡聚糖酶、果胶酶等。指催化不同底物的多种酶混合而成的酶制剂，可同时降解饲料中多种需要降解的底物（多种抗营养因子和养分），能最大限度提高饲料的营养价值。因此，国内外饲用酶产品主要是复合酶制剂。复合酶制剂根据功能特点可分为以下几类：饲用植酸酶制剂，以蛋白酶和淀粉酶为主的饲用复合酶制剂，以β-葡聚糖酶为主的饲用复合酶，以纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、糖化酶和果胶酶为主的饲用复合酶制剂等。饲用酶制剂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，提高饲粮中营养物质的利用率，从而间接提高饲粮能值等，使用非常规饲料，扩大饲料来源，提高饲料业和养猪业的经济效益。动物在不同时期对酶的需求和利用存在差异。仔猪断奶阶段，体内淀粉酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶等含量较低，此时，外源消化酶可以补充内源酶的不足，降低腹泻率，增强动物对营养物质的消化和吸收能力，完善其消化道发育。酶制剂作为一类功能复杂的生物活性蛋白，能够打破细胞壁对营养物质的，有利于细胞内容物淀粉、蛋白质和脂肪等养分从细胞中出来，使之能充分与相应的消化道内源酶相互作用，提高饲粮的消化利用率，达到节约饲料的目的。动物饲料中存在许多抗营养因子（AntinutritionalFactors，ANFS），如植酸、植物凝集素、蛋白酶因子等，不能被动物内源酶降解，从而降低动物对饲料的利用率。酶制剂可部分或全部消除抗营养因子造成的不良影响，促进饲粮消化吸收，提高动物生产性能。如植酸酶能分解植酸和矿物质形成的络合物，提高矿物质和蛋白质等的利用率。饲料中存在多种有毒有害物质，脱毒酶可降低或消除部分毒性的作用；酯酶可裂解玉米赤霉烯酮的内酯环，生成的无毒降解产物被消化或排出体外。随着我国畜牧业集约化程度的提高，市场容量增大，饲料需求量逐年上升，饲料原料的匮乏和价格增长成为制约我国畜牧业发展的首要因素。在饲料原料价格上涨的今天，应最大限度开发和利用非常规饲料，扩大饲料资源，降低养殖成本。生物技术在饲用酶制剂上的发展与应用，为非常规原料的利用提供了新的方法，为解决饲料资源不足的难题提供了有效途径。非常规植物性饲料原料中的非淀粉多糖（NSP）能细胞中营养物质的，还可以同食糜微粒、脂类颗粒及黏膜糖蛋白表面相互作用，影响营养物质的吸收；此外，这些抗营养因子还能螯合一些金属离子及有机物质，造成这些物质代谢受阻。添加饲用酶制剂后可以消除NSP的抗营养特性，细胞中被抗营养因子包裹的营养物质，降低消化道食糜的黏度，提高饲料营养物质的消化率，提高猪的生产性能。添加饲用酶制剂可以提高饲料利用率，减少有机物、氮、磷的排泄量，从而减轻污染。如在猪饲粮中添加微生物来源的植酸酶，能植酸磷中的磷，改善磷的利用率。Lei（1993）报道，在断奶仔猪饲粮中添加微生物来源的植酸酶750IU/kg，可使磷的沉积增加50%，磷排泄降低42%。另外，饲料中添加酶制剂可降低食糜黏稠度，缩小胰脏和胃肠道的体积，减少粪便量，降低氮排出率。酶制剂最早用于早期断奶仔猪，能够提高胃内消化酶的浓度，降低pH，促进蛋白质的消化吸收，保持胃内酸度可促进机体酸菌的繁殖，保持机体健康，减少腹泻，增强机体抵抗力。在杜长大三元杂种断奶仔猪的玉米-豆粕型基础饲粮中分别添加0.05%、0.10%和0.15%的复合酶制剂（含酸性蛋白酶、中性蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶），平均日增重分别提高8.82%（P＜0.05）、15.06%（P＜0.05）和11.53%（P＜0.05）；料重比分别降低6.77%（P＜0.05）、10.53%（P＜0.05）和8.27%（P＜0.05）；仔猪饲料纤维和磷的消化率得到明显改善（P＜0.05），腹泻率显著降低；添加0.10%的复合酶制剂，蛋白质消化率显著提高（P＜0.05），综合分析以0.10%添加量效果最佳。张民等（2010）在体重相近的PIC断奶仔猪玉米-豆粕型饲料中添加100g/t豆伴侣复合酶，与对照组相比，日增重提高8.65%，日采食量降低5.33%（P＜0.05）；断奶仔猪腹泻率降低81.30%（P＜0.05）；粗蛋白质、能量、粗脂肪、钙、磷的表观消化率分别提高3.04%（P＜0.05）、0.99%（P＜0.05）、12.67%（P＜0.05）、13.06%（P＜0.05）、8.46%（P＜0.05）；粗纤维消化率与对照组相比差异不显著（P＞0.05）。对生长肥育猪也具有良好的饲喂效果。将40头体重约41kg的长大生长猪随机分为4组，在玉米-豆粕-麦麸型饲粮中分别添加0、0.05%（试验1组）、0.10%（试验2组）和0.15%（试验3组）的酶制剂（含纤维素酶、木聚糖酶、酸性蛋白酶、糖化酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶、果胶酶），试验2组、3组生长猪日增重比对照组分别提高14.36%（P＜0.01）、18.87%（P＜0.01），料重比分别降低10.79%、8.27%；粗蛋白质的消化率分别提高2.17%、2.26%，粗纤维消化率分别提高13.93%、18.27%，粗脂肪消化率分别提高4.76%、5.32%，无氮浸出物消化率分别提高1.14%和1.45%。吕海东等（2005）在（44.35±5.48）kg的杜长大三元猪的玉米-豆粕型饲粮基础上添加酶制剂，结果表明，饲粮中使用180g/t溢多酶P8102的试验组平均日增重提高5.07%（P＜0.05）；添加150g/t～210g/t酶制剂的试验组猪的腹泻率下降25%～33%，发病率下降31%～46%（P＜0.05）；生物学综合评定及经济效益分析显示，生长肥育猪全期饲粮使用溢多酶P8102，可促进猪群生产性能的发挥，提高经济效益。通过使用酶制剂，利用部分非常规饲料，有益于缓解饲料资源不足和降低饲料成本，如现今市场上玉米价格2.09元/kg～2.30元/kg，且玉米易发生霉变，若在饲料中使用，对养猪业危害很大；小麦价格1.90元/kg～2.20元/kg，且霉变较少，如果在饲料中用小麦代替玉米，不仅能够降低饲料价格，还能提高其质量。唐铁军等（2006）将试验分为前期（22.5kg～70kg）和后期（70kg～90kg），分别用小麦代替杜长大三元杂种猪玉米-豆粕型饲粮中42.5%、46.5%的玉米，两个试验组分别添加0.01%的酶制剂A（主要活性成分为木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶、α-淀粉酶和纤维素酶）和酶制剂B（BELDEM，来源于细菌发酵，主要活性成分为木聚糖酶）。试验前期，日增重极显著（P＜0.01）和显著（P＜0.05）高于对照组，料重比极显著低于对照组（P＜0.01），增重成本比对照组分别降低0.52元/kg和0.53元/kg；试验后期，日增重无显著差异，增重成本较对照组分别降低0.28元/kg和提高0.31元/kg；表明小麦添加酶制剂A替代玉米可显著提高肥育猪的平均增重，改善饲料利用率，明显提高经济效益。燕富永等（2009）选取体重（59.15±1.56）kg的健康杜长大三元杂种猪，饲喂基础饲粮（玉米34.8%、豆粕16%、小麦和杂粕46%、预混料3.2%）+酶制剂1（木聚糖酶和β-葡聚糖酶）+酶制剂3（α-半乳甘糖酶和木聚糖酶），日增重达973g，日采食量2187g/d，料重比2.26；表明加入合适的酶制剂后，饲料利用率大幅提高，小麦和杂粕用量达46%也没有影响肥育猪的生长性能。使用饲用复合酶制剂也存在许多问题：酶的性要求其作用底物与酶之间必须为一一对应关系，因此饲粮组成对酶制剂的作用效果影响较大；酶制剂的活力还没有统一的检测方法，其加工程度、混合均匀度和添加量对其作用效率也有很大影响。因此，添加酶制剂需要综合考虑各方面的因素才能达到最佳效果。饲用酶制剂作为一种环保型的绿色添加剂，能够提高饲料的消化利用率，达到节约饲粮的目的，利用非常规饲料，扩大饲料来源，提高动物生产性能，，利用前景必将更加广阔。