飼用酶制劑的作用機(jī)制

1、飼用酶制劑的作用機(jī)制    摘要：近年來，酶制劑作為高效、專一性添加劑被廣泛應(yīng)用于飼料工業(yè)。酶制劑能夠啟動(dòng)或加速養(yǎng)分降解利用，對(duì)動(dòng)物的生長和生產(chǎn)性能有十分重要的意義。結(jié)合近二三十年的應(yīng)用研究，本文將對(duì)飼用酶制劑作用機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)綜述。    關(guān)鍵詞：飼料添加劑； 酶制劑； 作用機(jī)制 酶是指由生物體內(nèi)活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的一類生物大分子。酶在機(jī)體中作為一種生物催化劑，高效率地催化各種生物化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝。動(dòng)物生產(chǎn)中，添加酶制劑可提高飼料養(yǎng)分消化率，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。隨著畜牧業(yè)和玉米加工業(yè)的發(fā)展，能量飼

2、料資源短缺，需要開發(fā)小麥等非常規(guī)飼料資源。而飼用酶制劑作為飼料中的微小成分參加了配合飼料生產(chǎn)，其作用機(jī)理也成為畜牧業(yè)的熱點(diǎn)話題之一?；陲曈妹钢苿┰谏a(chǎn)中的應(yīng)用推廣，本文將對(duì)飼用酶制劑的作用機(jī)制進(jìn)行綜述。1飼用酶制劑可補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，提高內(nèi)源性消化酶活性飼糧中添加外源酶制劑，可補(bǔ)充內(nèi)源酶不足，使腸道養(yǎng)分進(jìn)一步分解，增加養(yǎng)分吸收，刺激機(jī)體消化系統(tǒng)發(fā)育。安永義等（1999）研究表明，在肉仔雞成長過程中，隨日齡增加，胰腺和胃腸道消化酶活性升高。飼給雛鵝0.1%酶制劑的大麥日糧，能提高十二指腸食糜中蛋白酶和脂肪酶活性，淀粉酶的活性也有增加的趨勢(shì)（艾曉杰等，2001）。麥類飼料中的可溶性非淀粉多糖（S

3、NSP）能與內(nèi)源性消化酶相結(jié)合，形成酶與底物的屏障，影響酶的活性。添加非淀粉多糖（NSP）酶則消除其對(duì)消化酶的抑制作用（Almirall et al，1995；于旭華等，2001）。在玉米豆粕型日糧中添加木聚糖酶、-葡聚糖酶、蛋白酶和-淀粉酶，能提高小腸蛋白酶和淀粉酶活性（耿丹等 2003）。Engberg et al.（2004）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在小麥日糧中添加木聚糖酶提高胰腺糜蛋白酶和脂肪酶的活性。2飼用酶制劑可破壞植物細(xì)胞壁，提高飼料養(yǎng)分消化率植物性飼料養(yǎng)分包裹在植物細(xì)胞壁內(nèi)。植物細(xì)胞壁主要成分有纖維素、半纖維素和果膠等，而植物細(xì)胞內(nèi)容物則為淀粉等營養(yǎng)性多糖及蛋白質(zhì)；細(xì)胞壁不可消化的物質(zhì)阻

4、礙了消化酶與細(xì)胞內(nèi)容物直接接觸，影響其消化。破壞細(xì)胞壁的方法較多，如原料的機(jī)械加工，動(dòng)物的采食咀嚼及添加飼用酶制劑等。工業(yè)上利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)酶制劑，包括動(dòng)物自身不能分泌的消化酶，如纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、-葡聚糖酶和果膠酶等。飼用酶制劑可降解植物細(xì)胞壁中內(nèi)源酶不可消化的成分及破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子，可提高胞液中的養(yǎng)分的吸收利用率。Bedford and Morgan，1996年研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加木聚糖酶，飼料胚乳細(xì)胞壁受到一定的破壞作用，在家禽肌胃中效果尤為明顯。用顯微鏡觀察肉仔雞消化道食糜時(shí)發(fā)現(xiàn)，木聚糖酶和-葡聚糖酶能夠破壞黑麥胚乳細(xì)胞壁，從而釋放出細(xì)胞壁內(nèi)的養(yǎng)分，并使其在小腸前段很好的消

5、化（Jeroch et al， 1995）。非消化酶可改善肉雞消化功能，并不是因?yàn)榻到釴SP產(chǎn)生的能量，而是通過飼用酶制劑破壞植物細(xì)胞壁的完整結(jié)構(gòu)，釋放出細(xì)胞內(nèi)容物，提高了養(yǎng)分消化率（Bedford and Morgan， 1996）。3飼用酶制劑可降低腸道食糜黏度，提高養(yǎng)分消化率能量飼料中NSP的含量較高，其中的SNSP具有較強(qiáng)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。在玉米飼料資源緊缺，而以麥類飼料為主導(dǎo)的能量飼料中，木聚糖和-葡聚糖為主要的SNSP。SNSP本身的特點(diǎn)是溶于水后粘性和持水力較強(qiáng)。腸道食糜黏度是影響麥類日糧對(duì)肉雞營養(yǎng)物質(zhì)消化利用的重要因素。畜禽采食麥類日糧引起小腸食糜黏度增加，腸胃運(yùn)動(dòng)力降低，阻礙酶與

6、底物的結(jié)合，從而影響?zhàn)B分的消化吸收。正因?yàn)槿绱耍拗屏他滎愶暳显谌占Z中的使用量。目前，在日糧中加入阿拉伯木聚糖酶、-葡聚糖酶等NSP酶可將高黏度的SNSP水解，產(chǎn)生小分子量多糖片段，其黏度低，進(jìn)而降低食糜黏度，解除NSP對(duì)養(yǎng)分和內(nèi)源消化酶的擴(kuò)散阻礙作用，使飼料養(yǎng)分的消化率和吸收利用率得以提高。研究表明，在大麥日糧中添加以蛋白酶、木聚糖酶和-葡聚糖酶為主的復(fù)合酶制劑可降低腸道食糜黏度，提高飼料消化率（Svihus et al. 1997）。另外，小麥日糧中添加復(fù)合酶制劑降低肉雞回腸食糜黏度（Preston et al. 2001）。4飼用酶制劑可減少畜禽后腸道有害微生物的繁殖日糧中SNSP對(duì)日糧

7、養(yǎng)分的消化吸收利用具有負(fù)營養(yǎng)作用。在畜禽體內(nèi)，未被消化吸收的養(yǎng)分（包括SNSP）隨食糜流動(dòng)進(jìn)入后段腸道，大腸段消化方式為微生物消化，未被消化的營養(yǎng)物質(zhì)被微生物發(fā)酵利用，可產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，為厭氧有害微生物增殖提供碳源和能量，促進(jìn)有害微生物的繁殖，使腸道菌群失衡，有害菌處于優(yōu)勢(shì)地位，影響畜禽的生長和健康，如產(chǎn)生大量生孢梭菌，某些生孢梭菌可產(chǎn)生毒素，抑制動(dòng)物生長，降低動(dòng)物生產(chǎn)性能。而在麥類日糧中添加NSP酶可提高養(yǎng)分在畜禽消化道前腸的消化率，減少后段腸道有害微生物的繁殖。研究表明，在麥類飼料中添加微生物酶能夠改善腸道菌群環(huán)境以及畜禽生產(chǎn)性能（Choct et al. 1992）。Choct et

8、al.（1996）進(jìn)一步試驗(yàn)證實(shí)，酶制劑可消除高水平SNSP引起的小腸微生物發(fā)酵，提高肉仔雞生長性能。飼用酶制劑可通過降解SNSP，破壞微生物生存所需的養(yǎng)分條件，限制后段腸道有害微生物過度繁殖，來改善畜禽健康狀況。據(jù)報(bào)道肉雞麥類日糧中添加酶制劑，不僅促進(jìn)了飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，糞中大腸桿菌的數(shù)量也下降了61.2%（許梓榮等,2000）。5飼用酶制劑可提高畜禽體內(nèi)代謝激素水平三碘甲狀腺原氨酸（T3）是家禽機(jī)體內(nèi)主要的代謝激素，與生長激素（GH）密切相關(guān)，T3水平提高，機(jī)體代謝水平提高。GH作用于肝臟產(chǎn)生促生長因子（IGF-1），IGF-1是哺乳動(dòng)物和禽類的生長調(diào)控因子，刺激細(xì)胞對(duì)氨基酸的代謝利

9、用，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，抑制蛋白質(zhì)分解，促進(jìn)動(dòng)物生長，提高畜禽生長性能。日糧中添加飼用酶制劑可使碳水化合物產(chǎn)生一些對(duì)機(jī)體具有調(diào)節(jié)作用的活性物質(zhì)，提高某些代謝激素的活性。研究表明，在大麥日糧中添加以-葡聚糖酶為主的飼用酶制劑可顯著提高肉雞血清T3、GH、促甲狀腺激素（TSH）、胰島素（Ins）水平、T3/ T4值、日增重和飼料轉(zhuǎn)化率（喻濤等，1996）。在小麥日糧中添加0.10%的飼用酶制劑可使21 d肉仔雞血液胰島素樣生長因子（IGF-1）水平提高14.7%，使49 d肉仔雞血液T3水平提高53.8%（高峰等，2000）。 6飼用酶制劑可改變腸壁結(jié)構(gòu)，提高養(yǎng)分吸收能力  

10、60;  小腸是營養(yǎng)物質(zhì)消化、養(yǎng)分吸收的主要場(chǎng)所。小腸的絨毛高度增加，使腸黏膜細(xì)胞表面積擴(kuò)大，提高了養(yǎng)分吸收利用。隱窩深度反映了細(xì)胞增值情況，隱窩深度值降低表明腸上皮細(xì)胞成熟率上升，即小腸吸收功能增強(qiáng)。故而絨毛高度與隱窩深度比值（V/C）可綜合反映小腸的功能狀態(tài)，比值上升則表示黏膜得到改善，消化吸收功能增強(qiáng)。已有研究表明，以木聚糖酶、蛋白酶和淀粉酶為主的復(fù)合酶制劑可顯著提高腸絨毛高度（Gracia et al. 2009）。在大麥日糧中添加酶制劑，肉仔雞腺胃、胰腺、肝臟、十二指腸、空腸、回腸和結(jié)腸重量分別減輕39%、24%、8%、16%、20%、18%和29% （Brenes et

11、al，1993）。小麥日糧中添加木聚糖酶和-葡聚糖酶可降低21 d肉雞前腸和42 d肉雞回腸相對(duì)重量（Wang et al. 2005）。亦有研究報(bào)道，小麥日糧中添加植酸酶、木聚糖酶或兩種酶復(fù)合添加，均可提高十二指腸絨毛高度，卻降低小腸相對(duì)重量（Wu et al. 2004）。參考文獻(xiàn)1 安永義, 周毓平, 咼玉明.周齡肉仔雞消化酶發(fā)育規(guī)律研究.動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2011(1): 1724.2 艾曉杰, 韓正康.米糠日糧添加酶制劑對(duì)雛鵝消化器官發(fā)育的影響.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),24(3): 244246.3 于旭華, 汪 儆, 孫 哲等.黃羽肉仔雞脂肪酶的發(fā)展規(guī)律及小麥SNSP對(duì)其活性的影響.動(dòng)物營養(yǎng)

12、學(xué)報(bào), 3: 1519.4 Almirall, Merce, Francesch, Maria, Perez-Vendrell, Anna M, Brufau, Joaquim, Esteve-Garia, Enric.The differences in intestinal viscosity produced by barly and beta-glucanase alter digesta enzyme activity and ileal nutrient digestabilities more in broiler chicks than in cocks. Journal of

13、 Nutrition, 125: 947955.5 耿 丹, 張 映, 趙 燕, 苗靈風(fēng).粗酶制劑對(duì)肉仔雞消化酶活性的影響. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué), 31(4): 8183.6 Engberg R M, Hedemann M S, Steenfeldt S, Jensen B B. 2004.Influence of whole wheat and xylanase on broiler performance and microbial composition and activity in the digestive tract. Poultry Science, 83: 925938.7 Bed

14、ford M R, Morgan A J.1996.The use of enzymes in poultry diets. Worlds Poultry Science, 52: 6168.8 Jeroch H, Danicke S, Brufau J. The influence of enzyme preparations on the nutritional value of cereals for poultry: a review. Journal of Animal Feed Science, 4: 263285.9 Svihus B, Newman R K, Newman C

15、W.Effect of soaking, germination, and enzyme treatment of whole barley on nutritional value and digestive tract parameters of broiler chickens. British Poultry Science, 38(4): 390396.10 Preston C M, McCracken K J, Bedford M R.Effect of wheat content, fat source and enzyme supplementation on diet met

16、abolisability and broiler performance. British Poultry Science, 42(5): 625632.11 Choct M, Annison G. Antinutritive effects of wheat pentosans in broiler chickens: roles of viscosity and gut microlfora.British Poultry Science, 33: 821834.12 Choct M, Hughes R J, Wang J, Bedford M R, Annison G. Increas

17、e small intestinal fermentation is partly responsible for the anti-nutritive activity of non-starch polysaccharides in chickens. British Poultry Science, 37: 609621.13 許梓榮，錢利純，孫建義.高麥麩飼糧中添加葡聚糖酶、木聚糖酶和纖維素酶對(duì)肉雞作用效果的研究. 動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào), 1: 61.14 喻濤，韓正康. 添加粗酶制劑對(duì)喂大麥基礎(chǔ)日糧的雛雞生產(chǎn)性能、血清T3水平及食糜排空速度的影響. 畜牧與獸醫(yī). 15 高 峰, 周光宏, 韓

18、正康. 小麥基礎(chǔ)日糧中添加酶制劑對(duì)肉仔雞生產(chǎn)性能和血液某些指標(biāo)的影響. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 23(4): 7175.16 Brenes A, Smith W, Guenter W, Marquardt R R. Effect of enzyme supplementation on the performance and digestive tract size of broiler chickens fed wheat-and barley-based diets. Poultry Science, 72: 1 7311 739.17 Wang Z R, Qiao S Y, Lu W Q, Li D F. Effects of enzyme supplementation on performance, nutrient digestibility, gastrointestinal morphology, and volatile fatty acid pro?les in the hind gut of broilers fed wh