飼用非淀粉多糖酶的研究進(jìn)展

黃輝龍，鄒曉庭

（浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所，杭州 310029）

玉米含有較高的能量且價(jià)格較便宜，是我國(guó)配合飼料中主要的能量飼料。但近些年隨著玉米市場(chǎng)的形勢(shì)越來(lái)越緊張，必須尋找另外一些非常規(guī)飼料來(lái)部分替代玉米。麥類植物作為世界重要的糧食作物，具有產(chǎn)量高、易儲(chǔ)存等特點(diǎn)，也較玉米有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此成為替代玉米的首選。但由于麥類及其副產(chǎn)物中含有較多的非淀粉多糖（NSP），特別是可溶性非淀粉多糖（SNSP），具有較強(qiáng)的抗?fàn)I養(yǎng)作用，從而限制了其在飼料中的廣泛應(yīng)用。目前，普遍認(rèn)為NSP特別是SNSP可通過(guò)多種方式影響飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一種生物催化劑，其通過(guò)參與生化反應(yīng)來(lái)促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)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。NSP酶是指能夠降解植物中纖維素、β-葡聚糖和木聚糖等非淀粉多糖的一系列酶。其主要包括纖維素酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和果膠酶等。從全球范圍來(lái)看，約65%的谷物飼料中添加了酶制劑，尤其是NSP酶制劑。這是目前消除飼料中NSP的抗?fàn)I養(yǎng)作用最為有效可行的措施。

1 NSP酶對(duì)養(yǎng)分消化率的影響及作用機(jī)制

1.1 NSP酶對(duì)養(yǎng)分消化率的影響

研究發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物飼糧中添加NSP酶，可降解飼糧NSP，提高能量、蛋白質(zhì)、氨基酸等養(yǎng)分的消化利用率、改善飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。任美琦等研究了在小麥日糧中添加不同復(fù)合酶制劑對(duì)櫻桃谷肉鴨養(yǎng)分利用率和代謝能的影響，其中日糧中添加NSP酶100g·t－1，粗蛋白、能量和粗纖維的表觀利用率及表觀代謝能值分別提高為8.33%、6.23%、3.19%和0.62 MJ·kg-1，脂肪的利用率極顯著提高，達(dá)到17.25%[1]。李成良等在肉仔雞日糧中添加NSP酶，粗蛋白、粗纖維、鈣和磷的表觀消化率分別提高了4.99%、10.55%、4.56%和 6.79%，且差異顯著（P＜0.05）[2]。

NSP酶不僅可以提高大麥、小麥、高粱、黑麥等基礎(chǔ)飼糧的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也能不同程度地提高玉米-豆粕型飼糧的養(yǎng)分消化率和畜禽生產(chǎn)性能[3]。但關(guān)于NSP酶對(duì)礦物元素消化率的影響的資料報(bào)道很少。

1.2 NSP酶影響?zhàn)B分消化率的作用機(jī)制

1.2.1 破壞植物細(xì)胞壁

植物細(xì)胞中淀粉和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被細(xì)胞壁包裹。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，除草食動(dòng)物外，其他動(dòng)物不能消化這類物質(zhì)，影響了植物飼料中淀粉、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。NSP酶制劑可降解植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，消除NSP對(duì)養(yǎng)分的包被作用，使細(xì)胞內(nèi)容物例如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等養(yǎng)分充分釋放出來(lái)并與消化酶充分接觸，從而提高植物飼料養(yǎng)分的消化利用率。

1.2.2 降低胃腸道食糜黏性

構(gòu)成植物細(xì)胞壁的NSP能夠結(jié)合大量的水，增加消化道食糜的黏度，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)和內(nèi)源酶難以擴(kuò)散，這不僅降低了蛋白質(zhì)、淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，而且也使畜禽產(chǎn)生黏糞現(xiàn)象。研究表明，NSP酶可使麥類飼糧中高濃度的SNSP水解成多糖片段。當(dāng)SNSP自身黏性降低后，腸內(nèi)容物的黏度也隨之降低，從而使食糜在消化道中更易于移動(dòng)，加快排空速度，縮小胰臟和胃腸道的體積，減少糞便量，降低氮的排出，發(fā)揮促生長(zhǎng)和提高飼料轉(zhuǎn)化率的作用，提高畜禽的生產(chǎn)性能。

1.2.3 減少腸道有害微生物

NSP酶制劑的添加可以降低因黏度引起的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在腸道的蓄積，主要是由于小腸食糜黏稠性的降低，食糜流速的增加，減少腸道有害細(xì)菌群落的聚集。李路勝等在肉雞日糧中添加液體復(fù)合酶可明顯減少大腸桿菌數(shù)量，提高乳酸桿菌的數(shù)量，改善肉雞回腸和盲腸的微生態(tài)結(jié)構(gòu)[4]。在3周齡肉仔雞日糧中添加非淀粉多糖酶，盲腸中乳酸桿菌的數(shù)量提高了 12.16%（P＞0.05），6周齡時(shí)，盲腸中大腸桿菌數(shù)降低了8.84%（P＞0.05），乳酸桿菌數(shù)量增加了 13.49%（P＞0.05）[2]。有害細(xì)菌群落的削弱可以降低畜禽的腹瀉率，減少疾病的發(fā)生，有利于畜禽的健康生長(zhǎng)。

酶制劑具有改善消化道微生物群落數(shù)量和組成的作用。其機(jī)制為促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，使吸收位點(diǎn)向腸道上區(qū)段移動(dòng)，使可供細(xì)菌生長(zhǎng)利用的底物減少；加快消化物質(zhì)通過(guò)率，使細(xì)菌群落向較短世代種類轉(zhuǎn)變[5]。

1.2.4 影響動(dòng)物內(nèi)源酶活性

有研究表明，飼糧中添加外源酶制劑，可使腸道養(yǎng)分進(jìn)一步分解，增加養(yǎng)分的吸收量，從而刺激機(jī)體消化系統(tǒng)的發(fā)育。出生 4周齡前的仔豬，消化系統(tǒng)功能不完善，斷奶應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源酶活性的降低，導(dǎo)致仔豬斷奶后數(shù)周內(nèi)養(yǎng)分吸收減少和腹瀉，此時(shí)選擇易消化的飼料并添加外源酶可以收到良好的效果。目前，外源酶制劑對(duì)動(dòng)物內(nèi)源酶活性的影響還未得到科學(xué)的解釋，其影響機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

日糧中的可溶性β-葡聚糖和木聚糖能直接結(jié)合消化道中多種消化酶，使其活性降低，而添加NSP酶制劑可影響消化道內(nèi)源酶活性。劉長(zhǎng)忠等在1日齡雛鵝日糧中分別添加NSP酶制劑0.2%和0.4%，結(jié)果表明，十二指腸食糜胰蛋白酶活性分別提高了 26.95%和 31.71%（P＜0.05），十二指腸食糜淀粉酶活性分別提高了 23.49%和 19.94%（P＜0.05），空腸食糜胰蛋白酶活性分別提高了24.15%和29.50%（P＜0.05）；空腸食糜淀粉酶活性分別提高了20.49%和 19.94%（P＜0.05）[6]。張璐等在鱸魚飼料中添加非淀粉多糖酶，結(jié)果表明，顯著提高了試驗(yàn)組鱸魚胃和腸道中淀粉酶的活性[7]。

1.2.5 對(duì)動(dòng)物激素水平及免疫功能的影響

NSP酶可通過(guò)改變外周血液的激素水平來(lái)影響動(dòng)物機(jī)體的消化和代謝。高峰等在小麥基礎(chǔ)飼糧中添加酶制劑，使斷奶仔豬血液血清四碘甲腺原氨酸（T4）提高了43.7%，血清三碘甲腺原氨酸（T3）提高了18.0%[8]。劉燕強(qiáng)等也研究了粗酶制劑對(duì)雞外周血液中代謝激素的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在大麥基礎(chǔ)飼糧中添加NSP酶后，T3和促甲狀腺激素（TSH）的水平顯著提高，生長(zhǎng)激素（GH）有上升的趨勢(shì)[9]。而T3、GH等代謝激素具有免疫調(diào)節(jié)因子作用，從而增強(qiáng)了機(jī)體免疫力。

2 NSP酶在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 NSP酶在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

曾福海等研究玉米-豆粕型飼糧中添加NSP酶，NSP復(fù)合酶組顯著提高了斷奶仔豬日增重（P＜0.05），降低料重比（P＜0.05），增加采食量（P＞0.05）[10]。呂秋鳳等在斷奶仔豬飼糧中添加 NSP復(fù)合酶，顯著提高了斷奶仔豬后期、全期日增重，降低料重比（P＜0.05），顯著降低了仔豬腹瀉率（P＜0.05）[11]。肖淑華等在仔豬飼糧中添加NSP酶制劑，其中試驗(yàn)1～4組日采食量分別提高 20.00%（P＜0.05）、16.50%（P＜0.05）、15.31%（P＜0.05）和 30.36%（P＜0.05）；試驗(yàn)2～4 組日增重顯著提高（P＜0.05）[12]。袁巧靈等在仔豬20%高麩皮日糧中添加酶制劑0.08%，仔豬的日增重提高了 23.3%，飼料轉(zhuǎn)化率提高了 7.3%[13]。Wang等在稻谷日糧中添加NSP酶可顯著提高生長(zhǎng)豬的日增重和飼料利用率（P＜0.05），極顯著降低空腸和回腸黏膜的黏性（P＜0.01），顯著提高十二指腸中胰蛋白酶和α-淀粉酶的活性（P＜0.05）[14]。何勇等在生長(zhǎng)豬的大麥替代玉米日糧中添加β-葡聚糖酶等酶制劑，試驗(yàn)1組和試驗(yàn) 2組平均日增重分別比對(duì)照組提高了 6.53%（P＜0.05）和 12.76%（P＜0.05）[15]。黃少文等在 40%大麥型飼糧中添加復(fù)合NSP酶制劑，生長(zhǎng)豬日增重提高 5.8%（P＜0.05），飼料利用率提高 9.3%（P＜0.05）[16]。

2.2 NSP酶在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

Engberg等在肉雞小麥飼糧中添加木聚糖酶，可極顯著提高肉雞表觀代謝能（P＜0.01），顯著提高空腸、回腸淀粉消化率（P＜0.05），減弱回腸發(fā)酵，增強(qiáng)盲腸發(fā)酵，提高糜蛋白酶和脂肪酶活性，提高肉雞日增重，降低料重比[17]。Shirzadi等在大麥日糧中添加酶制劑飼喂肉雞，結(jié)果表明，料肉比和空腸黏膜的黏性均顯著降低，胴體重、腹部脂肪相對(duì)增重顯著增加[18]。王繼強(qiáng)等在蛋雞小麥型日糧中添加酶制劑，結(jié)果表明，添加酶制劑0.1%蛋雞的產(chǎn)蛋率提高了2.0%（P＜0.05），產(chǎn)蛋量提高了 2.0%（P＜0.05），軟殼蛋率降低了63.6%（P＜0.05），料蛋比降低了1.4%（P＜0.05）[19]。陳勘等在蛋雞日糧中添加復(fù)合NSP酶，試驗(yàn)組蛋雞的產(chǎn)蛋率提高 1.24%、蛋重增加0.77%、料蛋比降低0.97%，同時(shí)能顯著降低臟蛋率（P＜0.05）[20]。劉長(zhǎng)忠等在生長(zhǎng)鵝高纖維日糧（粗纖維含量為11.02%）中分別添加NSP酶制劑0.2%和0.4%，結(jié)果表明，生長(zhǎng)鵝平均日增重分別提高了 14.82%、19.69%（P＜0.05），飼料轉(zhuǎn)化率分別提高了 13.27%、19.93%（P＜0.05）[21]。

2.3 NSP酶在水產(chǎn)中的應(yīng)用

張璐等探討鱸魚飼料中添加NSP酶（木聚糖酶和葡聚糖酶的復(fù)合酶制劑以及纖維素酶、半纖維素酶、葡聚糖酶的復(fù)合酶制劑），顯著提高了鱸魚的增重百分率和特定生長(zhǎng)率（P＜0.05）[7]。陳京華在牙鲆豆粕飼料中添加非淀粉多糖酶0.2%，可極顯著提高其特定生長(zhǎng)率（P＜0.01），顯著提高飼料效率、蛋白質(zhì)效率、氮和磷沉積率，顯著降低氮和磷排放率（P＜0.05）[22]。張玲等在鯉魚50%小麥飼糧中添加木聚糖酶0.1%，鯉魚增重率提高17.00%，粗蛋白質(zhì)、總糖表觀消化率分別提高9.2%和26.7%，前腸絨毛和中腸絨毛高度分別提高38.7%和4.0%[23]。

3 展 望

由于飼用NSP酶制劑具有諸多優(yōu)越性，且在畜禽生產(chǎn)中的作用效果得到了大量試驗(yàn)的證實(shí)，所以應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但由于酶制劑的應(yīng)用歷史不長(zhǎng)，仍存在一些問(wèn)題。目前尚不清楚飼糧中的各種成分對(duì)酶制劑作用效果的影響；酶活力測(cè)定方法的多樣性及其測(cè)定條件選擇的不規(guī)范性，造成目前國(guó)內(nèi)酶活測(cè)定方法的不統(tǒng)一，測(cè)定結(jié)果難以進(jìn)行相互比較；目前業(yè)界一致認(rèn)可酶制劑有促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)性能的功效，如何使酶制劑的生產(chǎn)成本降低值得進(jìn)一步研究；飼用酶制劑的作用位點(diǎn)，暫缺乏基礎(chǔ)性資料；如何選擇最合適飼糧類型和飼養(yǎng)動(dòng)物的酶的種類、添加數(shù)量和比例，并進(jìn)行合理的配比，是飼用NSP酶制劑未來(lái)研究中的一個(gè)重要課題。

NSP酶制劑在我國(guó)飼料工業(yè)中占有重要地位。隨著研究的進(jìn)一步深入，NSP酶制劑將在提高飼料利用率和畜禽生產(chǎn)性能，擴(kuò)大飼料利用范圍，降低環(huán)境污染等方面發(fā)揮更大的作用，是具有廣闊發(fā)展前景的飼料添加劑。

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