酶制劑在豬生產中的應用

■王曉亮 周 櫻 張慶麗

（武漢新華揚生物股份有限公司，湖北武漢 430074）

自從Fry（1958）最早開始研究飼用酶制劑以來，酶制劑在飼料工業(yè)中的應用已有50多年的歷史。從最初的淀粉酶和蛋白酶，到現(xiàn)在的植酸酶和非淀粉多糖復合酶等，飼用酶制劑的種類越來越多，其應用范圍也越來越廣，從補充內源酶分泌的不足，到消除飼料中各種抗營養(yǎng)因子和毒素等。2011年，我國商品飼料總產量達到1.61億噸，其中豬料為6 210萬噸，占據(jù)38.6%的市場份額，同比增長4%。豬料巨大的市場容量和我國生豬養(yǎng)殖的廣闊前景，為飼料酶制劑在豬料中的應用提供了良好的機遇。

1 飼用酶制劑概述

酶是動物機體活細胞產生的一種具有高效生物催化活性的蛋白質，在機體內發(fā)揮著重要作用，將各種大分子營養(yǎng)物質分解成可供機體吸收利用的小分子營養(yǎng)物質。研究表明，飼料中外源酶制劑的添加，不僅不會影響內源酶活性，還能加快營養(yǎng)物質的吸收利用并進一步降低飼料成本。酶制劑作為一種新型高效的飼料添加劑，在提高畜禽生長性能和減少環(huán)境污染方面已經得到了飼料工業(yè)界的一致認可，同時也為各種新原料在飼料工業(yè)中的應用提供了可能。目前在動物飼料中添加的酶制劑主要分為兩大類，一類是動物消化道可以分泌的內源性消化酶（淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等）；另一類為動物體本身不能產生的外源性消化酶（植酸酶、非淀粉多糖酶等）。以植酸酶和非淀粉多糖酶等外源性消化酶應用較為廣泛。

雖然部分研究學者認為酶制劑在家禽上的使用效果更加明顯，但是更多的研究表明，在豬飼料中添加酶制劑，對配方成本的控制及飼料品質的提升同樣可以帶來巨大的價值。

2 酶制劑在豬生產中的應用

2.1 植酸酶在豬生產中的應用

植酸廣泛存在于各種植物性飼料原料中（見表1），易與磷結合成植酸磷。植酸磷不可被動物體吸收利用，不僅降低了飼料中磷的利用率，還可以絡合鈣、鐵、錳、鋅等金屬離子，形成不溶物，是一種典型的抗營養(yǎng)因子。植酸酶是一種可以水解飼料原料中植酸及植酸鹽的一種酯酶。動物體本身并不能產生植酸酶，在飼料中添加外源植酸酶，可有效分解各種飼料原料中的植酸及植酸鹽，釋放出其中的無機磷供動物體利用，減少動物糞便中磷的含量，同時可消除植酸的抗營養(yǎng)作用，增加飼料養(yǎng)分消化率。

表1 豬料常用植物性飼料原料中植酸磷含量(%)

張永剛等研究發(fā)現(xiàn)，在生長豬日糧中只降低磷含量添加植酸酶不能使動物的生產性能達到正常水平；隨著磷水平的降低，應同時降低鈣水平，從動物采食量和生長速度及血液生化指標綜合考慮，比較適宜的鈣和磷比例為1.4∶1。邊連全等研究發(fā)現(xiàn)，日糧中在添加500 FTU/kg微生物植酸酶的條件下，生長豬對小麥、稻谷和高粱中磷的表觀消化率分別為77.64%、74.26%和64.38%，分別提高27.64%、41.84%和47.87%。朱仁俊等在仔豬飼料中分別用植酸酶替代50%和40%的磷酸氫鈣后發(fā)現(xiàn)，替代50%磷酸氫鈣比替代40%的磷酸氫鈣可以獲得更佳的料肉比及日增重。

2.2 非淀粉多糖酶在豬生產中的應用

非淀粉多糖酶為各種半纖維素酶（木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶）、纖維素酶及果膠酶的統(tǒng)稱。一般非常規(guī)飼料原料養(yǎng)分不平衡，其中含有大量非淀粉多糖等抗營養(yǎng)因子或毒物，降低了其營養(yǎng)價值，限制了這些非常規(guī)原料在豬料中的使用（見表2）。而非淀粉多糖酶制劑可以使這些非常規(guī)飼料原料在飼料工業(yè)中的大量應用成為可能，很大程度上降低了飼料生產成本。

表2 豬料常用植物性飼料原料中非淀粉多糖含量（%）

胡忠澤等研究發(fā)現(xiàn)，在生長豬日糧中添加非淀粉多糖復合酶后，可以有效提高日增重（P＜0.05）和飼料轉化率（P＜0.05）。辛總秀等在肥育豬的日糧中添加非淀粉多糖酶后發(fā)現(xiàn)，平均日增重都有所提高，且總耗料量有不同程度地降低，降低了料肉比。姚海儒等在仔豬小麥型日糧中添加非淀粉多糖復合酶后發(fā)現(xiàn)，日增重顯著提高（P＜0.05），料重比顯著降低（P＜0.05）。試驗結果表明，添加非淀粉多糖復合酶能有效提高仔豬對小麥型日糧的消化率，促進仔豬的生長速度和提高飼料利用率。

非淀粉多糖酶在豬料中的應用，一方面擴大了豬料中非常規(guī)飼料原料的選擇和使用，有效緩解了飼料工業(yè)日益增長的原料成本壓力；另一方面，提高了養(yǎng)分的消化率，改善畜禽健康狀況，為人類建設“節(jié)糧社會”提供了良好的典范，一定程度上緩解了“人畜爭糧”和“人車爭糧”的矛盾。

2.3 消化酶在豬生產中的應用

早期的飼用酶制劑，都是為了彌補幼齡、斷奶或處于應激狀態(tài)的動物體內消化酶分泌不足而添加的，通常為動物體內所能分泌產生的α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。一般認為，在飼料中只需要添加動物體所不能產生的外源性消化酶即可，不需要額外添加動物體內可產生的內源性消化酶。但近年來內源性消化酶在飼料工業(yè)中的應用，尤其是在幼齡動物飼料中的應用，已經越來越受到廣泛的關注。幼齡動物在初生階段，機體不能分泌內源性消化酶或分泌的消化酶活性很低，不足以維持正常生理需要，就必須額外補充內源性消化酶。目前市場上的幼齡動物專用復合酶的設計及應用都是基于這個原理。

乳仔豬階段，小豬主要靠母乳來提供養(yǎng)分。母乳中主要營養(yǎng)成分是乳糖，蛋白質的含量顯著低于后期教槽料中粗蛋白含量，且不含淀粉。由于前期蛋白質和淀粉對乳仔豬消化道的刺激不足，從而導致乳仔豬消化道內淀粉酶和蛋白酶分泌量嚴重不足，對后期主要以采食飼料來提供養(yǎng)分的乳仔豬是個巨大的挑戰(zhàn)。因此，需要在乳仔豬的初生期為其補充外源的蛋白酶和淀粉酶，可以改善消化，降低腹瀉率。高玉紅等通過在仔豬飼料中添加淀粉酶、糖化酶及蛋白酶等復合酶后發(fā)現(xiàn)這種復合酶制劑可以提高斷奶仔豬的生產性能及營養(yǎng)物質的消化率，其中干物質、粗蛋白和脂肪的消化率提升均達到顯著水平（P＜0.05）。郭建來等在仔豬飼料中添加酸性蛋白酶后發(fā)現(xiàn)，仔豬日糧中干物質、粗蛋白、鈣、磷的表觀消化率均有不同程度地提升。

3 影響飼用酶制劑作用的因素

3.1 豬胃腸道溫度及pH值對酶制劑活性的影響

酶制劑作為蛋白質生物大分子，其活性受到溫度、pH值等諸多因素的影響。動物胃腸道的pH值區(qū)間是恒定的，飼用酶的作用條件必須與動物消化道的生理條件相適應，與消化道的pH值范圍相吻合。豬消化道的正常溫度為40℃左右，胃部pH 值2.5～3.5，小腸pH值5～7，大腸pH值呈中性。

不同的酶制劑，其發(fā)揮最佳效應的pH值區(qū)間也不同。如植酸酶的最適pH值范圍為2.5～5.5，主要在豬胃部發(fā)生作用；非淀粉多糖酶的pH值為5～7，主要在豬小腸中發(fā)揮作用。因此，只有真正選用切合豬消化道pH值環(huán)境的酶制劑，才能最大程度地發(fā)揮酶制劑的效果，取得相應經濟效益。

3.2 豬飼料組分對酶制劑活性的影響

酶制劑作為一種蛋白質類生物大分子，其活性受到諸多因素的影響。飼料成分復雜，其中很多物質會影響酶制劑的活性，如NSP或植物凝集素等大分子有機物或 Zn2+、Mg2+、Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe2+、Al3+等無機金屬離子。有些物質對酶活會有負效應，如植物凝集素和Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe2+等金屬離子；有些物質反而對酶制劑有激活作用，如Zn2+、Mg2+、Ca2+等金屬離子。因此，在飼料酶制劑的保存及分級預混合過程中，盡量避開一些對酶制劑有不利影響的因素。

3.3 飼料加工工藝對酶制劑活性的影響

顆粒飼料制粒前，必須經過調質，原料要經過高溫、高濕和擠壓的綜合作用。調質的過程可能使酶活性受到影響。高溫一方面可加快反應酶制劑同底物的反應速度，另一方面亦可引起酶蛋白分子中一些疏水鍵斷裂，改變分子構象，使酶喪失活性。對此，可以采用一些輔助手段來消除飼料加工工藝對酶制劑活性的影響。一可以采用包被的方法，通過減少酶制劑同外界高溫、高濕環(huán)境的接觸機會來減少酶制劑的失活；二可以在高溫制?；蚺蚧纳a工藝情況下安裝液體酶后噴涂設備，通過制粒或膨化后的液體酶后噴涂來減少酶制劑的失活；三是可以通過篩選耐高溫菌種發(fā)酵生產耐高溫的酶制劑，從源頭上解決酶制劑的耐熱問題。

3.4 豬的品種和日齡對酶使用效果的影響

豬品種及其日齡的不同也會影響酶制劑的具體使用效果。如土雜豬和三元雜交豬營養(yǎng)需求不同，酶制劑的使用方案也不一樣。另外，乳仔豬、保育豬及中大豬日齡不同，其體內消化酶分泌的種類和數(shù)量各異，在酶制劑的使用方案上也要關注這種差異。在乳仔豬階段，由于消化液中內源性消化酶的含量低，因此需額外補加一些內源性的消化酶來促進乳仔豬對飼料養(yǎng)分的消化；而到了中大豬階段，體內的內源酶分泌量已經可以滿足自身所需，此時只需添加豬體內不能分泌的植酸酶或非淀粉多糖酶即可。

4 小結

我國雖是飼料生產大國，但飼料資源還是相對匱乏，一些在豬料中使用的大宗飼料原料還依賴進口，如大豆、魚粉等。因此，最大限度地發(fā)揮酶制劑的生物催化效用，提高現(xiàn)有飼料資源的利用率，積極拓展各種非常規(guī)飼料原料在豬料中的應用，已成為當務之急。另外，日益上漲的成本壓力也嚴重制約著飼料工業(yè)和生豬養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。對此，可通過使用酶制劑來適當降低養(yǎng)殖成本，保證生豬養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。此外，隨著人們對環(huán)境保護和食品安全的日益關注，酶制劑作為一種無殘留、無抗藥性、新型高效的綠色飼料添加劑在環(huán)境保護和食品安全中發(fā)揮著越來越重要的作用。

（參考文獻16篇，刊略，需者可函索）