飼用木聚糖酶的研究與應用

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　　飼用木聚糖酶的研究與應用
　　隨著人們膳食結構的改善、環保意識的增強，加之飼料資源匱乏的嚴峻現實，大麥、小麥、次粉、糠麩等替代玉米，菜粕、棉粕、花生粕等替代魚粉和豆粕成為普遍，但其中的抗營養因子如木聚糖等限制了其在飼料中的有效應用，因此飼料酶制劑特別是木聚糖酶成為近年研究的熱點。
　　1木聚糖結構與抗營養作用
　　小麥、玉米、豆粕、雜粕等是目前飼料行業中常用到的飼料原料，其營養價值的差別主要是：①蛋白及碳水化合物在數量和質量上的差異;②內源性酶活上的差異。谷物類飼料如玉米、小麥、大麥等，一般由果皮、種皮、糊粉層、次糊粉層和含淀粉胚乳組成。其中淀粉是易消化的營養性多糖，纖維素、半纖維素、果膠和抗性淀粉(阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等)構成植物籽實細胞壁的結構多糖和基質多糖，稱為非淀粉多糖(None Starch polysaecha-rides NSP)，因糖苷鍵與淀粉的不同，不能被動物內源酶分解。
　　表1植物性飼料中的阿拉伯木聚糖含量(%，干物質)

原料

　　3 木聚糖酶在飼料中的應用
　　飼料中一般含有較多的非淀粉多糖(Nonst-arch Polysaccharides，NSP)，主要包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、α-半乳糖苷、果膠、纖維素等。其中前兩者占NSP的30%。NSP分為可溶性NSP(SNSP)和不溶性NSP(INSP)，影響動物對養分進行消化的主要是SNSP，β-葡聚糖和木聚糖是兩種較為重要的SNSP。
　　3.1木聚糖酶在豬飼料中的應用
　　事實表明，飼料中添加β-葡聚糖酶和木聚糖酶在豬和家禽中的飼喂效果是不一致的。原因可能是：
　　3.1.1消化環境不同
　　低pH值、胃蛋白酶和胰酶均可使外源酶活性降低(Inborr等，1993;Almirall等，1995b)，畜禽消化道中pH不同對酶活的影響最大(史凱來等，2000)。飼料在豬相對較低的pH條件下要停留4-12h，而在雞低pH的前胃中僅僅停留20-40min。Thacker等(1996)和Bass等(1996)分別用5種酶做了阿拉伯木聚糖酶和β-葡聚糖酶在豬的pH值模擬試驗，表明木聚糖酶長時間處于較低的pH值條件下能夠破壞其中的一部分酶活。進一步做的豬小腸食糜中酶活測試發現，酶在經歷了低酸過程后小腸中的活性仍然保持很高(在pH值2.5的條件下分別保持15min和120min后pH值升至5.5，木聚糖酶的酶活分別降為原酶活的12%-79%和12%-48%)，說明盡管體內胃蛋白酶可能加速酶的失活，而飼料中的其它成分對酶可能具一定的保護作用。
　　3.1.2 消化方式不同
　　豬的小腸可以降解飼料中大量的β-葡聚糖和木聚糖。其對木聚糖的降解程度較低，但整個消化系統對木聚糖的降解率也達65%(Weltz ien等，1986)，作用結果是小腸微生物作用還是飼料內源酶尚無定論。
　　3.1.3 小腸內容物粘度不同
　　肉雞小腸內容物粘度大約是豬的100倍。豬小腸內容物的水分含量(10%的干物質)高于肉雞小腸內容物的水分含量(20%的干物質)，因而降低了可溶性碳水化合物的粘性。Bedford(1991)試驗酶對豬小腸內容物的粘性沒有顯著影響。
　　飼用酶應用于豬日糧中原因有三：(1)減少仔豬斷奶應激;(2)提高飼料的利用率;(3)降低環境污染。添加木聚糖酶能提高豬對高纖維飼料的利用率，減少仔豬腹瀉率(Bedford，1995;Imborr和Oyle，1998)。豬日增重改進的范圍為4.5%-5%，飼料轉化率改進的范圍為3%-15%，其中報導飼料轉化率改進的情況比日增重多。添加木聚糖酶一般對玉米-豆粕型日糧效果不明顯，較多的試驗證明在大麥、小麥或黑麥為主日糧中有明顯的正效應。但Thacker等(1991、1992)報道在小麥、大麥、燕麥日糧中加木聚糖酶也無效果。
　　白亮亮(1999)，程偉(1998)，馮定遠(1997)報道，在20-60kg生長育肥豬的次粉或小麥日糧中添加5%木聚糖酶制劑可提高日增重和飼料轉化率，降低腹瀉頻率，健康狀況明顯改善。馮定遠等(1998)在斷奶仔豬日糧中使用β-葡聚糖酶和木聚糖酶，使實驗組生長仔豬日增重提高6.0%。許梓榮(1999)、王修啟等(2000)也得到了同樣的結果。張克剛等(1997)在含有高量小麥麩和次粉的育肥豬日糧中使用酶制劑，實驗組日增重分別比對照組提高4.25%和14.02%，高量次粉組比高量麥麩組效果更好。Prokopp(1999)報道，木聚糖酶和蛋白酶制劑應用于仔豬，能提高仔豬日增重，降低仔豬死亡率，且能使蛋白質消化率提高3%，氨基酸濃度提高3%-5%(P<0.01)，纖維消化率提高17%(P<0.01)，氮利用率提高10%(P<0.01)，蛋白質沉積率提高9%(P<0.01)。Schohen等(1997)報道，在斷奶仔豬飼以小麥與麥麩混合日糧中添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶，斷奶后前3周酶的添加對死亡率無影響，3周后腹瀉率有所降低。
　　王冬艷等(2000)飼養試驗表明：對斷奶仔豬，復合酶制劑(蛋白酶、木聚糖酶等)對生長性能和腹瀉的影響比單一纖維素酶制劑要好。奚剛(1999)研究證實，飼料添加外源性酶能刺激某些內源消化酶的分泌，與Inborr認為的外源性酶有利于動物的內源性酶，不存在“反饋性抑制”的結論一致。高峰(2002)、許梓榮(1999)研究發現：木聚糖酶使仔豬血糖濃度升高，機體免疫增強。陳華清(2005)試驗木聚糖酶使仔豬的甲狀腺素T4含量顯著升高，T3也有提高，促進胃排空、內源酶分泌和胃腸道上皮增生的胃泌素分泌增強，一定程度上提高了豬的采食量，加強了體液調節和營養物質的代謝。
　　3.2木聚糖酶在雞飼料中的應用
　　木聚糖酶可以提高不同小麥品種雞的表觀代謝能、養分消化率和氨基酸的消化率，顯著降低空腸和回腸的食糜粘度，有效拆除營養吸收屏障，消除阿拉伯木聚糖的抗營養作用，加強對營養物質的吸收利用。Ollofs-k等(2000)報道，小麥日糧添加木聚糖酶可以提高蛋雞生產性能，并認為其原因是木聚糖酶提高了小麥日糧蛋雞的表觀代謝能和降低腸道食糜粘度所致。林東康(1999)用小麥替代日糧中30%的玉米飼喂蛋雞(粉料)，結果表明，酶制劑提高飼料轉化率2.9%-3.3%，產蛋率提高1.3%-2.1%，但統計檢驗差異不顯著。王修啟試驗木聚糖酶使蛋雞產蛋率提高6.17%?？偟爸靥岣?1.73%，平均蛋重提高5.24%，料蛋比降低了11.30%，差異均達到極顯著水平(P<0.01)。
　　另外，酶制劑除了直接作用機制(提高營養物質的消化率)以外，還通過改變腸道的菌群數量和細菌種類，利用腸道微生物菌群的互作來改善動物生產性能。王金全等(2005)在AA肉仔雞分別飼喂玉米-豆粕型，小麥-豆粕型和小麥-豆粕型添加木聚糖酶3種日糧的試驗表明，除需氧菌之外，小麥NSP顯著增加了回腸厭氧菌總數(P<0.05)，其他菌類(乳酸菌、大腸桿菌、糞鏈球菌)只表現出增加趨勢，加酶后需氧菌、乳酸菌、糞鏈球菌的數量增加，厭氧菌、大腸桿菌的數量降低，有利于物質的再消化吸收。
　　酶制劑可以提高肉雞的免疫力(韓正康，1996)。王金全(2005)、崔朝霞等(2003)試驗證明，木聚糖酶降低腸道食糜黏度(P<0.05)，使肉仔雞的脾臟、胸腺和法氏囊的相對重量均提高(P>0.05)，死淘率下降60%(P<0.05)。同時能降低胰臟、肝臟、小腸、肌胃和腺胃消化器官的相對重量(P>0.05)。血液代謝激素結果表明，添加木聚糖酶對T3、GH、INS激素水平表現出增高趨勢(P>0.05)，而T4、TSH和GLU水平加酶后有所降低(P>0.05)。
　　Steenfeldt et al.(1998)、Choct(1995)、高峰等(2000)、王修啟(2005)研究，小麥基礎日糧添加木聚糖酶使肉雞平均日增重提高、料重比降低。日糧添加木聚糖酶可顯著提高葡萄糖的吸收，木聚糖酶主要作用在小腸上段，并且伴隨小腸上段SGLTI表達的上調。
　　3.3　木聚糖酶在鴨鵝飼料中的應用
　　酶制劑可改善鴨的生產性能，增加動物肝重、降低小腸重量(張彬等，2000)，提高種番鴨的產蛋量和受精率(孫淑霞等，2001)。應用方式有兩種：一是在正常營養水平的日糧中添加酶制劑;二是在營養水平降低的日糧中添加酶制劑。但何健試驗低營養水平(降低12%)日糧添加酶制劑對3-4周齡階段肉鴨效果顯著，對1-2周階段肉鴨有不良影響，應慎重使用。張堂田等(1999)在玉米-豆粕型日糧中添加木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶可顯著提高櫻桃谷肉鴨的生產性能，木聚糖酶是影響肉鴨生產性能的最主要的因素。高樹冬等(2001)以不同比例的小麥添加不同比例的酶制劑，替代等量的玉米，結果發現，可提高飼料轉化率2.26-4.53%，提高成活率10.73-12.02%，降低飼料成本4.98-10.96%。朱元招等(1999)在玉米-豆粕-麥麩型日糧中添加兩種復合酶制劑研究其對櫻桃谷肉鴨生產性能的影響，發現木聚糖酶、蛋白酶、果膠酶組合飼喂效果比淀粉酶、木聚糖酶、蛋白酶組合好。徐歡根等(2001)的飼養結果表明：用添加酶制劑的小麥-豆粕型日糧飼喂紹興麻鴨，其增重、料肉比、產肉與飼料成本明顯改善。很多試驗表明，添加外源酶制劑可適當增加雜粕在飼糧中的比例，提高鴨的體增重、飼料轉化率、蛋白質消化率，降低日糧成本(李昂等2004，2005)。高寧國(1997)等報道，在以大麥為主的肉鴨飼糧中，添加β-葡聚糖酶為主的酶制劑，21日齡時，使食糜上清液的淀粉酶活力提高了75%。楊桂芹等(2005)試驗表明：二指腸食糜中蛋白酶活力增大，提示木聚糖酶在解除木聚糖抗營養作用的同時飼料中的蛋白質與消化酶相互作用加強，提高了飼料蛋白質的消化率，加木聚糖酶可使肉鵝淀粉酶和蛋白酶活性升高，當添加量為0.1%時，肉鵝內源淀粉酶活性最高，比小麥組高出20.57%，比玉米組高出12.05%;當添加量為0.2%時，肉鵝蛋白酶活性最高，比小麥組高出34.48%，比玉米組高出29.40%。

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