酶制剂在猪几种非常规型饲料上的应用

　　唐 斌

　　随着我国畜牧业集约化程度的增加，以及市场容量的扩大，饲料产量逐年上升。饲料原料资源的匮乏是困扰我国饲料工业持续发展的重大难题，为缓解饲料原料资源短缺给整个饲料业带来的压力，应最大限度地开发和利用非常规饲料。一般的非常规饲料原料营养成分不平衡，并且含有非淀粉多糖（NSP）等多种抗营养因子或毒物，这些抗营养因子的存在，降低了非常规原料在配合饲料中的应用效果，限制了其在饲粮中的应用范围。

　　生物技术在饲用酶制剂方面的发展与应用，为扩大非常规原料的利用提供了新的方法。作为功能性添加剂，酶制剂具有很多优点，它能提高饲粮的养分消化率，改善畜禽健康状况，降低饲料生产成本，无毒、无残留，且酶制剂的催化作用具有温和性、高效性、专一性和安全性四个特点，无“三致”作用，是一种很有发展潜力的绿色环保型饲料添加剂。

　　1 几种非常规原料的营养特性及其抗营养作用（见表1、表2、表3）

　　1.1 棉籽粕

　　棉籽粕是棉籽经脱壳取油后的副产品，棉籽粕的蛋白质含量因脱壳程度的不同而不同。一般而言，脱壳的棉籽加工所得到的棉籽粕，蛋白质含量高达41%~42% （吴世林等，2003），与豆粕几乎相当，而不脱壳所加工得到的棉籽粕，蛋白质含量在32%~40%。总的说来，棉籽粕蛋白质含量与大豆粕接近。但棉籽粕赖氨酸和蛋氨酸含量较低，且氨基酸利用率普遍偏低；碳水化合物以糖类（戊聚糖，主要是棉籽糖）为主，粗纤维含量随脱壳程度的不同而异，代谢能随粗纤维的上升而下降。棉籽粕中的抗营养因子主要为棉酚、单宁、植酸、NSP等。其中NSP是棉籽粕的主要抗营养因子，包括纤维素、阿拉伯木聚糖、果胶、β-葡聚糖、甘露聚糖等。其抗营养作用一方面表现为屏蔽营养物质，使动物的消化酶难以与养分接触，造成细胞内营养物质的消化率下降，饲料的有效能值降低。 Annison等（1990）报道了饲料中非淀粉多糖含量和能量代谢率之间的关系，非淀粉多糖含量愈高，能量代谢率愈低。另一方面是NSP中如阿拉伯木聚糖、果胶多糖等物质，是植物细胞壁的“粘接剂”，会使消化道内食糜的粘度升高，影响胃肠运动对食糜的混合效率，从而影响消化酶与底物接触和消化产物向小肠上皮绒毛渗透，进一步影响了对饲料的消化和养分的吸收，从而引起淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质的消化率下降，最终影响动物生长性能。

　　1.2 稻谷

　　稻谷包括稻壳（即粗糠，占20%）、种皮（即米糠层，占5%～6%）、胚芽（2%～3%）及胚乳（70%～75%），稻壳中仅含3%的粗蛋白，40%以上是粗纤维，粗纤维中包含大量的木质素、纤维素和硅酸，无实际营养价值。稻谷中的非淀粉多糖主要在种皮中（齐广海等，2000），含有大约20%～25%的非淀粉多糖，主要是等量的阿拉伯木聚糖和纤维素（Sanndns，1986），其中不可溶的占主要部分。稻谷与玉米相比，粗纤维含量较高、消化能偏低，并含有植酸盐、胰蛋白酶抑制因子、糖醛酸、木质素、非淀粉多糖等抗营养因子。抗营养作用表现为3个方面：①降低饲粮的表观代谢能；②增加食糜粘性，从而减缓了胃肠道中消化酶及其底物的扩散速度，不利于它们相互作用，降低底物的消化率；③引起消化道形态和生理变化。

　　1.3 小麦

　　小麦营养丰富，蛋白质含量比玉米高50%以上，且小麦中磷的利用率也较高。因此可替代玉米作为能量饲料。但小麦含有较多的抗营养子——非淀粉多糖。在所有的NSP中，小麦的木聚糖、β-葡聚糖和总NSP含量都明显高于玉米（Choct，1997）。阿拉伯木聚糖，约占整个麦粒重量的2%~5%，其中1/3为可溶性木聚糖，2/3是不溶于水的（Amad等，1985）。但是水溶性的和不溶性的都有很强的吸水性，它们都能吸收本身重量10倍的水（Kulp，1968），水溶性NSP可以提高食糜粘度（Bedford等，1991），从而降低消化酶与底物结合速度和营养物质吸收速度（Antoniou等，1981），从而影响淀粉、脂肪和蛋白质等营养物质的吸收，提高营养物质在消化道中厌氧发酵。这会导致消化道中有害微生物数量增加，会竞争营养、引起消化道疾病和降低营养物质利用率（Langhout，1999）。从而降低饲料利用率，影响畜禽的生产性能。

　　1.4 米糠

　　米糠是稻米脱壳后依附在糙米上的表面层，糙米加工时去除了米粒的外层，从而产生了米糠。其所含可溶性NSP因不能被动物消化酶所降解，经畜禽采食进入消化道后，阻碍了机体对饲料的有效消化，而产生抗营养作用。米糠中的NSP主要是以阿拉伯木聚糖的形式存在，在日粮中添加由小麦提取的阿拉伯木聚糖，会导致肉用仔鸡回肠中营养物质消化率降低，表观代谢能下降。国外目前有关米糠中NSP抗营养作用的研究刚刚起步，对其中阿拉伯木聚糖的结构及消化特性并不完全清楚，因而对米糠的抗营养作用尚有争论（艾晓杰，2000）。

　　1.5 菜籽粕

　　油菜是我国的主要油料作物之一，油菜籽除作种用外，95%用作生产食用油，菜籽饼和菜籽粕是油菜籽榨油后的副产品，含有较高的粗蛋白质，约34%～38%。氨基酸组成平衡，但粗纤维含量较高，有效能值较低，碳水化合物为不宜消化的淀粉，且含有8%的戊聚糖。菜籽外壳几乎无利用价值，是影响菜籽粕代谢能的根本原因。虽然菜籽粕含有的矿物质中钙、磷含量均高，但其硫葡萄糖甙、芥子碱、植酸、单宁、抗蛋白酶因子、粗纤维等抗营养因子的存在限制了菜籽粕的利用，如由细胞壁多聚体和美拉德产物所组成的不溶性的中性洗涤纤维（NDF），以及主要来源于胚的中性可溶性多糖（NDSP）（含量约为11.0%），它们可以降低营养成分含量、损伤肠道形态功能，降低营养成分利用率，降低动物免疫功能（高立海，2004）。

　　1.6 葵籽粕

　　葵籽粕作为家禽的蛋白质饲料原料被越来越多的关注，葵籽粕的氨基酸平衡性较好（除赖氨酸外），利用率与豆粕相当，高于棉籽粕、菜籽粕等杂粕。B族维生素和维生素E含量丰富，钙含量（0.20%~0.35%）与豆粕相当，磷含量（0.90%~1.00%）高于豆粕。其营养缺陷是赖氨酸含量低、粗纤维含量高。

　　与其它油料籽实相比，葵籽壳、葵仁细胞壁中含有更多的非淀粉多糖，家禽不能利用这些非淀粉多糖（NSP），因为其体内缺乏相应的消化酶。葵籽粕含β-葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖、果胶及其它寡糖，这些非淀粉多糖进入消化道后提高了内容物的粘度，抑制养分消化吸收，从而降低生长速度（Choct 等，1990;Irish等，1993）。葵籽粕中的寡糖（尤其是水苏糖）能够减少肠道内容物的排空时间，从而不利于盲肠中纤维素和半纤维素的发酵。

　　1.7 双低菜籽粕

　　双低菜籽粕中蛋白含量约为豆粕的73.3%，而价格仅为豆粕的60%～70%,因此双低菜籽粕应用于饲料中是目前解决我国蛋白质资源短缺的一个有效途径。但是非淀粉多糖（Non-starch Polysaccharides）是双低菜籽粕中最重要的纤维成分，占干物质总量的20%～22%。Siddiqui等（1977）报道，双低菜籽粕的 NSP中包括3.5%的阿拉伯半乳聚糖、6.9%的阿拉伯聚糖、15.5%的类淀粉、24.1%的纤维素和50%的果胶物质。阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯聚糖均与果胶相连，且具有高度分支结构，属于果胶复杂侧链中的中性果胶多聚体，如此庞大、复杂的结构和高的分子量，使得它们进入动物肠道后不仅不能被动物的酶所消化，还在小肠内形成粘性环境，增加动物小肠内容物的粘度，从而阻碍了消化酶与营养物质接触，降低了营养物质的消化率。木聚糖在双低菜籽粕的纤维结构中扮演了一种连接各种多糖的“桥梁”作用。因此，木聚糖的降解对降低多糖分子量、打破双低菜籽粕复杂的纤维网状结构具有至关重要的作用。

　　1.8 木薯

　　在我国，木薯主要产于广东、广西及福建等省，其产量高并含有丰富的碳水化合物。但它所含的粗蛋白只有25%，而且还含有一种有毒物质——氢氰酸， 因此，木薯用作饲料受到了限制。木薯渣是提取淀粉后的下脚料混合物，含有丰富且易消化的碳水化合物，是一种廉价的能量饲料。其极度缺乏蛋白质，粗纤维含量较高且难消化。

　　2 酶制剂的作用机理

　　在众多非常规饲料中，非淀粉多糖是限制它们在动物日粮中有效利用的重要因素，为解决这个问题，国内外针对不同饲料已提出了许多改进措施，加外源酶制剂被认为是最有效、最有潜力的途径。因为它可以针对其中的特异性底物专一性发挥作用，可以降低或消除非淀粉多糖等抗营养因子的抗营养作用，释放出被屏蔽的营养物质，提高整个营养物质的消化利用率，从而提高了饲料的利用价值。

　　目前NSP酶的作用机理已经很完善，主要表现在以下几方面（张子仪，2000）：①降低消化道食糜粘性。NSP酶能够将日粮中高粘度的水溶性NSP水解成多糖片段，降低肠道内容物粘度，减少粘度对养分和内源消化酶的扩散阻碍作用，提高日粮养分的消化率和吸收利用率。②破坏植物性饲料原料细胞壁。因为NSP是植物细胞壁的重要组成成分，添加此类酶制剂能够打破细胞壁，使细胞壁包裹的各种营养物质充分释放出来，与畜禽肠道内源消化酶充分接触，提高各种饲料养分的消化率。③补充内源酶的不足，提高内源酶活性。外源酶可以弥补幼龄畜禽消化道内源酶等的不足。幼龄畜禽的内源消化酶一般均处于不足状态。Owsley等（1986）报道，在饲料中加入可分解纤维素、蛋白质和淀粉的酶，肠道中可供进一步水解基质增加，从而促进内源酶的分泌。并且由于水溶性NSP降低内源酶活性，添加NSP酶降解水溶性NSP，可提高肠道内源酶如α-淀粉酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶的活性。④影响畜禽消化道微生物菌群，提高畜禽免疫机能。非淀粉多糖酶制剂可使消化道中多糖降解，并产生寡聚糖及其衍生物，如将豆粕中的甘露聚糖降解成甘露寡糖，后者可防止致病菌在后肠道定植，减少病菌对机体毒害作用。减少仔鸡下痢、仔猪腹泻等畜禽肠道疾病，增强畜禽的免疫力和健康水平，改善动物生产性能。

　　3 酶制剂在几种猪非常规饲粮中的应用

　　因为这些非常规原料含有大量的、单胃动物不能降解和利用的抗营养因子，所以限制了此类原料的利用。酶制剂在非常现饲料原料上的应用效果要优于常规饲料原料，其对谷物日粮的饲料利用率和家禽的生产性能均有不同程度的提高。目前，酶制剂在猪非常规日粮中的应用也日趋成熟。

　　3.1 酶制剂在猪稻谷日粮中的研究进展

　　以往关于复合酶制剂的研究主要集中在以麦类或玉米为基础的饲粮中，对于酶制剂在稻谷饲粮中的研究相对较少。最近的研究显示，复合酶制剂能明显改善稻谷饲粮的应用价值。

　　许梓荣等（2001）报道了以木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶组成的复合酶制剂GXC对稻谷型日粮生长猪生产性能的影响及部分机理研究，结果表明，添加 GXC后，生长猪日增重提高8.78%（P<0.05），料重比降低9.42%（P<0.05），与玉米组无差异；饲粮中粗蛋白、粗脂肪和粗纤维表观消化率均有显着或极显着提高，分别提高18.78%（P<0.01）、16.04（P<0.05）和18.57% （P<0.05），与玉米组无明显差异；降低了食糜粘度。可见在稻谷日粮中加入非淀粉多糖酶可显着提高稻谷日粮的利用率，改善生长猪的生长性能。

　　张石蕊等（2003）以杜长大生长猪为试验对象，研究了稻谷按一定比例（30%、60%、100%）替代饲粮中的玉米并添加复合酶制剂对生长猪生产性能的影响，结果显示，以30%、60%、100%稻谷替代饲粮中的玉米并添加复合酶制剂可取得较好的增重效果，高比例替代后增重幅度较玉米饲粮提高 0%～3.5%，以60%稻谷组效果最好；在不同加酶稻谷饲粮中，30%、60%稻谷组的饲料转化效率较好，与玉米组相当。

　　唐铁军（2003）采用体外酶解-透析方法研究了4种复合型NSP酶对稻谷消化率的影响，结果表明：不同的NSP酶对稻谷消化率间存在显着差异。较优的两组复合酶制剂对稻谷日粮干物质和蛋白质的消化率比不加酶组均有显着（P<0.05）或极显着（P<0.01）的提高；饲养试验结果表明，在稻谷型饲粮中加入两种不同的经体外消化试验筛选的复合型NSP酶，生长肥育猪的生产性能有明显改善，其中加入酶制剂的两组后期平均日增重分别比不加酶组高15.22%和 18.70%，饲料利用率比不加酶组（3.76、3.51 vs 4.40）分别显着（P<0.05）和极显着（P<0.01）改善。

　　李卫芬等（2004）研究了NSP酶对早籼稻谷及其糙米体外消化的影响，结果显示：添加NSP复合酶制剂使早籼稻谷干物质、粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的体外消化率分别提高了16.29%、9.10%、10.11%、92.07%,使糙米中上述营养物质的体外消化率分别提高了27.46%、26.41%、 20.67%和7.16%，达极显着水平；使早籼稻谷和糙米中各种氨基酸体外消化率显着提高，幅度分别为9.48%～40.79%和 7.93%～41.74%。

　　魏文贵（2005）研究了稻谷按30%、60%、100%比例替代玉米并添加复合酶制剂对生长猪的影响。结果表明，添加复合酶制剂后，饲以稻谷型饲粮的生长猪日增重相比玉米-豆粕型有提高的趋势（P>0.05），F/G有一定的改善。添加复合酶制剂的综合生产性能以60%稻谷饲粮组最佳，略优于玉米组，可在一定程度上促进稻谷型饲粮的能量和营养物质消化率的提高。此外，与玉米型饲粮相比，稻谷型饲粮使粪大肠杆菌数提高，乳酸杆菌和双歧杆菌数相对较低：添加复合酶制剂后，粪微生物菌群结构发生良好改变，大肠杆菌数有一定的降低，而乳酸杆菌和双歧杆菌数一定程度提高。

　　3.2 酶制剂在猪小麦日粮中的研究进展

　　添加酶制剂可以降低消化道食糜的粘度（Bedford等，1992;Bedford，1991），提高饲料营养物质的消化率（Graham等，1989），提高猪的生长性能（Bedford等，1992）。Lunen等（1996）报道，小麦日粮添加木聚糖酶，猪的生长速度提高9.2%。王修启等 （2000）报道，用小麦替代日粮中玉米的30%~60%,添加戊聚糖酶制剂，可提高生长猪的日增重，40%～50%组效果最佳，全期平均日增重与对照组相比，提高10%以上，饲料报酬得到改善，而且小麦型日粮加酶有改善猪AH体品质的趋势。

　　马艳凤（2002）研究报道，用小麦代替40%日粮玉米，断奶仔猪回肠、盲肠营养物质表观消化率有下降趋势，仔猪生长速度和饲料利用效率降低，仔猪盲肠和回肠中大肠杆菌数有增加趋势，乳酸杆菌数有降低趋势。但添加木聚糖酶和β-甘露聚糖酶后仔猪回肠和盲肠养分的表观消化率增加，日增重提高近50 g,饲料增重比降低9.0%，显着提高仔猪生长速度和饲料转化效率；盲肠中大肠杆菌和乳酸杆菌数的比值有原来的0.95降低到0.86，显着提高了有益菌群的数量，有益于仔猪健康生长。并且小麦日粮添加酶制剂后，仔猪的消化率和生长性能甚至优于玉米组，这表明小麦作为能量饲料，通过添加适当的酶制剂完全可以替代部分玉米饲喂断奶仔猪。

　　唐铁军（2003）研究在生长肥育猪的小麦日粮中加入非淀粉多糖酶制剂后，猪的生产性能尤其饲料利用率显着改善，而在前期表现更为明显，这与 Schulaze（1996b）的结果一致，表明在猪的小麦日粮中加入非淀粉多糖酶制剂的作用效果是肯定的，适宜的酶制剂可显着改善猪的生产性能。

　　3.3 酶制剂在猪米糠日粮中的研究进展

　　米糠是稻谷的副产品，研究表明在肉鸡和猪含大量米糠的日粮中应用以木聚糖酶为主的非淀粉多糖酶制剂可显着改善日粮的应用价值。冯定远等（2000）所进行的消化试验表明：在含有高含量米糠和小麦麸的猪日粮中使用非淀粉多糖酶制剂能够明显提高猪日粮营养物质的消化率，其中粗纤维消化率提高了48.9%，粗蛋白消化率提高了16.5%，干物质消化率提高了11.3%。

　　李祥（2006）报道了高米糠日粮添加酶制剂对猪生产性能的影响，试验表明：饲料酶制剂对15 kg体重仔猪（日粮中添加10%米糠）的粗纤维消化率有显着改善，而在60kg阶段（日粮中添加15%米糠）添加饲料酶制剂，对干物质、蛋白质和粗纤维的消化率都有改善。在猪的生长和肥育阶段，日粮中添加酶制剂可提高饲料转化效率，特别是在生长阶段的改善达到了显着水平（P<0.01）。这表明猪采食高纤维水平日粮后，酶能改善日增重及日粮中非淀粉多糖的利用，从而提高饲料的转化效率。

　　3.4 酶制剂在猪双低菜籽粕日粮中的研究进展

　　双低菜籽粕中的非淀粉多糖组成极为复杂、多样。唐铁军（2003）研究了在生长肥育猪玉米-双低菜籽粕型日粮中添加以木聚糖酶、β-葡聚糖酶为主的NSP酶和单一细菌性木聚糖酶的效果，结果发现，平均日增重和饲料利用率与玉米-豆粕型基础日粮一致，每千克增重成本在前期比对照组分别低0.51元和0.47 元，在后期比对照组分别低0.69和0.81元，该结果表明：选择适宜种类、适宜水平非淀粉多糖酶制剂，可提高含双低菜籽粕日粮的饲用价值，改善生长肥育猪的生产性能。Gdala等（1997）在仔猪的小麦-双低菜籽粕型日粮中添加木聚糖酶，结果回肠干物质消化率显着提高，总NSP的消化率也有提高的趋势。ZijIstra等（2000）在仔猪小麦-双低菜籽粕型日粮中添加NSP复合酶（β-葡聚糖酶和木聚糖酶），结果平均日采食量提高11%，平均日增重提高15%。Zijlstra等（2003）在仔猪小麦-双低菜籽粕型日粮中添加NSP复合酶，结果生产性能显着改善，其中平均日增重提高13%，采食量提高16%。以上研究表明，在仔猪小麦-双低菜粕型日粮中加NSP酶是有效果的，但作用机制不尽一致，有待进一步研究。

　　方正峰（2005）以长大二元杂交去势公猪为研究对象，研究复合酶制剂在生长猪双低菜籽粕日粮中的使用效果，结果表明，添加适宜种类和水平的纤维素酶和木聚糖酶可进一步提高双低菜籽粕中纤维的降解率和营养物质消化率；可在一定程度上降低双低菜籽粕中纤维的抗营养作用，进一步改善双低菜籽粕的饲用价值和生长猪的生产性能。

　　3.5 酶制剂在猪其它粗纤维日粮中的研究进展

　　何维海（2006）以长×大×荣三元杂交猪为研究对象，对照组饲喂高消化率的玉米豆粕型日粮，试验组饲喂的是含有菜粕、稻谷、麦麸、蚕豆的粗纤维水平较高的日粮并添加复合酶。研究高粗纤维水平日粮中添加复合酶对生长猪生长性能的影响。结果表明，日粮中相对加大粗纤维水平较高的农副产品的用量，同时添加含木聚糖酶、β-葡聚糖酶和蛋白酶的复合酶可有效提高生长猪日增重和饲料报酬，对充分利用农副产品资源，提高养殖效益有积极意义。

　　4 存在的问题

　　综上所述，酶制剂的使用无疑增加了饲料原料选择的自由度，扩大了饲料原料的利用率及使用范围，改善动物的生产性能，降低动物生产的投入产出比，但目前由于缺乏非常规饲用原料营养成分的确切数据，因此酶制剂的使用量上缺乏明确的指导，这无疑限制着酶制剂的使用效率，此问题有待进一步的深入研究。（参考文献32 篇，刊略，需者可函索）

　　唐斌，重庆市畜牧科学院，402460，重庆市荣昌昌州大道770号。

　　收稿日期：2009-03-16

　　（作者：佚名 来源：中国饲料行业信息网）

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