影响饲用酶制剂应用效果的一些探讨

        摘要：饲用酶制剂作为一种新型绿色环保型饲料添加剂，在当今畜产品安全要求越来越高的今天发挥着越来越重要的作用。但是有关饲用酶制剂应用效果的报道很不一致，受诸多因素的影响。本文就影响酶制剂应用效果的各种因素作一综述。   
        1975年美国饲料工业首次将微生物酶作为添加剂应用于配合饲料中，20世纪80年代国外配合饲料中已普遍使用酶制剂，90年代初开始引入我国。酶制剂是由微生物产生的生物制品，使用酶制剂的基本目的在于提高日粮消化率，改善动物生产性能。随着抗菌素在饲料中的限制使用，抗菌素的促生长将有可能由酶制剂取代。2001年全国饲用酶制剂的销售量估计约为9000t，配合饲料产量约为6200万t，如果在全部配合饲料中按0.1%添加饲用酶制剂，则需要 6.2万t的饲用酶制剂。由此计算，我国尚有85%的饲用酶制剂市场有待开发。酶制剂作为微生态制剂，其使用效果受到动物种类、年龄、生理状态、日粮原料组成及其配比、酶制剂的酶谱及其活性和添加水平、饲料加工储藏条件等诸多因素的影响，所以有关酶制剂使用效果的报道常常不一致。本文着重就目前影响酶制剂应用效果的因素作一些探讨。   
　　1   酶制剂   
　　1.1  种类和活性   
　　饲用酶制剂包括单一酶制剂和复合酶制剂，现在使用的多为复合酶制剂。一般来说，复合酶制剂比单一酶制剂效果好，但并不意味着复合酶制剂中酶种愈多愈好。复合酶制剂有两种，多数由几种单一酶混合调制而成，还有一种是由一种微生物产生含多种酶系的复合酶制剂。一般情况下，添加以内源性消化酶为主的复合酶作用不太明显，添加以外源性酶为主的复合酶才有实际意义(万明春，2001)。外源性酶主要用于补充幼畜禽内源酶的不足，同时还能激活内源酶的分泌，有利于幼畜禽对淀粉和蛋白质的吸收和利用(汪儆，2001)。   
　　目前，饲用酶制剂的品质都用酶的活性指标来衡量。不同酶制剂公司所使用的酶活单位可能不一致。酶活力并非愈高愈好，大量试验证明，酶活力过高不仅会造成产品的浪费，而且会引起饲养效果的下降，这可能与酶作用产物的反馈抑制有关(张力等，2000)。   
　　1.2  菌种   
　　饲用酶制剂是由微生物如细菌、酵母和真菌通过发酵生产的生物制品(Guus等，2001)，不同菌种发酵生产的酶耐热性能不同(汪儆，2001)。目前用于饲料工业的大多数酶菌种来自真菌类，很少来自细菌类。据报道，细菌类酶制剂比真菌类酶制剂具有更多的优点。如细菌木聚糖酶，来源于枯草杆菌，近中性 pH值，热稳定性好于真菌类木聚糖酶，对木聚糖酶抑制剂不敏感，对不溶性木聚糖有较高活性(Belfeed公司，2002)。同时饲用酶可分为外切酶和内切酶，据Belfeed公司(2002)报道，内切酶分解能力大于外切酶。   
　　1.3  水分活度   
　　在一定温度下，饲用复合酶添加剂及配合饲料中水分含量与水分活度的关系由水的吸附等温线表示。虽然这种关系不是一个直线关系，但总的趋势是，样品水分含量越高，水分活度越大。在较高的水分活度下，酶蛋白的变性会显著地增强。例如，当样品水分含量降为10%时，直至温度提高到60℃，脂酶才开始失活；而水分含量提高到23%时，在常温下便出现明显的失活现象。对于大多数酶制剂，在接近中性的pH和较低温度下将水分活度降到0.3以下，能防止因酶蛋白变性和微生物生长引起的变质，从而保持较高的酶活力。   
　　1.4  添加水平   
　　据报道，同一日粮随酶制剂添加量的增加，改善作用也更趋明显，但单位酶的改善作用效果下降。赵京杨等(2000)研究认为，酶制剂不同添加水平可不同程度地提高生长猪的日增重，降低生长猪的料肉比。　   
　　随着酶制剂添加水平的提高，生长猪的日增重和料肉比呈现较大幅度的变化，但是酶制剂添加水平由0.10%增加到0.15%时，日增重和料肉比改善的幅度大大减缓(料肉比反而下降)，0.10%酶制剂添加水平经济效益最高。因此，无论何种饲料原料，超量添加何种酶制剂经济上都是不合算的，在配制日粮时应将酶制剂纳入配方成本计算。  
　　1.5  载体   
　　酶制剂的不同载体可能对酶的耐热性能有影响(汪儆，2001)。理想的载体应有助于酶与饲料中营养物质的结合，降低营养小分子或内源性酶的抑制作用，能将表现最适pH值改变到理想值，不利于微生物生长，不产生免疫反应和凝血反应等。至于选择哪一种载体，要综合考虑酶活和成本等各方面的因素。   
　　1.6  剂型   
　　为了提高酶制剂的热稳定性，对颗粒酶制剂进行包被处理是减少饲料加工过程中酶制剂活性损失的一种非常有效地方法，但是采用包被处理来防止酶制剂被破坏会对其生物利用率产生很大的负面影响(Guss，2000)。Guss(2000)测试了饲喂肉用仔鸡缺磷的玉米—豆粕型日粮中三组不同配方形式(粉末状、颗粒状和包被型)、不同添加水平(0、100、200、300FTU/kg，FTU为植酸酶单位)来源相似植酸酶的生物利用率。试验结果表明，包被型植酸酶组日增重低于其它两组。颗粒状植酸酶和包被型植酸酶生物利用率不同的原因是包被型植酸酶在动物胃肠道中释放的速度更慢。饲料消化后，酶因尽可能在胃肠道中变成生物活性物质，因此时间是一个限制性因素。   
　　2．饲料原料和日粮类型   
　　饲料中存在不易被动物消化吸收的物质和抗营养因子，是应用酶制剂的基本前提。不同的酶制剂对底物的作用有明显的对应关系，日粮类型可分为小麦型、大麦型和玉米—豆粕型日粮。为了使饲料中添加酶制剂取得最大利益，必须根据饲料的具体组成成分选择相应的酶制剂。一般玉米—豆粕型日粮相对容易消化利用，而其它谷物及其副产品或其它非常规饲料原料一般都含有某些抗营养因子，不易被单胃动物利用。小麦、稻谷、米糠含有较多的戊聚糖，而大麦、黑麦等含有较多的β-葡聚糖。据报道，β-葡聚糖酶和戊聚糖酶添加在玉米—豆粕型含抗营养因子较少的日粮中，对动物的生产性能改善作用不明显；添加在黑麦、大麦、小麦为主的日粮中或含非常规饲料原料较多的日粮中，对动物的生产性能改善作用较大(许梓荣等，2001)。豆类籽实为基础的日粮中使用果胶酶效果较好。同一添加量随日粮中非常规饲料原料含量的增加，改善作用更趋明显。Willingham等(1959)研究表明，α-淀粉酶对改善大麦型日粮的利用是无效的。另外，在含有大量动物性蛋白(如进口鱼粉、乳清粉、代乳粉)的仔猪料中，添加酶制剂就不如含有植物性蛋白的仔猪日粮效果明显。目前，应用效果最好的例子是在大麦为基础家禽日粮中使用β-葡聚糖酶。   
　　3．动物   
　　酶制剂对动物生产性能的影响受动物种类、品种、年龄以及生理阶段等诸多因素的不同差异很大。一般来说，消化功能愈简单的动物，酶制剂的应用效果愈明显，经济效益的潜力也就愈大。家禽的消化道较短，肠道后段的微生物较少，饲料中添加酶制剂的效果较好。许多研究认为，在饲料中添加淀粉酶、β-葡聚糖酶和戊聚糖酶，可使幼小的畜禽获得效益，而且对鸡的效果最为明显，但对于其它酶系，支持这一论点的科学依据不足(Campbell和Bedford，1992)。但也有研究认为，添加β-葡聚糖酶和戊聚糖酶未必能改善猪的生产性能(Thacker，1993)，各种效应表明，在幼猪日粮中添加淀粉酶和蛋白酶有助于改善养分消化率(Lewis等，1995；Combs等，1995)。成年反刍动物由于其瘤胃微生物作用，添加酶制剂效果不明显，但在幼年反刍动物和以青贮料为主的日粮中添加纤维素酶和少量淀粉酶可获得满意的效果。