木聚糖酶的作用机理及在畜禽饲料中的应用

254木聚糖酶的作用机理及在畜禽饲料中的应用
白立新
(喀左县畜牧技术推广站,辽宁喀左  122300)
摘 要:以猪、鸡为代表的单胃动物的饲料原料中主要以谷物为主,谷物籽实中除了含有大量的营养物质之外还含有大量的抗营养因子。其中的一类抗营养因子就是阿拉伯木聚糖,简称木聚糖,是一类非淀粉多糖(NSP),分为可溶性的和不可溶性的。木聚糖的存在降低了营养物质的吸收和利用。其中可溶性的木聚糖主要是增加肠道内容物的粘度影响营养物质的吸收,而不可溶性的木聚糖是通过木聚糖的类细胞壁的“笼蔽效应”影响营养物质的吸收。关键词:木聚糖酶;作用机理;畜禽饲料
1  木聚糖酶概述
木聚糖酶是一族能够将木聚糖中β-1,4-D-木糖苷键水解并生成低聚木糖或木糖的水解酶。研究表明,木聚糖酶可通过消除细胞壁“笼蔽效应”、降低食糜黏度、减少内源损失以及改善肠道菌结构来改善畜禽的生产性能及养分和能量利用率。文章主要对木聚糖酶在畜禽饲料中的应用效果及其作用机制的相关研究进行综述。
2  作用机理 
木聚糖是谷物及其副产品中NSP的重要组分,是细胞壁中半纤维素的主要成分,是自然界中除纤维素含量最多的多糖。木聚糖常在纤维素和木质素连接的交界处,对纤维抱合力和细胞壁结构的完整性有重要作用。由于单胃动物(包括禽类在内)自身不能合成水解木聚糖的酶,木聚糖表现出抗营养作用,阻止消化酶与细胞壁内养分的接触,增加食糜粘度,降低动物养分利用和生产性能。而通过添加木聚糖酶的研究表明,外源木聚糖酶的添加能够降解木聚糖,消除其抗营养作用,提高动物生产性能和养分利用率。
饲料加工工艺3  低聚木糖的生理作用
木聚糖被木聚糖酶降解后的产物低聚木糖具有很多生理功能。王继成等(2006)研究指出,日粮中添加125g/T低聚木糖(35%)能促进仔猪盲肠中双歧杆菌的增殖;同一研究还指出,仔猪日粮中添加低聚木糖能有效抑制肠道大肠杆菌的增殖 。朱汉静等(2007)报道:低聚木糖能诱导动物免疫细胞中的多种细胞因子,促进干扰素的生成,激活巨噬淋巴细胞和T、B淋巴细胞,提高天然杀伤细胞(NK)的杀伤力,促进抗体产生,从而增强动物免疫功能。于跃等(2007)研究指出,雏鸡日粮中添加低聚木糖,其胸腺、脾脏、法氏囊等禽类的主要免疫器官的相对质量均有提高的趋势,说明低聚木糖可以作为一种抗原物质,促进免疫器官的综合发育,提高雏鸡整体免疫机能。低聚木糖也有促进脂类代谢的
作用。Delzenne 等(1993)研究发现,功能性低聚糖可以降低血清中甘油三酯和胆固醇的浓度,进而改善脂类代谢。王喜明等(2008)对犊牛的试验表明,日粮中添加低聚木糖有降低血清中甘油三酯浓度的趋势,同时能显著增加血清中的低密度脂蛋白含量,表明低聚木糖有一定的促进脂类代谢的作用 。低聚木糖具有一定的抗氧化作用,主要是通过清除自由基来实现的。研究表明,低聚木糖具有清除二苯基苦基肼(DPPH)的作用,DPPH是一种稳定的脂溶性自由基。Katapodis等(2005)报道,低聚木糖能抑制铜催化的低密度脂蛋白过氧化作用。丁苏等(2008)研究表明,日粮中添加低聚木糖能显著降低小鼠机体自由基水平,增强血清及组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)及过氧化氢酶(CAT)活性,显著升高血清总抗氧化能力(T-AOC)水平,显著降低血清丙二醛(MDA)含量。
4  木聚糖酶应用效果
目前,木聚糖酶在饲料工业中已广泛应用,但效果各异。有关研究表明,木聚糖酶的应用效果可能与底物的浓度、动物的种类、年龄以及酶的类型和添加水平有关。
4.1  对家禽生产性能和消化率的影响
木聚糖酶在家禽饲粮中的应用效果显著,大量研究表明,饲粮中添加木聚糖酶能改善家禽的生产性能和养分消化率。Esmaeilipour等(2011)在小麦-豆粕型基础饲粮中添加200mg/kg 木聚糖酶显著提高1
1-24天的肉仔鸡的ADG和G:F。Kalmendal 等(2012)发现200mg/kg木聚糖酶显著提高肉仔鸡的饲料转化率和淀粉、脂肪的表观消化率及饲料表观代谢能。
4.2  对猪的生产性能和消化率的影响
木聚糖酶在猪饲粮中的应用效果普遍没有在家禽饲料中显著。多数报道木聚糖酶的积极作用的研究多采用以小麦或其副产品等一些木聚糖含量高的饲粮,并添加较高水平的木聚糖酶。Barrera 等(2004)在98%小麦基础饲粮中添加5500、11000、16000、U/ kg木聚糖酶,结果显著提高生长猪CP和AA的消化率。小麦基础饲粮(60.22%小麦和8.95%麦麸)中添加4000U/kg的木聚糖酶能显著提高DM和CP的表观全肠道的消化能。
5  小结
目前,木聚糖酶的研究已取得一定进展,且各种木聚糖酶产品层出不穷,但由于饲料加工工艺和动物肠道内环境的特殊性,有些木聚糖酶在畜禽饲料中效果并不显著。因此开发具有热稳定性、广泛pH值和底物适应性以及抗蛋白酶消化的木聚糖酶具有较大的挑战性;另一方面应对木聚糖酶的作用机理进行深入研究,从而使木聚糖酶发挥更有效的作用,提高畜禽生产性能,改善畜禽肉品质。这些措施将有利于木聚糖酶在畜禽生产上的广泛应用,对于提高养殖业的生产效率,实现畜牧业健康发展具有重要意义。参考文献
[1]  刘丽,杨海英.低聚木糖的生理作用及其在动物生产中的应用[J].
中国饲料添加剂,2010,(6):24-27.
[2]  尚庆辉,朴香淑,王玉璘.木聚糖酶在畜禽饲料中应用效果及其
机理的研究进展[J].饲料工业,2017,(2):21-28.

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