第六章、饲用酶制剂

第六章  饲用酶制剂
第一节  饲用酶制剂的作用机理及主要种类
一.饲用酶制剂应用的生物学依据
1、动物对酶的需要
研究证实,幼龄畜禽消化道和酶系统的发育很不建全,消化酶、胃酸和消化液分泌不足,远不能适应其分解大分子营养物质的需要。断奶、健康状况不佳或应激状态时,畜禽消化道内酶分泌量的降低,这些为外源性消化酶发挥作用创造了条件。例如,仔猪出生后第一周,主要以乳中的脂肪为能量来源,消化道中脂肪酶较多,2~3周内乳糖酶分泌最多,随后急剧下降。蛋白酶和淀粉酶随着乳糖酶分泌的减少而增多。断奶时由于日粮变化和应激反应,除蛋白酶外其它酶的分泌量大大减少,需经2周左右才能恢复,消化酶活性在数周内仍保持较低水平,据报道,直至体重60~70千克,消化酶活性都是逐渐提高的。所有这些都表明有必要给猪补充外源酶。
幼龄禽类同样存在消化酶发育的问题。对于成年家禽则应以消除饲料中抗营养因子,提高饲
欧v客车料卫生条件,以及解决消化率为重点,也需要在饲料中添加酶,加酶不仅补充了体内酶的不足,还提供了体内不能产生的酶。
2、饲料对酶的需要
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植物性饲料是动物能量和蛋白质以及其他营养物质的主要来源,而它们含有复杂的三维结构构成的细胞壁,是营养成分的保护层,影响动物的消化吸收。这些细胞壁由抗营养因子非淀粉多糖(NSP)组成,包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、戊聚糖、纤维素和果胶等。单胃动物不分泌NSP酶,用外源性的酶摧毁植物细胞壁,有利于细胞内容物从其中释放出来,同时缓解NSP导致的食糜粘度过大。
3、酶作为一种蛋白质,对动物是安全的
刘向迄今为止,还未发现酶制剂有毒有害的报道。但在发酵过程中,如果污染杂菌,就有可能产生有害物质。另外,研究表明,因为外源酶是微生物酶,结构组成与动物分泌的酶不同,因而不会产生负反馈调节。
二.酶制剂的作用机理及应用效果
1、破坏植物细胞壁,消除饲料中的抗营养因子,提高饲料的利用率。通常配合饲料以玉米、大麦、饼粕、糠麸等植物性原料为主,这种饲料不仅粗纤维含量较高而且还含有较多的植物细胞壁,植物细胞壁由各种聚化物(纤维素和果胶等)组成,除草食动物外,其他动物自身不能合成可以分解细胞壁的酶,因此在饲料中适当添加含有纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等饲用复合酶制剂,可破坏饲料中存在的植物细胞壁,使细胞中的营养物质释放出来,提高动物对植物性原料的利用率。
除细胞壁中的多糖体外,饲料中还存在其它许多抗营养因子,而酶制剂的添加可部分或全部消除这些抗营养因子。植酸具有很强的络合性,可络合一些阳离子如Ca2+真开心网、Fe2+、Zn2+、Cu2+等形成稳定的复合物,从而降低这些营养物质的生物利用率。许多试验表明,日粮添加植酸酶可使Ca2+、Fe2+等阳离子利用率提高。冯定远等(2000)将酶制剂(主要含木聚糖酶、β葡聚糖酶)加到以玉米-豆粕-麸皮为基础并含一定量米糠的日粮中,实验结果表明:酶制剂能明显提高日粮营养物质的消化率,其中粗纤维、粗蛋白、干物质的消化率分别提高了48%、16.5%、11.3%。与此类似,王玲(2001)试验结果表明:酶制剂(主要成为分为木聚糖酶、β葡聚糖酶和纤维素酶)能使饲料干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗
纤维和粗灰分的表观消化率分别提高11.02%、11.63%、28.01%、49.83%、21.05%。国外的实验表明,在生长猪的大麦型日粮中添加含有β葡聚糖酶的复合酶制剂,可使饲料的能量利用率提高13%,日粮的蛋白质吸收率提高21%。
2、改善生产性能,减少疾病的发生
在畜禽日粮中添加酶制剂,可通过增加采食量和降低饲料消耗提高生产性能。孙淑霞(2001)实验表明,种番鸭基础日粮中添加0.1%中性蛋白酶、0.1%植酸酶、0.05%中性蛋白酶+0.05%的植酸酶,比对照组产蛋量分别提高9.83%(P<0.05)、5.27%(P<0.05)、11.64%(P<0.01);受精率分别提高6.66%(P<0.05)、7.48%(P<0.05)、10.67%(P<0.01)。由此也说明,复合酶制剂的效果优于单一的酶制剂。在大麦基础日粮中添加1%的粗酶制剂,雏鸡饲料营养成分的吸收利用增强,生长速度加快,机体的细胞免疫明显提高(韩正康,1996)。仔猪断奶后常出现消化不良和腹泻,添加酶制剂后,仔猪腹泻发生率显著减少。近期有关资料证实,在日粮中使用木聚糖酶是防止和动物结肠炎的一个重要措施。纳米微粒
NSP物质能结合大量的水,增加了消化道食糜的粘性,使营养物质和内源酶难以扩散,影
响蛋白质、淀粉等物质的消化吸收,而且使畜禽产生粘性粪便。饲料中添加酶在增加NSP消化的同时,降低了食糜的粘稠度,缩小胰脏和胃肠道的体积,减少粪便量。
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3、减少环境污染,发展生态营养
生态营养即给动物营养以全面系统观点,使用一切手段提高畜禽饲料利用率,以最小的饲料投入,获得最多的畜产品和最少的排泄物。饲料中氨基酸的平衡性差,过多的蛋白质或太多不易消化的蛋白质,不仅造成资源的浪费,还会使环境恶化,添加酶制剂(如蛋白酶)有效地提高了饲料蛋白质的消化率,从而减少过多的氮排泄。对于因磷污染环境而制约畜禽饲养业发展的国家,添加植酸酶具有特别重要的意义。据格鲁姆日珥等报道,在猪的玉米-豆粕型日粮中添加植酸酶,粪便中磷的排泄量减少了34%-54%。此外,给瘤胃功能正常的成年奶牛和育成牛饲喂5天纤维素酶后,其粪便干物质减少30%,封闭式牛舍中氨含量下降70%左右,尿中尿素下降58.9%。
三.酶制剂的种类
目前世界上已发现的酶有几千种,生产用酶已达300多种,饲用酶亦有20多种。饲料用酶
主要有各种淀粉酶、纤维素酶、葡聚糖酶、蛋白酶、脂肪酶、植酸酶等以及含有多种酶系的复合酶制剂,这些酶大致可分为以下两大类:
(一)消化酶类
指动物体内能够合成并分泌到消化道进行消化的酶类,主要包括淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶,能量主要以结构性碳水化合物的形成存在,此类酶制剂可直接分解淀粉、蛋白质和脂肪等营养物质,使其利用率和饲料的表观代谢能显著提高。
1、淀粉酶:主要包括α、β淀粉酶、糖化酶以及支链淀粉酶和异淀粉酶。α-淀粉酶作用于α-1,4糖苷键,将淀粉水解为双糖、寡糖和糊精,只能水解直链淀粉和支链淀粉的直链部分。β淀粉酶作用于淀粉的β-1,6糖苷键(支链淀粉分枝处),将支链淀粉水解为双糖、寡糖和糊精。糖化酶水解线性的寡糖、双糖和糊精,生成葡萄糖和果糖,并从淀粉的非还原末端,依次水解α-1,4糖苷键生成葡萄糖。

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