飼料木聚糖酶營養(yǎng)生理功能及其在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

崔若偉

飼料木聚糖酶營養(yǎng)生理功能及其在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
文章作者：祝發(fā)明 潘寶海 文章來源：國家飼料工程技術(shù)研究中心   

  當(dāng)前，我國用作畜禽飼料的谷物主要是玉米，但我國不是玉米主產(chǎn)國，供需差距較大。然而，小麥、大麥、黑麥等許多谷類作物的籽實中含有一種抗?fàn)I養(yǎng)因子——木聚糖(xylan)，它是一種多聚五碳糖，是植物半纖維素的重要組分，它占植物碳水化合物總量的三分之一，在自然界中是繼纖維素之后含量第二豐富的再生生物質(zhì)資源。它存在于陸生植物的細(xì)胞壁中，幾乎植株的所有部位都含有它。木聚糖是一種雜合多聚分子，主鏈由多個吡喃木糖基通過木糖苷鍵相連。木聚糖在谷物中的存在大大限制了其在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用。而木聚糖酶作為一種主要的非淀粉多糖酶，可將木聚糖降解成低聚糖和木糖。由于可有效消除禾本科谷物中主要抗?fàn)I養(yǎng)因子木聚糖的不利影響，提高谷物的養(yǎng)分利用率，改善家禽的生產(chǎn)性能，在家禽飼料中起著重要的作用，其作用效果已得到肯定，并得到了廣泛的應(yīng)用。
1 木聚糖酶的營養(yǎng)生理功能
  由于小麥、黑麥、稻谷、麩皮、米糠、統(tǒng)糠等飼料原料中存在大量的戊聚糖,作為非淀粉多糖對動物消化吸收存在一定的抗?fàn)I養(yǎng)作用。非淀粉多糖的抗?fàn)I養(yǎng)作用主要表現(xiàn)為:在動物胃腸道中與營養(yǎng)物質(zhì)的粘性結(jié)合,降低了營養(yǎng)成分的吸收,與消化酶和膽汁酸結(jié)合而影響消化過程,會使糞便排出量因未消化物質(zhì)的增多而增加,還會導(dǎo)致動物胃腸道中微生物繁殖的增多,并對畜禽產(chǎn)品品質(zhì)造成不利影響。在這些飼料中添加非淀粉多糖降解酶,不僅可以將其轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)性物質(zhì),還消除了其抗?fàn)I養(yǎng)作用,因而具有十分重要的意義。木聚糖酶是其中較為重要的一種:
1.1降低胃腸道食糜的粘性
  對于單胃動物來說，飼料中含有的木聚糖等NSP，不能被消化，會增加食物的黏稠度，阻礙營養(yǎng)物質(zhì)(脂肪和蛋白質(zhì)等)的消化，故木聚糖被稱為“抗?fàn)I養(yǎng)因子”之一。而木聚糖酶能破壞木聚糖分子中共價交聯(lián)及通過氫鍵形成的連接區(qū)，有效降解木聚糖，使腸內(nèi)食物的黏度降低，發(fā)揮促進(jìn)生長和提高飼料轉(zhuǎn)化效率的作用。據(jù)Almirall等（1995）報道，大麥中可溶性NSP的含量相當(dāng)高，在單胃動物腸道內(nèi)可溶性NSP溶于水中可形成高度粘性物質(zhì)，提高動物腸道內(nèi)容物粘度。據(jù)Choct等（1992）報道，大麥中所含的可溶性NSP時引起大麥飼料消化率低的主要原因。因此，在大麥型豬飼料中添加木聚糖酶制劑可以分解阿拉伯木聚糖，從而降低胃腸道食糜的粘性。木聚糖被分解為小分子后隨著自身粘性的降低，腸道內(nèi)容物的粘性也隨之降低。由于胃腸道食糜粘性降低，從而提高內(nèi)源消化酶的擴散速率，并降低了其對小腸粘膜的不利作用，最終提高養(yǎng)分的消化吸收效率。
  1.2提高內(nèi)源性消化酶的活性
  在飼料中添加木聚糖酶制劑，能提高內(nèi)源性消化酶的活性，促進(jìn)養(yǎng)分的消化吸收。因為NSP能增加胃腸道食糜的粘性，小腸內(nèi)高粘度的食物阻止了消化酶和底物相互接觸的機會，同時已消化養(yǎng)分向腸粘膜擴散速度減慢，從而阻礙了營養(yǎng)成分的消化吸收；而且NSP還可與消化酶直接絡(luò)合，從而降低各種消化酶的活性。據(jù)Fengler等（1988）報道，水溶性的NSP可在動物腸道內(nèi)形成高粘度的物質(zhì)，腸道粘度的上升延緩了營養(yǎng)物質(zhì)與消化酶的擴散速度，阻滯了兩者在腸道粘膜的反應(yīng)速度。添加木聚糖酶可在動物腸道內(nèi)降解木聚糖，把結(jié)構(gòu)復(fù)雜的木聚糖分解為單糖，降低了NSP對腸道食糜的不利影響，消除NSP對消化酶的不利影響，提高了內(nèi)源酶與底物的擴散速度，促進(jìn)底物與內(nèi)源酶結(jié)合,有益于提高各種消化酶的穩(wěn)定性與活性。從而提高內(nèi)源酶活性，同時使粘膜表面不動水層變薄，促進(jìn)養(yǎng)分的消化吸收。
  1.3降低腸道內(nèi)微生物數(shù)量，減少疾病，利于健康
  腸道黏度增加導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)在腸道內(nèi)蓄積，形成富含養(yǎng)分的食糜，使微生物在這里發(fā)酵，損害腸道黏膜正常形態(tài)與功能。對于家禽，濕潤的糞便易黏附在泄殖腔周圍，污染禽及禽蛋，并提供微生物發(fā)酵的場所，從而產(chǎn)生大量的氨氣。并可促使真菌孢子繁殖，不利家禽的健康。然而，木聚糖酶能降低胃腸道食糜的粘性，增加消化酶和底物的擴散速度，降低了食糜在腸道內(nèi)的發(fā)酵，抑制了厭氧微生物菌落的生長。有研究表明，木聚糖酶能降低回腸和結(jié)腸中致病性大腸桿菌的數(shù)量。Lindeman和Schutt (1993)報道，小麥飼糧或黑麥飼糧中添加木聚糖酶制劑可以降低畜禽胃腸道中細(xì)菌數(shù)，減少后腸病原菌可利用的營養(yǎng)物質(zhì)，降低了腹瀉的發(fā)病率。
  1.4破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，減少糞便，降低污染
  谷物的細(xì)胞壁主要由阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖等非淀粉多糖組成，這些多糖影響整個日糧的消化利用，從而降低畜禽的生產(chǎn)性能。據(jù)Dienick等(1994)報道，木聚糖酶可以分解木聚糖，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞壁中的養(yǎng)分釋放出來，從而提高飼料養(yǎng)分的消化和吸收。
1.5畜禽日糧中的蛋白質(zhì)在酶制劑的作用下產(chǎn)生具有某些免疫活性的小肽，提高畜禽的免疫力。
所以，研究木聚糖酶在動物營養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用情況具有非常巨大的價值。
2 在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用
目前已有許多報道,木聚糖酶應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中取得了良好的生產(chǎn)效果和經(jīng)濟效益。
2.1木聚糖酶在養(yǎng)羊業(yè)中的應(yīng)用
Antunovic et al(1998)在研究多酶制劑對羔羊育肥和屠宰性能的試驗中發(fā)現(xiàn)，加酶組1(含α-淀粉酶、β-葡聚糖酶、n-蛋白酶、纖維素酶和β-糖苷酶)和加酶組2（α-淀粉酶、β-葡聚糖酶、n-蛋白酶、纖維素酶和和木聚糖酶）分別比其對照組的平均日增重高出8.83%。而后(1999)他又在測定多酶制劑對羔羊育肥的使用效果試驗中發(fā)現(xiàn)，以小麥、燕麥、玉米的混合物添加由木聚糖酶、α-淀粉酶、β-葡聚糖酶、n-蛋白酶、纖維素酶組成的多酶制劑與干草飼喂羔羊，試驗組比對照組的混合物轉(zhuǎn)化率高出1.8%，干草轉(zhuǎn)化率高出5.6%，日增重高出8.83%，并且表現(xiàn)出良好的屠宰指數(shù)。
2.2木聚糖酶在養(yǎng)牛業(yè)中的應(yīng)用
  Beauchemin et al(1997)發(fā)現(xiàn)對飼喂大麥基礎(chǔ)日糧的育肥期閹公牛使用以木聚糖酶活力為主的酶制劑可使飼料效率提高11%。Allister et al(1999)和Pritchard et al(1996)在對大麥青貯飼料和苜蓿青貯飼料為基礎(chǔ)日糧的飼牛使用酶制劑時，表現(xiàn)出終末體重和平均日增重的增加。Zobell et al(2000)在生長育肥牛使用外源酶對生長性能和飼料效率影響的研究中發(fā)現(xiàn)，飼料酶對動物生產(chǎn)和畜體品質(zhì)無影響，但能在開飼時提高飼料效率。
2.3木聚糖酶在豬飼料中的應(yīng)用
  木聚糖酶添加到日糧中能提高豬對高纖維飼料的利用率，改善健康狀況，緩解飼料資源短缺的情況，并可提高生長豬淀粉、粗蛋白質(zhì)及灰分的回腸消化率，但不影響各營養(yǎng)指標(biāo)的糞表觀消化率。Prokop(1999)報道，木聚糖酶和蛋白酶制劑應(yīng)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(zhì)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(zhì)沉積率提高9％(P<0．01)。白亮亮(1999)、程偉(1998)、馮定遠(yuǎn)(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(zhuǎn)化率，降低腹瀉頻率，健康狀況明顯改善。但添加木聚糖酶對豬生產(chǎn)性能的影響報道不一，Thacker等(1991、1992)研究結(jié)果表明，在小麥、大麥、燕麥日糧中加木聚糖酶無效果。  
2.4木聚糖酶在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用
  Choct et al (1992)報道，在肉雞的小麥飼糧中，阿拉伯木聚糖含量與表觀代謝能、氮沉積、飼料轉(zhuǎn)化率和增重下降相關(guān)，含4%阿拉伯木聚糖的小麥日糧使淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的消化率分別下降，而在這些高比例的小麥日糧中添加木聚糖酶，表觀代謝能、增重、飼料轉(zhuǎn)化率、蛋白質(zhì)沉積率及糞便都得到了改善。試驗表明，小麥添加木聚糖酶與玉米相比，其肉雞生長或飼料轉(zhuǎn)化率與玉米相同，有時甚至超過玉米日糧。Galante et al (1998)在試驗中發(fā)現(xiàn)，β-葡聚糖酶與木聚糖酶能提高肉雞、雛雞和母雞的飼料消化率、吸收率及日增重。Daniche et al (2000)在對于高戊聚糖含量肉雞日糧中脂肪類型與酶添加量之間的關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，每千克日糧中以40g大豆油與60g牛油比例添加，則木聚糖酶對于生長表觀、脂肪與脂肪酸消化率以及能量轉(zhuǎn)化率是最佳的。
3 前景與展望
  我們國家是一個養(yǎng)殖大國，飼料產(chǎn)量位居世界第二。近年來，由于我國養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，加劇了人畜爭糧矛盾，而且隨著耕地面積日益減少，使糧食問題更加嚴(yán)峻。因此，增強飼料的營養(yǎng)價值，提高飼料的利用率和轉(zhuǎn)化率，節(jié)約糧食資源就顯得尤其重要。
  我國農(nóng)業(yè)部制定的《允許使用的飼料和飼料添加劑品種目錄》上，將木聚糖酶列入飼料級酶制劑。木聚糖酶應(yīng)用于飼料中提高了飼料營養(yǎng)價值，突破了飼料資源開發(fā)利用的局限，增強了動物的生產(chǎn)與抗病能力，減少了動物排泄物造成的污染，作為一種環(huán)保添加劑，在發(fā)展環(huán)保型畜牧業(yè)中具有十分重要的意義與價值。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，可以通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝，利用基因工程、蛋白質(zhì)工程等生物技術(shù)手段，來高效地生產(chǎn)高酶活、適應(yīng)性、抗逆性強的木聚糖酶，以實現(xiàn)其低成本、產(chǎn)業(yè)化的商品生產(chǎn)。而對木聚糖酶在各種動物不同時期飼喂不同日糧時作用模式的研究，酶的最佳用量和最佳活力環(huán)境的確定、酶活性測定方法的統(tǒng)一以及我國飼料中木聚糖含量數(shù)據(jù)庫的建立都是我們以后還需努力的方向?？傊?，木聚糖酶必將在未來的畜牧業(yè)發(fā)展中，發(fā)揮出其所具有的巨大潛力和作用。

tuhuarong

我們首先要清楚地認(rèn)識到，一種原物料里面不光是一種單一的抗?fàn)I養(yǎng)因子。雖然所占的比例不同，但是也不是靠單一一種酶能夠解決所有問題的。我認(rèn)為將原物料好好進(jìn)行分析并且根據(jù)不同的原物料制定不同的復(fù)合酶配方應(yīng)該是以后正確使用酶制劑的發(fā)展道路，過分強調(diào)單一酶的作用是不是有所片面。當(dāng)然在成本壓力特別大的時候，并且算賬要精確到1分錢左右的話，解決主要矛盾也是可以理解和接受的。

崔若偉

擒賊先擒王，射人先射馬?。。。。。。?/td>