饲用酶制剂在养猪生产中的应用

   日期:2019-11-06     来源:互联网    作者:admin    浏览:7    评论:0    
核心提示:饲用酶制剂在养猪生产中的应用远德龙赵英宋春阳􀀀(青岛农业大学,山东青岛266109)摘要:我国作为世界第一生猪养殖和猪肉

饲用酶制剂在养猪生产中的应用
远德龙赵英宋春阳􀀀
(青岛农业大学,山东青岛266109)
摘要:我国作为世界第一生猪养殖和猪肉消费大国,生猪生产在整个畜牧业中占据着重要的地位。酶是一种高效的生物催化剂,广泛参与动物体内绝大多数生物化学反应,与淀粉、蛋白质等营养物质的消化吸收密切相关。饲用酶制剂作为新型高效饲料添加剂,在饲料工业中的应用越来越广泛,也为生猪养殖业带来了巨大的经济效益和社会效益,文章综述了3种常见酶制剂在养猪生产上的应用,并对影响饲用酶制剂作用的因素进行了分析。
关键词:酶制剂;养猪生产;饲料资源
中图分类号:S816.73文献标识码:A文章编号:1006-6314(2014)07-0032-03
自1958年研究饲用酶制剂以来,酶制剂在饲料工业中的应用已经有50多年的历史。饲用酶制剂不仅可提高饲料利用率、节约粮食,还可以部分代替抗生素和有机砷等物质,具有无毒、无害、无残留等优点,符合绿色环保的要求,因此在提倡“绿色农业”的今天,随着生物技术的不断发展,酶制剂的应用前景也更为广阔,为饲料工业向高效、无污染、无残留的方向发展提供了可能。
1·饲用酶制剂概述
目前,饲料中添加的酶制剂,都是由微生物产生的。动植物中也存在各种酶,但从中提取产量低、成本极高,且生产受季节等多种因素的限制,利用微生物生产则克服了上述缺点[1]。酶作为动物机体活细胞产生的一种具有高效生物催化活性的蛋白质,在机体内将各种大分子营养物质分解成可供机体吸收利用的小分子营养物质。研究表明,饲料中外源酶制剂的添加,不仅不会影响内源酶活性,还能加快营养物质的吸收利用,并进一步降低饲料成本。酶制剂作为一种新型高效的饲料添加剂,从最初的淀粉酶和蛋白酶到现在的植酸酶和非淀粉多糖复合酶等,从补充内源酶分泌的不足到消除饲料中各种抗营养因子和毒素等,饲用酶制剂的种类越来越多,其应用范围也越来越广。
目前,在动物饲料中添加的酶制剂主要分为两大类,单酶制剂和复合酶制剂。单酶制剂又可分为内源性消化酶(淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等)和外源性消化酶(植酸酶、非淀粉多糖酶等)。复合酶制剂由于具有不同的功能特点,分为以β-葡聚糖酶为主的饲用复合酶制剂,以蛋白酶和淀粉酶为主的饲用复合酶制剂,以纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶为主的饲用复合酶制剂,以植酸酶为主的饲用复合酶制剂等几大类。其中,以植酸酶和非淀粉多糖酶等应用较为广泛。
酶制剂是一种特殊的饲料添加剂,具有营养性添加剂和非营养性添加剂两方面的作用。研究表明,酶制剂在改善动物营养物质消化利用率、促进肠道健康、生理和免疫调控、脱毒解毒、抑菌杀菌、抗氧化等方面具有特殊作用[2~8]。
2·酶制剂在猪生产中的应用
2.1纤维素酶在猪生产中的应用
猪的常规型饲料主要以玉米-豆粕(豆饼)型为主,然而这类籽实饲料的细胞壁主要是由非淀粉多糖(NSp,抗营养因子)组成,导致猪胃肠道食糜粘度增加,消化道内食糜粘性上升引起营养物质吸收不良,营养物质的富集会使大量有害细菌增殖,对肠道黏膜上的绒毛与微绒毛的形态结构造成损伤,引起腹泻,从而降低营养物质的吸收率[9~11]。
单胃动物(尤其是仔猪)体内并不能分泌NSp酶来降解细胞壁,进而影响动物机体对营养物质进行消化和吸收。
孙守田等[12]在仔猪的玉米-豆粕型日粮中添加了0.15%的复合纤维素酶,试验结果表明,纤维素酶对仔猪的生长速度有很好的促进效果,同时还能减轻断乳仔猪的腹泻问题。于桂阳等[13]在28日龄断奶仔猪的玉米-豆粕型日粮中添加了0.1%的复合酶制剂,结果表明,仔猪平均日增重比对照组提高42.11%,饲料转化率提高12.32%。李德发等[14]在平均体重为19kg的生长猪的小麦麸日粮中添加纤维素酶,结果发现,在试验期0~2周,平均日采食、平均日增重分别提高5%、6.2%;3~4周平均日增重提高了8.1%;料重比降低6%。任继平等[15]研究鲁梅克斯K-1草粉日粮中添加纤维素酶对生长猪生长性能的影响时发现,纤维素酶能显著提高生长猪的养分消化率和采食量。杨叶东等[16]在15kg左右的皮大长杂交生长猪日粮中添加0.1%纤维素酶制剂,试验结果表明,日增重比对照组提高15.64%,差异极显著(p<0.01)。
此外,有研究认为,饲粮中添加纤维素酶能够提高猪胴体品质和肉品质。Thacker[17]报道,在育肥猪的日粮(以大麦为基础)中添加0.1%的复合纤维素酶,其增重、饲料转化率虽然没有得到改善,但其腰部的瘦肉厚度却得到了极显著提高(p<0.01)。这与何万领等[18]在肉鸡上的试验得出的结论一致。
2.2植酸酶在猪生产中的应用
植酸广泛存在于各种植物性饲料原料中,易与磷结合成植酸磷。植酸磷是一种典型的抗营养因子,不能被动物体吸收利用,不仅降低了饲料中磷的利用率,还可以络合钙、铁、锰、锌等金属离子形成不溶物。植酸酶是一种动物本身不能生产但可以水解饲料原料中植酸及植酸盐的一种酯酶。在饲料中添加植酸酶,可有效分解各种饲料原料中的植酸及植酸盐,促进动物体对磷的吸收利用,消除植酸的抗营养作用,增加饲料养分消化率,同时减少动物粪便中磷的含量。
黄怡等[19]将植酸酶和纤维素酶以1∶1的比例混合,添加到20kg仔猪的玉米-豆粕型日粮中,结果表明,复合酶制剂能提高断奶仔猪的平均日增重,降低耗料增重比,提高饲料转化率,还能提高断奶仔猪对营养物质的消化率(脂肪除外)。边连全等[20]研究发现,在日粮中添加500FTU/kg微生物植酸酶的条件下,生长猪对小麦、稻谷和高粱中磷的表观消化率分别为77.64%、74.26%和64.38%,分别提高27.64%、41.84%和47.87%。朱仁俊等[21]在仔猪饲料中分别用植酸酶替代50%和40%的磷酸氢钙后发现,替代50%磷酸氢钙比替代40%的磷酸氢钙可以获得更佳的料肉比及日增重。
2.3复合蛋白酶在养猪生产中的应用
早期的饲用酶制剂,都是为了弥补幼龄、断奶或处于应激状态的动物体内消化酶分泌不足而添加的,通常为动物体内所能分泌产生的α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。
研究发现,在仔猪日粮中添加含有蛋白酶的复合酶制剂,可以改善仔猪生长发育、提高饲料转化率、降低腹泻率和死亡率。Campbell[22]研究表明,在生长猪日粮中添加复合蛋白酶制剂,可显著提高猪对营养物质的消化率。吴天星等[23]研究酸性蛋白酶和甲酸钙复合作用对断奶仔猪生产性能的影响,结果发现,断奶仔猪日增重提高23.0%(p<0.01)、采食量提高17.2%(p<0.01),料重比降低5.0%(p<0.05),腹泻率降低88.8%(p<0.01);且饲料中干物质、粗蛋白、钙和磷等成分的表观消化率分别提高了22.5%、24.5%、21.1%、27.9%。杨全明[24]将α-淀粉酶和蛋白酶为主的外源酶添加到仔猪日粮中,发现对仔猪内脏器官重量与小肠长度无显著影响,但是可以提高蛋白酶的活性,小肠消化液的蛋白酶活性提高了31.5%~48.2%,食糜和粪中的氨基酸平均消化率分别为85.9%和79.5%,两者差异极显著(p<0.01)。高玉红等[25]研究也表明,在饲料中添加以蛋白酶等为主的复合酶制剂,可以提高断奶仔猪的生产性能和营养物质的消化率。
3·影响饲用酶制剂作用的因素
3.1猪饲料组分对酶制剂活性的影响
酶制剂作为一种蛋白质类生物大分子,其活性受到诸多因素的影响。饲料成分复杂,其中很多物质会影响酶制剂的活性,如植物凝集素和Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe2+等金属离子对酶活会有负效应,Zn2+、Mg2+、Ca2+等金属离子反而对酶制剂有激活作用,因此,在饲料酶制剂的保存及分级预混合过程中,尽量避开对酶制剂有不利影响的因素[26]。如不同的日粮类型由于植物细胞壁的结构和组成不同,添加不同的酶制剂效果较好,我国常规日粮玉米中主要抗营养因子为木聚糖;豆科种子中还有果胶质和α-半乳糖,小麦和黑麦中主要的非淀粉为阿拉伯木聚糖;谷物、麦麸和杂饼粕中的纤维素含量高。因此,制定合理的酶制剂配方就显得更为重要,尤其是饲料资源丰富的地区。
3.2饲料加工工艺对酶制剂活性的影响
稳定性是影响饲用酶制剂产品质量的最关键因素。影响酶稳定性的因素很多,主要包括水分活度、饲料颗粒化过程高温、高压、高湿的外界环境的影响及消化道内pH。颗粒饲料制粒前,必须经过调质,原料要经过高温、高湿和挤压的综合作用。调质的过程可能使酶活性受到影响。高温可加快酶制剂与底物的反应速度,亦可引起酶蛋白分子中一些疏水键断裂,改变分子构象,使酶丧失活性。对此,饲料生产中一般采用包被液体酶后喷涂或使用筛选出的耐高温菌种发酵生产的耐高温酶制剂等几种方法减少酶制剂在饲料加工过程中的失活,以达到理想效果[26]。
3.3猪的品种和日龄对酶使用效果的影响
猪的品种和日龄不同,消化系统差异较大。对酶制剂的作用效果影响也不同。如地方猪和三元杂交猪营养需求不同,酶制剂的使用方案不一样;仔猪、生长猪、育肥猪日龄不同,其体内消化酶分泌的种类和数量各异,日粮配方和酶制剂的选取也不一致。在乳仔猪阶段,由于消化液中内源性消化酶的含量低,因此需额外补加一些内源性的消化酶来促进乳仔猪对饲料养分的消化;而到了生长育肥猪阶段,只需添加猪体内不能分泌的植酸酶或非淀粉多糖酶即可。
3.4猪胃肠道温度及pH对酶制剂活性的影响
酶制剂作为蛋白质生物大分子,其活性受到温度、pH等诸多因素的影响。猪消化道的正常温度为40℃左右,胃部pH2.5~3.5,小肠pH5~7,大肠pH呈中性。饲用酶的作用条件必须与动物消化道的生理条件相适应,与消化道的pH范围相吻合,才能发挥最佳的作用效果。如植酸酶的最适pH范围为2.5~5.5,主要在猪胃部发生作用;非淀粉多糖酶的pH为5~7,主要在猪小肠中发挥作用。
我国是饲料使用大国,最大限度地发挥酶制剂的生物催化效用,提高现有饲料资源的利用率,积极拓展各种非常规饲料原料在猪料中的应用,已成为当务之急。饲用酶作为一种新型高效、安全、绿色的生物催化剂,在解决饲料资源匮乏、畜牧业可持续发展等方面具有良好潜力,具有广阔的应用前景。随着科研工作的深入,饲用酶制剂将在畜牧业中发挥越来越重要的作用。
参考文献:略

 
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