馬佳寧，單安山

（東北農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，哈爾濱 150030）

小麥和雜粕中因含有較強的阿拉伯木聚糖等抗營養(yǎng)因子，限制了小麥、大麥等禾谷類作物在飼料工業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用。木聚糖酶可將木聚糖降解成低聚糖和木糖，近十幾年來，隨著基因工程技術和蛋白質(zhì)工程技術的廣泛應用，對木聚糖酶的了解更加深入，目前已經(jīng)分離出多種木聚糖酶基因，并已工業(yè)生產(chǎn)出多種木聚糖酶產(chǎn)品[1]。

1 木聚糖酶的分類及理化性質(zhì)

木聚糖酶類主要包括β-木糖苷酶，切割低聚木糖和木二糖，可以使木聚糖徹底降解為木糖；內(nèi)切-β-1,4-木聚糖酶，是木聚糖降解酶中最關鍵的酶，其從木聚糖主鏈的內(nèi)部切割β-1,4糖苷鍵，迅速降低木聚糖溶液的黏度；外切-β-1,4-木聚糖酶，其以單個木糖為切割單位作用于木聚糖的非還原性末端，使反應體系的還原性逐漸增加。

木聚糖酶是木聚糖水解酶系中最關鍵的水解酶[1]。生物來源的木聚糖酶，PI為3～10.5，大多數(shù)酶的反應最適 pH為 4～7，反應最適溫度為40～60℃[2]。木聚糖酶的氨基酸組成主要為丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和絲氨酸等。在分子水平上，木聚糖酶是由功能或非功能結(jié)構(gòu)域和連接區(qū)組成的，而功能結(jié)構(gòu)域又可分為纖維素結(jié)合結(jié)構(gòu)域和催化結(jié)構(gòu)域，木聚糖酶的催化結(jié)構(gòu)域作為該酶分類的基礎決定酶的水解特性。

2 木聚糖酶的營養(yǎng)生理功能

木聚糖具有較強的持水性、小分子吸附活性和表面活性，對單胃或復胃動物具有強烈的抗營養(yǎng)作用。其作為飼料添加劑，可以有效解除木聚糖的抗營養(yǎng)作用。

木聚糖酶可以破壞植物細胞壁，釋放出營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高養(yǎng)分利用率。在飼料中添加木聚糖酶，可以使聚合度較高的木聚糖降解為聚合度較低的小分子片段，從而破壞細胞壁的結(jié)構(gòu)，將被束縛的營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來，與動物消化道內(nèi)的消化酶充分接觸，提高各種養(yǎng)分的消化率，促進畜禽的生長，提高畜禽的免疫力[3-4]。

3 木聚糖酶在畜禽生產(chǎn)中的應用

3.1 提高飼料的代謝能

木聚糖酶可以降低食糜黏度，提高表觀代謝能。Lazaro等研究發(fā)現(xiàn)，在雞的大麥、小麥和黑麥基礎飼料中添加以木聚糖酶為主的復合酶制劑，可顯著降低小腸食糜的黏度，提高飼料的表觀代謝能，從而改善動物生產(chǎn)性能[5]。何麗霞等研究表明，能量飼料原料中主要成分為細菌性內(nèi)切酶的酶A，其木聚糖酶代謝能（ME）為 0.25～1.22 MJ·kg-1；主要成分為真菌性外切酶的酶 B，其木聚糖酶的ME為 0.27～0.53 MJ·kg-1[6]。王修啟等在以皖麥 38為主的雞飼料中添加木聚糖酶制劑，其表觀代謝能提高了 4.14%（P＜0.05）[7]。

3.2 改善飼料食糜相對黏度及微生物區(qū)系

Danicke等報道，在黑麥中添加木聚糖酶飼喂仔雞，與對照組相比，食糜在腸道的停留時間縮短了1 h[8]。汪祖榮研究發(fā)現(xiàn)，木聚糖酶使食糜在肉雞整個消化道排空速率明顯加快[9]。在小麥基礎日糧中分別添加不同劑量國產(chǎn)酶（EI）和進口酶（EII），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食糜在7日齡肉仔雞回腸和空腸的停留時間最長，添加酶制劑使食糜在腺胃、結(jié)腸、盲腸的停留時間延長，在其他消化道停留時間縮短，總停留時間比對照組明顯減少[10]。王金全等研究發(fā)現(xiàn)，在小麥日糧中添加木聚糖酶增加了乳酸菌、需氧菌、糞鏈球菌的數(shù)量（P＞0.05），降低了厭氧菌和大腸桿菌的數(shù)量，同時發(fā)現(xiàn)在小麥日糧中添加木聚糖酶制劑對肉仔雞的免疫、消化器官發(fā)育和血液激素代謝水平也有影響[11]。

3.3 提高動物機體免疫力和體質(zhì)健康

添加木聚糖酶可使三碘甲狀腺原氨酸（T3）、生長激素（GH）、胰島素（INS）水平均表現(xiàn)出增高趨勢（P＞0.05），四碘甲狀腺氨酸（T4）、促甲狀腺激素（TSH）和葡萄糖（GLU）水平有降低趨勢（P＞0.05）[12]。陳清華等研究表明，在小麥基礎日糧中添加木聚糖酶后，極顯著增加了斷奶仔豬血液中尿素氮的含量（P＜0.01），顯著增加了 T4、血糖、白細胞介素2（IL-2）和血清胃泌素的含量（P＜0.05），T3含量有上升趨勢，而INS含量略有下降，說明木聚糖酶可以通過影響仔豬代謝和免疫而促進仔豬生長[13]。

3.4 提高畜禽生產(chǎn)性能

Danicke等研究表明，在日糧中添加木聚糖酶能夠顯著增加0～21 d肉雞的增重，料重比稍有降低[14]。在肉鴨日糧中添加木聚糖酶，肉鴨的末重、日增重和日耗料量均顯著高于對照組（P＜0.05），而料重比顯著低于對照組（P＜0.05）[15]。在仔豬日糧中添加木聚糖酶，仔豬平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，分別比對照組提高了 23.32%和 7.25%（P＜0.05）[16]。但當木聚糖酶添加量超過一定水平時，其對生長性能并不能起到促進的作用。王金全等研究表明，隨著日糧小麥水平的升高，肉雞的生產(chǎn)性能降低，而添加木聚糖酶后，可以抵消小麥的抗營養(yǎng)作用。木聚糖酶在肉仔雞1～3周齡內(nèi)的應用效果明顯好于 4～6周齡[17]。

3.5 木聚糖酶對消化道酶活的影響

王佳麗等研究表明，在小麥日糧中添加木聚糖酶 0.2%時，與小麥對照組相比，提高了34.38%（P＜0.01），添加量為0.1%時，肉鵝淀粉酶活性與小麥對照組相比提高了20.57%（P＜0.05），為最適添加量，同時發(fā)現(xiàn)在小麥飼糧中添加木聚糖酶能降低胃、肝臟、十二指腸、盲腸、空回腸及胰腺指數(shù)，并能夠有效改善肉鵝蛋白酶活性和淀粉酶活性[18]。

4 小結(jié)

隨著生態(tài)畜牧業(yè)的發(fā)展，飼用酶制劑作為一種無毒、無害、無殘留的綠色添加劑，在飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中得到了越來越廣泛的應用。目前中國飼料類型主要以玉米-豆粕型為主，其中玉米作為主要的能量飼料約占日糧組成的60%。但由于玉米、豆粕等飼料原料嚴重短缺，為滿足快速發(fā)展的飼料需求，必須充分地利用我國資源豐富的小麥麩、米糠、菜粕、棉粕等。而這些植物性原料存在著抗營養(yǎng)因子非淀粉多糖（NSP），特別是可溶性非淀粉多糖（SNSP）。為有效利用這些飼料原料，就需要使用木聚糖酶等酶制劑。木聚糖酶雖然顯示出巨大的應用潛力，但是還存在熱穩(wěn)定性、最適作用條件和使用成本較高、木聚糖酶活性如何提高及復合木聚糖酶的研制等問題。但是，隨著生物工程技術的不斷發(fā)展，可以通過對木聚糖酶在不同時期動物飼喂不同日糧時的作用模式的研究，為確定酶的最佳用量和最佳活力環(huán)境提供科學的依據(jù)，并可通過誘變、基因工程或蛋白質(zhì)工程與生產(chǎn)工藝的改進以及使用高產(chǎn)菌株，以廉價原料生產(chǎn)高效、高穩(wěn)、低成本的木聚糖酶，促進木聚糖酶及其他飼用酶的商品化應用，使酶制劑在畜牧業(yè)中發(fā)揮出其所具有的巨大潛力和作用。

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