侯茗馨
(中國農(nóng)業(yè)大學(xué),北京 100083)
酶是指由生命體產(chǎn)生的具有催化作用的一類蛋白質(zhì)或RNA,通常具有專一性、高效性等特點(diǎn),只能催化一種或一類底物。動物、植物、微生物等都能產(chǎn)生酶,因此,自然界中的酶多達(dá)幾千余種,但應(yīng)用于飼料中作為酶制劑使用的酶類只有20 種左右[1],大量酶的作用和功能還需要進(jìn)一步的深入研究。由于中小型養(yǎng)殖場大多重視直接增產(chǎn)增收的飼料添加劑,對酶制劑這類具有復(fù)合性功能的添加劑的認(rèn)識和了解還有待提高,因此,當(dāng)前畜牧產(chǎn)業(yè)中酶制劑的應(yīng)用還不夠廣泛。
在畜牧業(yè)生產(chǎn)中,由于飼養(yǎng)的畜禽類體內(nèi)缺乏某種消化酶,常常導(dǎo)致投喂的飼料無法被完全消化吸收利用,進(jìn)一步導(dǎo)致飼料的營養(yǎng)利用不完全,提高飼養(yǎng)飼料成本,這樣使飼料無法完全被畜體消化吸收的物質(zhì)作為飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,使生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益降低。
試驗(yàn)證明,在飼料中添加相應(yīng)的酶類添加劑可以有效克服飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,促進(jìn)動物體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,顯著提升蛋白質(zhì)、淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)的利用率,極大地提升了飼料原料的可選性,有助于降低飼料的成本,同時(shí)也能有效擴(kuò)展原料的適用范圍。同時(shí)這些酶類添加劑的使用,還可以降低動物糞便的含水量和營養(yǎng)素含量,既有利于保障牲畜的胃腸道健康,也有利于改善環(huán)境污染。
根據(jù)動物消化吸收所需酶而生產(chǎn)的酶制劑,能夠有效地克服其缺乏酶而導(dǎo)致的各類問題。當(dāng)前的酶制劑主要分為以下幾類,即作用于黏性谷物的酶制劑、作用于非黏性谷物的酶制劑、微生物植酸酶、淀粉酶和蛋白酶以及作用于非谷物類的酶制劑[2]。
作用于黏性谷物的酶制劑主要包括β-葡聚糖酶和木聚糖酶,這一類酶制劑可以有效克服小麥和大麥中的抗?fàn)I養(yǎng)因子[3]。小麥中含有大量的非淀粉多糖類物質(zhì),不僅會大幅度降低小麥的營養(yǎng)含量,導(dǎo)致飼料成本提高,還由于增加了飼料的黏性而延緩飼料在畜體胃腸道中通過的速度,增加了細(xì)菌繁殖的可能性,不利于畜體的胃腸道健康。因此,作用于黏性谷物的酶制劑與小麥混合使用的效果十分顯著。
作用于非黏性谷物的酶制劑主要為活性淀粉酶,而非黏性谷物主要有高粱和玉米,常作為禽類飼料應(yīng)用在養(yǎng)殖中。此類酶制劑可以與家禽的谷物飼料混合,顯著提升家禽對非黏性谷物中淀粉的利用率[4]。
據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示,動物對于植物性飼料中的植酸磷利用效率極低,且未消化利用的植酸磷排出體外,磷元素會對周圍環(huán)境造成污染。微生物植酸酶的作用底物是植酸,植酸是磷的主要儲存地,此種酶制劑的應(yīng)用可以顯著改善動物體對植酸磷的消化利用效率,同時(shí)還有改善環(huán)境的作用。
淀粉酶和蛋白酶主要用于剛斷奶的仔畜飼料中,可以有效改善仔畜斷奶后對成體飼料的消化吸收情況,且具有改善免疫力的作用;而非谷物類的酶制劑則在改善動物體對于植物性蛋白,如大豆等的消化吸收上有重大作用。
甄艷麗等[5]研究顯示,生長肥育豬日糧中添加酶制劑能促進(jìn)生長,提高飼料轉(zhuǎn)化率,提高飼料粗蛋白質(zhì)、粗脂肪及粗纖維的表觀消化率。滴水損失是反映豬肉品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,其指標(biāo)高低直接影響到豬肉的入口品味、口感及組織學(xué)狀態(tài),滴水損失的值越小表明豬肉系水力越高,則豬肉品質(zhì)越好[6]。李長喜等[7]的試驗(yàn)證明,復(fù)合酶制劑對減小豬肉剪切力和滴水損失,增強(qiáng)豬肉口感和嫩度有著巨大作用,可以顯著提高豬肉品質(zhì)。
奶牛作為典型的反芻動物,其消化吸收的主要場所在瘤胃。瘤胃中含有大量的微生物和益生菌群,可以大幅度提高奶牛的飼料消化利用效率,因此,飼用微生物類酶制劑,不僅能改善瘤胃的發(fā)酵方式,還可以提高動物的生產(chǎn)性能[8]。
歐四海等[9]研究發(fā)現(xiàn),添加混合型飼料添加劑酶制劑芻旺GX 能有效提高生產(chǎn)母牛的采食量,減少產(chǎn)后母牛發(fā)病,促使奶產(chǎn)量穩(wěn)定和提高。推測其可能的作用機(jī)理在于該種酶制劑可以刺激奶牛瘤胃中的微生物增殖,使得瘤胃中產(chǎn)生大量的氨和有機(jī)酸,保證瘤胃內(nèi)微生態(tài)平衡,增加奶牛消化纖維素和蛋白質(zhì)的能力,即增加了產(chǎn)奶量[9]。
在奶牛飼養(yǎng)過程中,添加混合型酶制劑能有效提高產(chǎn)奶量,增加牛場經(jīng)濟(jì)效益[10],減少奶牛場抗生素用量,為奶牛場生產(chǎn)有機(jī)綠色健康的鮮乳提供了保障。
在仔豬早期剛剛斷奶的階段,其胃腸道還未發(fā)育完全,無法滿足日常消化高分子物質(zhì)的需要,因此容易腹瀉死亡;而飼糧添加含有的淀粉酶、蛋白酶和木聚糖酶等復(fù)合酶制劑可以通過提高斷奶仔豬養(yǎng)分消化和腸道揮發(fā)性脂肪酸濃度,降低腸道致病菌數(shù)量,即降低仔豬腹瀉概率,增強(qiáng)其腸道免疫力,保障仔豬健康成長。
于桂陽等[11]研究表明,在飼料中添加酶制劑能夠降低仔豬直腸中的pH,以此增加有益菌(雙歧桿菌數(shù)和乳酸桿菌)含量,達(dá)到改善生長豬直腸中微生物菌群組成,減少仔豬腹瀉可能的目的。閆先峰等[11]的試驗(yàn)結(jié)果和前人一樣,證明了基礎(chǔ)飼糧中添加酶制劑可以彌補(bǔ)斷奶仔豬內(nèi)源消化酶的不足,消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,提高飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)的利用率和仔豬免疫力[12],減少胃腸道疾病的發(fā)生。
飼用酶制劑可以降低食糜黏度,借此提高畜體對飼料的消化利用效率,尤其是對氮、磷等元素的消化利用,使糞便中的氮、磷含量大幅度降低,有效減少了對土地的污染;同時(shí),也降低了家禽家畜排放出的二氧化硫、硫化氫等有害氣體的比例,降低了呼吸道疾病的發(fā)病率[13]。
酶制劑在畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛,不僅可以和抗?fàn)I養(yǎng)因子對抗,增加動物體對飼料的消化利用效率,改善畜體生長性能;也可以通過改善家禽家畜的腸道微生物菌群,達(dá)到增強(qiáng)仔畜免疫力和成活率的目的;同時(shí),飼料利用率的提高也在一定程度上保護(hù)了環(huán)境,降低了氮、磷等元素的排放量和有害氣體的排出量[14]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,酶制劑在未來必將對畜牧業(yè)有著更大的益處與作用[15]。