酶制劑(Enzymepreparation)作為一種新型綠色環保飼料添加劑,廣泛應用于養豬業并取得顯著效果。研究表明,豬飼料中添加酶制劑能夠消除飼糧中的抗營養因子,提高飼料利用率,并且能夠使用一部分非常規飼料(小麥、稻谷、菜籽粕等),為降低居高不下的飼料價格、解決飼料資源不足的難題提供有效途徑;彌補仔豬內源酶不足,促進消化道發育,提高仔豬消化機能,增強機體抵抗力,進而提高豬的生產性能;減少有機物、氮和磷的排放量,保護和改善環境,被稱為“綠色”或“天然”飼料添加劑。
1、飼用酶制劑的分類
飼用酶制劑是一類以酶為主要功能因子,通過特定生產工藝加工而成的飼料添加劑,目的是提高營養物質的消化利用率、降低抗營養因子含量或產生對動物有特殊作用的功能成分。其種類很多,根據組成特點,可分為單酶制劑和復合酶制劑。
1.1單酶制劑
指特定來源催化一種底物的酶制劑。分為:(1)消化酶:也稱內源酶,畜禽體內能夠合成并非用來消化營養物質,但因為某種原因卻需要強化和補充的酶類。主要包括蛋白酶、脂肪酶、β-淀粉酶和糖化酶等。(2)非消化酶:也稱外源酶,包括纖維素酶、半纖維素酶、β-葡聚糖酶、果膠酶等。
1.2復合酶制劑
指催化不同底物的多種酶混合而成的酶制劑,可同時降解飼料中多種需要降解的底物(多種抗營養因子和養分),能最大限度提高飼料的營養價值。因此,國內外飼用酶產品主要是復合酶制劑。復合酶制劑根據功能特點可分為以下幾類:飼用植酸酶制劑,以蛋白酶和淀粉酶為主的飼用復合酶制劑,以β-葡聚糖酶為主的飼用復合酶,以纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、糖化酶和果膠酶為主的飼用復合酶制劑等。
2、飼用酶制劑的功能
飼用酶制劑主要用以幫助畜禽消化自身無法消化的物質,降解抗營養因子和有毒有害物質,提高飼糧中營養物質的利用率,從而間接提高飼糧能值等,使用非常規飼料,擴大飼料來源,提高飼料業和養豬業的經濟效益。
2.1提高飼料營養物質利用率,節約飼糧
動物在不同時期對酶的需求和利用存在差異。仔豬斷奶階段,體內淀粉酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶等含量較低,此時,外源消化酶可以補充內源酶的不足,降低腹瀉率,增強動物對營養物質的消化和吸收能力,完善其消化道發育。
酶制劑作為一類功能復雜的生物活性蛋白,能夠打破細胞壁對營養物質的束縛,有利于細胞內容物淀粉、蛋白質和脂肪等養分從細胞中釋放出來,使之能充分與相應的消化道內源酶相互作用,提高飼糧的消化利用率,達到節約飼料的目的。
2.2降解飼料中的抗營養因子和有毒有害物質,提高營養價值
動物飼料中存在許多抗營養因子(AntinutritionalFactors,ANFS),如植酸、植物凝集素、蛋白酶抑制因子等,不能被動物內源酶降解,從而降低動物對飼料的利用率。酶制劑可部分或全部消除抗營養因子造成的不良影響,促進飼糧消化吸收,提高動物生產性能。如植酸酶能分解植酸和礦物質形成的絡合物,提高礦物質和蛋白質等的利用率。飼料中存在多種有毒有害物質,脫毒酶可降低或消除部分毒性的作用;酯酶可裂解玉米赤霉烯酮的內酯環,生成的無毒降解產物被消化或排出體外。
2.3利用非常規飼料,部分解決飼料資源不足的難題
隨著我國畜牧業集約化程度的提高,市場容量增大,飼料需求量逐年上升,飼料原料的匱乏和價格增長成為制約我國畜牧業發展的首要因素。在飼料原料價格上漲的今天,應最大限度開發和利用非常規飼料,擴大飼料資源,降低養殖成本。生物技術在飼用酶制劑上的發展與應用,為非常規原料的利用提供了新的方法,為解決飼料資源不足的難題提供了有效途徑。
非常規植物性飼料原料中的非淀粉多糖(NSP)能阻止細胞中營養物質的釋放,還可以同食糜微粒、脂類顆粒及黏膜糖蛋白表面相互作用,影響營養物質的吸收;此外,這些抗營養因子還能螯合一些金屬離子及有機物質,造成這些物質代謝受阻。添加飼用酶制劑后可以消除NSP的抗營養特性,釋放細胞中被抗營養因子包裹的營養物質,降低消化道食糜的黏度,提高飼料營養物質的消化率,提高豬的生產性能。
2.4降低畜禽代謝物對環境的污染
添加飼用酶制劑可以提高飼料利用率,減少有機物、氮、磷的排泄量,從而減輕環境污染。如在豬飼糧中添加微生物來源的植酸酶,能釋放植酸磷中的磷,改善磷的利用率。Lei(1993)報道,在斷奶仔豬飼糧中添加微生物來源的植酸酶750IU/kg,可使磷的沉積增加50%,磷排泄降低42%。另外,飼料中添加酶制劑可降低食糜黏稠度,縮小胰臟和胃腸道的體積,減少糞便量,降低氮排出率。
3、飼用酶制劑對豬生產性能的影響
3.1飼用酶制劑在豬常規飼糧中的應用
3.1.1飼用酶制劑在斷奶仔豬飼糧中的應用飼用
酶制劑最早用于早期斷奶仔豬,能夠提高胃內消化酶的濃度,降低pH,促進蛋白質的消化吸收,保持胃內酸度可促進機體酸菌的繁殖,保持機體健康,減少腹瀉,增強機體抵抗力。在杜長大三元雜種斷奶仔豬的玉米-豆粕型基礎飼糧中分別添加0.05%、0.10%和0.15%的復合酶制劑(含酸性蛋白酶、中性蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶),平均日增重分別提高8.82%(P<0.05)、15.06%(P<0.05)和11.53%(P<0.05);料重比分別降低6.77%(P<0.05)、10.53%(P<0.05)和8.27%(P<0.05);仔豬飼料纖維和磷的消化率得到明顯改善(P<0.05),腹瀉率顯著降低;添加0.10%的復合酶制劑,蛋白質消化率顯著提高(P<0.05),綜合分析以0.10%添加量效果最佳。張民等(2010)在體重相近的PIC斷奶仔豬玉米-豆粕型飼料中添加100g/t豆伴侶復合酶,與對照組相比,日增重提高8.65%,日采食量降低5.33%(P<0.05);斷奶仔豬腹瀉率降低81.30%(P<0.05);粗蛋白質、能量、粗脂肪、鈣、磷的表觀消化率分別提高3.04%(P<0.05)、0.99%(P<0.05)、12.67%(P<0.05)、13.06%(P<0.05)、8.46%(P<0.05);粗纖維消化率與對照組相比差異不顯著(P>0.05)。
3.1.2飼用酶制劑在肥育豬飼糧中的應用酶制劑
對生長肥育豬也具有良好的飼喂效果。將40頭體重約41kg的長大生長豬隨機分為4組,在玉米-豆粕-麥麩型飼糧中分別添加0、0.05%(試驗1組)、0.10%(試驗2組)和0.15%(試驗3組)的酶制劑(含纖維素酶、木聚糖酶、酸性蛋白酶、糖化酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶、果膠酶),試驗2組、3組生長豬日增重比對照組分別提高14.36%(P<0.01)、18.87%(P<0.01),料重比分別降低10.79%、8.27%;粗蛋白質的消化率分別提高2.17%、2.26%,粗纖維消化率分別提高13.93%、18.27%,粗脂肪消化率分別提高4.76%、5.32%,無氮浸出物消化率分別提高1.14%和1.45%。呂海東等(2005)在(44.35±5.48)kg的杜長大三元豬的玉米-豆粕型飼糧基礎上添加酶制劑,結果表明,飼糧中使用180g/t溢多酶P8102的試驗組平均日增重提高5.07%(P<0.05);添加150g/t~210g/t酶制劑的試驗組豬的腹瀉率下降25%~33%,發病率下降31%~46%(P<0.05);生物學綜合評定及經濟效益分析顯示,生長肥育豬全期飼糧使用溢多酶P8102,可促進豬群生產性能的發揮,提高經濟效益。
3.2飼用酶制劑在豬非常規飼料中的應用
通過使用酶制劑,利用部分非常規飼料,有益于緩解飼料資源不足和降低飼料成本,如現今市場上玉米價格2.09元/kg~2.30元/kg,且玉米易發生霉變,若在飼料中使用,對養豬業危害很大;小麥價格1.90元/kg~2.20元/kg,且霉變較少,如果在飼料中用小麥代替玉米,不僅能夠降低飼料價格,還能提高其質量。
唐鐵軍等(2006)將試驗分為前期(22.5kg~70kg)和后期(70kg~90kg),分別用小麥代替杜長大三元雜種豬玉米-豆粕型飼糧中42.5%、46.5%的玉米,兩個試驗組分別添加0.01%的酶制劑A(主要活性成分為木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶、α-淀粉酶和纖維素酶)和酶制劑B(BELDEM,來源于細菌發酵,主要活性成分為木聚糖酶)。試驗前期,日增重極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)高于對照組,料重比極顯著低于對照組(P<0.01),增重成本比對照組分別降低0.52元/kg和0.53元/kg;試驗后期,日增重無顯著差異,增重成本較對照組分別降低0.28元/kg和提高0.31元/kg;表明小麥添加酶制劑A替代玉米可顯著提高肥育豬的平均增重,改善飼料利用率,明顯提高經濟效益。燕富永等(2009)選取體重(59.15±1.56)kg的健康杜長大三元雜種豬,飼喂基礎飼糧(玉米34.8%、豆粕16%、小麥和雜粕46%、預混料3.2%)+酶制劑1(木聚糖酶和β-葡聚糖酶)+酶制劑3(α-半乳甘糖酶和木聚糖酶),日增重達973g,日采食量2187g/d,料重比2.26;表明加入合適的酶制劑后,飼料利用率大幅提高,小麥和雜粕用量達46%也沒有影響肥育豬的生長性能。
使用飼用復合酶制劑也存在許多問題:酶的專一性要求其作用底物與酶之間必須為一一對應關系,因此飼糧組成對酶制劑的作用效果影響較大;酶制劑的活力還沒有統一的檢測方法,其加工程度、混合均勻度和添加量對其作用效率也有很大影響。因此,添加酶制劑需要綜合考慮各方面的因素才能達到最佳效果。飼用酶制劑作為一種環保型的綠色添加劑,能夠提高飼料的消化利用率,達到節約飼糧的目的,利用非常規飼料,擴大飼料來源,提高動物生產性能,保護環境,利用前景必將更加廣闊。