酶制劑的營(yíng)養(yǎng)當(dāng)量

gaopf767 · 發(fā)表于 2008-5-26 11:15:58

微生物酶制劑的研究生產(chǎn)始于19世紀(jì)末。但直到20世紀(jì)70年代，酶制劑才應(yīng)用于飼料，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)，尤其是微生物的基因改造和發(fā)酵技術(shù)的迅速發(fā)展，生物酶制劑的生產(chǎn)成本越來越低。自20世紀(jì)90年代以來，已有多種酶制劑能夠廉價(jià)地應(yīng)用在飼料工業(yè)中。飼料用酶現(xiàn)有近20種。
　　飼用酶的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用已成為生物技術(shù)在飼料工業(yè)中應(yīng)用的重要領(lǐng)域。酶作為一種新型高效飼料添加劑，它可以提高畜禽生產(chǎn)性能，提高畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。飼用酶制劑逐步取代飼用抗生素，從而緩解并解決使用抗生素在生產(chǎn)和消費(fèi)中帶來的問題。酶制劑緩解了因玉米使用量緊張而形成的能量危機(jī)。酶制劑還可以消除一些常規(guī)飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，充分利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，為開辟新的飼料資源提供了可能性?？傊钢苿┑膽?yīng)用，充分體現(xiàn)了科技在生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)，從而使飼料工業(yè)高效、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展成為可能。
　　自50年代Jesen首次將葡聚糖酶添加到以大麥為基礎(chǔ)日糧中喂雞提高肉雞生產(chǎn)性能以來，酶制劑應(yīng)用于非常規(guī)日糧(如大麥、小麥、黑麥等)的報(bào)道也日見增多，關(guān)于酶制劑的作用機(jī)理的研究也越來越深入。在畜牧生產(chǎn)中，酶制劑主要從以下方面作用：參與細(xì)胞壁降解，使酶與底物充分接觸，增進(jìn)現(xiàn)有養(yǎng)分的消化；水解NSP，降低消化道內(nèi)容物的粘度；消除抗?fàn)I養(yǎng)因子；補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，提高內(nèi)源酶的活性，改進(jìn)動(dòng)物自身腸道酶的作用效果；使某些成分在消化道內(nèi)的消化位點(diǎn)轉(zhuǎn)移，變大腸消化為小腸消化；改變消化道內(nèi)菌群分布等。
　　正因?yàn)槊钢苿┑倪@種顯著的作用，能提高日糧的代謝能水平、粗蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，研究者們想到將酶制劑應(yīng)用于飼料配方時(shí)，將一定的酶活所相當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的當(dāng)量關(guān)系在配方中體現(xiàn)出來，從而降低最低飼料配方的成本，應(yīng)用更為廉價(jià)的飼料原料，提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但酶制劑是一種生物活性物質(zhì)，決定其效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是其活性。而相對(duì)于酶制劑而言，活性不但受眾多因素的影響，而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其活性也有一定的半衰期，而且很短。因而酶活是一個(gè)不穩(wěn)定的變數(shù)，從而在飼料中應(yīng)用酶制劑而取代的一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量，這個(gè)當(dāng)量關(guān)系也一直懸而未決。這就阻礙了酶制劑在飼料工業(yè)中的推廣應(yīng)用。
　　不但如此，在生產(chǎn)實(shí)踐中，小面積的使用酶制劑的最佳用量問題，至今仍是一個(gè)有待解決的問題。因?yàn)檫@些問題的瓶頸都在于酶活這個(gè)變化的量。1961年，國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)規(guī)定：在特定條件下（25度、最適PH及底物濃度）下，1min內(nèi)轉(zhuǎn)化1umol底物（或底物中1umol有關(guān)基因）所需的酶量，為一個(gè)酶活力單位。此酶活力單位又稱國(guó)際單位，單位為umol/min。國(guó)際上還有一種酶活的標(biāo)準(zhǔn)表示單位：Katal，即一秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化一克分子底物所需的酶量規(guī)定為一個(gè)Katal，符號(hào)為Kat，1Kat=6*10的七次方I.U.。不同定義，酶活數(shù)值也有很大差異。目前所見的不同文獻(xiàn)或生產(chǎn)廠對(duì)木聚糖酶活力定義達(dá)6種之多。而不同的測(cè)定方法，所得的酶活也不同。酶催化活性的測(cè)定方法有定性、定量?jī)煞矫妫ㄐ苑椒òńM織化學(xué)方法和試紙測(cè)定等，定量測(cè)定酶活性的方法是多種多樣的，用的最多的是分光光度法、酸堿滴定、熒光法、碘量法、測(cè)壓法、放射性同位素法以及氣想色譜法等等。眾多方法所得結(jié)果不一。而在實(shí)際應(yīng)用中，飼料加工過程中的穩(wěn)定性、貯存過程中的穩(wěn)定性、動(dòng)物年齡、動(dòng)物消化道內(nèi)環(huán)境、動(dòng)物種類、動(dòng)物生產(chǎn)類型、日糧因素、酶制劑與其它飼料添加劑的相互作用等因素均會(huì)影響酶制劑的作用效果。
　而眾多研究者們大量的研究表明，復(fù)合酶制劑的有效能值為500MJ/kg，這個(gè)值并未確切指出酶活的量值、酶活的定義方法與酶活的測(cè)定方法。因而在實(shí)際推廣中很難應(yīng)用。周欽良（2002）等報(bào)道，小麥的代謝能值因加酶而提高了5%~6%，大致提高到13.38MJ/kg。氨基酸的消化率提高了10%。 Nesen等(1992)在以大麥為基礎(chǔ)日糧，加葡聚糖酶后，肉雞增重可提高46％，表觀代謝能(AME)提高了33％，脂肪消化率提高了193％。AMMiso和Choct(1993)報(bào)道，以小麥為基礎(chǔ)的肉雞日糧中，添加木聚糖酶制劑，使干物質(zhì)消化率提高17％，表觀代謝能(AME)提高24％，飼料轉(zhuǎn)化率提高31％，與此相適應(yīng)的是腸道的食糜粘度降低5％。陳成功等（1992）在玉米豆粕型日糧添加復(fù)合酶，提高日糧總能代謝率3~7%、粗蛋白代謝16%~22%，肉雞體增重提高5.7%~13.5%，飼料轉(zhuǎn)化率改善2.35%~8.63%.關(guān)于非淀粉多糖酶的使用效果，比較普遍的數(shù)據(jù)為：肉仔雞的增重效果一般提高7~9% ，飼料轉(zhuǎn)化效率提高5%~7%，日糧的有效能值提高5%~7%，蛋白質(zhì)消化率提高10%。
　　類似的報(bào)道還很多，但均未給出一定量的酶活所代替的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量。這就使得酶制劑的應(yīng)用狀況比較混亂，作用效果也不統(tǒng)一。因?yàn)檫@些當(dāng)量關(guān)系均是以酶產(chǎn)品的重量千克為單位給出的，而決定這個(gè)當(dāng)量關(guān)系是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵卻是酶產(chǎn)品的活性。因此研究者們今后研究的焦點(diǎn)，應(yīng)該放在單位酶產(chǎn)品的酶活性以及單位酶活所代表的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量上，從而推動(dòng)酶制劑在飼料工業(yè)的應(yīng)用。進(jìn)行這一步研究的關(guān)鍵是酶活的確定，因酶活的多變，導(dǎo)致進(jìn)一步的研究不能順利進(jìn)行。
　　在應(yīng)用基因工程解決酶活的這個(gè)問題之前，酶制劑的應(yīng)用應(yīng)本著以下原則：
　　1 在添加到飼料中之前，實(shí)際測(cè)定酶活，得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。并根據(jù)所用的方法進(jìn)行綜合評(píng)估。再根據(jù)小面積的試驗(yàn)確定單位酶活與各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的當(dāng)量關(guān)系，然后再確定配方中酶制劑的用量及相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少的量。而應(yīng)用面積較小時(shí)，在考慮成本與效益的綜合因素的情況下，不測(cè)定酶活，但在質(zhì)量保證的前提下，加大添加量。
　　2 盡量做到縮短貯存時(shí)間，使酶制劑發(fā)揮的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性提高，提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　3 在配方中體現(xiàn)酶制劑的營(yíng)養(yǎng)成分時(shí)，在測(cè)定酶活的基礎(chǔ)之上，加上一定的應(yīng)用系數(shù)，從而抵銷一部分外界因素對(duì)酶活的影響，相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少量則幅度變??；