浅谈β-甘露聚糖酶在动物营养中的应用

 

1 概述
  酶制剂作为一种新型的饲料添加剂,目前已为人们所广泛接受。它在提高饲料的消化吸收率,降低饲料成本,提高畜禽生产性能,减少环境污染等方面显示出其独特的功用。β-甘露聚糖酶是一种新型的饲用酶制剂,属于半纤维素酶类。它不但具有一般非淀粉多糖(NSP)酶类的作用——降解非淀粉多糖(NSP),降低肠道粘度,促进营养物质的消化吸收外,还具有显著的促生长作用。因为它可以促进胰岛素样生长因子(IGF-I)的分泌,促进蛋白合成,提高瘦肉率。同时,可以消除β-甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰,极大提高饼粕尤其是豆粕的能量消化率,从而大大提高动物的生产性能。实践证明,β-甘露聚糖酶已超越了传统酶制剂的作用,成为一种新型的促生长饲料添加剂。
2 β-甘露聚糖的危害
  要了解β-甘露聚糖酶的作用,首先要弄清β-甘露聚糖在饲料中的抗营养作用。β-甘露聚糖是一种半纤维素,广泛存在于植物性饲料原料中,尤其在豆粕中的含量非常高(可达1.8%)。在单胃动物中,豆粕的能量消化利用率很低,只有50-60%。为什么这么低呢?因为豆粕中含有大量的半纤维素(约22.7%),也就是单胃动物不可消化的非淀粉多糖(NSP)。NSP的其中一种组分是β-甘露聚糖,其在豆粕中的含量高于其它常用的饲料原料。β-甘露聚糖除了消化率低之外,还对畜禽有多方面负面的生理影响。研究表明,即使是低浓度的β-甘露聚糖也可通过干扰胰岛素分泌和胰岛素样生长因子(IGF-I)生成而降低从肠道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代谢过程(Nunes和Malmlof,1992)。其它负面影响还包括降低氮存留量、脂肪吸收率和氨基酸摄入量,以及减少水的吸收而导致排泄物水分过多(Kratzer等,1967)。
  β-甘露聚糖在畜禽肠道细胞发育不完全,或在应激环境下,会过度刺激免疫反应,造成对生长性能的的伤害,引起不良免疫反应,摄食量下降,生长更加迟缓,造成体重轻的数量增加,群体均匀度变差。
3 β-甘露聚糖酶的作用机理
  由于β-甘露聚糖有很强的抗营养作用,所以降解β-甘露聚糖可以有效改进和提高猪禽等单胃动物的生产性能。一般认为,β-甘露聚糖酶的作用分为两个方面(如图):一方面,它可以降解β-甘露聚糖,促进胰岛素的分泌和胰岛素样生长因子(IGF-I)的生成,从而促进葡萄糖的吸收和碳水化合物的代谢,提高能量的利用率;同时,因为胰岛素样生长因子(IGF-I)是畜禽真正的生长调控因子,生长激素(GH)的促生长作用是IGF-I介导的。IGF-I作用于生长组织,刺激细胞对氨基酸的利用从而促进蛋白质的合成,抑制蛋白质的分解,最终导致蛋白质的净增长。另一方面,β-甘露聚糖酶可以直接作用于肠黏膜,切断肠上皮细胞与病原菌的结合点,即碳水化合物核心基座、蛋白质和蛋白糖;其反应的主要产物甘露寡糖可以竞争性地与某些病原菌结合,从而减少了这些有害菌与肠粘膜上皮细胞的联接,进而减少了发病的机率,促进了动物机体健康,达到防病抗病和治病的目的。
4 β-甘露聚糖酶的应用效果
  上述项试验表明,β-甘露聚糖酶可提高能量利用率与饲料转化率,促进生长。β-甘露聚糖酶提高了肉鸡日粮143kcal/kg的代谢能(ME)和猪日粮100kcal/kg消化能。
  上述项试验表明,β-甘露聚糖酶处理使受感染鸡的性能明显改善,但未能达到未受感染对照组的性能水平。球虫病变评分有类似的趋向。加酶组和加药组都使死亡率降低至未受感染组的水平,但差异不显著。
  大量实践证明:β-甘露聚糖酶可明显提高单胃动物对豆粕型日粮能量的消化利用率。可以提高肉鸡日粮143kcal/kg的代谢能(ME)和猪日粮100kcal/kg的消化能。相当于每吨料减少10-15kg油脂的用量,可以显著降低饲料成本,提高经济效益。同时,β-甘露聚糖酶有明显的促生长效果,可以有效提高鸡猪等单胃动物的采食量和增重速度,降低料肉比,提高饲料报酬,缩短生产周期;还可以明显提高群体的均匀度,降低16%的体重变异系数,从而提高畜禽的生产性能和商品率。另外,β-甘露聚糖酶可以降解β-甘露聚糖为甘露寡糖,增强双歧杆菌的作用,改善肠道环境,阻止致病菌和球虫在肠道上的聚集,减轻其对机体的危害,从而大大提高动物的抗病能力,减少抗生素的使用。并且,β-甘露聚糖酶本身无污染、无残留、无抗药性。因此,β-甘露聚糖酶作为一种新型的促生长添加剂,有其良好的实用价值和十分重要的现实意义。
5 β-甘露聚糖酶的应用前景
  由于国际上对药物残留的控制越来越严格,2006年1月,欧盟已全面禁止在饲料中添加抗生素,所以酶制剂作为饲料添加剂的应用必然越来越广泛。β-甘露聚糖酶由于其独特的功效,在提高动物消化吸收、促进生长、抗病防病、减轻环境污染、节省成本等方面的突出表现,其作为一种新型的促生长饲料添加剂,必然会有广阔的市场前景。
  (广州市博仕奥生化技术研究有限公司供稿)

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