酶制劑的營養當量

gaopf767 · 發表于 2008-5-26 11:15:58

微生物酶制劑的研究生產始于19世紀末。但直到20世紀70年代，酶制劑才應用于飼料，隨著現代生物技術，尤其是微生物的基因改造和發酵技術的迅速發展，生物酶制劑的生產成本越來越低。自20世紀90年代以來，已有多種酶制劑能夠廉價地應用在飼料工業中。飼料用酶現有近20種。
　　飼用酶的研究開發和推廣應用已成為生物技術在飼料工業中應用的重要領域。酶作為一種新型高效飼料添加劑，它可以提高畜禽生產性能，提高畜牧業經濟效益。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和消費中帶來的問題。酶制劑緩解了因玉米使用量緊張而形成的能量危機。酶制劑還可以消除一些常規飼料中的抗營養因子，充分利用農業副產品，為開辟新的飼料資源提供了可能性。總之酶制劑的應用，充分體現了科技在生產中的優勢，從而使飼料工業高效、環保和可持續發展成為可能。
　　自50年代Jesen首次將葡聚糖酶添加到以大麥為基礎日糧中喂雞提高肉雞生產性能以來，酶制劑應用于非常規日糧(如大麥、小麥、黑麥等)的報道也日見增多，關于酶制劑的作用機理的研究也越來越深入。在畜牧生產中，酶制劑主要從以下方面作用：參與細胞壁降解，使酶與底物充分接觸，增進現有養分的消化；水解NSP，降低消化道內容物的粘度；消除抗營養因子；補充內源酶的不足，提高內源酶的活性，改進動物自身腸道酶的作用效果；使某些成分在消化道內的消化位點轉移，變大腸消化為小腸消化；改變消化道內菌群分布等。
　　正因為酶制劑的這種顯著的作用，能提高日糧的代謝能水平、粗蛋白等營養物質的利用率，研究者們想到將酶制劑應用于飼料配方時，將一定的酶活所相當的營養物質的當量關系在配方中體現出來，從而降低最低飼料配方的成本，應用更為廉價的飼料原料，提高養殖業的經濟效益。但酶制劑是一種生物活性物質，決定其效果的關鍵環節就是其活性。而相對于酶制劑而言，活性不但受眾多因素的影響，而且隨著時間的延長，其活性也有一定的半衰期，而且很短。因而酶活是一個不穩定的變數，從而在飼料中應用酶制劑而取代的一定的營養物質的量，這個當量關系也一直懸而未決。這就阻礙了酶制劑在飼料工業中的推廣應用。
　　不但如此，在生產實踐中，小面積的使用酶制劑的最佳用量問題，至今仍是一個有待解決的問題。因為這些問題的瓶頸都在于酶活這個變化的量。1961年，國際酶學委員會規定：在特定條件下（25度、最適PH及底物濃度）下，1min內轉化1umol底物（或底物中1umol有關基因）所需的酶量，為一個酶活力單位。此酶活力單位又稱國際單位，單位為umol/min。國際上還有一種酶活的標準表示單位：Katal，即一秒鐘內轉化一克分子底物所需的酶量規定為一個Katal，符號為Kat，1Kat=6*10的七次方I.U.。不同定義，酶活數值也有很大差異。目前所見的不同文獻或生產廠對木聚糖酶活力定義達6種之多。而不同的測定方法，所得的酶活也不同。酶催化活性的測定方法有定性、定量兩方面，定性方法包括組織化學方法和試紙測定等，定量測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。眾多方法所得結果不一。而在實際應用中，飼料加工過程中的穩定性、貯存過程中的穩定性、動物年齡、動物消化道內環境、動物種類、動物生產類型、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，復合酶制劑的有效能值為500MJ/kg，這個值并未確切指出酶活的量值、酶活的定義方法與酶活的測定方法。因而在實際推廣中很難應用。周欽良（2002）等報道，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)報道，以小麥為基礎的肉雞日糧中，添加木聚糖酶制劑，使干物質消化率提高17％，表觀代謝能(AME)提高24％，飼料轉化率提高31％，與此相適應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%，飼料轉化率改善2.35%~8.63%.關于非淀粉多糖酶的使用效果，比較普遍的數據為：肉仔雞的增重效果一般提高7~9% ，飼料轉化效率提高5%~7%，日糧的有效能值提高5%~7%，蛋白質消化率提高10%。
　　類似的報道還很多，但均未給出一定量的酶活所代替的營養物質的量。這就使得酶制劑的應用狀況比較混亂，作用效果也不統一。因為這些當量關系均是以酶產品的重量千克為單位給出的，而決定這個當量關系是否準確的關鍵卻是酶產品的活性。因此研究者們今后研究的焦點，應該放在單位酶產品的酶活性以及單位酶活所代表的營養物質的量上，從而推動酶制劑在飼料工業的應用。進行這一步研究的關鍵是酶活的確定，因酶活的多變，導致進一步的研究不能順利進行。
　　在應用基因工程解決酶活的這個問題之前，酶制劑的應用應本著以下原則：
　　1 在添加到飼料中之前，實際測定酶活，得到準確數據。并根據所用的方法進行綜合評估。再根據小面積的試驗確定單位酶活與各種營養物質之間的當量關系，然后再確定配方中酶制劑的用量及相應營養物質減少的量。而應用面積較小時，在考慮成本與效益的綜合因素的情況下，不測定酶活，但在質量保證的前提下，加大添加量。
　　2 盡量做到縮短貯存時間，使酶制劑發揮的預測準確性提高，提高經濟效益。
　　3 在配方中體現酶制劑的營養成分時，在測定酶活的基礎之上，加上一定的應用系數，從而抵銷一部分外界因素對酶活的影響，相應的營養物質減少量則幅度變小；