酶制剂在水生动物饲料中的应用研究

饲料研究FEED RESEARCH NO.1，20101常见的酶制剂及作用机制目前，在饲料工业中最具应用价值的酶制剂主要有纤维素酶、蛋白酶、非淀粉多糖酶、淀粉酶和植酸酶。

1.1纤维素酶对单胃动物来说，消化的最大阻力是不能产生降解纤维的酶。

在含有小麦、大麦和燕麦的饲料中，纤维的很大一部分是阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖。

水溶性日粮纤维能提高小肠内容物的黏度，阻碍养分的吸收，从而降低动物的生产性能；此外，未消化的可溶性纤维是影响非特异性结肠炎综合征的关键因素(Taylor ，1989)。

纤维素酶由3种酶组成:外切葡聚糖酶C 1、内切葡聚糖酶C 2和β-葡萄糖甘酶(Wood,1985)。

C 1在天然纤维素的降解过程中起主导作用，先对纤维素起作用，破坏纤维素链的结晶结构，起到水化作用，将形成结晶结构的纤维素链开裂，使长链分子的末端活化游离，C 2作用于经C 1酶活化的纤维素，分解β-1,4糖苷键，该酶将纤维素大分子水解成低聚糖片断，β-葡萄糖酶将短链低聚糖分解生成葡萄糖，这三者协同作用，可把高纤维类物质分解成易被动物消化和吸收的低分子化合物和葡萄糖，在分解纤维素的同时，将细胞壁结构破坏，使其内容物释放出来，提高这些物质利用率的同时还可降低某些消化不良疾病的发病率。

1.2蛋白酶在植物蛋白源中，存在一些抗营养因子，如：植物凝集素和胰蛋白酶抑制因子，可能会对营养物质的消化吸收产生不利影响；另外，幼龄动物不完善的消化体系使豆粕等植物蛋白中的大分子蛋白质（大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白）不能得到很好的利用。

添加蛋白酶，除了将大分子蛋白质水解成可被肠道消化吸收的小分子物质（蛋白胨、多肽及游离氨基酸），还能通过降解抗营养因子从而改善饲料的营养价值。

补充内源性蛋白酶，提高蛋白质利用率。

根据蛋白酶最适pH 不同，将其分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。

动物胃体系内偏酸性，起作用的主要为酸性蛋白酶，中性蛋白酶起的作用较小，而碱性蛋白酶根本不起作用。

因此，选择生产蛋白酶的菌种时，应选择能产生酸性蛋白酶的菌种。

1.3非淀粉多糖酶徐建雄等(2001)指出,非淀粉多糖可能与消化酶或消化酶必需的其他成分(如胆汁酸或无机离子等)结合，从而影响消化酶的活性。

木聚糖可直接与肠道胰蛋白酶和脂肪酶络合,降低酶活性,从而刺激动物代偿性大量分泌消化液,导致动物胰和肝增生与肥大。

单胃动物以植物蛋白为主要蛋白源时,大量的可溶性非淀粉多糖进入消化道，这些非淀粉多糖类物质的存在,一方面阻碍了动物内源消化酶与细胞内营养物质的相互作用。

另一方面,NSP 进入消化道后能结合大量水分,形成黏性物质附着在营养物质和消化道黏膜上,使消化道中食糜黏性增加,减少了消化酶与食糜的接触机会,影响日粮在动物消化道内的排空速度，从而降低营养物质的消化吸收速率（Bedford 等，1991；黄少文等，2007；王纪亭等，2008）。

非淀粉多糖酶的添加,一方面摧毁了结构致密的植物细胞壁,促进由细胞壁包裹着的蛋白质和脂肪等营养物质的释放,有利于肠道内的消化酶与营养物质的充分接触,提高养分的消化和吸收利用率（Danicke 等，2001）。

另一方面，可将非淀粉多糖中的木聚糖和β-葡聚糖部分水解为低聚糖,从而降酶制剂在水生动物饲料中的应用研究黄可王裕玉杨雨虹东北农业大学动物科学技术学院收稿日期：2009-09-15通信作者:杨雨虹62饲料研究FEED RESEARCH NO.1，2010低消化道内容物的黏度,提高内源消化酶与营养成分的结合率和混合速度,加快食物在肠道的流动,减少内容物在肠道的滞留时间,加快排泄速度,最大限度地发挥其消化作用(Bedford 等，1991;徐国武等，2000)。

1.4植酸酶大多数的植物饲料及谷物中60%～70%的磷以植酸磷的形式存在,它与矿物质元素形成不溶性络合物,从而降低鱼类对这些元素的利用率。

另外，还与蛋白质作用形成难溶的植酸-蛋白质络合物,降低鱼类对蛋白质的消化利用率（NRC ，1993）。

由于水产动物消化系统缺乏内源性植酸酶,无法利用饲料中植酸结合态磷,致使无效磷排入水体引起污染。

猪和家禽饲料中添加植酸酶，可使大量天然的植酸态盐释放出磷,这主要有2个益处：1）可水解植酸盐,使其转化为有效磷供动物机体使用,从而提高饲料中磷的利用率,减少粪中排出的磷对水环境的污染（20%～50%）；2）显著降低为满足动物对磷的需求而必须添加的无机磷含量。

2酶制剂对水生动物的影响2.1酶制剂对水生动物生长和饲料转化率的作用大量研究表明:酶制剂对水生动物的生长性能有促进作用,尤其可提高水生动物的生长速度（刘文斌等，1999）。

酶制剂能有效地将饲料中的大分子多聚体分解成水生动物易吸收的营养物质，促进饲料中营养物质的分解和消化、降低水生动物的饵料系数、促进生长速度和提高饲料利用率。

陈乃松等（2008）评价了几种单一酶和复合酶对豆粕中相关抗营养因子的水解效果，结果表明:添加10.5U/g 豆粕的植酸酶,豆粕中植酸的降解率达到69.63%；添加果胶酶16U/g 豆粕,豆粕中果胶的降解率达到45.93%;添加纤维素酶50U/g 豆粕,纤维素降解率达到66.21%;分别添加木聚糖酶80U/g 豆粕和α-半乳糖苷酶0.7U/g 豆粕,豆粕中还原糖的释放量增加率分别达到84.77%和65.19%。

Carter 等(1994)在基础日粮中添加复合酶制剂,能促进大西洋鲑的生长,提高饲料转化率;仲军等（1994）进行加酶饲料投喂对虾和大水面养虾生产试验结果表明:添加0.1%蛋白酶,个体增重率提高12.13%,单产提高13.87%,饲料系数降低12.02%,经济效益提高23.06%。

韩庆等（2002）在黄颡鱼饲料中分别添加0、0.05%、0.1%、0.15%和0.25%的木聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶的复合酶制剂,试验结果表明:酶制剂可提高黄颡鱼的生长速度和饲料转化率。

徐国武等（2000）将β-葡聚糖酶加入含大麦35%的鲤鱼日粮中,探讨其对鲤鱼生长性能和饲料消化率的影响,研究表明：含大麦35%的饲料中添加β-葡聚糖酶,能提高鲤鱼的增重率，降低饵料系数,提高饲料的表观消化率。

刘文斌等（1999）在异育银鲫日粮中添加不同剂量的酶制剂,观察其对异育银鲫消化和增质量的影响，试验结果表明:在饲料中添加0.75g/kg 复合配制剂可明显提高异育银鲫增质量率,比对照组高26.98%，且饲料消耗最低,较对照组低19.85%。

王纪亭等（2008）从生长性能角度研究了非淀粉多糖酶对奥尼罗非鱼肝、胰和肠道蛋白酶及淀粉酶的影响。

8周的养殖试验表明:添加0.02%和0.04%非淀粉多糖酶显著提高奥尼罗非鱼的特定生长率（分别提高10.61%和11.36%）并显著降低饵料系数（分别降低16.13%和18.99%），添加0.04%非淀粉多糖酶组罗非鱼肝、胰和胃蛋白酶活性最大,均显著高于对照组。

周小秋（2001）在含豆粕、菜粕和棉仁粕为主的饲料中添加酶制剂,提高了饲料利用率,降低了鲤鱼消化道的黏性,有利于营养物质吸收,对鲤鱼的增质量和饵料系数有显著影响。

余丰年等（2000）在以豆饼和菜籽饼为主的饲料中添加2400U/kg 纤维素酶饲喂团头鲂,提高了鱼体对饲料营养物的利用率。

张满隆等（2002）的试验结果表明:草鱼饲料中添加复合酶制剂(主要含纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶等)，使草鱼的生长速度明显加快,饵料系数降低。

黄峰等(2008)在以豆粕和菜粕等为植物性蛋白源的基础饲料中添加不同水平的复合酶制剂,结果显示，添加200mg/kg 复合酶制剂组异育银鲫的增重率和特定生长率显著提高,但添加过量时,这2个指标有所下降。

张玲等（2006）在以小麦为主的基础饲料中分别添加0.05%、0.1%和0.15%的木聚糖酶，测定鲫鱼的生长性能。

结果表明:0.05%组鲫鱼的增重率比对照组提高24.2%,0.1%组和0.15%组的增重率比对照组提高17%和15.7%。

张璐等（2009）以鲈鱼为研究对象,探讨饲料中添加植酸酶和非淀粉多糖酶对鲈鱼生长、体组成及胃肠道消化酶活性的影响。

试验结果表明:饲料中添加外源酶，显著提高鲈鱼的增重率(从859.3%提高到947.2%和905.2%)和特定生长率(从4%提高到4.2%和4.1%)。

63饲料研究FEED RESEARCH NO.1，20102.2酶制剂对水生动物消化吸收率的影响饲料中酶制剂的应用能提高饲料利用率，如：纤维素酶由葡萄糖酶、葡萄糖内切酶及β-葡聚糖酶3种具有高度协同作用的酶共同组成,它能将菜籽饼和豆粕中的植物纤维分解成葡萄糖,破坏植物细胞壁,释放内容物,从而综合提高饲料利用率。

刘文斌等（1999）试验结果表明:酶制剂可改善蛋白质的消化吸收率和总表观消化吸收率,但随酶制剂添加量的增加有下降趋势。

黄峰等（2008）在饲料中添加木聚糖酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和复合酶制剂,研究外源酶制剂对草鱼鱼种的生长及饲料表观消化率的影响。

结果表明：饲料中添加外源复合酶可提高草鱼的特定生长率、增重率及消化率。

饲料中添加酶制剂,能有效消除这些抗营养因子的不良影响,改善水生动物的消化机能，提高鱼饲料利用率。

2.3酶制剂的添加对水生动物内源性酶的影响外源性酶制剂对动物机体内源性消化酶的影响一直是学者们关注的焦点（王纪亭等2008）。

研究者认为：在畜禽饲料中添加外源性酶制剂，不但能补充体内内源酶的不足，还能促进某些内源酶的分泌。

将淀粉分解成糊精、麦芽糖、果糖和葡萄糖，蛋白质分解成多肽、寡肽和氨基酸等，因而有利于畜禽对淀粉和蛋白质的消化分解和吸收利用（王琤韦华，2008；奚刚等，1999）。

但外源性酶制剂的添加对水生动物内源性酶的影响研究较少。

余丰年等（2000）指出，纤维素酶能促进动物胃肠道蠕动,刺激内源消化酶分泌。

艾晓杰（1996）研究表明:大麦日粮中添加β-葡聚糖酶制剂可使胰液的分泌量下降,其中蛋白酶活性升高,淀粉酶活性下降。

叶元土等（1993）研究了复合酶制剂和生物制剂对鲤鱼肠道、肝和胰酶活力的影响。

结果表明:二者均能显著提高肠道蛋白酶和淀粉酶的比活力和肝胰淀粉酶比活力,但显著降低蛋白酶比活力。

聂国兴等（2006）研究显示,在小麦日粮中添加木聚糖酶可显著提高尼罗罗非鱼胃中的蛋白酶和纤维素酶及肠道中的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶等消化酶的活力,但对肝和胰中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力有抑制作用。

张璐等（2009）研究发现，饲料中添加植酸酶对鲈鱼胃和肠道中的脂肪酶和淀粉酶的活性无显著影响,但显著提高胃肠道中蛋白酶的活性(分别从0.74U/mg 提高到1.02U/mg 和1.09U /mg 提高到1.71U/mg)。

而饲料中添加非淀粉多糖酶对鲈鱼胃和肠道中的蛋白酶和脂肪酶活性无显著影响,但显著提高胃肠道中淀粉酶的活性(分别从0.05U/mg 提高到0.16U/mg 和0.12U/mg 提高到0.21U/mg)。