饲用酶制剂调节单胃动物肠道微生态及作用机理

动物营养学报２０１７，２９（３）：７６２⁃７６８ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ

㊀

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃２６７ｘ．２０１７．０３．００５

饲用酶制剂调节单胃动物肠道微生态及

作用机理

任㊀文㊀喻晓琼㊀翟恒孝㊀汪仕奎

（帝斯曼（中国）动物营养研发有限公司，霸州０６５７９９）

摘㊀要：近年来，通过运用新的分子微生物学技术以及数据分析方法，许多研究证实饲用酶制剂不仅会促进机体对营养物质的消化吸收，而且会影响肠道中特定微生物的发育㊂其机理可能是通过调节食糜的物理化学性状以及肠道微生物所需营养物质的量，同时提高具有潜在益生效应物质的含量，从而影响肠道微生态的发育，本文拟总结饲粮添加饲用酶制剂对单胃动物肠道微生态的影响并探讨相关机理㊂

关键词：饲用酶制剂；单胃动物；肠道微生态

中图分类号：Ｓ８１６㊀㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号：１００６⁃２６７Ｘ（２０１７）０３⁃０７６２⁃０７收稿日期：２０１６－０９－０６

作者简介：任㊀文（１９８８ ），男，湖北黄冈人，硕士，从事动物营养与饲料科学研究工作㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｅｎ．ｒｅｎ＠ｄｓｍ．ｃｏｍ

㊀㊀随着研究的深入，众多研究证实肠道微生物对畜禽的多种生理功能具有重要作用和广泛影响，如肠道组织的发育㊁免疫系统的发育以及营养物质的消化和吸收等［１－３］㊂胃肠道的微生态平衡发生紊乱时，常常伴随着动物生理机能的改变甚至疾病发生，比如大肠杆菌的过量繁殖是仔猪断奶后期腹泻发生的重要原因之一

［４］

㊂然而，胃肠

道微生物菌群的多样性受到许多因素的影响，如食糜成分㊁ｐＨ㊁流通速度以及内源性酶类等［１，５］㊂以促进饲粮营养物质消化为主要目的饲用酶制剂可以改变肠道食糜的化学组成及物理特性，因此，

肠道微生物因生存的环境的变化而受到饲用酶制剂的影响㊂然而，近年来饲用酶制剂研究主要集中在考察其对动物生长性能以及营养物质消化率的影响，而对肠道微生物区系的影响及其相关作用机制的研究相对较少㊂因此，本文旨在总结分析国内外关于饲用酶制剂对肠道微生态影响的文献报道，并尝试探讨其可能的作用机制，为拓展饲用酶制剂在畜牧生产上的科学应用提供理论支持㊂

１㊀饲用酶制剂影响肠道微生态状况的理论基础

１．１㊀通过降解底物影响食糜物理化学性状㊀㊀饲用酶制剂能降解构成植物细胞壁的非淀粉多糖类物质，破坏食糜周围的水化膜，从而影响食糜的物质组成以及物理化学特性㊂肠道微生物的种类因其对底物的喜好以及生长需要的不同而呈现差异，食糜的组成和结构对肠道微生物菌群的分布具有非常重要的影响㊂饲用酶制剂与肠道微生态之间的联系（图１）可从２个方面来更好地理解：一方面，饲粮组成自身会影响食糜的物理化学特性以及胃肠道的生理机能；另一方面，因饲用酶制剂对胃肠道中底物的降解或消化作用改变其含量而起到调节作用㊂饲用酶制剂的降解或消化作用是发展和应用饲用酶制剂的理论基础，因为其所作用的底物在胃肠道中不能被内源性的消化酶有效降解或者完全不能被降解而影响营养物质吸收㊂例如，饲粮中非淀粉多糖（ｎｏｎ⁃ｓｔａｒｃｈｐｏｌｙｓａｃ⁃ｃｈａｒｉｄｅｓ，ＮＳＰ）因不能被有效降解而导致食糜黏度增加是引起肉鸡饲料利用率降低最重要的原因［６－８］㊂食糜黏度的增加会减少肠道运动，从而使

３期任㊀文等：饲用酶制剂调节单胃动物肠道微生态及作用机理得食糜的排空速度降低，消化道内微生物也随之在体内进一步繁殖和代谢，通常伴随着有害菌的大量繁殖，从而影响肠道功能和机体健康㊂而在饲粮中添加ＮＳＰ酶（如木聚糖酶和葡聚糖酶）会通过部分或完全地降解可溶性ＮＳＰ而降低食糜的

黏度，调节消化道后端微生态环境，进而改变肠道内微生物菌群的组成以及代谢状况［８－１０］㊂因此，

饲用酶制剂会通过作用于主要的饲料原料（目标底物），影响食糜的物理化学状态，进而调解或调节肠道微生物的状态

㊂

图１㊀饲用酶制剂和肠道微生态之间的联系Ｆｉｇ．１㊀Ｌｉｎｋｂｅｔｗｅｅｎｆｅｅｄｅｎｚｙｍｅｓａｎｄｇｕｔｍｉｃｒｏｂｉｏｔａ［１１］

１．２㊀影响肠道微生物代谢所需的营养物质㊀㊀肠道微生物所需的营养物质来源于食糜（饲粮和内源性分泌物），食糜中这部分营养物质能耐受消化液降解或者机体对其吸收速率非常慢，使得肠道微生物能成功地与机体竞争并获取它们㊂因此，酶制剂对食糜底物的降解能力和状况决定了可供微生物利用营养物质的种类和数量㊂如添加植酸酶可以提高肠道中可利用磷的水平［１２］，从而影响那些受可利用钙磷水平调节的微生物的数量㊂饲用酶制剂通过降解目标底物而影响肠道微生态所需营养物质的供应，肠道微生物的重要物质代谢作用是能够降解和发酵小肠未能消化的食物残渣（非消化性糖类等）和上皮细胞产生的黏液素，从中获取能量以保证自身生长繁殖［１３］㊂饲粮中所含的纤维，尤其是可溶性ＮＳＰ对进入后肠的未降解干物质的流通量具有非常显著的影响㊂研究表明，结肠微生物每天可发酵４０ ６０ｇ碳水化合物并且产生挥发性脂肪酸（ＶＦＡ），而ＶＦＡ也可

以作为能量来源从而促进微生物的增殖［１４］㊂一旦进入后肠的未降解干物质的流通量大大增加，会导致微生物大量增殖并与宿主竞争可利用的营养物质，引起肠道微生态紊乱和营养性腹泻㊂由于肠道微生物菌群只能与宿主竞争可利用的营养物质并且它们对底物的偏好和生长需要不同，因此饲用酶制剂可以通过影响食糜的消化降解状态而调节肠道中微生物菌群的分布㊂

１．３㊀增加具有益生效应的物质㊀㊀增加具有益生效应的物质可能是饲用酶制剂影响肠道微生态发育的另一原因㊂饲料工业中使用的植物及植物副产物中含有几乎所有系列的多聚糖，通过添加特殊的ＮＳＰ单酶或复合酶，可以在肠道中将这些多聚糖降解生成大量的寡糖㊂例如，在小麦型肉鸡饲粮中添加木聚糖酶后，盲肠中短链木寡糖的含量增加了５倍［９］㊂研究证实，寡糖能被肠道中有益菌代谢并对双歧杆菌和乳酸杆菌等产酸的有益菌具有高选择性增殖作用，且对

３

６７