生物技術在飼料工業中應用的一個引人矚目的領域是飼用酶制劑的研究開發和推廣使用。這使飼料工業高效、環保和可持續發展成為可能。一般認為酶制劑可以提高畜禽生產性能、減少排泄物的污染以及可開辟新的飼料資源。Inborr（1989）揭示，在動物日糧中添加酶制劑的目的，是轉化和消除飼料中的抗營養因子，提高營養消化率，增加某一營養物質的生物學價值和減少動物排泄物造成的污染。從此，在單胃動物日糧中應用酶的研究大為加強。

1 飼用酶制劑在畜禽日糧中應用的影響因素

酶制劑在應用效果受到多方面的因素的影響，只有充分了解這些因素方能正確選擇和使用酶制劑，使飼用酶制劑的效果顯示出來。一般地，飼用酶制劑在畜禽日糧中應用效果受如下幾方面的因素的影響。第一個因素是酶制劑的種類。酶制劑可粗略分為兩大類：內源性酶，如與消化道分泌的消化酶相似的酶（淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等），直接消化水解飼料的營養成分；外源性酶，消化道不能分泌的類似酶，如纖維素酶、果膠酶，半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶或戊聚糖酶（阿拉伯木聚糖酶）和植酸酶等。外源性酶不直接消化水解大分子的營養物質，而是分解或水解飼料中的抗營養因子，間接促進了營養物質的消化利用。

動物在長期的進化過程中，消化道內能夠分泌足夠的消化酶對常規飼料成分進行消化水解。但是有一種人為因素是例外，早期斷奶的仔豬由于消化道酶分泌系統的發育還未完全成熟，同時，早期斷奶應激使正常的消化酶分泌受到限制。因此，一般情況下，添加內源性消化酶的作用不太明顯，而只有在早期斷奶仔豬日糧中使用這類酶才在理論上具有應用意義，促進營養物質的消化吸收，減少仔豬的斷奶下痢應激的影響。另外，患病的畜禽的消化功能存在問題時，添加內源性酶對提高畜禽的消化能力，保證營養的供應是有利的。現代畜牧業的一個重要特點是規模化、產業化和高密度密閉式飼養，實際上造成了動物的應激，使消化功能有可能受到影響造成紊亂。因此，在特殊的環境中使用某些助消化的內源性酶制劑也同樣有可能有好處。

但是，大部分的科研報告顯示，在正常的畜禽日糧中，使用外源性酶制劑才能實際意義，目前已得到充分肯定的酶制劑主要是戊聚糖酶、β-葡聚糖酶和植酸酶。這3種酶制劑是通過消除日糧中的某些抗營養因子而改善動物的生產性能。β-葡聚糖酶和戊聚糖酶是兩種研究最充分，并在當前已被商業性地用于家禽飼養系統的酶制劑。同樣，植酸酶生產技術的進展也使這種酶的商業性應用切實可行。有關其它種類的酶，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶、果膠酶等對家禽的特殊作用的報道不等。然而，大多數添加在動物飼料中的酶是粗制品。通常對一系列底物有活性（Campbell及Bedford ,1992)。

雖然使遺傳改良的選擇的快速生長動物提高對淀粉的消化率引起了人們的興趣，但關于在單胃動物日糧中使用α-淀粉酶的科學依據尚不足（Newman 1993）。許多學者（Campbell及Bedford ,1992)認為，在飼料中添加β-葡聚糖酶和戊聚糖酶。可使幼年豬禽獲得最大效益，但對其它酶系，支持這一點的科學依據仍不足。

影響飼用酶制劑在畜禽日糧中應用效果的第二個因素是畜禽日糧的類型。不同的酶制劑對底物的作用有明確的對應關系，不同日糧類型的飼料成分反過來影響了酶制劑的使用效果。一般地，含有某些抗營養因子的飼料組分，由于抗營養因子對養分的消化利用有不同程度的抑制作用，添加某些消除抗營養因子的酶制劑，可以改善整個日糧的利用，間接提高動物的生產性能；另外一種情況是動物來源的飼料原料一般較植物來源的飼料原料容易被消化吸收。因此，在含有大量的動物性蛋白（如進口魚粉、乳清粉、代乳粉）的仔豬料中，添加使用酶制劑就不如含有植物性蛋白的仔豬日糧的效果明顯。

一般認為，玉米-豆粕型日糧是傳統的豬禽日糧，玉米、豆粕等常規飼料原料容易被豬禽消化利用。而其它谷物及其副產品或其它非常規的餅粕類原料一般都含有一些抗營養因子，不容易被單胃動物利用。小麥、稻谷、麩皮、米糠、統糠都含有較多的戊聚糖，而大麥、黑麥等含有較多的β-葡聚糖酶，這類多聚糖統稱為水溶性非淀粉糖（NSP）。盡管動物利用戊聚糖和β-葡聚糖，但從營養角度（能量方面）意義并不大，但是，NSP在消化道內大量吸收水分面變得膨脹和粘稠，影響了消化道分泌的消化酶對整個食糜的水解消化，最終影響到整個日糧的消化吸收，這種影響包括了蛋白質、脂肪、淀粉和礦物質及微量元素的吸收利用。因此，小麥、麩皮、米糠、大麥、啤酒渣等含量多的日糧，使用含有多聚糖酶的商業酶制劑有良好的效果已被廣泛證實。

NSP的抗營養作用除了本身的粘度大以外，還有如下一些特性：①表面活性。NSP表面般帶負電荷，并有弱的親水性與疏水性。它可以與腸道中飼料顆粒表面、脂類微團表面及多糖——蛋白質復合物結合；②持水性。不溶NSP，如纖維素等具有海綿一樣的吸收功能，而水溶性NSP，如β-葡聚糖等則通過網狀結構的形成吸收水分子，形成凝膠，從而改變了腸道的物理活性（即對腸蠕動的抵抗力提高）；③NSP與離子的小分子結合，主要是螯合作用，這些都影響了營養物質的消化吸收。Annison和Choct（1993）在這方面作了許多詳細的輿論。

同樣，某些豆類，如豌豆等含有的半乳糖寡糖、半乳糖甘露聚糖等同樣是抗營養因子，使用大量這類豆類及餅粕類同樣存在著相似的問題。

第三個影響飼用酶制劑在畜禽日糧中應用效果的因素是動物的種類和年齡。許多研究試驗表明，在含有NSP較多的豬禽日糧中，使用β-葡聚糖酶和戊聚糖酶等飼用酶制劑，其中，以雞的效果最明顯，在雞的飼養試驗中，絕大多數試驗都是正效的（提高增重和飼料轉化效率），而且有關雞的試驗報道也最多。相反，豬對添加β-葡聚糖酶和戊聚糖酶的反應程度低而且沒有規律（Newman 1993）。有資料顯示，β-葡聚糖酶對豬的害處不象對雞那樣嚴重。Bhatty等（1979）就曾報道，嚴重地阻礙雞生長的高粘度大麥對豬則沒有什么影響。Thacker等（1988）指出，人們清楚認識到豬在很大程度上比家禽更能耐受β-葡聚糖。即使在豬日糧中使用粗制的混合酶（含有多聚糖酶及其它酶）。反應仍是不規則的。豬和雞的這種差異仍有待進一步探討。

動物年齡與使用酶制劑的效果的差異更多反映在使用某些內源性酶制劑（如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶）。由于幼年動物（尤其是哺乳動物）的消化道消化酶分泌的量有限，對某些動物特性的飼料（如固體料）不容易消化水解，適當補充這類外來源的酶制劑可能是有好處的。健康成年動物一般沒有必要使用蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等酶制劑。所以，對豬而方，飼用酶制劑的開發主要針對仔豬，相對來說，仔豬內源酶系統發育成熟較慢。

使用方法是影響飼用酶制劑在豬禽日糧中使用效果的第四個因素。酶制劑是一種生物制品，是一種具有生物活性的蛋白質，不同的理化因素（包括飼料加工處理和體內消化道環境）可能影響酶的活性，最終影響飼用酶效果的發揮。

酶制劑在飼料工業中應用的一個最大問題是人們對酶制劑在飼料顆粒加工過程中由于蒸汽調質的高溫而失活的擔心。應該承認，某些未經耐高溫處理的酶制劑或飼料加工工藝不規范（如調質溫度過高、時間過長）都可能由于制粒加工而影響畜禽飼養的效果。因此，最好的方法是在粉料中加入酶制劑，例如，目前蛋雞料和豬料仍有許多粉料，這就不存在這種憂慮。但是，大部分單辦動物的商品料是顆粒飼料。

有關飼料制劑粒后酶活性變化的資料并不多，部分原因是酶制劑在全價飼料中的活性含量很低，不容易有一種有效的檢測全價飼料中酶活的方法（一方面是含是低；另一方面是受到多種底物的干擾），但技術發展的很快，Annison(1995)的試驗結果顯示，商品酶制劑中的酶活檢測在制粒前后對比表明，飼料制粒過程中有相當部分β-葡聚糖酶活性得以維持。因此，適當提高商品酶制劑的活性濃度，仍可在高溫制粒后殘存足夠的酶活。

解決酶制劑使用過程中可能遇到的潛在問題的另外的方法是酶制劑廠家在開發生產過程中適當考慮酶制劑的耐高溫處理，例如，發酵生產酶制劑的菌株的選擇和產品的物理處理（如包被技術等）。

此外，目前歐洲廣泛采用的液體酶制劑在飼料調質制粒后的顆粒表面噴涂技術，這可以有效地解決飼用酶制劑高溫的問題。

以上從四個方面討論了飼用酶制劑有畜禽日糧使用效果的影響因素，為正確選擇和使用酶制劑提供了有價值的資料。正如Annison和Choct所指出的那樣，為改善動物生產性能而在飼料中添加飼用酶必須滿足以下原則：①飼料原料必須含有抗營養活性的NSP。②飼用酶制劑對多聚糖底物必須具備較高的活性，由于多聚糖結構多種多樣，而且聚糖酶具有高度的。③所有酶在飼料加工過程以及進入動物體內降解多糖時，都必須維持其活性。

2 飼用酶制劑在豬日糧中的應用

飼用酶制劑在豬日糧中應用主要有3方面的目的：減少仔豬斷奶應激的影響；提高某些飼料的利用率；降低養豬業的環境污染。仔豬早期斷奶的應激往往使仔豬內源酶的分泌減少，仔豬出生后，胰腺分泌的酶活性呈線性上升，28日齡斷奶時，使酶的分泌突然下降，達到很低水平，直到35日齡后才開始逐漸恢復（Linderman等，1986），由此可見導致消化障礙，影響養分的吸收，往往出現腹瀉。適當使用某些與之配合的酶制劑可以減緩這種斷奶應激。另一種情況是，飼料中含有某些抗營養因子，尤其是豬日糧中使用的一些非常規飼料原料，使用某些飼用酶制劑可消除抗營養因子的影響，從而改善豬日糧的消化利用和豬的生產性能。使用飼用酶制劑控制環境污染最多的是植酸酶的應用，植酸酶可以顯著提高日糧磷的消化利用，從而減少了磷對土壤的污染（Simons等，1990），當飼料中有效磷含量較低時，加入植酸酶還可提高豬的增重水平（Jongbloed等，1993）。

飼用酶制劑在豬日糧應用的試驗中，使用最多的是β-葡聚糖酶、木聚糖酶和纖維素酶，試驗日糧類型主要是大麥、小麥日糧為主。實際上，飼用酶制劑應用效果除了受日糧的能量原料種類的影響外，同樣也受到蛋白質原料的來源的影響。添加酶制劑對于植物來源的蛋白質的日糧可能有良好效果，而對含動物來源蛋白質原料的日糧則可能作用不大。表1顯示了斷奶25日齡至46日齡仔豬試驗的結果證實了這一點（Johnson 等1993）。

表1 添加酶制劑對飼喂含有植物性或動物性蛋白質原料日糧仔豬生產性能的比較


                            日糧類型
 項 目 
                         植物蛋白日糧 動物蛋白日糧
 
 試驗處理 對照組 酶制劑組 對照組 酶制劑組
  
 日增重/g 300 320 310 310
 
 采食量/(g/d) 300 320 460 440
 
 飼料/增重 1.63 1.32 1.53 1.42
 
 
許多試驗結果表明，飼用酶制劑在豬日糧中應用的效果并不如在家禽中應用那樣明顯和肯定。正如劉永剛和Baidoo（1996）的總結所指出的那樣；盡管酶制劑生產商提供了大量正效應的試驗數據，然而試驗結果卻差異很大，以消化率和生長表現而論，文獻中既有正效應，也有零效應乃至負效應。

飼用酶制劑對豬的生產性能的試驗報道，多數是有利方面的結果。添加酶制劑可以提高豬的增重和飼料轉化率，或者減少仔豬腹瀉率(Bedford，1995），豬日增重重改進的范圍為4.5%-5%，飼料轉化率改進的范圍為3-15%，其中報導飼料轉化率改進的情況比日增重的多。有些試驗報道則是只提高飼料的轉化率，而對日增重的影響則不明顯（Thacker 等，1992）。這種情況與日糧類型關系密切，一般地，玉米-豆粕型日糧的效果不太明顯，而大麥、小麥或黑麥為主的日糧則有明顯的正效應，例如，Bedford等（1992）在大麥-大豆型日糧中使用β-葡聚糖酶使試驗組豬的增重提高了17%。但是，Thacker等（1992）同樣在大麥-大豆型日糧中使用β-葡聚糖酶卻沒有什么效果。在國內，馮定遠等（1998）在斷奶仔豬日糧中使用含β-葡聚糖酶和木聚糖酶的飼用酶制劑，使試驗組生長仔豬的日增重提高了6.0%。飼料報酬提高了3.4%。張克剛等（1997）在含有高量的小麥麩和次粉的育肥豬日糧中使用相類似的酶制劑，使兩個試驗組日增重比對照組提高了4.41%和16.55%，飼料轉化率分別提高了4.25%和14.02%，其中高量次粉組比高量麥麩組效果更明顯。有關飼用酶制劑在豬日糧中應用對豬生產性能影響見表2。

表2 飼用酶制劑對豬生產性能的影響


酶的種類 日糧類型 豬生產性能的變化 
 纖維素酶 小麥-玉米-大豆-米糠 日增重+45%，飼料轉化率+9%
β-葡聚糖酶 大麥-濃縮精料 日增重+5%，飼料轉化率+5%
淀粉酶、β-葡聚糖酶 加熱大麥 日增重不明顯，但減少腹瀉
淀粉酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶
              加熱大麥-蒸煮燕麥-大豆-魚粉 日增重-8%
纖維素酶、淀粉酶
               玉米-大豆-青貯-米糠 日增重不明顯，飼料轉化率-32%-40%
纖維素酶、β-葡聚糖酶
                       大麥 不明顯 
 
戊聚糖酶、淀粉酶
                       大麥-小麥 飼料轉化率+10%-15%，腹瀉減少
 
戊聚糖酶 黑麥-大豆 不明顯
 
β-葡聚糖酶 大麥-大豆 日增重+17%
  
戊聚糖酶、淀粉酶 小麥-大豆 日增重不明顯，飼料轉化率+4%
 
戊聚糖酶 黑麥-大豆 不明顯
 
β-葡聚糖酶 小麥-大豆 日增重+17% 
          
β-葡聚糖酶 小麥-大豆 不明顯
 
β-葡聚糖酶 小麥-大豆 日增重+11.3%，飼料轉化率不明顯

戊聚糖酶 小麥-大豆 日增重+6.9%，飼料轉化+6.3% 
 
蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、β-葡聚糖酶
                    小麥-肉粉-大豆-血粉 不明顯
纖維素酶、半纖維素酶
                    大豆-菜籽餅 日增重不明顯，飼料轉化率+3%-10%
 
 

反映飼用酶制劑在豬日糧中應用效果的另一方面是消化試驗，同飼養試驗相類似，酶制劑對改善豬日糧的消化率也有正效應和負效應，但以正效應為多數。其中以β-葡聚糖酶對消化率的提高最明顯。Inborr等（1993）在大麥-小麥-大豆類日糧中添加含有β-葡聚糖酶等的酶制劑，使β-葡聚糖酶的消化率提高40%，淀粉消化率提高3%。Grahamt等（1988）在大麥-大豆日糧中使用β-葡聚糖酶和戊聚糖酶所進行的消化試驗，回腸末端的β-葡聚糖酶和戊聚糖酶所進行的消化試驗，回腸末端的β-葡聚糖酶消化率提高了5.5%，粗灰分消化率提高了10%。但Bedford等（1992）使用同樣兩種酶制劑于黑麥-大豆日糧或大麥-大豆日糧均沒有改善營養物質的消化率。Mellange等（1992）所進行的小麥-大豆型日糧或大麥-大豆型日糧的試驗更顯示出負效應。（NDF消化率下降3%-9%，粗脂肪消化率下降6%-7%）。在幼豬日糧中添加蛋白酶和淀粉酶有利于提高養分的消化率。總的來說，添加酶制劑的綜合效果為消化率提高10%（劉永剛和Baidoo,1996),馮定遠等（1997、1999）所進行的消化試驗表明：在含有高量小麥麩和米糠的豬日糧中使用含有降解水溶性非淀粉多糖的酶制劑能夠明顯提高豬日糧營養物質的消化率，其中粗纖維消化率提高了48.9%，粗蛋白消化率提高了16.5%，干物質消化率提高了11.3%。

造成酶制劑對豬日糧消化率影響差異的原因既有酶制劑的種類、活性，又有日糧的類型，還與豬的年齡有關。一般地，酶制劑的促消化作用在幼畜的反應比成年豬明顯，降解NSP的酶制劑比一般的消化酶的效果明顯。這些反映了酶制劑、底物和動物三者之間的復雜關系。此外，飼料加工工藝對酶活性的影響也是影響飼用酶制劑應用效果的一個重要因素。

總之，飼用酶制劑的應用受到多方面因素的影響，還有許多問題沒有完全弄清楚，在豬日糧中使用飼用酶制劑必須綜合考慮酶制劑本身的種類和活性、日糧組成、飼料加工工藝以及豬的生理階段。只有針對性地使用，才能取得良好的效果。


華南農業大學動物科學系 馮定遠教授 劉玉蘭