複合酶和能量的當量關係_養殖飼料

06-21

複合酶和能量的當量關係

作者：杜思剛王志祥汪儆張美英來源：未知時間：2009-3-14 18:56:54查看次數：94 次

酶製劑在飼料工業和養殖業生產實踐中的重要作用已日益凸現出來，複合酶製劑會在一定程度上影響畜禽的生產性能、表觀代謝能、養分消化率等。然而，現階段酶製劑的生產及應用技術尚不完善，酶製劑的使用依然存在著隨意性，很多試驗仍停留在驗證酶製劑的效果上，所得到的試驗結果存在片面性，對複合酶酶活效價評定過程中的各種標準存有爭議，這些都制約著酶製劑作用的進一步發揮；而且酶製劑也並非是一種簡單的飼料添加劑，隨著其生產及應用水平的提高，越來越多的證據顯示，飼用酶製劑將對傳統的動物營養學說提出挑戰，如飼料配方、原料選擇和營養需要量等方面需要重新研究或修正。因此，如何合理高效地使用酶製劑，還需要在理論基礎和實際應用中進行深人地探索和研究。本文主是通過對相關資料綜合分析，對複合酶的能量當量問題作一探討。 1複合酶製劑和能量當量關係提出的背景 Adams在1992年提出為酶製劑賦予一定的表觀能值(AEV)的概念，以反映酶製劑改善飼糧養分消化率後飼糧能值的潛在增加部分，從而可使加酶飼糧的配製變得簡便。然而這個概念並不全面，加上當時的研究數據有限，這一概念並沒有形成一套有效的可操作的系統。酶製劑對飼料原料營養價值的提高首先最直接地反映在能量上，尤其是非澱粉多糖酶的應用，但隨著檢測技術及代謝理論的進一步完善，酶製劑對其他營養如肽、礦物質和維生素等方面的作用亦可以用某種指標來表示。酶製劑的表觀價值(AV)如能以一個固定的數值參與飼料配方設計，將改變配方的靈活性，使其更適應實際情況。後來，人們對複合酶在飼料中的應用效果進行了大量研究，並取得一系列成果。然而，在複合酶的實際應用方面，由於複合酶的活性受到多種因素影響，再加上所採用的評價指標不一，因此，複合酶的應用效果在不同研究結果間缺乏可比性，這就給一定條件下酶的適宜添加量帶來不少困難，從而大大限制了它的應用。為了解決這一問題，近年來有研究者提出了複合酶與能量當量關係的觀點，酶製劑的代謝能當量值即為特定條件下，添加一定量酶製劑所提高的代謝能值。其核心是在酶與能量值之間針對某一指標建立的數學關係式，根據這一關係式可以確定特定條件下所需添加的複合酶量或可以取代的表觀代謝能量。這樣就可以使加酶飼糧的配製變得簡便易行。 2關於複合酶能量當量值確定的方法由於我國小麥NSP含量屬於中等偏高水平，在酶製劑的實際應用過程中，人們對錶觀代謝能的變化進行了大量相關的研究，主要集中在肉仔雞小麥日糧中添加酶製劑後代謝能值的改進及其代謝能當量值方面。主要採用2種方法將酶的效果進行量化。方法1：分別設計系列梯度的日糧營養水平和複合酶酶活水平，通過某一指標建立酶與能量之間一種相關關係，把日糧添加酶的作用效果及對錶觀代謝能(AME)的影響程度量化，確立一種酶與日糧代謝能之間的當量關係模型，通過回歸方程得出日糧的AME應用到飼料配方中。這種方法相關的研究報道有：王金全和蔡輝益通過回歸分析得到AME(Y)與小麥水平(X1)和木聚糖酶添加量(X2)之間的回歸方程Y=14．142—2．76Xl+0．0478X2(R2=0．948，P<0．05)。通過此方程可以預測小麥日糧添加酶製劑的代謝能值，本試驗中添加木聚糖酶可使日糧代謝能提高0．29％—6．69％。劉偉通過回歸分析得到日糧迴腸表觀代謝能(Y)與小麥水平(X1)和木聚糖酶添加量(X2)之間的回歸方程：Y=13．178—3．35X1+0．0544X2(R2=0．940)，從方程中可以看出小麥產生負效應，木聚糖酶產生正效應。何麗霞等研究表明添加木聚糖酶對提高家禽飼料的能值有較好的效果。在產蛋雞日糧中，酶A的代謝能當量值在0．21—0．38MJ／kg，酶B的代謝能當量值在0．25～0．45MJ／kg。倪志勇等試驗發現複合酶的AEV受飼糧營養水平的影響，表現為飼糧營養水平降低，酶的AEV提高。在飼糧中添加0．1％複合酶，營養水平降低5％、8．02％和11．51％時，複合酶的AEV分別為343．2、451．2、585．6MJ/kg，平均值為460MJ／kg；然而，由於酶製劑產品本身的差異，各種酶的AEV之間可比性值得懷疑。王金全等」』試驗的結論中賦予酶的AEV是36750MJ／kg酶，與前人得出的結論有所不同，原因可能是他的試驗所採用的酶為高純度、高酶活的木聚糖酶，推薦添加量只有5～10g／t飼料，其他酶的添加量大約在0．1—1kg／t飼料。所以，要統一或者標準化酶的AEV，應該是建立在單位酶活基礎上的AEV，並且這種單位酶活定義是國際通用的。方法2：確認酶能夠提高其他物質(如小麥、大麥等)的營養價值，從而提高該物質的能量值，在配制飼料時適當降低飼料營養水平，或者將小麥(大麥)的代謝能值提高一定比例。這樣使該原料成為質量較優的原料而其成本不變。賦予酶一定的表觀能值AEV後，可使酶製劑在飼料中的應用更加簡便，但是由於酶本身並不是一種營養型添加劑，AEV只代表著酶製劑提高養分消化率後飼料能值提高的部分。酶製劑的AEV受到酶、飼料、營養水平、動物等多方面因素的影響，在配方應用中要根據實際情況經過大量的嚴密控制和可重現試驗才能來確定。 3複合酶與能量當量關係研究進展 Choct等比較小麥、黑麥、小黑麥、大麥、高粱、大米和玉米7種日糧的AME時發現，各種飼料原料的AME值與其中阿拉伯木聚糖含量之間存在著強的負相關關係，與其中總的非澱粉多糖(阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖之和)含量之間也存在著強的負相關關係。添加酶製劑降解了單胃動物本來幾乎不能利用的多糖，從而提高了日糧的代謝能值。酶製劑對日糧代謝能有不同程度地提高，提高幅度與具體日糧成分和酶製劑配比及濃度有關。咼於明等提出了一個概念，營養改進值(1NV)或營養當量(NE)，即在加酶日糧配方製作時，應用酶製劑特定的INV或NE值對飼料營養參數進行一定的修正，已達到量化酶製劑效果的作用。這一研究將酶製劑的營養理念應用到了實際研究中，並得出了一些重要的數據。咼於明等也提到：如果酶製劑供應商能夠在充分科學試驗基礎上，提出某種酶製劑所能改進的飼料養分消化率的大小或相當的營養價值(1NV或NE)，在製作配方時應用這些INV或NE對經典的飼養營養參數進行調整後再進行計算，就可以達到較高的精準度，實現真正的優化。馮定遠等提出了「有效營養改進值」(ENIV)的概念，並得出了一些常見原料的ENIV估測值。上述這些理念的提出，無疑為酶製劑的研究和應用提供了明確的思路。就目前而言，關鍵的問題是建立一個簡便、精確的酶製劑效果當量模型以及相匹配的一些技術規程。王修啟等試驗評定添加0．12％木聚糖酶對雞AME值和養分消化率的影響。結果顯示，木聚糖酶使雞的AME(干物質基礎)分別提高7．07％(P<0．05)和6．53％(P<0．01)；干物質消化率分別提高7．10％(P<0．05)和7．67％(P<0．01)；有機物消化率分別提高6．07％(P<0．05)和7．23％(P<0．01)。汪儆等試驗結果表明：小麥或次粉日糧中添加戊聚糖酶製劑可有效地提高日糧的AME值及肉仔雞的生產性能；添加0．1％的酶後，小麥日糧AME值提高6．6％，飼料轉化率提高1．4％；次粉日糧加酶後，AME值提高1．5％，日增重提高5．1％，飼料轉化率提高1．0％。周曉容研究表明：飼糧木聚糖和木聚糖酶水平對肉雞飼糧養分利用率和代謝能值的影響存在一定的數量關係。飼糧木聚糖含量每增加1個百分點，代謝能(DM)、粗蛋白(CP)、能量的真利用率分別下降1．84、3．12、2．09個百分點。木聚糖含量為4．05％時，飼糧中添加木聚糖酶對養分真利用率和能量改善不大，木聚糖含量達到6．39％時；飼糧干物質和能量真利用率顯著降低；木聚糖達7．43％時，飼糧DM、CP和能量的真利用率極顯著降低。木聚糖酶對飼糧養分真利用率提高效應在高木聚糖水平飼糧中更明顯。 Kocher等研究顯示，在玉米豆粕基礎日糧中短期添加複合酶沒有產生顯著的效果；在低能量和蛋白水平的玉米豆粕日糧中添加複合酶可以顯著地提高AME；而在高能量和蛋白水平的玉米豆粕基礎日糧中添加複合酶並未能提高。由此可見，有關複合酶能量當量的研究已取得一系列進展，不同研究結果間仍存在差異。 4有待研究的問題複合酶對提高動物生產性能、改善動物日糧中養分的利用率已經得到人們的廣泛認同，但在複合酶的能量當量值測定方面，目前不同研究間還存在很大差異，這主要與不同研究間日糧結構、所採用的評價指標、酶製劑產品本身的差異以及動物品種、年齡及生理狀況等不同有關。同時由於研究的局限和材料的缺乏，目前複合酶能量當量值關係的研究還不完善，還存在不少的問題有待進一步研究。 (1)全面系統地確定影響酶有關的因素和定量酶與能量的當量關係問題；目前對複合酶活性有關因素的研究相對較少，如基礎日糧結構是否對酶的活性產生影響，具體影響程度如何；外界的環境條件以及動物的年齡、性別等因素可影響到動物消化道中的生理環境，它們與處於消化道中的酶與能量當量之間的關係如何等。值得注意的一點是，由於不同條件下各種指標(如生長性能、養分的表觀消化率、總的木聚糖降解率等)反映體內酶的效果靈敏度是不一樣的，因此，應該選擇最敏感指標來建立回歸方程，獲得酶與能量的當量值。 (2)理論所估計出來的能量當量值是否符合實際情況，特別是原來營養價值與酶製劑能量當量值相加時，是否可以簡單的直接累加。目前由於缺乏非常規飼用原料具體成分的數據，尤其是添加酶製劑對其成分的確切影響情況，因此在酶製劑的使用量上缺乏明確的指導。 (3)是否可以體外試驗與體內試驗相結合來進行研究。近年來，隨著離體消化技術的日漸成熟，離體法估測飼料生物效價的實用性和簡捷性得到了研究者的青睞。特別是目前在酶製劑效果評定和酶譜篩選的動物試驗中存在著試驗處理組過多、試驗周期太長、試驗開支大的突出難題；體外試驗快速、簡單，且條件易控，可用於飼用酶製劑作用效果的快速評價，對體內試驗有一定的指導作用。但由於動物體的消化代謝生理過程很複雜，且受許多因素的影響，體外試驗確定的酶水平是否適宜，並不一定完全和動物試驗相一致，因此還需要用動物試驗進一步驗證，只有經過嚴密控制的和可重複的動物試驗才能摸索出某一特定的酶，針對特定的飼料、特定的動物並處於特定的生理階段時的表觀能量值或這種酶與營養濃度之間的當量關係。加酶日糧能量當量的提出，為酶製劑的開發應用，特別是在實用日糧中推廣使用，提供了一種有一定意義的新思路和新理念。可以預見，隨著對酶製劑作用認識的進一步深入，人們將重新審視傳統的飼料配方工藝。