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新理念——加酶日粮ENIV系统的建立和应用

  作者: 来源: 日期:2006-11-22  
20世纪50年代人们已经认识到酶制剂在饲料中添加的作用,80年代开始在饲料工业中应用酶制剂,到了20世纪90年代中期,酶制剂在饲料工业中的应用得到了普遍认可。1996年,欧洲80%的肉鸡饲料(使用麦类等粘性谷物作为能量来源)中使用了相应的酶制剂,从此强化和加快了饲料产业对新技术的应用。从全球范围来看,大约65%的含有粘性谷物的家禽饲料中添加了饲料酶制剂,而在猪饲料中应用比例要低得多,不到10%。10多年来,尽管酶制剂在畜禽饲料中应用的这项技术已有了长足的发展,但迄今为止,全球所有单胃动物饲料仅有10%左右使用了酶制剂,总价值约1.5亿美元。所以Sheppy(2004)特别指出:“饲料酶的发展为什么不能更快些?尤其是那些已经显示出良好商业前景的饲料酶。饲料酶在使用过程中受到如下薄弱环节的制约——标准化、公开有效的质量控制体系、良好的热稳定性、更加准确的液体应用系统,较为明确的技术信息公示,以及使生产性能反应更加一致的产品。显然,饲料酶应用技术发展的潜力巨大,任重道远 ”。本来,欧盟最先颁布了饲料中禁止使用某些抗生素作为促生长剂的规定,这个决定迫使饲料生产企业努力寻找替代品,添加酶制剂成为首选的措施,但实际情况并未如人们所期望的那样,特别是在猪饲料中使用酶制剂并不普遍。主要原因可能是添加酶制剂以后,原来的饲料数据库和动物营养需要参数并不适合实际情况。
1 饲料酶制剂应用提出的问题
    越来越多的证据显示,饲料酶制剂的应用对传统的动物营养学说提出了挑战,如饲料配方、原料选择和营养需要量等方面需要重新研究或修正(Sheppy, 2004)。酶制剂作为一种功能复杂的生物活性成分,是一种高效、专一的生物催化剂,它不直接提供营养成分(如维生素),但又与营养成分的利用直接有关。原来的研究所得出的数据不一定反映出各种饲料原料在酶制剂催化以后的有效营养价值,现有的饲料原料数据库甚至饲养标准可能不完全适合使用酶制剂的日粮配方设计。这种不适应情况表现在如下几个方面:①从理论上讲,不管是直接提高营养成分消化率的酶制剂(如蛋白酶和淀粉酶等),还是间接提高饲料营养消化利用的酶制剂(如木聚糖酶和β-葡聚糖酶等),都不同程度提高了消化道总的有效营养供应量,这与没有添加酶制剂的情况不同。②在实践应用中,如果按照原来的营养参数设计日粮配方,营养水平偏高的情况下,供给有效营养总量已经足够,再使用酶制剂的意义就不大,生产中也有可能不显示出效果。营养水平较高的玉米-豆粕型日粮中添加酶制剂没有明显效果(Charlton,1996)。在Borja vila(1999)的试验中,当日粮中的大豆粕含量增高到60% 时,其代谢能和未加酶组相比无差异,该结果与Leske等(1993)所报道的一致。这说明有必要调整饲养标准。③某些情况下,使用了酶制剂以后,动物的采食量反而下降(不少情况是提高了采食量)。过去一直不理解这一现象,认为酶制剂本身是蛋白质,没有任何有害的作用。目前较合理的解释是使用酶制剂提高了可利用(有效)营养的供应,特别是可消化能或代谢能。有时候,动物能够根据营养水平(如代谢能水平)调节采食量,相应地,动物也会减少饲料的摄入量。④在酶制剂应用中,由于饲料原料价格上涨,一般认为添加酶制剂将造成整个配方成本提高,使用酶制剂没有多少空间。的确,酶制剂不像氨基酸和维生素这类被认为是必不可少的营养性添加剂,添加可能会被认为可有可无,额外添加只能增加饲料配方的成本。⑤目前,在饲料酶制剂方面,不论是酶制剂产品开发还是酶制剂在日粮中应用,绝大部分都存在着盲目性,缺乏科学的依据,没有具体可以量化的指标或数据,特别是产品设计中酶的种类选择,酶活的比例确定,在具体日粮中的添加量等缺乏明确的根据。
    大麦是最早被重视使用酶制剂的谷物,经研究得出一个所谓“黄金定律”: 大麦+β-葡聚糖酶 =小麦;而小麦是第二个研究对象,理论假设是:小麦+阿拉伯木聚糖酶 =玉米。大麦的营养价值如何等于小麦?而小麦又如何变成玉米?显然,大麦和小麦的潜在营养价值被发掘以后,原来的营养价值体系并不适应添加酶的情况,需要建立另外一种系统。越来越多的人已经意识到酶制剂对有效营养的改善,并在应用时调整日粮的饲养标准和降低营养水平。但是,这种调整的依据是什么?调整的幅度应是多少?如何在使用酶制剂时,预测和量化它的效果?
    确定这部分额外的有效营养数量,是本系统提出和建立的出发点。当然,这里涉及到两个核心问题必须明确:①所使用的酶制剂必须是有效的,能发挥作用,而且具有针对性;②所涉及的由于额外有效营养的供应而降低日粮营养浓度,必须不影响饲料管理部门所设定的产品合格标准。换句话说,在有充分试验数据的基础上,涉及到加酶饲料的饲养标准有必要重新考虑甚至作出必要的修订,或者作为调整日粮的饲养标准和降低营养水平的饲料产品必须有产品标示和加注说明。
2 加酶日粮ENIV体系的概念
    酶制剂对饲料原料营养价值的全面提高将直接影响饲料原料的选择和营养成分的配比,为此,Adams(1992)提出了酶制剂的“AEV”(表现能值)的概念,然而这个概念并不全面,加上当时的研究数据有限,这一概念并没有形成一套有效的可操作的系统。酶制剂对饲料原料营养价值的提高首先最直接的反映在能量方面,尤其是非淀粉多糖酶的应用,但随着检测技术及代谢理论的进一步完善,酶制剂对其它营养成分如肽营养、矿物质和维生素营养等方面的作用亦可以用某种指标来表示。酶制剂的表现价值(AV)如能以一个固定的数值参与饲料配方设计,将使配方设计更灵活和更适合实际情况。目前,酶制剂对日粮整体价值的提高只能通过动物试验来确定,再给予一定的系数来参与饲料配方的设计。
    呙于明和彭玉麟(2005)也提到:如果酶制剂供应商能够在充分科学试验基础上,提出某种酶制剂所能改进的饲料养分消化率的大小或相当的营养价值[可以称作“营养改进值(INV)”或“营养当量(NE)”],在制作配方时应用这些INV或NE对经典的饲养营养参数进行调整后再进行计算,就可以达到较高的精准度,实现真正的优化。这一概念的构思有其理论和实践应用价值,但没有具体明确INV或NE的内涵,只是提出了一种思路,这说明人们已关注到酶制剂应用的核心问题。
我们也曾思考这一问题(冯定远,2004),初步提出了DIF(Digestive Improvement Factor “消化改善因子”)的概念,并在实践应用中作了探讨,取得一定的效果,特别是设计配方时,在有效降低成本方面得到饲料生产企业的认可。经过一段时间的实践和探讨,DIF的概念并不完全准确,因为消化改进只是酶制剂作用的表观现象,更重要的是能提供额外的有效营养量(如代谢能)。
在原来概念和思路的基础上,我们提出“有效营养改进值”(Effective Nutrients Improvement Value,ENIV)的概念,并期望进一步完善而成为一种可应用、可操作的理论系统。在这一概念提出的过程中,得到西班牙巴塞罗那自治大学饲料酶制剂研究方面的专家Puchal教授的建议和所提供的数据资料的支持。
    ENIV系统是在总结国内外有关酶制剂研究基础上提出的,同时我们的实验室也进行了大量的研究,并发表了相关论文,这些研究在一定程度上为ENIV系统的建立提供了思路和直接的依据。
3 加酶日粮ENIV系统建立的理论基础和试验根据
    若不把日粮营养水平下降至常规饲养标准条件下的所谓“理想营养水平”以下,外源酶使营养利用率的提高均不能反映动物的真实情况。Schang等(1997)和Spring等(1998)在营养浓度低于推荐标准的配合日粮中添加酶制剂,其营养物质利用率显著提高,而营养水平超过饲养标准时,则营养物质利用率变化不显著。也就是说,在使用有效酶制剂的情况下,原来饲料原料的营养价值不适合实际情况,有必要建立另外的营养价值体系,而这种新的营养价值体系又是和原来的体系有关联的,它只是相对地额外增加了有效营养供给量,而绝对的营养量并没有改变,这就是ENIV系统建立的基础。
    在常规情况下,任何饲料都不会被完全消化,如猪对饲料原料的消化率为75%~85%。在动物饲料中添加酶制剂以提高消化率可以看作是动物消化过程的延伸。过去动物营养学界认为玉米是饲料原料的“黄金标准”(Sheppy,2004),不存在消化不良,但是Noy和Sklan(1994)发现,在理想状态下,4~12日龄肉鸡日粮中淀粉的回肠末端消化率很少有超过85%的,添加淀粉酶可以使淀粉在小肠中得到更快的降解。断奶仔猪添加淀粉酶及一些其它酶,可以改善营养的消化吸收。
    添加外源酶制剂降解了单胃动物本来不能利用的一些多糖,从而提高日粮的代谢能值,Borja Vila(1999)、McNab等(1993)、Silversides(1999)和Zanella等(1999)的试验发现,酶制剂对日粮代谢能有不同程度的提高,提高幅度与具体提供日粮成分和酶制剂配比及浓度有关。添加外源酶制剂不仅有利于提高日粮中多糖的消化率,而且有利于提高蛋白质的消化率。Puchal(2002)、Pack等(1997)和Michael(1999)等的试验发现,酶制剂对日粮粗蛋白消化率有不同程度的提高,而且对低氨基酸水平日粮的作用显著高于高氨基酸水平的日粮。
    麦类日粮是添加酶制剂改善其营养价值研究最多的日粮,这主要是由于麦类日粮含有抗营养因子,如阿拉伯木聚糖或β-葡聚糖等水溶性非淀粉多糖,水溶性非淀粉多糖可以降低饲料的表观代谢能(AME)。在麦类日粮中添加非淀粉多糖酶则可以提高它的代谢能值。小麦主要含有阿拉伯木聚糖,大麦主要含有β-葡聚糖,相应地分别添加阿拉伯木聚糖酶和β-葡聚糖酶则可以提高它们的代谢能值。Bedford等(1992)在对肠道中食糜粘性的检测中发现,食糜粘性同日粮类型和阿拉伯木聚糖酶的添加量之间存在着较强的互作关系,麦类添加量的增加,食糜粘度也增加,而木聚糖酶则能降低食糜的粘度,饲料转化率同粘度的回归关系为:FCR=1.507+0.007 5x。Annison和Choct(1991)的研究表明,小麦中的可溶性非淀粉多糖与日粮表观代谢能呈现最显著线性相关。汪儆等(1997)报道,小麦或次粉日粮中添加0.1%以木聚糖酶和β-葡聚糖酶为主的酶制剂,提高了日粮的表观代谢能(AME)值,小麦AME值提高6.6%,次粉日粮AME值提高1.5%。小麦日粮中添加以木聚糖酶为主的复合酶可以提高鸡的AME值和养分消化率,降低食糜粘度(Klis等,1995;Sanna  Steenfeldt等,1990)。代谢试验研究表明,木聚糖酶能提高小麦为基础日粮的肉鸡生产性能,关键是提高了日粮的AME值。Choct等(1995)向饲喂含低代谢能的小麦日粮中添加木聚糖酶制剂,肉仔鸡日粮AME值增加24%,FCR改善25%。代谢能随日粮中戊聚糖含量的增加而降低,而这种ME值的降低因补充木聚糖酶而显著改善(Danicke,1999c)。Choct等(1993)建立了一种方法来区分低AME含量和普通AME含量的小麦浸提物的粘度,此后很多研究证实了这种方法对预测家禽日粮营养价值的有效性。
    Choct等(1990)在比较包括小麦、黑麦、小黑麦、大麦、高粱、大米和玉米7种日粮的AME时发现,各种饲料原料的AME值与其中阿拉伯木聚糖含量之间存在着强的负相关关系,相关系数为0.95,随后的分析发现,各种饲料原料的AME与其中总的非淀粉多糖(阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖之和)含量之间也存在着强的负相关关系,相关系数为0.97。Annison(1991)在高粱-豆粕日粮中添加5、10、20和40g/kg的小麦木聚糖提取物后,3周龄肉仔鸡饲料的AME值从15.05MJ/kg分别下降到15.0、14.7、13.3和12.48MJ/kg。日粮中小麦木聚糖提取物的含量与饲料的AME值之间具有明显的线性关系,小麦和小黑麦中的代谢能与其中所含的阿拉伯木聚糖呈负相关。阿拉伯木聚糖对肉鸡饲料AME值的降低主要是由于其中可溶性的部分造成的。Flores等(1994)的试验证明,8个小黑麦品种的氮校正真代谢能(TMEn)与其中水溶性非淀粉多糖(NSP)之间有TMEn=15.6-0.016×NSP的关系。Austin等(1999)在对12种英国小麦的调研后发现,小麦代谢能与小麦中的可溶性的非淀粉多糖等3个指标相关。添加外源酶制剂不仅有利于提高日粮的能量消化率,而且还有利于提高蛋白质的消化率。在王修启(2005)的研究中,通过分子营养的方法,探讨了酶制剂提高表观代谢能的机理,说明了酶制剂可提高可利用营养(可消化蛋白或真可消化氨基酸等)的总量。木聚糖酶显著增加肠系膜静脉对葡萄糖的吸收,肠系膜静脉血清中葡萄糖的含量提高5.56%(P<0.05),在葡萄糖的吸收转运过程中,起主导作用的是SGLT1(葡萄糖转运体),葡萄糖吸收的增加与SGLT1表达的增加密切相关。
玉米-豆粕型日粮历来被看作是典型日粮或标准日粮,一般认为添加酶制剂效果不明显,使用酶制剂意义不大。尽管研究开发玉米-豆粕型日粮酶制剂不象麦类日粮酶制剂那么顺利,且耗费很多,然而,越来越多的证据表明这种所谓“黄金日粮”也可以通过酶制剂改善其营养价值。由于酶制剂在玉米-豆粕型日粮中的应用效果不如在麦类日粮中明显,专门的玉米-豆粕型日粮酶制剂成本等因素使得玉米-豆粕型日粮加酶并不十分普遍,肉鸡饲料仅为5%左右。尽管如此,玉米-豆粕型日粮添加酶制剂还是有潜力的。
    一般认为,含非淀粉多糖低的玉米对一般的非淀粉多糖酶不敏感,然而,Pack和Bedford(1997)、Pack 等(1998)的研究表明:含有淀粉酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合酶制剂对玉米-豆粕型日粮营养价值有一定作用,其中玉米的可利用能提高了2%~5%。Schang等(1997)研究复合酶制剂(由蛋白酶、纤维素酶、戊聚糖酶、α-半乳糖苷酶和淀粉酶组成)在肉仔鸡玉米-豆粕型日粮中和在玉米-全脂大豆粉日粮中的效果,结果表明,对高营养浓度日粮组肉仔鸡影响不显著,而显著提高了低营养浓度日粮组肉仔鸡重量。Spring等(1998)的研究也显示了低营养水平的日粮添加非淀粉多糖酶显著改善仔猪饲喂效果。另外一种提高玉米营养价值的方法是使用植酸酶。
    大豆饼粕中仅70%左右的总能可被家禽利用,而仅55%左右的大豆总能可被雏鸡所利用,其中大豆寡糖(主要是α-半乳糖苷寡糖,如棉子糖和水苏糖)是导致大豆饼粕能量利用率下降的主要原因之一。在以豆粕为基础的肉鸡日粮中添加α-半乳糖苷酶,可以明显提高代谢能和氮的消化率。用加酶豆粕代替常规豆粕进行日粮配方时,代谢能和可利用氨基酸的利用率至少可以提高5%~10%(Puchal,2000)。Pack等(1997)和Zanella等(1999)在玉米-豆粕型日粮中添加酶制剂使蛋白质消化率分别提高了2.2%和3.6%。Michael(1999)发现在低氨基酸水平日粮中对酶的添加有很大反应,表明酶提高了氨基酸的利用。Veldman等(1993)研究发现玉米-豆粕型日粮添加α-半乳糖苷酶后,α-半乳糖苷的消化率从57%上升到93%。Baucells等(2000)报道,含豆粕的生长猪日粮中添加α-1,6-半乳糖苷酶(0.08U/kg),肉料比改善6%;而在含豆粕的肥育猪日粮中添加相同的酶,增重提高16%,肉料比提高9%,干物质和蛋白质的消化率分别提高2.8%和12.5%。研究还证明,猪日粮中添加α-半乳糖苷酶可以降低食糜粘度、改善营养物质的消化 (Rackis, 1975)。
    西班牙Barcelona Autonoma大学用肉仔鸡研究了α-半乳糖苷酶的两个添加水平对玉米-豆粕型日粮的能量、粗蛋白及其它营养物质利用率的影响,结果表明,添加酶制剂使日粮的代谢能提高了5%,氮的存留率提高了10%以上(Vila等,2000)。王春林(2005)的研究表明玉米-豆粕型日粮添加α-半乳糖苷酶显著提高肉仔鸡的TMEn以及Met和Cys的真消化率;DM、OM、Ca和P的表观消化率,其结果与Brenes等(1993)的研究结果一致。Ao等(2004)研究发现豆粕中添加α-半乳糖苷酶可以增加单糖的释放(in vitro),增加肉仔鸡NDF消化率和日粮AMEn。Ghazi等(1997a;b)所做的两次试验都表明,α-半乳糖苷酶提高了肉鸡豆粕的氮存留率和TME值。Knap等(1996)研究表明,α-半乳糖苷酶显著提高了去皮豆粕的TMREn。Slominski等(1992)通过体内外试验证明,α-半乳糖苷酶与转化酶(蔗糖酶)协同水解棉子糖和水苏糖的效果比单一酶好。Fontana等(2001)报道以α-半乳糖苷酶为主的复合酶,用于肉鸡商品玉米-豆粕型日粮,可以提高饲料效率1%~10%。研究结果表明α-半乳糖苷酶制剂提高了营养素的分配效率,有节省蛋白质和合成氨基酸的作用。Kim等(2001)在含豆粕的乳仔猪日粮中添加含α-半乳糖苷酶的复合酶制剂,总能消化率改善7%,赖氨酸、苏氨酸和色氨酸的消化率提高3%,饲料效率提高11%。
    棉籽、葵花籽和菜籽中含有较高水平的α-半乳糖苷(2%~9%)以及非淀粉多糖(特别是木聚糖),这类籽实及其副产品日粮使用含有阿拉伯木聚糖酶和α-半乳糖苷酶的复合酶制剂,从理论上讲,均可提高营养的利用。菜籽粕中的大豆寡糖,棉子糖和水苏糖的含量在2.5% 左右(Slominski和Campbell,1991)。Slominski等(1994)用产蛋鸡和成年公鸡做试验,发现低寡糖的双低菜籽粕非淀粉多糖的消化率显著高于普通双低菜籽粕。Bedford和Morgam(1995)研究了双低菜籽粕(Canola meal)单独添加木聚糖酶,提高肉鸡的生产性能。Gdala等(1997a;b)报道,在羽扇豆日粮中添加α-半乳糖苷酶使α-半乳糖苷类寡糖的猪回肠末端消化率从80%提高到97%,效果显著,同时酶的添加也明显提高了干物质、能量和大部分氨基酸的回肠末端表观消化率。Annison 等(1996)的研究表明,含有木聚糖酶的复合酶制剂能显著提高羽扇豆的AME值。Stanley等(1996)报道,使用含有蛋白酶、阿拉伯木聚糖酶、纤维素酶、β-半乳糖苷酶和淀粉酶组成的复合酶均可明显提高肉鸡棉粕日粮的饲料转化效率,棉粕量分别为7.5%、15% 和30%。关于豆粕以外的饼粕类日粮使用酶制剂的报道不多,特别是添加酶制剂改善这类非常规饲料原料的营养价值的资料较少,有关这类饲料原料的加酶ENIV值更多是一种估计,需要进一步研究进行修正。
4 估计常见植物饲料原料ENIV值要考虑的因素
    影响酶制剂使用效果的因素有很多,主要有:① 酶制剂的种类和活性比例;②饲料原料的营养和抗营养特性;③动物的种类和生理阶段。我们根据这些因素作为饲料原料ENIV 值确定的条件。
4.1 估计ENIV 值要考虑的酶制剂种类
    有关不同日粮所使用的酶制剂的种类的研究很多,酶制剂的种类决定了所提高的有效营养量,根据大量的研究报道,常见植物饲料原料使用的酶制剂的综合情况如下:①玉米型的酶制剂,是由淀粉酶、阿拉伯木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶组成的复合酶;②豆粕型的酶制剂,是以α-半乳糖苷酶为主,同时含有阿拉伯木聚糖酶及其它酶的α-半乳糖苷酶的单酶或复合酶;③小麦型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有纤维素酶及其它酶的阿拉伯木聚糖酶的单酶或复合酶;④ 小麦麸和次粉型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其它酶的复合酶;⑤ 大麦型的酶制剂,是以β-葡聚糖酶为主,同时含有阿拉伯木聚糖酶、纤维素酶及其它酶的β-葡聚糖酶的单酶或复合酶;⑥ 菜籽粕型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其它酶的复合酶;⑦ 棉籽粕型的酶制剂,是以纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有其它酶的复合酶;⑧ 稻谷型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其它酶的复合酶;⑨ 米糠型的酶制剂,是以阿拉伯木聚糖酶和纤维素酶为主,同时含有其它酶的复合酶;⑩ 花生粕型的酶制剂,是以纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有其它酶的复合酶;{11}向日葵粕型的酶制剂,是以纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶为主,同时含有其它酶的复合酶。另外,所有植物饲料原料同时或单独添加植酸酶都有一定的改善有效营养价值的效果。
4.2 估计ENIV 值考虑的饲料原料的营养和抗营养特性
    在饲料原料的营养和抗营养特性方面,考虑最多的是蛋白质、淀粉和粗纤维的含量与种类(见表1),而抗营养因子主要考虑非淀粉多糖(见表2)和特别的寡糖,如谷物的戊聚糖(主要是阿拉伯木聚糖)、β-葡聚糖等多聚糖以及α-半乳糖苷寡糖。前面已讨论了通过抗营养因子可以预测添加酶制剂提高有效营养的数值,这也是估计使用相应酶制剂的饲料ENIV值的理论基础。当然,根据原料或日粮抗营养因子的含量估计使用相应酶制剂的饲料ENIV值不可能这么简单。例如根据原料或日粮NSP含量预测添加NSP酶改善AME的程度的实用性仍有很大争议。正如 Choct (2004)所指出的那样,日粮NSP 含量,可用于预测日粮需要添加的酶制剂的量。

    但在目前的条件下,通过抗营养因子预测和估计添加酶制剂提高有效营养的数值(ENIV值)仍能为酶制剂的应用提供了一种方法和手段,初步建立的ENIV系统和所制定的饲料原料ENIV值,可以通过不断的研究试验和实际应用效果的检验而得以修改、补充和完善。这也是ENIV系统的提出和建立的出发点。

4.3 估计ENIV 值要考虑的动物种类和生理阶段
    尽管近年来有关反刍动物和水产动物使用酶制剂的报道增多,但对其使用酶制剂的效果和经济效益的看法很不一致,相对猪与禽而言,效果也不太明显,特别是水生动物方面,作为变温动物,水产动物消化道温度一般比较低,甚至有人质疑外源酶是否能发挥作用。而反刍动物瘤胃微生物能产生各种酶,一般不需要额外添加酶制剂。当然,在集约化、高采食量和某些应激条件下,高产奶牛使用一些酶如纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶等可能是有益的。但目前考虑比较多的是猪与禽使用酶制剂的情况,同样,这两种动物使用酶制剂的效果也不相同。一般认为,家禽使用酶制剂的效果更明显,在肉鸡饲料中添加酶的产出投入比例超过2:1 (Sheppy,2004)。猪日粮中使用酶制剂的情况比较复杂,这与它们的消化生理有关,因为外源酶的最佳pH值不同。肉鸡的嗉囊使得一些酶在进入pH值低的肌胃以前,首先在相对高的pH值环境(pH值约6.0)中表现较高的活性和发挥了作用。
酶制剂使用时另外一个要考虑的因素是动物的年龄和生理阶段,一般情况下,幼年动物更需要补充内源酶的不足,也就是说,所使用的复合酶一般含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶;而成年动物更多要考虑是纤维素酶和阿拉伯木聚糖酶这一类的非淀粉多糖酶组成的复合酶,甚至直接使用单酶。
根据以上因素,在综合有关报道的基础上,建立了常见植物能量和蛋白质饲料原料使用相应酶制剂的ENIV值(见表3 和表4)。

5 加酶日粮ENIV体系的应用和意义
    ENIV系统的核心是各种饲料原料在添加特定酶制剂的情况下,可提供额外有效营养量,即ENIV值,在目前阶段,初步考虑饲料的代谢能ENIV值和蛋白质ENIV值。实际上,使用饲料酶制剂,特别是非淀粉多糖酶制剂(包括木聚糖酶,β-葡聚糖酶和纤维素酶)以及植酸酶,不仅能改善能量和蛋白质的利用效率,提供更多有效营养,同时也改善了其它营养如氨基酸、微量元素等的利用效率。ENIV值不仅可以建立加酶饲料原料数据库(在充分研究的基础上),更直接的作用是在配方设计时考虑更能显示出酶制剂添加的功效(营养水平高的情况下,酶制剂效果可能显示不出来)。加酶日粮ENIV体系的应用主要包括以下3个方面。
5.1 加酶畜禽日粮配方计算
    加酶日粮ENIV体系的应用的最重要方面是加酶畜禽日粮配方计算,通过使用饲料原料的ENIV值,可以直接进行配方的计算,使酶制剂应用可以操作,可以量化。
    举一具体的计算方法的例子,某肉鸡日粮配方为:玉米65 %、豆粕22 %、菜籽粕5%、小麦麸4%、预混料4%。不添加酶制剂的情况下,玉米、豆粕、菜籽粕和小麦麸的代谢能分别为13.46、9.82、7.11和6.81MJ/kg,即日粮配方的代谢能为11.54MJ/kg。如果使用专门的酶制剂,玉米、豆粕、菜籽粕和小麦麸的代谢能ENIV值分别为209、271.7、606.1和418kJ/kg,即玉米、豆粕、菜籽粕和小麦麸的总代谢能(原来代谢能+代谢能ENIV值)分别为13.67、10.09、7.71和7.23MJ/kg。以这一总代谢能(原来代谢能+代谢能ENIV值)重新计算配方,可以得到一新的日粮配方:玉米62%,豆粕21%、菜籽粕6%、小麦麸7%、预混料4%。新配方的总代谢能(原来代谢能+代谢能ENIV值)为11.56MJ/kg。新配方的玉米和豆粕比例降低,而菜籽粕和小麦麸的比例提高,使用了更多的非常规饲料原料,一般情况下可以降低了配方的成本。同样,也可以考虑蛋白质的ENIV值并用于日粮配方的设计和计算。
5.2 专用酶制剂产品设计
    加酶日粮ENIV体系也可以用于设计专用酶制剂产品,如果大量的研究和应用已经得到一组饲料原料使用相应酶制剂的ENIV值,其它生产酶制剂产品的厂家设计新的酶制剂所选择单酶的种类及其活性单位时,可以将ENIV值作为一个重要的参照指标确定酶谱及其有效活性。例如,所使用的酶应该使玉米的代谢能ENIV值在125.4kJ/kg以上,豆粕的代谢能ENIV值在209kJ/kg以上,等等。
5.3 饲料原料营养价值的评定
    加酶日粮ENIV体系同样可以评定饲料原料营养价值,根据饲料原料的代谢能ENIV值和蛋白质ENIV值的大小,可以分析饲料原料的营养价值。当然,这是一种参考的评定方法,ENIV值代表了一种营养价值的潜力或潜在营养当量,当有合适酶的作用下,这种营养当量可以转变为真正有效的、可利用的营养。代谢能+代谢能ENIV值或者粗蛋白+蛋白质ENIV值越大,饲料营养价值越高。
    加酶日粮ENIV体系的意义是酶制剂能从饲料原料中释放出额外的有效营养成分,提高了饲料原料的利用效率。如果在设计日粮配方时,将这部分的额外而有效营养的量考虑进去,可以降低日粮本身的营养浓度。其意义有:①可以降低饲料成本,提高饲料生产的经济效益;②可以合理利用和节约饲料资源,如果普遍应用ENIV 系统,每年可以节约大量的饲料原料;③还可以生产低污染、环保型日粮,有利于减少动物排泄物的营养成分(特别是氮和磷)对环境的影响。加酶日粮ENIV体系另外一个重要的意义是打破了传统动物营养概念的局限,有效地考虑了饲料的营养潜力,同时建立了一个初步的可以量化的系统,为动物营养研究提供了新的思路。
    当然,由于研究的局限和材料的缺乏,目前这种体系是不完善的,还存在不少的问题和错误:①专门性酶制剂是否有针对性,是否有效,这是关键的一点;②所估计的ENIV值是否符合实际情况,特别是原来营养价值和ENIV值相加时,是否可以简单的直接累加;③酶作为一种生物活性成分,其发挥作用受许多因素的影响,这些理论的ENIV值也可能存在稳定性的问题。但不管如何,加酶日粮ENIV系统的提出和建立,为酶制剂的开发应用,特别是在实用日粮中推广使用,提供了一种有一定意义的新思路和新理念。


 
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