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α-半乳糖苷酶制剂在猪日粮中的应用

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究 《同斟工业》・2006年第27眷第18期 由于豆类饼粕中通常含有许多抗营养因子, 了它们在饲料中应用的比例(Baker,2000)。大豆中的 大多数抗营养因子,如大豆抗原、胰蛋白酶抑制因子、 植物凝集素以及甲状腺肿因子等可以通过热加工的 办法破坏或失活(Liener,2000),而有些抗营养因子, 能量利用率、蛋白的消化率以及动物的生长不利: 1.1 Ot一半乳糖苷对能量利用率的影响 据报道,大豆饼粕中仅70%左右的总能可被动物 利用,而仅55%左右的大豆总能可被雏鸡所利用,未 被消化的碳水化合物主要随粪便排出。其中大豆寡糖 是导致大豆饼粕能量利用率下降的主要原因之一。研 究结果表明.棉子糖和水苏糖对大豆产品的TMEn的 如Ot一1,6一半乳糖苷等被称作产气因子的复合物(Flat— ulence—producing compound)在大豆加工后仍然存在 (Hartwig等,1997;Raekis,1981)。单胃动物体内缺乏 Ot一1,6一半乳糖苷酶而不能分解这些物质(Pluske和 Lindemann,1998;Veum和Odle,2001),这些未消化的 不良影响与其含量有关,为了最大限度提高豆粕的代 谢能,至少要除去80%的水苏糖、60%的棉子糖。 1.2 Ot一半乳糖苷对养分消化率的影响 物质会增加肠道食糜的渗透压,加快肠道食糜的排空 速度(Wiggins,1984),从而对能量的利用率和蛋白的 消化率以及动物的生长产生负面影响(Gdala等. 1997)。豆粕中Ot一半乳糖苷含量(5%~7%)非常高 fTrugo等,1995),是玉米一豆粕型日粮中最主要的抗营 研究表明,大豆寡糖不仅降低大豆制品的干物质 和粗蛋白消化率,还影响氨基酸和矿物元素的利用。 Coon等(1990)发现,Ot一半乳糖苷对干物质和碳水化 合物的消化率有显著影响 与普通豆粕相比,用乙醇 处理过的低寡糖豆粕纤维素和半纤维素的消化率从 率也从53.9%提高到67.3%。Leske等(1993a、b)的试 养因子,针对Ot一半乳糖苷的抗营养作用,国外一些公 0%和9.2%提高到35.5%和61.6%,同时干物质的消化 司,如西班牙Itpsa、丹麦Novozyme、韩国Easybio等已 开发出Ot一半乳糖苷酶制剂产品,我国最近也就Ot一半 验结果表明,随着寡糖含量的提高,豆粕的干物质消 乳糖苷的抗营养作用机理以及Ot一半乳糖苷酶的生产 化率呈现出剂量依赖性的下降趋势,当大豆浓缩蛋白 应用进行了一系列研究.并取得一定的成果 1 Ot一半乳糖苷的抗营养作用 连接一个或两个半乳糖构成的低聚糖.主要有棉子 以豆科植物中的含量居多。大豆中的Ot一半乳糖苷主 中添加棉子糖、水苏糖和蔗糖达到普通豆粕的水平 时,粗蛋白的消化率和原来相比下降14个百分点。可 化率下降的主要原因。菜籽粕中也含有大豆寡糖,棉 Ot一半乳糖苷是由一个蔗糖单位以Ot—1.6糖苷键 见,水苏糖和棉子糖的存在是导致粗蛋白和干物质消 糖、水苏糖和毛蕊花糖,广泛存在于各种植物中,其中 子糖和水苏糖的含量在2.5%左右。Veldmann等 (1993)用16头装有瘘管的猪,观察了豆粕的乙醇提 要是棉子糖和水苏糖,含量分别为1.4%和5.2%;棉籽 取物(棉子糖和水苏糖的含量分别为2.8%和13.6%) 粕中的Ot一半乳糖苷主要是棉子糖,含量为3.6%。Ot一 对干物质消化率的影响。在以大豆浓缩蛋白为主的饲 半乳糖苷具有良好的热稳定性,即使在很高的温度下 料中加入这种提取物,使回肠末端的有机干物质的消 也不会分解。因此,普通的饲料调制加工过程不会使 化率显著下降,粪便的水分含量和总量明显提高 张 其失活。单胃动物的消化道内缺乏水解Ot一半乳糖苷 丽英(2000)研究结果表明,大豆浓缩蛋白中加入1% 的Ot一1,6半乳糖苷酶,日粮中存在的这类寡糖对畜禽 和2%的水苏糖对猪的消化能、代谢能及干物质的消 化率有明显降低的趋势。另外研究还表明,Ot一半乳糖 苷的存在使回肠末端淀粉、粗蛋白和无氮浸出物消化 于桂阳,永州职业技术学院农业科学技术系,副教授, 率下降。Zhang等(2001)在HP3O0中加入2%的水苏 425001,湖南永州市冷水滩。 收稿日期:2006—06—19 糖导致氮存留率明显下降(P<O.05),且随着日粮水苏 糖水平的提高,粗蛋白、粗纤维和氨基酸的表观消化 维普资讯 http://www.cqvip.com

于桂阳: 一半乳糖苷酶制刺在猪日粮中的应用 率何降低的趋势 据Leske等(1993)的研究结果表 57%上升到93%营养磷 Gdala等(1997a、b)报道,在羽扇豆 明,大豆寡糖对粗蛋白消化率有不良影响,与去寡糖 粕相比,普通豆粕的粗蛋白消化卒极 著下降,南 73.1%下降到59-7%,且发现水苏糖对粗蛋白消化率 影响较大,当口粮巾添加比例达到普通豆粕中水苏糖 含量的40%时.粗蛋 消化率比原来下降1.5%:添加 比例达到普通 粕 l1水苏糖含量的100%时,粗蛋白 卜1粮中添加 一半乳糖甘酶使 一半乳糖苷类寡糖的 猪同肠末端消化率从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 酸的同肠末端表观消化率,但对粗蛋白和非淀粉多糖 的消化率没有影响。Baucells等(2000)报道,含豆粕的 生长猪日粮中添加 一1.6一半乳糖苷酶(0.08 U/kg), 尽管对增重和养分消化率没有 著影响,但肉料比提 消化率比原来下降4%。但Risley等(1998)在断奶仔 猪上的研究发现,与普通豆粕相比.饲喂低寡糖豆粕 口粮的能量和f:物质表观消化率均降低:Rislev等 (1998)报道,大 寡糖对矿物元素的利 也有负面影 响,给18 r]龄仃猪饲喂含30% 粕(含水苏糖)的口 粮,结果发现,与普通豆粕相比.饲喂低寡糖豆粕日粮 磷的表观消化率有提高趋势(62.52%与55.49%) 1.3 一半乳糖什对猪十产性能的影响 对断奶仔 而青.住以奶粉为主要蛋白来源的日 高6%:而存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%(Baucells等,2000:见图 1)。干物质和蛋白质的消化率分别提高2.8%和12.5% (Baucells等,2000) 潘宝海(2002)研究发现,日粮中 添加1%的水苏糖对小猪的生长不利.而添加 一半乳 糖苷酶可以降低水苏糖的不利影响,并改善肠道微生 物 系结构。研究还证明,猪日粮中添加 一半乳糖苷 酶可以降低食糜粘度、提高营养物质的消化率 fRackis,1975)。 0.50 粮中添加2%的水苏糖会显著抑制断奶后1~21 d的 仔猪日增重,饲料转化率也会有下降的趋势:但是添 加1%水苏糖的抑制作用并不明 这说明 一半乳糖 苷只有存达到一定的水平后才影响动物的生产性能 0.45 与普通豆粕相比,饲喂酶解大豆蛋白和大豆浓缩蛋白 可提高断奶仔猪采食量和增重速度,并降低仔猪断奶 2周后腹泻率,其原因是这些制品巾的大豆寡糖和其 它抗营养冈子含量非常低(Zhang等,2001)。Rislev等 (1998)研究表明,与普通豆粕相比,18口龄断奶仔猪 : 0.40 0 35 0 30 饲喂水苏糖含量低的豆粕日粮时,其采食量(399与 376 g/d)和日增重(380与355 g/d)均增加 Dreau等 (1994)报道,饲喂乙醇水溶液提取的大豆产品可降低 断奶后仔猪肠道形态的改变。这是因为用乙醇水溶液 可将大豆中的碳水化合物(主要是蔗糖、棉子糖和水 苏糖)的95%提取 来,同时使产品的蛋白质含量大 大提高 1.4大豆寡糖对猪腹泻的影响 一0_25 0.20 生长猪 肥育猪 注:对照组、加酶组标有不同字母表示差异显著:下图同 图1 日粮添加 一l,6一半孔糖苷酶对生长猪和 肥育猪肉料比的影响(Baucells等,2000) Kim等(2001)在含豆粕的乳仔猪日粮中添加含 半乳糖苷酶的复合酶制剂,总能消化率提高7个百 Raekis研究指 , 一半乳糖苷族寡糖可导致渗出 分点,赖氨酸、苏氨酸和色氨酸的消化率平均提高2.6 糖苷酶的复合酶制剂,总能消化率提高2.93个百分 性腹泻;Wangner等认为,高水平的棉子糖是导致渗 个百分点;在含豆粕的肥育猪日粮中添加含 一半乳 出性腹泻的主要原因。仔猪断奶前后腹泻是导致其死 发生是否与普遍采用的玉米一豆粕型日粮中较高水平 和生产性能下降的主要原凶.而仔猪断奶后腹泻的 点,赖氨酸、苏氨酸和色氨酸的消化率平均提高3.58 个百分点( 表1)。Kim等进一步的研究证明.在乳仔 猪后期使用这种复合酶可以改善料肉比,降低了小肠 末端胀气因子的含量。另外研究还发现,饲喂加酶日 粮的猪小肠绒毛较高.特别是在小肠的末端(见图2) (Kim等,2002) 的大豆寡糖的存在有关,目前尚未定论。 2 一半乳糖苷酶在猪日粮中的应用 Veldman等(1993)研究发现.玉米一豆粕型日粮 巾添加 一半乳糖苷酶后, 一半乳糖甫=的消化率从 维普资讯 http://www.cqvip.com

- 窒 4 3 3 士壁堕 二± 蕉董堕 型查焦旦 主 生旦 一 i一 恒 《 2 2 l l 2000.27(3):29~30 3 Boucells F,J.F.Perez,J.Morales,et a1.Efleet of d—galactosidase supplementation of creal——soybean——pen diets on production performances,digestibility and lower gut fermentation in growing and inifshing pigs,Ania.Scit,,2000,7l:157 ̄164 4 Fontann E A,A.T.Lamptey,F.Brinthaus,et a1.Method for 表l 添加酶制剂对乳猪和肥育猪日粮能量和 ja Vila.酶制剂对豆粕中d一半乳糖苷的作用.国外畜牧科技. ∞∞2 Bor∞∞∞ ∞∞O 主要氨基酸回肠表观消化率的影响(%) increasing carcass yields in poultry,U.S.Pa.,2001(6):33 5 Grahnm K K,M.S,Kerley,J,D,Fiman,etr a1.The effect of enzyme treatment of soybean meal on oligosacchardie disappearance and chick growth performance.Poulty Scir.,2002,81:1 019-1 041 6 Hartwig E E,T,M.Kuo,an M.M.Kenty.Seed protein and its relationship to soluble sugars in soybean.Crop Sci.,1997,37:770- 773 7 Kidd M 1’.co-workers.Enzyme supplementation to corn and soybean 注:同行不同肩标字母表示对照组与加酶组相比差异显著(P<O,05)。 meal diets ofr broilers.J.Applied Poultry Research,2001,10(1):65-70 8 Kim S W,I.Mavromichalis,Easter,R.A.Supplementation of alpha一 1,6-galactosidase and beta一1,4一mannanase to improve soybean meal utilization by growing-finishing pigs,J.Anim.Sci.,2001,79(2):84 9 Kim S W,Effect of alpha一1,6一galactosidase,beta一1,4一mannanase and beta一1,4一mannosidase on intestinal morphology and the removal of dietary antinutritional factors in young pigs.J.Anim.Sci.,2002, 80(1):39 lO LeBlanc J G,A.Silvestroni,C.Connes,et a1.Reduction of non— digestible oligosaccharides in soymilk:application of engineered lactic acid bacteria that produce a—galactosidase.Genet.Mo1.Res. .2004,3(3):432 ̄440 前段 中段 末段 平均 1 1 Liener I E.Non—nutitrive factors and bioactive compounds in soy. 图2添加复合酶制剂对小肠绒毛高度的影响 (Kim等,2002) 3 总结 In:Soy in animal nutrition(Edited by Drackley,J.K.).Federation of Animal Science Societies,Savoy,Illinois,USA,2000.1 3-45 1 2 Luonteri E,M.Tenkanen,V.Liisa.Substrate speciicifties of penicillum simplicissimum d—Galactosidase.Enzyme nd Miacrobil aTechnology,1998,22:192 ̄198 豆粕等植物性蛋白原料中含有相当高的ot一半乳 糖苷,研究已经越来越清楚地表明,作为一种抗营养 13 Pluske J R,M.D.Lindemann.Maximizing the response in pig and poulty direts containing vegetable proteins by enzyme supplementation//Page in Biotechnology in the Feed Industy.r Proc.Of Alhech s 14th Annu.Symp.T.P.Lyons and K.A. 因子,ot一半乳糖苷很大程度上降低了动物对原料的能 量的利用率和蛋白的消化率,并影响动物的生产性能 和健康状况。尽管乙醇浸提可以去除这些低聚寡糖, Jacques,ed.NottirIgham Univ.Press,Nottinghan1.UK,1998.375 14 Rackis JJ.Oligosaccharides of food legumes:Alpha-galactosidase activity and the flatus problem,/A.Jeanes and J.Hodges(ed.) Physiological Effects of Food Carbohydrates.Am.Chem.Soc., Washington,DC,1975 15 Risley C R,T.Lohrmann.Growth performance and apparent digestibility of weaning pigs fed diets containing low stachyose 但也可能降低原料的营养价值,而且成本很高,酶处 理被认为是去除这些抗营养因子最经济可行的方法。 研究证明,动物日粮中添加ft.一半乳糖苷酶制剂可以 促进营养物质的消化,并消除或减少饲料组成中ot一 半乳糖苷糖类对营养物质消化的副作用,从而提高了 soybean mea1.J.Anim.Sci.,1998,76(1):179 16 Veum T L.J.Odle.Feeding neonatla pigs.in Swine Nutirtion.2nd ed.A.J.Lewis and L.L.Southern,ed.CRC Press.New York. 2oo1.67l 动物的生产性能,降低饲料成本。底物针对性是酶制 剂选择的最基本的原理之一,因此.ot一半乳糖苷酶无 17 Zhang L Y,D.F.Li,s.Y.Qiao.et a1.The effect of soybean galactooligosacchrides on nutientr and energy digestibility and 疑是以含寡聚糖的豆类饼粕为主要蛋白来源的动物 日粮中酶制剂考虑的重要方向。 参考文献 Baker D H.Nutitrional constraints to use of soy products by animals. digesta transit time in weanling piglets.Asin—Austa.J.Anim Sci., 2001(14):1 598 ̄1 604 l8潘宝海.扬奇青霉菌发酵生产d一半乳糖苷酶的研究.中国农业 大学博士学位论文,北京:中国农业大学,2002 l9张丽英.大豆寡糖对断奶仔猪抗营养作用及其机理的研究.中国 农业大学博士学位论文,北京:中国农业大学,2000 In:Soy in animal nutirtion(Edited by Drackley,J.K.).Federation of Animal Science Societies,Savoy,Illinois,USA,2000.1-12 (编辑:王芳,xfang2005@163.com) 

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