饲料中添加外源酶对动物内源酶活性有无影响
添加外源酶对动物消化道内源酶活性的影响,受到动物(种类、生理阶段、年龄)、饲养环境、日粮类型等多种因素的共同影响。大部分研究表明,添加外源性消化酶可以刺激或促进动物体内源酶的分泌,但也有些研究表明,添加低剂量的外源酶对动物消化道内源酶的分泌有促进作用,而高剂量的外源酶则对动物消化道内源酶的分泌具有一定抑制作用。Inborr(1990)研究认为,饲用酶制剂一般由微生物发酵而来,与动物消化道分泌的内源酶并无同源性,不太可能存在所谓的“反馈性抑制”。饲料中所添加的外源酶同动物体消化道分泌的内源性消化酶之间影响的机制十分复杂,目前尚未研究清楚。因此,探明外源酶和内源酶之间的相互作用及调控机制,对酶制剂的科学应用具有重要意义。
1 饲用酶制剂概述
酶是动物机体活细胞产生的一种具有高效生物催化活性的蛋白质,在机体内发挥着重要作用,将各种大分子营养物质分解成可供机体吸收利用的小分子营养物质。研究表明,饲料中外源酶制剂的添加,不仅不会影响内源酶活性,还能加快营养物质的吸收利用,并进一步降低饲料成本。酶制剂作为一种新型高效的饲料添加剂,在提高畜禽生长性能和减少环境污染方面已经得到了饲料工业界的一致认可,同时也为各种新原料在饲料工业中的应用提供了可能。目前在动物饲料中添加的酶制剂主要分为两大类,一类是动物消化道可以分泌的内源性消化酶(淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等),另一类为动物体本身不能产生的外源性消化酶(植酸酶、非淀粉多糖酶等)。以植酸酶和非淀粉多糖酶等外源性消化酶应用较为广泛。
2 添加外源酶对动物体内源酶活性的影响
2.1添加植酸酶对动物体内源酶活性的影响
植酸广泛存在于各种植物性饲料原料中,易与磷结合成植酸磷。植酸磷不能被动物体吸收利用,不仅降低了饲料中磷的利用率,还可以络合钙、铁、锰、锌等金属离子,形成不溶物,是一种典型的抗营养因子。植酸酶是一种可以水解饲料原料中植酸及植酸盐的一种酯酶。动物体本身并不能产生植酸酶,在饲料中添加外源植酸酶,可有效分解各种饲料原料中的植酸及植酸盐,释放出其中的无机磷供动物体利用,减少动物粪便中磷的含量,同时可消除植酸的抗营养作用,增加饲料养分消化率。关于植酸酶对动物体内源酶影响的研究多见于一些水产养殖动物的研究报告。植酸酶水解植酸所产生的肌醇和无机磷都是水生动物生长发育所必需的营养素。吕林兰等(2007)研究发现,添加植酸酶后异育银鲫肝胰脏蛋白酶活性升高,对肠道淀粉酶活性影响不大。牛纪锋等(2010)研究发现,饲料中添加植酸酶后,显著提高了大口黑鲈胃及幽门盲囊中蛋白酶活性,可能是由于植酸酶的添加水解了植酸,消除了其对蛋白酶的抑制作用。姚瑞清等(2008)研究发现,饲料中添加1000IU/kg植酸酶后显著提高了尼罗罗非鱼肠道蛋白酶与淀粉酶活性。白东清等(2004)研究发现,饲料中添加植酸酶整体上可以提高鲤鱼消化器官中蛋白酶活性,在一定程度上提高了饲料蛋白质的消化利用率。张璐等(2006)研究发现,添加植酸酶可以显著提高大黄鱼胃和肠道蛋白酶活性。
2.2添加非淀粉多糖酶对动物体内源酶活性的影响
非淀粉多糖酶为各种半纤维素酶(木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶)、纤维素酶及果胶酶的统称。非淀粉多糖酶制剂使一些非常规饲料原料在饲料工业中的大量应用成为可能,很大程度上降低了饲料生产成本。动物体内并不能产生非淀粉多糖酶,必须从外源进行补充。何万领等(2010)在AA肉鸡日粮中添加纤维素粗酶制剂后促进了AA肉鸡的生长,降低了料肉比,并提高消化道和血清中消化酶活性,尤其对淀粉酶和脂肪酶活性的促进效果更为明显。姚建国(2001)研究认为,外源酶可显著增强鸡消化道食糜的纤维素酶活性,且腺胃中的纤维素酶活性显著高于十二指肠和空肠。孙哲等(2003)研究发现,小麦中含有的可溶性非淀粉多糖(SNSP)无论在体外或在体内,均可抑制肉仔鸡小肠黏膜二糖酶活性。抑制小肠黏膜二糖酶活性是小麦SNSP抗营养作用的重要机制之一,这主要是由于非淀粉多糖进入消化道后结合大量水分,增加消化道内容物黏度,阻碍动物内源性消化酶同营养物质充分接触,降低了消化酶的作用效率及营养物质的消化率。但也有研究发现,SNSP提高了大鼠肠道内脂肪酶、淀粉酶和胰蛋白酶的活性。许梓荣等(2002)在仔猪的大麦型日粮中添加NSP酶后研究发现,NSP酶对仔猪胰脏中总蛋白水解酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶活性均无明显影响,但显著降低了仔猪十二指肠内容物中各消化酶活性。张璐等(2006)研究发现,添加非淀粉多糖酶可以显著提高大黄鱼胃和肠道淀粉酶活性,但添加植酸酶和非淀粉多糖酶均对大黄鱼胃和肠道脂肪酶无显著影响。
2.3 添加内源性消化酶对动物体内源酶活性的影响
早期的饲用酶制剂,都是为了弥补幼龄、断奶或处于应激状态的动物体内消化酶分泌不足而添加的,通常为动物体内所能分泌产生的α-淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。一般认为,在饲料中只需要添加动物体所不能产生的外源性消化酶即可,不需要额外添加动物体内可产生的内源性消化酶。但近年来内源性消化酶在饲料工业中的应用,尤其是在幼龄动物饲料中的应用,已经越来越受到广泛的关注。幼龄动物在初生阶段,机体不能分泌内源性消化酶或分泌的消化酶活性很低,不足以维持正常生理需要,就必须额外补充内源性消化酶。目前市场上的乳仔猪专用复合酶及雏禽专用复合酶的设计及应用都是基于这个原理。奚刚等(1999)研究认为,添加的内源性酶与畜禽体内的内源性消化酶的关系较为复杂,受到动物品种和饲粮类型的影响,饲粮类型对其影响更大。蒋正宇等(2007)研究认为,外源添加低剂量α-淀粉酶(250~750mg/kg)可提高肉鸡前肠内容物淀粉酶、总蛋白酶和胰蛋白酶活性,但未影响脂肪酶活性;但高剂量添加组(2250mg/kg)总蛋白酶和淀粉酶活性呈下降趋势,同时也降低了蔗糖酶和麦芽糖酶活性。这可能是由于添加了高剂量的内源性消化酶之后对动物消化道内源性消化酶分泌的反馈性抑制所致。