饲用酶制剂的作用机理及其在水产养殖上的应用

    酶是生物细胞原生质合成的一类具有高度催化活性的蛋白质，广泛分布于动物、植物和微生物体内，在机体生长发育和繁殖等生命过程中起着非常重要的作用。二十世纪八十年代后期，国外开始广泛使用饲料酶，九十年代美国、芬兰的一些饲料酶产品先后进入中国市场，从此我国开始饲料酶的研究与应用，目前饲用酶制剂在畜禽养殖业应用已非常普遍，水产养殖业也有一些应用酶制剂的报道。水产养殖的飞速发展，既带来了巨大的经济利润，同时也产生了养殖水体的严重污染，饲料中未消化的氮、磷构成了养殖水体的主要污染源之一，因此提高饲料利用率，降低水体污染已成为水产养殖工作者今后努力的方向。而酶制剂作为一种新型环保绿色饲料添加剂，具有提高饲料消化吸收率，节约蛋白源，无毒、无副作用、无残留和无耐药性等优点，必将为推动水产养殖业的发展发挥重大的作用。

    1酶制剂的主要作用机理

    1.1降低消化道食糜粘度，提高营养物质消化吸收率

    构成植物细胞壁的非淀粉多糖类物质，能够结合大量的水，增加消化道食糜的粘度，使营养物质和内源消化酶不能充分接触，降低了蛋白质、淀粉等营养物质的消化利用率。饲料中添加酶制剂，可以破坏食糜周围的水化膜，增加食糜与酶及小肠的接触面，提高营养物质的消化吸收率。

    1.2提高植酸磷的利用率

    大多数植物饲料及谷物中60-80%的磷以植酸磷的形式存在，由于水产动物消化系统缺乏内源性植酸酶，无法利用饲料中植酸结合态磷，致使无效磷排入水体引起污染，而植酸酶的使用，可将植酸结合态磷转化为有效磷供动物机体使用，从而提高饲料中磷的利用率，减少粪磷对水环境的污染。

    1.3消除抗营养因子

    饲料中抗营养因子广泛存在于各种饲料原料中，他们直接或间接地影响营养物质的消化吸收和代谢作用，而酶制剂可部分或全部消除这些抗营养因子的不良影响。

    1.4补充内源酶的不足，激活内源酶的分泌

    幼年动物或处于病态等应激状态的动物分泌酶的能力较弱，饲料中适当地添加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，可补充内源酶的不足，提高饲料利用率，此外还可促进内源酶的分泌。

    2饲料酶的分类

    由于酶制剂来源不同，分类方法也不一样。

    2.1按作用机理分类

    2.1.1加水分解酶(又叫消化酶)

    这类酶主要包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、植酸酶、果胶酶等。

    2.1.1.1蛋白酶 是降解蛋白质肽链的水解酶，主要有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。

    2.1.1.2淀粉酶 淀粉酶又可分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶和糖化酶。但在饲料中主要起作用的是α-淀粉酶和糖化酶。α-淀粉酶为内切酶，能将淀粉大部分分解为易被吸收的中等和低分子物质，糖化酶也是内切酶，能将α-淀粉酶分解的中、低分子物质进一步水解为葡萄糖，被动物吸收利用。

    2.1.1.3脂肪酶 脂肪酶是水解脂肪分子中甘油三酯的一类酶的总称，在饲料中用得较少。

    2.1.1.4纤维素酶 纤维素酶是由多种水解酶组成的一个复杂的酶系，根据各酶功能的差异，分为三大类:C1酶，又叫葡聚糖内切酶，作用于不溶性纤维素表面，随机水解β-1，4-糖苷键；Cx酶，又称葡聚糖外切酶，作用于纤维素线性分子末端，水解β-1，4-糖苷键；BG酶，可将纤维二糖、纤维三糖水解成葡萄糖分子。

    2.1.1.5植酸酶 植酸酶是近年来开发和应用的新型饲料添加剂，可通过催化水解反应将磷从植物中释放出来，从而提高植酸磷的利用率。

    2.1.1.6果胶酶 果胶质是植物性原料中一种抗营养因子，影响饲料的利用率，果胶酶可有效破坏果胶质，促进营养物质的消化和吸收。

    2.1.2氧化还原酶

    氧化还原酶是指参与有机物质氧化还原的酶类，主要有脱氢酶和细胞色素氧化酶等，在饲料中用得不多。

    2.2按制剂类型分类

    2.2.1单一酶制剂

    如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和植酸酶等。

    2.2.2复合酶制剂

    是由两种或两种以上具有生物活性的酶制剂混合而成的产品，复合酶可同时降解饲料中多种抗营养因子，最大限度地提高饲料的营养价值，也是目前最常用的酶制剂。

    3饲用酶制剂在水产养殖上的应用概况

    3.1植酸酶的应用

    目前水产养殖上用植酸酶作为饲料添加剂的比较多。Rodehutscord et al(1995)用添加植酸酶的饲料投喂虹鳟，结果在水温15℃时，磷的利用率从17%提高到49%，水温10℃从8%提高到25%；同样用植酸酶处理大豆粉再喂虹鳟，可使磷排泄降低65-88%，提高鱼对P、N、Ca、Fe和Zn的表观吸收率，且随着植酸酶的增加，鱼对磷的表观吸收率提高(Cain et al，1995；Sugiura S et al，2001)。Schafer et al(1995)研究发现鲤鱼饲料中加入植酸酶，显著提高鱼体增重，粪磷排泄量降低28%；Papatryphon E et al(1999)，Papatryphon S(2001)指出条纹鲈饲料中添加无机磷和植酸酶，鱼的生长、饲料转换率、脊柱和鱼鳞的灰分含量显著增加，明显提高鱼对P、Cu、Fe和Zn的吸收率，且豆饼饲料中磷的利用率提高23%；在斑点叉尾?饲料中添加植酸酶，可显著提高鱼体增重和骨骼中磷的沉积，有效提高鱼对植酸磷的生物利用，降低粪中磷的浓度(Jackson et al，1995；Li M H et al，1997；Eya J C et al，1999；王正凯等，1998)。余丰年等(2000)报道添加7000U/kg的植酸酶，可降解豆粉中80%植酸磷，促进异育银鲫对饲料中营养物质的消化吸收，显著提高平均增重和鱼体总磷量。

    3.2复合酶制剂的应用

    在鲫鱼、小鳄龟和鲤鱼饲料中添加溢多酶制剂，可使鲫鱼生长速度提高43.73%，饲料系数降低22.35%，小鳄龟单产提高4.6%，饲料系数降低16.30%，明显促进鲤鱼生长(张满隆，2001；王育锋等，2001；韩如政等，1999)。将复合酶制剂添加到罗非鱼、罗氏沼虾、鳖、彭泽鲫和鲫鱼的饲料中，使罗非鱼增重提高10.3%，饲料系数降低13%，罗氏沼虾增重提高48%，鳖增重提高15.7%，饲料系数降低12.5%，显著提高彭泽鲫和鲫鱼的生长(唐文武，1996；李其才，1997；周嗣泉等，2000；陈应华，2001；周兴华，2000)。江永才(1999)在网箱养鱼饲料中使用JW活多酶饲料酵母，结果鱼增重提高15-25%，饲料系数降低0.2-0.4；周小秋等(2001)指出添加奥特奇复合酶和复合酶K可显著提高鲤鱼生长速度和饲料利用率；周克勇(2001)研究发现使鲤鱼生长性能达到最佳水平的组合为:益生素0.57-0.69%，酶制剂0.15-0.18%。

    3.3纤维素酶的应用

    余丰年等(2000)研究指出在鱼消化道生理环境与纤维素酶作用条件相符合时，添加纤维素酶可显著提高团头鲂生长性能及干物质表观消化率和饲料效率。

    4结语

    由于水产养殖动物相对于畜禽来说比较低等，消化功能不很健全，对营养物质的消化吸收率较低，因此添加酶制剂是非常必要的，且从应用效果来看，饲用酶制剂确实起到了提高饲料利用率、促进生长的作用，但需要引起注意的是，酶制剂的使用要与养殖对象、作用环境等结合起来，此外还要考虑到酶的稳定性，保持其较好的生物学活性，力争受到好的效果，达到预期的目的。