酶制剂在水产养殖饲料中的应用 关键词 :酶制剂 ; 水产养殖 1 酶制剂 (酶、酵素 的概念
酶制剂是由一种或多种可以分解饲料营养分 子链的生物活性物质组成的微量添加剂。它可降 解饲料中各营养组分的分子链 , 或者改变动物消化 道内酶系的组成 , 促进消化 , 大幅度提高饲料效率 , 促进动物生长。酶制剂的探索性应用已有多年 , 但 是作为商品酶制剂应用到实际生产上只是近年的 事。
目前在生产中应用的酶主要有淀粉酶 (蛋粉
酶、糖化酶、蛋白酶 (中性蛋白酶、酸性蛋白酶、纤 维素酶 (C1酶、B-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、果胶 酶、植酸酶等 , 可以分别降解饲料中的淀粉、蛋白 质、纤维素、果胶质和抗营养因子等。在商品酶制 剂分类中又可以分为单一酶和复合酶。 2 酶制剂在水产养殖上的应用
溢多酶是一种复合酶 , 含有较高活性的木聚糖 酶、纤维素酶和蛋白酶。通过在草鱼 (Ctenopha- ryngodon godonidells饲料中添加 0.1%的溢多
酶 , 生长速度较对照组提高了 6.6%,饵料系数下降 了 0.29, 每千克养殖成本降低了 8.93%。处理组 的粗蛋白和灰分明显增加 , 说明在草鱼饲料中添加 合适的酶制剂可以增强蛋白转化率 [1]。陈天华 [2] 发现在彭泽鲫 (Caraius auratus幼鱼的饲料中添 加 0.05%、0.1%、0.2%、0.3%的溢多酶时 , 幼鱼的平均增长率分别较对照组提高 8.0%、7.6%、17.3%、9.0%,畸形率明显下降。在幼鱼阶段添加 酶制剂的效果较好是因为该阶段的鱼类消化系统 尚未发育完全 , 消化腺分泌的消化酶尚不充足 , 所 以在此阶段添加外源性酶以补充内源性酶的不足 是必要和可行 , 需要掌握合适添加的量。在鲤 (Cyprinus carpio饲料中添加复合纤维素酶可提 高生长率和降低饲料成本 , 与对照组相比分别提高 了 11.96%和 14.63, 饵料系数降低了 16.36%[3]。 木聚糖酶类是专门降解木聚糖的一种复合酶 , 能降 低肠道内容物的粘度 , 发挥促生长作用和提高饲料 转化效率 [4-5]。鱼类的消化道不能分泌木聚糖酶 , 在基础饲料中大豆粕、次粉含量较多时 , 添加木聚
糖酶可以提高增重率和饲料利用率 [6]。 饲料中有复合酶制剂和单一酶制剂。黄锋 等 [7]在对异育银鲫 (C.auratus gibelio添加复合酶 制剂和单一添加木糖醇酶制剂对比银鲫的增长率 和特定生长率试验结果发现 , 复合酶制剂稍好于单 体木聚糖酶。这可能得益于复合酶制剂的叠加效 应和协同效应 , 提高了饲料中营养物质的利用 率 [8]。
植酸和非淀粉多糖是植物蛋白源中最主要的 抗营养因子 , 是限制鱼类利用植物蛋白源的制约因 素之一 [9]。植酸广泛存在于植物饲料中 , 容易和饲 料中的磷结合成植酸磷 , 使鱼类无法吸收饲料中的 磷 , 导致磷被大量排到水体中 [10]。植酸酶能螯合 钙、铁、锰、锌等金属离子 , 也能与蛋白质作用形成 不溶的络合物 , 降低这些元素和蛋白质的利用率。 非淀粉性多糖是植物组织中除淀粉以外的所有碳 水化合物的总称 , 进入肠道后能结合大量的水分 , 使消化道内容物黏度增加 , 降低了应用物质的消化 率 [11]。张璐等 [12]在大黄鱼 (Pseudosciaena crocea
黄豆基础饲料中添加植酸酶和非淀粉多糖酶发现添加植酸酶和非淀粉酶对大黄鱼成活率、鱼 体粗蛋
白、粗脂肪的影响都不显著 , 但均能显著提高特定 生长率 , 提高大黄鱼胃和肠道蛋白酶和淀粉酶活 性 , 也显著提高了鱼体灰分含量。比较 Lanari 等 [13]将植酸酶应用到虹鳟 (Oncorhynchus myki 饲料中的研究结果和 Oliva 等 [14]见将植酸酶应用 到日本鲈 (Dicentrarchus labrax的饲料研究结果 , 植酸酶对上述 3种研究对象的影响基本相似 , 均能 促进生长。而对灰分的影响 , Veilma、Jackson 等 [15-16]则分别在虹鳟和斑点叉尾鮰 (Ictalurus punctatus 饲料中添加了的植酸酶 , 研究结果也表 明能够提高鱼体灰分含量。张璐等 [12]认为饲料中 添加植酸酶能够显著提高鱼体灰分含量 , 说明植酸 酶在一定程度上能够提高大黄鱼对矿物质 (主要是 磷 的生物利用率 , 使鱼体灰分增加。 在鲤饲料中按 175 mg/kg量单一添加蛋白酶 Aquagrow(加拿大 JEFO 营养科技优先公司生产 的一种蛋白酶制剂 , 鲤的质量增加率提高了
6.4%,饲料系数降低了 5.4%,但是对鱼体肌肉水 分、粗脂肪、粗蛋白含量无显著影响。肠道组织蛋 白酶活力提高了 39.66%,肠道内容物蛋白酶活力 提高了 76.42%,所以蛋白酶制剂可提高生长性能 和降低饵料系数 , 提高消化道内酶活力 , 增强对饲 料的消化吸收能力 [17]。
添加酶制剂也能显著影响养殖鱼类的生理性 状。其实酶制剂也正是通过影响养殖对象的生理 性状而影响其经济性状。在异育银鲫的配合饲料
中添加复合酶制剂 (木聚糖酶 2700 U/g、B-葡聚糖 酶 1000 U/g、750 U/g不仅可以提高异育银鲫的 质量增加率和特定生长率 , 还可以提高银鲫血清、脾脏、肝胰脏和头肾超氧化物歧化酶 (SOD和溶菌 酶的活性 , 提高机体的免疫力 [18],相同的结论在尼 罗罗非鱼 (Oreochromis niloticus上也得到证实 [6]。 添加酶制剂的饲料不仅可以提高养殖对象的
经济性状和抗逆性 , 还能增加鱼类对钙、磷的吸收 利用 , 降低氨氮排泄和磷排泄 [9,19]。对水产养殖业 可持续发展具有特别重要的意义 , 也符合国家节能 减排的政策导向。
3 酶制剂的作用机理
添加酶制剂提高水产养殖对象对饲料利用率
的机制可能有以下几个方面 :一是某些酶制剂中的 木聚糖酶、B-葡聚糖酶等可以破坏饲料中的植物性 原料的细胞壁 , 使细胞内大分子营养物质充分释
放 [20]。二是在一定剂量内酶制剂的添加可以促进 鱼类与外源性酶具有协同作用的内源性酶的分泌 , 加强鱼类对营养物质的转化率 [21]。三是木聚糖酶、B-葡聚糖酶等具有降解非淀粉质抗营养因子的作 用。四是适量添加木聚糖酶可以调控鱼内分泌系 统 , 调节血清激素水平, 促进鱼生长 [22]。五是木聚 糖酶添加可以促进钠葡萄糖共转运载体 (SGLT1 mRNA 的表达 , 从而达到促进生长的目的。聂国兴
等 [23]就利用在尼罗罗非鱼饲料中添加木聚糖酶 , 研 究其尼罗罗非鱼前肠钠葡萄糖共转运载体 (SGLT1mRNA的表达发现这一结论。
4 在鱼饲料中添加酶制剂的注意事项及存 在的问题 4.1 适量添加
所有的酶制添加都有一定的范围 , 只有适量才
能使养殖对象生长最佳。过量添加可能会抑制内 源性酶的分泌 , 影响饲料营养成分的消化吸收 [24]; 外源性酶的过量添加 , 降低了食糜的粘度 , 缩短了 食物在肠道中的滞留时间 , 降低对营养成分的吸
收 [25]。
4.2 添加的种类要适合
酶的催化反应有专一性。不同水产动物食性 和食物组成不同 , 所需的外源酶种类和剂量也各 异。目前尚无专门针对水产动物的酶制剂。
4.3 所选酶制剂的作用条件应与动物消化道内环 境相适应 不同动物、不同生长阶段 , 消化道内环境差异
很大。因此 , 应用于一种动物的酶制剂 , 不一定适 用于其他动物。另外水生生物生活于水中 , 消化生 理特点与畜禽类等陆生动物有很大不同 , 在选择酶 制剂时要充分考虑。
4.4 合适的添加方法 , 保证添加酶的活性 众所周知酶制剂是的绿色饲料添加剂 , 但在制 粒过程中 , 由于蒸汽的加入和压模机处理时的摩擦 等 , 温度可达 60~100e,导致酶活性的损失 [26]。 一般认为低于 60~65e,经稳定载体处理的酶制 剂可保持约 80%活性 , 某些经特殊包被处理的酶制 剂在 75e 以下可保持较高的活性。若考虑到沙门 氏菌 (Salmonlla的灭活 , 制粒温度至 85e 以上或 膨化处理 , 最稳定的酶制剂也将变得无效。制粒或 膨化冷却后将稳定的液体酶制剂喷于颗粒表面 , 可 被饲料颗粒很好地吸收并保持较高的稳定性。 4.5 酶制剂的检测
目前 , 大部分酶制剂检测没有统一的国家标 准 , 因此在实际应用中饲料厂家难以辨别酶制剂的 优劣。在检测中也存在酶活性定义混乱 , 检测中反
应的底物、温度和 pH 均有差异。多数酶制剂来自
799第 12期林少珍等 :酶制剂在水产养殖饲料中的应用畜禽业 , 专门的水产酶制剂尚有待开发 研究。
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