脲酶抑制劑在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用淺析

孫連榮

在畜牧生產(chǎn)當(dāng)中，蛋白質(zhì)對(duì)于提高畜牧業(yè)產(chǎn)量具有重要作用。對(duì)于反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，尿素是一種可以利用的蛋白質(zhì)資源。為了促進(jìn)其對(duì)尿素的有效利用，可以通過(guò)應(yīng)用脲酶抑制劑降低尿素的分解速度，能夠有效促進(jìn)畜牧業(yè)產(chǎn)量的提高。

一、脲酶抑制劑的類(lèi)型與作用機(jī)理

1、脲酶抑制劑的類(lèi)型

（1）氧肟酸類(lèi)化合物

氧肟酸類(lèi)化合物中，乙酰氧肟酸與辛酰氧肟酸是兩種較為常見(jiàn)的脲酶抑制劑，目前我國(guó)已批準(zhǔn)將乙酰氧肟酸用于飼料添加劑，具有十分明顯的應(yīng)用效果。氧肟酸類(lèi)化合物主要是通過(guò)分子內(nèi)部的-NHOH結(jié)構(gòu)發(fā)揮脲酶活性抑制作用，其抑制作用受化合物鏈的長(zhǎng)度影響，乙酰氧肟酸的抑制作用最為明顯。根據(jù)相關(guān)研究，乙酰氧肟酸對(duì)于瘤胃尿素分解速度能夠降低55.3%，提升利用率16.7%。目前主要用于奶牛、肉牛和肉羊的養(yǎng)殖。

（2）重金屬鹽

對(duì)于脲酶的抑制作用較為顯著的重金屬離子包括Mn2+、Ba2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+等，上述重金屬離子中以Mn2+、Ba2+的抑制作用最強(qiáng)。目前重金屬鹽類(lèi)已很少應(yīng)用于脲酶抑制劑，主要原因?yàn)槠鋵?duì)于其他類(lèi)型的酶也具有抑制作用。

（3）二胺、三胺類(lèi)化合物

二胺、三胺類(lèi)化合物在結(jié)構(gòu)上與尿素具有較高的相似性，因此能夠發(fā)揮對(duì)脲酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。以N-丁基硫代磷酸三酰胺、環(huán)己磷酰三胺較為常見(jiàn)。在關(guān)于N-丁基硫代磷酸三酰胺的研究中，隨著用量的增加，脲酶活性具有顯著下降趨勢(shì)，當(dāng)用量為26mg時(shí)，脲酶活性下降46.7%;用量52mg時(shí)活性下降64.4%。

（4）絲蘭類(lèi)提取物

絲蘭類(lèi)提取物主要是指天然類(lèi)固醇薩酒皂角苷，該種物質(zhì)不直接發(fā)揮對(duì)脲酶的抑制作用，根據(jù)相關(guān)研究，其原理在于與脲酶分解所生成的氨氣相結(jié)合，起到降低氨氣含量的效果。

（5）醌類(lèi)化合物

常用于脲酶抑制劑的醌類(lèi)化合物包括氫醌、對(duì)苯醌。其作用方式中，能夠?qū)㈦迕傅膸€基氧化為二硫橋使其活性下降。一般氫醌的用量為30-60mg/kg。

（6）異位酸類(lèi)化合物

異位酸類(lèi)化合物主要為支鏈脂肪酸，具體包括異已酸、異丁酸和異戊酸等，此外還包括一種胺磷酸，能夠有效抑制瘤胃微生物脲酶，同時(shí)不對(duì)有機(jī)物消化以及揮發(fā)性脂肪酸濃度構(gòu)成影響。

（7）多聚甲醛

多聚甲醛是一種應(yīng)用較廣的脲酶抑制劑，主要通過(guò)脲酶失活原理，發(fā)揮減緩尿素分解的作用。

2、脲酶抑制劑的作用機(jī)理

脲酶是一種微生物所產(chǎn)生的酶蛋白，在土壤、豆類(lèi)果實(shí)與動(dòng)物消化道中較為常見(jiàn)。在水分作用下，能夠使尿素分解產(chǎn)生氨和二氧化碳，同時(shí)還可與幾類(lèi)尿素衍生物反應(yīng)。根據(jù)反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)合成原理，在向飼料中添加尿素、胺鹽等外源性非蛋白氮時(shí)，上述物質(zhì)在瘤胃中快速分解生成大量的氨，無(wú)法達(dá)到有效的利用作用，還會(huì)對(duì)反芻動(dòng)物的代謝產(chǎn)生不利影響。脲酶抑制劑主要通過(guò)抑制腸道脲酶活性，減少尿素所生成的外源氨，能夠發(fā)揮有效控制動(dòng)物體內(nèi)氨濃度的作用。其作用機(jī)理根據(jù)脲酶抑制劑種類(lèi)，可以分為競(jìng)爭(zhēng)性抑制、調(diào)控脲酶分子表達(dá)、使脲酶變性失活、奪去脲酶輔助因子Ni2+、抗原和抗體免疫反應(yīng)等。

二、脲酶抑制劑在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、節(jié)省蛋白質(zhì)飼料的使用

通過(guò)在飼料中添加脲酶抑制劑，能夠有效節(jié)省蛋白質(zhì)飼料的使用。其主要作用包括以下兩方面。第一方面，在飼料中添加尿素的情況下，應(yīng)用脲酶抑制劑具有提升尿素利用率的作用，能夠在一定程度上代替蛋白質(zhì)類(lèi)飼料，起到節(jié)約飼料成本的作用。一項(xiàng)研究表明，在飼料中添加脲酶抑制劑可減緩山羊瘤胃內(nèi)氨的釋放速度，使得尿素氮能夠代替山羊精料補(bǔ)充料總氮量的47%。第二方面，在飼料中不添加尿素的情況下，脲酶抑制劑也有助于提升微生物蛋白質(zhì)合成量。原因在于瘤胃內(nèi)80%的蛋白質(zhì)能夠降解成氨，從而使脲酶抑制劑發(fā)揮降低氨的釋放速度的作用。

2、避免氨中毒問(wèn)題

尿素分解過(guò)程中產(chǎn)生的NH3與CO2如果超過(guò)一定限度，會(huì)造成氨中毒的問(wèn)題，比如在血氨濃度為1-4mg/100ml時(shí)會(huì)使牛發(fā)生中毒，達(dá)到10-29mg/100ml會(huì)造成牛死亡。研究表明尿素分解生成氨的速度高于瘤胃微生物利用氨速度的4倍，很容易造成氨中毒，應(yīng)用脲酶抑制劑能夠有效改善這一問(wèn)題。在一項(xiàng)研究中，在牛飼料中添加尿素的同時(shí)，在每kg干物質(zhì)當(dāng)中添加150mgAHA，能夠有效降低瘤胃尿素分解速度42.6%。

3、提高生產(chǎn)性能

應(yīng)用脲酶抑制劑可以起到提升生長(zhǎng)性能與飼料轉(zhuǎn)化率的效果。在一項(xiàng)對(duì)小肥牛增重效果的研究中，應(yīng)用脲酶抑制劑提升平均屠宰率1.49%。在針對(duì)奶牛的研究中，應(yīng)用乙酰氧肟酸對(duì)于產(chǎn)奶量和乳脂率的提高具有顯著效果，作用分別為22.8%和0.07%。

4、改善養(yǎng)殖環(huán)境

在動(dòng)物飼養(yǎng)過(guò)程中，氨對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境具有很大的負(fù)面影響，容易造成養(yǎng)殖動(dòng)物的呼吸道疾病。脲酶抑制劑通過(guò)影響氨的生成，起到改善養(yǎng)殖環(huán)境的效果，使養(yǎng)殖環(huán)境的氨氣濃度顯著下降。實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，許多實(shí)驗(yàn)證明了絲蘭提取物降低氨氣濃度的有效性。比如，在豬飼料中添加絲蘭提取物能夠顯著降低養(yǎng)殖場(chǎng)所內(nèi)的氨濃度。與此同時(shí)，許多實(shí)驗(yàn)也證實(shí)脲酶抑制劑對(duì)于養(yǎng)殖動(dòng)物不會(huì)造成毒副作用。另外，還可以直接向畜禽糞便噴灑脲酶抑制劑，發(fā)揮降低氨氣濃度的效果。

5、防治肉雞腹水癥

肉雞腹水癥與腸道內(nèi)氨的含量具有顯著相關(guān)性，因此脲酶抑制劑可以有效用于肉雞腹水癥的防治。其主要作用原理為降低門(mén)靜脈回流器官耗氧量，增加額外氧含量，用于應(yīng)對(duì)腹水癥所造成的應(yīng)激，從而有效減少死亡率。

（作者單位：164100黑龍江省五大連池市畜牧站）