酶制劑在水產(chǎn)飼料上的應(yīng)用

孫 超，暴麗梅，米曉紅，趙云龍，段海倫

(天津現(xiàn)代天驕水產(chǎn)飼料股份有限公司，天津301800)

隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；?、集約化發(fā)展以及生態(tài)養(yǎng)殖理念的倡導(dǎo)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對飼料標(biāo)準(zhǔn)的要求也更加嚴(yán)格。優(yōu)質(zhì)飼料源的原料緊缺，價格高，而普通飼料又往往存在適口性差、消化率低、活性物質(zhì)少等問題。因此，探求一種高效、低能飼料是諸多行業(yè)專家研究的熱點。

酶制劑具有作用條件溫和、催化效率高、耗能污染少等優(yōu)點。飼用酶制劑可以有效改善飼料應(yīng)用中的缺陷，充分發(fā)揮其高效、無毒、無副作用的優(yōu)勢，對提高飼料利用率、減少環(huán)境污染具有積極作用，其應(yīng)用效果備受認(rèn)可。

一、飼用酶制劑種類及作用

飼用酶制劑主要包括單酶制劑(淀粉酶、植酸酶、脂肪酶、蛋白質(zhì)酶、纖維素酶等)和復(fù)合酶制劑(多種單酶制劑混合)。

1.單酶制劑

(1)淀粉酶。淀粉酶主要用于淀粉的消化和吸收，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、支鏈淀粉酶以及糖化酶。在水產(chǎn)上，外源淀粉酶的添加能夠促進(jìn)幼體分泌內(nèi)源淀粉酶，有利于其對飼料的消化吸收。黃燕華等(2009)有關(guān)南美白對蝦的研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加含量為150毫克/千克的淀粉酶后，顯著增加了對蝦血清中的PD和SOD活性。武明欣(2015)對刺參的研究顯示，添加外源淀粉酶飼養(yǎng)的刺參肥滿度明顯提高，生產(chǎn)性能大幅提高。此外，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中單獨添加淀粉酶無明顯效果，但是基于水產(chǎn)類的淀粉酶活性遠(yuǎn)低于畜禽類，在生產(chǎn)上通常與其他種類的酶制劑一起應(yīng)用于水產(chǎn)飼料中。

(2)植酸酶。植酸酶對提高植酸磷的利用率具有促進(jìn)作用，主要作用為催化植酸水解(陳斕，2006)。程宗佳(2004)研究表明，在虹鱒基礎(chǔ)日糧中添加植酸酶顯著提高了干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)以及大部分氨基酸的消化率。石學(xué)剛等(2010)研究也證實了此觀點，植酸酶在改善飼料營養(yǎng)價值、節(jié)約飼料資源、降低飼料成本等方面有積極意義。孟祥科等(2013)研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加1 000～1 500單位/千克的植酸酶可以顯著促進(jìn)紅鰭東方鲀幼魚的生長。

(3)脂肪酶。飼料用脂肪酶屬于消化酶，具有促進(jìn)動物生長、促進(jìn)維生素及色素的吸收和利用、提高飼料能量利用率等作用。楊新文等(2010)關(guān)于脂肪酶對南方鲇生長、生化指標(biāo)的影響研究結(jié)果也表明，在飼料中添加脂肪酶后提升了南方鲇的生長性能，降低了餌料系數(shù)。谷金黃等(2011)研究在飼料中添加外源脂肪酶對黃顙魚生長及生化指標(biāo)的影響發(fā)現(xiàn)，脂肪酶顯著提高了胰蛋白酶和腸淀粉酶活性。

(4)非淀粉多糖酶。非淀粉多糖酶是一系列能夠?qū)χ参镏兴姆堑矸鄱嗵蔷哂薪到庾饔玫拿?，主要包含?葡聚糖酶、纖維素酶、果膠酶和木聚糖酶等。植物性原料在水產(chǎn)飼料中的占比能夠達(dá)50%左右，但植物性原料中含有較高的非淀粉多糖類物質(zhì)，會增加動物消化道中食糜黏度，影響飼養(yǎng)動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。因此，非淀粉多糖酶在飼料中的添加，在有效促進(jìn)非淀粉多糖降解的同時，對降低食糜黏度、提高消化酶與飼料的接觸面積均具有積極作用。此外，高進(jìn)等(2011)研究發(fā)現(xiàn)，多糖的降解和分解在一定程度上能夠節(jié)省蛋白質(zhì)的供能，提高魚的生長性能。佘豐年等(2001)研究表明，在飼料中添加纖維素酶2 400單位/千克，提高了團(tuán)頭魴的生長速度、干物質(zhì)的表觀消化率以及對飼料的吸收利用率。程會昌等(2006)在飼料中添加β-葡聚糖酶，發(fā)現(xiàn)添加量為500單位/千克時可以顯著提高黃河鯉的增重率，餌料系數(shù)顯著降低。

(5)蛋白質(zhì)酶。蛋白質(zhì)酶屬水解酶，在動物胃中酸性蛋白質(zhì)酶起主要作用。蛋白質(zhì)酶具有消除抗?fàn)I養(yǎng)因子作用，能夠提高動物對蛋白質(zhì)的消化能力。張娟娟等(2012)通過在低含量魚粉飼料中添加蛋白質(zhì)酶對比試驗發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)酶在飼料中的添加顯著提高了動物胃、腸蛋白酶的活性，同時魚體腸道組織結(jié)構(gòu)以及生長性能均有所改善。冷向軍等(2008)也得出了相似結(jié)論，其在鯉魚飼料中添加了175毫克/千克的蛋白質(zhì)酶后，鯉魚腸道消化酶活性顯著提升。

2.復(fù)合酶制劑

復(fù)合酶制劑是指通過現(xiàn)代生物技術(shù)，將酸性蛋白質(zhì)酶、糖化淀粉酶、果膠酶以及纖維素酶等混合添加到飼料中。動物機(jī)體通過混合酶的作用消化、吸收飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)。已有多項研究結(jié)果表明，復(fù)合酶制劑的添加，不僅能夠有效降解甚至消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，還能夠提高動物機(jī)體對飼料營養(yǎng)的利用率。這早在尼羅羅非魚試驗中就得到證實，復(fù)合酶制劑在飼料中的添加顯著促進(jìn)了魚體生長性能以及提高了肝胰臟的SOD、LSZ活性(鐘國防等，2005)。王紀(jì)亭等(2009)將木聚糖酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶、蛋白質(zhì)酶添加于草魚飼料中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，草魚增重率和飼料養(yǎng)分的消化率顯著提升。鐘國防等(2012)研究也表明，飼料中添加復(fù)合酶制劑能夠顯著提高暗紋東方鲀對干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的消化率。周金敏等(2012)的研究也表達(dá)了相似觀點，其在草魚飼料中添加復(fù)合酶后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草魚生長性能以及腸道消化酶活性顯著提升，同時發(fā)現(xiàn)復(fù)合酶添加量在100～300克/噸，草魚生長性能及酶活性與添加量呈正相關(guān)。

二、酶制劑制作工藝

1.固體發(fā)酵法

固體發(fā)酵是在以麩皮或米糠為主要原料的基礎(chǔ)上，添加谷糠、豆餅等輔助原料，對原料發(fā)酵進(jìn)行預(yù)處理，在特定的培養(yǎng)條件下促進(jìn)微生物生長、繁殖、代謝產(chǎn)酶。固體發(fā)酵法具有產(chǎn)酶量高、原料來源便利、操作簡便、提取容易等優(yōu)點，但該方法勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)周期長、不便自動化和連續(xù)化作業(yè)。

2.液體發(fā)酵法

液體發(fā)酵法包括深層和表面兩種培養(yǎng)方式。深層培養(yǎng)，即微生物培養(yǎng)的全部過程均在液體培養(yǎng)基內(nèi)進(jìn)行，是最常用、應(yīng)用范圍最廣的一種培養(yǎng)方法。對于細(xì)菌類微生物，在培養(yǎng)過程中如果培養(yǎng)時間過長，易發(fā)生菌體自溶現(xiàn)象，影響酶的分離純化。在采用該方法生產(chǎn)酶類時，要特別注意對培養(yǎng)基的組成、培養(yǎng)溫度以及時間等條件的控制。

相對固體發(fā)酵工藝，液體發(fā)酵工藝增加了原材料和酶液的預(yù)處理、發(fā)酵液的分離與過濾、超濾、酶液干燥等環(huán)節(jié)。

三、飼用酶制劑的作用機(jī)理

1.消除抗?fàn)I養(yǎng)因子

飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子(蛋白質(zhì)類、非淀粉多糖類和植酸)進(jìn)入消化道后會產(chǎn)生黏性，使消化液與飼料接觸受阻，飼料消化利用率降低。飼料中非淀粉多糖酶的添加可以促使飼養(yǎng)動物腸道黏度降低，進(jìn)而提高其對養(yǎng)分的消化吸收。此外，胰蛋白酶抑制劑和植物凝集素等還具有破壞植物細(xì)胞壁作用，也能夠消除蛋白質(zhì)類抗?fàn)I養(yǎng)因子。

2.改善腸道環(huán)境

可溶性非淀粉多糖溶解后，食糜凝膠會形成大的基團(tuán)，阻礙飼料營養(yǎng)成分和消化液的接觸，進(jìn)而導(dǎo)致動物采食量降低，妨礙營養(yǎng)物質(zhì)的流動和吸收。非淀粉多糖酶可使魚肝胰臟、胃、腸道蛋白質(zhì)酶活性升高。葡聚糖酶可提高腸食糜及組織中蛋白質(zhì)酶、淀粉酶活性。消化酶活性的增加促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)魚類對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，減少了食糜在消化道的停留時間，減少了腸道菌群，可加速其生長(柴仙琦等，2014)。

3.提高免疫功能

添加酶制劑可以改善動物生長性能，增強(qiáng)機(jī)體免疫力及抗病力。如基質(zhì)金屬蛋白酶，不僅能夠促進(jìn)魚的生長，同時血清SOD、溶菌酶活力也顯著上升(烏蘭等，2007)。

4.彌補(bǔ)內(nèi)源酶缺乏

在動物低齡階段，消化系統(tǒng)發(fā)育尚不完善，消化酶分泌量少，但生長過程中需要大量的營養(yǎng)物質(zhì)來滿足生長需要，進(jìn)而需要補(bǔ)充外源性消化酶類。因此，應(yīng)結(jié)合動物在此階段生理特點，補(bǔ)充包括蛋白質(zhì)酶和淀粉酶等以消化為主的酶，以滿足飼養(yǎng)動物生理的需要，保持機(jī)體健康，維持較高的生產(chǎn)性能水平。

四、小結(jié)

結(jié)合有關(guān)酶制劑研究現(xiàn)狀，飼料酶制劑在應(yīng)用發(fā)展過程中存在穩(wěn)定性差、產(chǎn)量較低以及飼用酶活力低等問題，我國已將更多的關(guān)注點轉(zhuǎn)移到解決現(xiàn)有問題的研究上，隨著對酶制劑的不斷深入研究及開發(fā)，酶制劑的穩(wěn)定性將會不斷提升，酶制劑在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用將會更加廣泛，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的理念促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。