酶制剂的营养当量

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微生物酶制剂的研究生产始于19世纪末。但直到20世纪70年代，酶制剂才应用于饲料，随着现代生物技术，尤其是微生物的基因改造和发酵技术的迅速发展，生物酶制剂的生产成本越来越低。自20世纪90年代以来，已有多种酶制剂能够廉价地应用在饲料工业中。饲料用酶现有近20种。
* o: |  d5 g. t* L# w  G1 L+ d　　饲用酶的研究开发和推广应用已成为生物技术在饲料工业中应用的重要领域。酶作为一种新型高效饲料添加剂 ，它可以提高畜禽生产性能，提高畜牧业经济效益。饲用酶制剂逐步取代饲用抗生素，从而缓解并解决使用抗生素在生产和消费中带来的问题。酶制剂缓解了因玉米使用量紧张而形成的能量危机。酶制剂还可以消除一些常规饲料中的抗营养因子，充分利用农业副产品，为开辟新的饲料资源提供了可能性。总之酶制剂的应用，充分体现了科技在生产中的优势，从而使饲料工业高效、环保和可持续发展成为可能。
. i; B* Y8 F6 B5 _" S7 U% ^. E; x　　自50年代Jesen首次将葡聚糖酶添加到以大麦为基础日粮中喂鸡提高肉鸡生产性能以来，酶制剂应用于非常规日粮(如大麦、小麦、黑麦等)的报道也日见增多，关于酶制剂的作用机理的研究也越来越深入。在畜牧生产中，酶制剂主要从以下方面作用：参与细胞壁降解，使酶与底物充分接触，增进现有养分的消化；水解NSP，降低消化道内容物的粘度；消除抗营养因子；补充内源酶的不足，提高内源酶的活性，改进动物自身肠道酶的作用效果；使某些成分在消化道内的消化位点转移，变大肠消化为小肠消化；改变消化道内菌群分布等。
　　正因为酶制剂的这种显着的作用，能提高日粮的代谢能水平、粗蛋白等营养物质的利用率，研究者们想到将酶制剂应用于饲料配方时，将一定的酶活所相当的营养物质的当量关系在配方中体现出来，从而降低最低饲料配方的成本，应用更为廉价的饲料原料，提高养殖业的经济效益。但酶制剂是一种生物活性物质，决定其效果的关键环节就是其活性。而相对于酶制剂而言，活性不但受众多因素的影响，而且随着时间的延长，其活性也有一定的半衰期，而且很短。因而酶活是一个不稳定的变数，从而在饲料中应用酶制剂而取代的一定的营养物质的量，这个当量关系也一直悬而未决。这就阻碍了酶制剂在饲料工业中的推广应用。
不但如此，在生产实践中，小面积的使用酶制剂的最佳用量问题，至今仍是一个有待解决的问题。因为这些问题的瓶颈都在于酶活这个变化的量。1961年，国际酶学委员会规定：在特定条件下（25度、最适PH及底物浓度）下，1min内转化1umol底物（或底物中1umol有关基因）所需的酶量，为一个酶活力单位。此酶活力单位又称国际单位，单位为umol/min。国际上还有一种酶活的标准表示单位：Katal，即一秒钟内转化一克分子底物所需的酶量规定为一个Katal，符号为Kat，1Kat=6*10的七次方I.U.。不同定义，酶活数值也有很大差异。目前所见的不同文献或生产厂对木聚糖酶活力定义达6种之多。而不同的测定方法，所得的酶活也不同。 酶催化活性的测定方法有定性、定量两方面，定性方法包括组织化学方法和试纸测定等，定量测定酶活性的方法是多种多样的，用的最多的是分光光度法、酸碱滴定、荧光法、碘量法、测压法、放射性同位素法以及气想色谱法等等。众多方法所得结果不一。而在实际应用中，饲料加工过程中的稳定性、贮存过程中的稳定性、动物年龄、动物消化道内环境、动物种类、动物生产类型、日粮因素、酶制剂与其它饲料添加剂的相互作用等因素均会影响酶制剂的作用效果。
$ ^( U7 x) P5 }% e0 e　而众多研究者们大量的研究表明，复合酶制剂的有效能值为500MJ/kg，这个值并未确切指出酶活的量值、酶活的定义方法与酶活的测定方法。因而在实际推广中很难应用。周钦良（2002）等报道，小麦的代谢能值因加酶而提高了5%~6%，大致提高到13.38MJ/kg。氨基酸的消化率提高了10%。 Nesen等(1992)在以大麦为基础日粮，加葡聚糖酶后，肉鸡增重可提高46％，表观代谢能(AME)提高了33％，脂肪消化率提高了193％。AMMiso和Choct(1993)报道，以小麦为基础的肉鸡日粮中，添加木聚糖酶制剂，使干物质消化率提高17％，表观代谢能(AME)提高24％，饲料转化率提高31％，与此相适应的是肠道的食糜粘度降低5％。陈成功等（1992）在玉米豆粕型日粮添加复合酶，提高日粮总能代谢率3~7%、粗蛋白代谢16%~22%，肉鸡体增重提高5.7%~13.5%，饲料转化率改善2.35%~8.63%.关于非淀粉多糖酶的使用效果，比较普遍的数据为：肉仔鸡的增重效果一般提高7~9% ，饲料转化效率提高5%~7%，日粮的有效能值提高5%~7%，蛋白质消化率提高10%。
6 m$ ?$ n( x7 `　　类似的报道还很多，但均未给出一定量的酶活所代替的营养物质的量。这就使得酶制剂的应用状况比较混乱，作用效果也不统一。因为这些当量关系均是以酶产品的重量千克为单位给出的，而决定这个当量关系是否准确的关键却是酶产品的活性。因此研究者们今后研究的焦点，应该放在单位酶产品的酶活性以及单位酶活所代表的营养物质的量上，从而推动酶制剂在饲料工业的应用。进行这一步研究的关键是酶活的确定，因酶活的多变，导致进一步的研究不能顺利进行。
/ m8 Q% g3 {+ U' j　　在应用基因工程解决酶活的这个问题之前，酶制剂的应用应本着以下原则：
8 R( ~  c: d0 q# X: U　　1 在添加到饲料中之前，实际测定酶活，得到准确数据。并根据所用的方法进行综合评估。再根据小面积的试验确定单位酶活与各种营养物质之间的当量关系，然后再确定配方中酶制剂的用量及相应营养物质减少的量。而应用面积较小时，在考虑成本与效益的综合因素的情况下，不测定酶活，但在质量保证的前提下，加大添加量。
# t0 H- d8 c' l, a( i: t　　2 尽量做到缩短贮存时间，使酶制剂发挥的预测准确性提高，提高经济效益。
% H6 t' R. {4 {- [& \　　3 在配方中体现酶制剂的营养成分时，在测定酶活的基础之上，加上一定的应用系数，从而抵销一部分外界因素对酶活的影响，相应的营养物质减少量则幅度变小。
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