甘露聚糖酶 复合型β-甘露聚糖酶的开发及其对断奶仔猪生产性能和血清生化指标的影响

本试验旨在探讨酸性和中性β-甘露聚糖酶的组合效应以及不同添加量对断奶仔猪生产性能和血清生化指标的影响，为复合β-甘露聚糖酶的开发提供依据。实验一体外仿生消化实验采用单因素实验设计，分为6组。对照组为无酶组。5个酶组的β-甘露聚糖酶添加量为4U/g基础日粮，酸性和中性β-甘露聚糖酶活性的比例分别为0:100、25:75、50:50、75:25、100:0。根据体外仿生消化实验结果，采用单因素完全随机设计将其分为4组，每组5个重复，每个重复15头猪。对照组饲喂基础日粮，三个实验组分别饲喂复合β-甘露聚糖酶2000U/kg、4000U/kg和6000U/kg。正式实验期为28天。结果表明，在仿生消化实验中，当酸性β-甘露聚糖酶与中性β-甘露聚糖酶的酶活比为50:50时，日粮中还原糖的释放量增加最明显，达到7.64%；在断奶仔猪生产试验中，添加4000U/kg和6000U/kg复合β-甘露聚糖酶能显著提高断奶仔猪的增重、平均日采食量和日增重(P

近年来，由于畜禽养殖中抗生素的滥用、畜禽药物残留、肠道微生态的破坏、畜禽免疫力的降低，尤其是畜禽产品中的药物残留，对人体健康构成了极大的威胁。作为抗生素的替代品，纯生物制剂产品——酶制剂已成为当今饲料工业中广泛使用的一种产品。

β-甘露聚糖酶是一种通过内切降解甘露聚糖的水解酶，属于半纤维素酶。畜禽没有消化甘露聚糖的消化酶系。饲料中添加β-甘露聚糖酶可降解植物饲料原料中的抗营养成分，促进畜禽生长性能[1]，其产生的甘露寡糖(MOS)可调节畜禽肠道微生态平衡，促进肠道健康[2]。目前β-甘露聚糖酶的应用开发主要包括动物试验和体外消化试验(胃蛋白酶-胰酶两步法)，因其时间周期短、效果稳定而广泛应用于产品的早期筛选。本研究旨在通过体外仿生消化筛选酸性和中性β-甘露聚糖酶的不同活性组合，并验证其对断奶仔猪生产性能和血清生化指标的影响，为β-甘露聚糖酶在断奶仔猪中的应用提供参考。

01

材料和方法

1.1材料和仪器

酸性和中性β-甘露聚糖酶及酶活性检测方法由天津挑战博德生物技术有限公司提供；单胃动物仿生消化系统(SDS-ⅲ)，湖南中本智能科技发展有限公司

1.2测试设计

采用单因素实验设计体外仿生消化实验，分为6组(酸性和中性β-甘露聚糖酶总添加活性为4U/g)，对照组为无酶组，5组酸性和中性β-甘露聚糖酶活性比例分别为0: 100、25: 75、50: 50、75: 25、100: 0，消化后采用DNS法检测消化液中还原糖的释放。胃缓冲液、小肠缓冲液和体外仿生消化法按照《猪饲料总可消化碳水化合物仿生消化测定技术规范》制备和操作[3]。

动物实验在挑战集团安庆猪场进行。选取300头新断奶健康仔猪(体重无显著差异，断奶日龄不超过3天)，雌雄混合，再分为4个处理。复合β-甘露聚糖酶的酶活分别为0 U/kg、2000 U/kg、4000 U/kg和6000 U/kg，每次处理重复5次，参照NRC(1998)营养需求推荐和饲养标准配制实验基础日粮，日粮组成和营养水平见表1。

表1基本饮食组成和营养水平(风干基础)

1)预混料可提供每公斤饲料的优质供给:每公斤全价材料含铁70毫克(以硫酸亚铁计)、铜100毫克(以硫酸铜计)、锌60毫克(以硫酸锌计)、锰20毫克。VA 400 IU，VD 3 500 IU，VE 40 IU，核黄素核黄素6.2 mg，烟酸22 mg，D-泛酸22 mg，VB 12 0.02 mg，生物素0.15 mg，胆碱胆碱胆碱0.92 mg。

2)消化能按原料组成计算，其余为实测值。DE是计算值。其他营养水平是测量值。

1.3投料管理和计量指标

饲养按实验猪场饲养管理规定和免疫程序进行，实验第1天和第28天凌晨进行空腹式称重，每日饲料消耗以重复为单位记录；自由采食和饮水，每天观察和记录仔猪腹泻情况，通过记录试验期间的饲料消耗和体重，计算仔猪的平均日增重、平均日采食量和料肉比。

在实验的第1天和第28天称重后，从每个柱中随机选择一只雄性母猪，从前腔静脉(不含抗凝剂)采集血液，通过以4000 r/min的速度离心10分钟分离血清，并储存在-20℃。根据试剂盒说明书(罗氏公司提供)，用罗氏Cobas C311全自动生化分析仪测定血清中血糖(GLU)、尿素氮(UN)、白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)的含量。

1.4统计分析

实验数据用SPSS 16.0中的单因素方差分析进行统计分析，结果用平均标准误差表示。

02

结果实

2.1复合β-甘露聚糖酶不同比例组合对还原糖释放的影响

从表2的结果可以看出，添加β-甘露聚糖酶能显著促进仔猪日粮还原糖的释放，显著高于对照组(P

表2复合β-甘露聚糖酶的作用

注意:同一列中没有字母或数据肩中的同一字母表示没有显著差异(P > 0.05)；0.05)，不同小写字母表现出显著差异(p

注意。在同一个列中，没有字母或相同字母的值表示没有显著差异(P > 0.05)；0.05)，而用不同的小写字母supers表示差异显著(P & lt0.05).和下面一样。

2.2复合β-甘露聚糖酶对断奶仔猪生产性能的影响

根据体外仿生消化试验结果，断奶仔猪体内酸性和中性β-甘露聚糖酶活性组成以50:50添加。从表3可以看出，添加一定量的复合β-甘露聚糖酶可以提高断奶仔猪的生产性能。与对照组相比，4000U/kg复合β-甘露聚糖酶和6000U/kg复合β-甘露聚糖酶能显著提高断奶仔猪的增重、平均日采食量和日增重(p

表3复合β-甘露聚糖酶对断奶仔猪生产性能的影响

注:同行业无字母或数据肩上相同字母表示无显著差异(P > 0.05)；0.05)，不同小写字母表现出显著差异(p

注意。在相同的原始数据中，没有字母或相同字母超数的值表示没有显著差异(P > 0.05)；0.05)，而用不同小写字母supers表示差异显著(P & lt0.05).和下面一样。

2.3复合β-甘露聚糖酶对断奶仔猪血清生化指标的影响

从表4可以看出，与对照组相比，在试验的第28天，日粮中添加4000 U/kg和6000 U/kg的复合β-甘露聚糖酶显著提高了断奶仔猪血清中谷氨酸和总磷的含量(P

表4复合β-甘露聚糖酶对断奶仔猪血清生化指标的影响

03

讨论

3.1体外评价复合β-甘露聚糖酶的效果

近年来，饲料酶制剂的体外评价取得了一些进展。赵敏等(2007)采用胃蛋白酶-胰酶体外消化法评价了NSP酶对畜禽日粮的影响，结果表明NSP酶对畜禽日粮代谢能有明显的提高作用[4]。何科林等人(2012)利用体外消化法筛选出玉米-豆粕型和玉米-小麦型日粮中NSP酶的最佳添加量和酶谱，并在动物实验中取得了理想的结果[5]。廖锐等(2016)表明，通过仿生消化确定饮食中还原糖释放量的方法可以有效评价NSP酶的效果[6]。体外仿生消化实验结果也表明，添加β-甘露聚糖酶后，日粮中还原糖的释放量增加了3.36%以上，这也表明β-甘露聚糖酶能提高畜禽对日粮的利用效率。畜禽的消化生理条件要求饲料酶制剂同时适应胃液中的强酸性环境和小肠中的中性环境，β-甘露聚糖酶丰富的发酵菌株和表达系统来源导致了不同的酶学性质，包括最适pH、等电点和酶消化位点。欧阳海燕(2017)发现不同菌株的NSP酶水解产物不同，不同菌株的NSP酶具有协同作用[7]。本研究发现，复合β-甘露聚糖酶对日粮还原糖释放的影响高于单一酶，说明酸性和中性β-甘露聚糖酶具有协同作用，50:50时还原糖释放增加最明显，达到7。

3.2甘露聚糖酶对仔猪生产性能和腹泻率的影响

β-甘露聚糖酶对甘露聚糖的抗营养作用主要表现在破坏植物饲料原料的细胞壁结构，释放包裹在其中的营养物质；降低消化道食糜的粘度，有利于营养物质的进一步消化吸收；甘露聚糖降解为甘露寡糖(MOS)，能提高畜禽免疫力，有利于肠道有益菌的增殖[8] [9] [10]。Pettey LA等人(2002)表明，在仔猪日粮中添加β-甘露聚糖酶可显著增加仔猪采食量，促进仔猪日增重，提高猪的生产性能[11]。本试验中，在仔猪日粮中添加2000 U/kg、4000 U/kg和6000 U/kg复合β-甘露聚糖酶可提高其采食量和日增重，采食量和日增重的提高程度随着β-甘露聚糖酶添加量的增加而增加。李(2012)研究表明，在仔猪日粮中添加β-甘露聚糖酶可以显著降低仔猪腹泻[12]，而在本研究中，三种复合β-甘露聚糖酶可以显著降低仔猪腹泻，这与现有研究结果一致，这可能与甘露聚糖酶对畜禽微生态平衡的调节有关。

3.3复合β-甘露聚糖酶对断奶仔猪血清生化指标的影响

血液生化参数可以反映动物机体的营养水平和健康状况，其中血液中的GLU是动物机体的主要能量来源，其含量与动物采食量、营养状况和应激水平呈正相关，血浆TP和ALB含量可以反映蛋白质的吸收和代谢[13]。本试验中，日粮中添加4000 U/kg和6000 U/kg复合β-甘露聚糖酶能显著提高断奶仔猪的血糖和血清总蛋白含量，表明日粮中添加β-甘露聚糖酶能促进断奶仔猪对营养物质的消化、吸收和利用，这与高玉红等(2000)的研究结果基本一致[14]。血浆中的UN可以反映蛋白质合成或分解的能力，其含量可以用来评价动物体内的蛋白质代谢和氨基酸平衡。IgA和IgG可以反映动物机体的免疫水平。在本试验中，日粮中添加不同剂量的复合β-甘露聚糖酶对仔猪血清UN、IgA和IgG含量无显著影响，但尿素氮含量降低，表明断奶仔猪蛋白质利用率提高。但吕、等(2011)研究表明，日粮中添加复合酶可以提高断奶仔猪后期血清IgA含量[15]，这可能与酶的用量和组成有关，具体原因有待进一步研究。

04

结论理论

这项实验研究表明

1)酶活比为50:50的酸性β-甘露聚糖酶和中性β-甘露聚糖酶组成的复合β-甘露聚糖酶对饮食效果最好；

2)复合甘露聚糖酶在仔猪日粮中的添加量为4000 ~ 6000 U/kg时，能显著提高仔猪的生产性能，降低仔猪的腹泻率，显著提高血清中的血糖和总蛋白含量，促进机体的新陈代谢。

请注明作者和来源信息。