酶制剂在水产养殖饲料中的应用

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1、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、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(Carassius 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

3、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.au

4、ratus 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

5、,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 mykiss)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

6、、Jackson等15-16则分别在虹鳟和斑点叉尾鮰(Ictaluruspunctatus)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

7、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

8、、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

9、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(SGLT1)mRNA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

10、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60100e,导致酶活性的损失26。一般认为低于6065e,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

11、,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。参考文献:1 张满隆,邓理.草鱼饲料中添加酶制剂的效果试验J.粮食与饲料工业,2002,(5):36-37.2 陈天华.复合酶制剂对彭泽鲫生长性能的影响试验J.饲料工

12、业,2001,22(3):27-28.3 阎有利,韩如政.喹乙醇、酶制剂在鲤鱼饲料中的添加效果J.饲料工业,1994,15(4):13.4 王海英,呙于明,袁建敏.小麦日粮中添加木聚糖酶对肉仔鸡生产性能的影响J.饲料研究,2003(12):1-5.5 Inborr J.Practical application of feed enzymeJ.FeedCompounder,1993(10):41-49.6 钟国防,周洪琪.木聚糖酶和复合酶制剂PS对尼罗罗非鱼生长性能、非特异性免疫能力的影响J.海洋渔业,2005,27(4):286-291.7 黄锋,张丽,周艳萍,等.木聚糖酶在制粒前后的热稳定

13、性及对异育银鲫生长的影响J.粮食与饲料工业,2008(1):29-31.8 胡雪峰.饲用酶制剂在水产饲料中的合理应用J.中国水产,2006(5):59-61.9 Lee S M.Apparent digestibility coefficients of variousfeed ingredients for juvenile and grower rockfish(Se-baste schlegeli)J.Aquaculture,2002(207):79-95.10白冬清,乔秀亭,魏东,等.植酸酶对鲤钙磷吸收等营养物质利用率的影响J.天津农学院学报,2003(10):6-10.11 Bedf

14、ord M B,Classen H I. Reduction of intertionalviscosity through manipulation of dietary rey and pen-tosanase concentration is effected through changes incarbohydrate:Composition of the aqueous phase andresults in improved growth rate and food conversionefficiency in checksJ.J Nutr,1991(122):560-569.1

15、2张璐,麦康森,艾庆辉,等.饲料中添加植酸酶和非淀粉多糖酶对大黄鱼生长和消化酶活性的影响J.中国海洋大学学报,2006,36(6):923-928.13 Lanari D E,Agaro D,Turri C.Use of nonlinear regres-sion to evaluate the effects of phytase enzyme treat-ment of plant protein diet for rainbow trout (On-corhynchus mykiss)J.Aquaculture,1998(161):345-356.14 Oliva-Teles A,Per

16、eiraJ P,Gouveia A.Utilization of d-iets supplemented with microbial phytase by seabass(Dicentrarchus labrax) juveniles J. Aquaculture,1998,114:255-259.15 Vielma J,Ruobonen K,Peisker M.Dephytinization oftwo soy protein increase phosphorus and protein util-ization by rainbow trout(Oncorhynchus mykiss)

17、J.Aquaculture,2002(204):145-156.16 Jackson L S,Li M H,Robinson E H.Use of microbialphytase in channel catfish(Ictalurus punctatus)dietsto improve utilization of phytate phosphorus J. JWorld Aqua Soc,1996(27):309-313.17刘鼎云,冷向军,卢永红,等.饲料中添加蛋白酶Aqua-grow对鲤鱼生长和蛋白质消化酶活性的影响J.淡水渔业,2007,37(5):50-52.18黄锋,张丽,周艳

18、萍,等.复合酶制剂对异育银鲫生长、SOD和溶菌酶活性的影响J.华中农业大学学报,2008,27(1):96-100.19唐建勋.非营养性饲料添加剂在水产养殖中的应用及发展趋势J.水产养殖,2001(3):38-40.20赵林果,王传愧.复合酶制剂降解植物性饲料的研究J.饲料工业,2001(1):2-3.21马光,邵庆均.饲用酶制剂及其在水产业中的应用J.水利渔业,2005,25(6):79-81.22聂国兴,王俊丽,周洪琪.饲料中添加木聚糖酶对尼罗罗非鱼生长及血清激素水平的影响J.中国水产科学,2007,14(2):249-256.23聂国兴,王俊丽,华雪铭,等.木聚糖酶对尼罗罗非鱼钠葡萄糖共

19、转运载体(SGLT1)mRNA表达的影响J.水产学报,2007,31(6):765-770.24胡雪峰.饲用酶制剂在水产饲料中的合理应用J.中国水产,2006(5):59-61.25王爱民,刘文斌.外源酶对异育银鲫鱼种生长及表观消化率的影响研究J.饲料工业,2006,27(2):26-29.26 Silversides F G,Bedford M R.Effect of pelleting tem-perature on the recovery and efficacy of xylanase en-zyme in wheat-base dietsJ.Poultry Science,1999

20、,78(7):184-190.Application of Enzyme Mixtures in Aquaculture FeedLIN Shao-zhen1,2,3, LIU We-i cheng2,3, SHAN Le-zhou2,3( Faculty of Life Science and Biotechnology, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2.Zhejiang MaricultureResearch Institute, Wenzhou 325005, China; 3. Zhejiang Key Lab of Exploitation and Preservation ofCoastal Bio-resources, Wenzhou 325005, China )Key words:enzyme mixture; aquaculture(责任编辑:小 舟)800水 产 科 学第28卷