復合型β-甘露聚糖酶的開發及其對斷奶仔豬生長性能和血清生化指標的影響

■余璐璐 宋全芳 嚴 峰 張廣民 孟慶剛 黃雪石

(1.天津挑戰博德生物技術有限公司，天津 301900；2.天津博菲德生物科技有限公司，天津 301900；3.阜新蒙古族自治縣阜新鎮動物衛生監督所，遼寧阜新 123100；4.阜新蒙古族自治縣獸藥飼料畜產品安全監測所，遼寧阜新 123100)

近年來由于畜禽養殖中抗生素的濫用，造成畜禽體內藥物殘留、腸道微生態的破壞，畜禽免疫力的降低等，特別是畜禽產品中的藥物殘留問題，對人體健康產生巨大威脅，而純生物制劑產品——酶制劑作為抗生素的替代產品，已經成為當今飼料工業中應用較為廣泛的一類產品。

β-甘露聚糖酶是一種以內切方式降解甘露聚糖的水解酶，屬于半纖維素酶類。畜禽動物體內不含消化甘露聚糖的消化酶系，在飼料中添加β-甘露聚糖酶能夠降解植物性飼料原料中的抗營養成分，促進畜禽生長性能的提升[1]，而且其產生的甘露寡糖（MOS）可以調節畜禽腸道內的微生態平衡，促進腸道健康[2]。當前對β-甘露聚糖酶的應用開發主要有動物試驗和體外消化試驗（胃蛋白酶-胰酶兩步法），因體外消化試驗時間周期短，效果穩定等優點因此普遍應用在產品的前期篩選中。本研究旨在通過體外仿生消化法對酸性及中性β-甘露聚糖酶的不同活力組合進行篩選開發出復合型β-甘露聚糖酶，并驗證其對斷奶仔豬生長性能及血清生化指標的影響，為β-甘露聚糖酶在斷奶仔豬上的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

酸性和中性β-甘露聚糖酶及酶活力檢測方法均由天津挑戰博德生物技術有限公司提供；單胃動物仿生消化系統（SDS-Ⅲ），湖南中本智能科技發展有限公司。

1.2 試驗設計

體外仿生消化試驗采用單因素試驗設計，共分為6個組別（酸性、中性β-甘露聚糖酶的總添加活性4 U/g），對照組為不加酶組，5個加酶組，酸性與中性β-甘露聚糖酶活力比例分別為0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0，消化底物為試驗基礎日糧，每個組別5個重復，每個重復1根消化管。消化結束后以DNS法檢測消化液中還原糖釋放量。胃緩沖液、小腸緩沖液及體外仿生消化法操作過程參照《一種飼料可消化碳水化合物總量的仿生消化測定方法》[3]進行配制及操作。

動物試驗于挑戰集團安慶豬場進行，選取剛斷奶的杜長大三元雜交健康仔豬300頭（體重無顯著差異，斷奶日齡相差不超過3 d），公母混合，隨即分到4個處理中，添加復合型β-甘露聚糖酶活力分別為0、2 000、4 000、6 000 U/kg，每個處理5個重復，每個重復15頭豬，試驗開始前進行7 d預飼，正式試驗時間為28 d。試驗基礎日糧參照 NRC（1998）營養需求推薦及飼養標準進行配制，日糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成及營養水平（風干基礎）

1.3 飼養管理及測定指標

按照試驗豬場的飼養管理規程及免疫程序進行飼養，分別于試驗第1 d和28 d清晨進行空腹稱重，以重復為單位，記錄每日的耗料量；自由采食和飲水，每天觀察記錄仔豬的腹瀉狀況，通過記錄試驗期間飼料消耗及體重計算出仔豬的平均日增重、平均日采食量和料重比。

分別于試驗第1 d和28 d稱重后，每欄隨機挑選公母豬各1頭，前腔靜脈采血（不加抗凝劑），4 000 r/min離心10 min分離血清，-20℃保存待測。根據試劑盒（羅氏公司提供）說明，用羅氏cobas?c 311全自動生化分析儀測定血清中血糖（GLU）、尿素氮（UN）、白蛋白（ALB）、總蛋白（TP）、免疫球蛋白A（IgA）和免疫球蛋白G（IgG）的含量。

1.4 統計分析

試驗數據用SPSS 16.0統計軟件中的單因素方差分析法進行統計分析，結果用“平均數±標準誤”表示。

2 結果

2.1 復合型β-甘露聚糖酶不同比例組合對還原糖釋放量的影響（見表2）

表2 復合型β-甘露聚糖酶對還原糖釋放量的影響

由表2結果可知，添加β-甘露聚糖酶能顯著促進仔豬日糧的還原糖釋放量，且顯著高于對照組（P＜0.05）；同時發現，酸性與中性β-甘露聚糖酶的不同比例組合對還原糖釋放量的效果均高于單酶添加效果，說明二者之間存在協同增效效應；酸性與中性β-甘露聚糖酶 0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0的比例添加與不加酶組相比提高量分別為3.36%、5.30%、7.64%、6.79%、4.78%，結果表明，酸性與中性β-甘露聚糖酶活力比例為50∶50時，對還原糖釋放提高量最為明顯，所以在乳仔豬動物試驗酸性與中性β-甘露聚糖酶酶活添加比例以50∶50進行。

2.2 復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬生長性能的影響（見表3）

表3 復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬生長性能的影響

根據體外仿生消化試驗結果，斷奶仔豬試驗中酸性與中性β-甘露聚糖酶活力組成以50∶50進行添加。由表3可知，添加一定量的復合型β-甘露聚糖酶能夠改善斷奶仔豬的生長性能，4 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶和6 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶與對照相比，能顯著提高斷奶仔豬末重、日均采食量、日增重（P＜0.05）；2 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶與對照相比，對斷奶仔豬末重、日均采食量、日增重均無明顯差異（P＞0.05）；β-甘露聚糖酶的不同添加水平對料重比均無明顯影響（P＞0.05）；同時發現，2 000、4 000、6 000 U/kg三種劑量添加均能顯著降低仔豬腹瀉（P＜0.05）。

2.3 復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬血清生化指標的影響（見表4）

表4 復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬血清生化參數的影響

由表4可見，與對照組相比，在試驗第28 d時日糧添加4 000、6 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶顯著增加了斷奶仔豬血清中GLU和TP含量（P＜0.05）；但添加不同劑量的復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬血清中ALB、UN、IgA和IgG含量無顯著差異（P＞0.05）。與添加2 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶相比，在試驗第28 d時日糧添加4 000 U/kg和6 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬血清中血糖有增加的趨勢，且有顯著性差異（P＜0.05）。其他各組間無顯著差異（P＞0.05）。

3 討論

3.1 復合型β-甘露聚糖酶體外作用效果評估

近年來飼料酶制劑的體外評估已取得一定的進展，趙敏（2007）以“胃蛋白酶-胰液素”體外消化法評估NSP酶對畜禽日糧的作用效果，結果表明NSP酶對畜禽日糧代謝能具有明顯的遞增效應[4]。何科林（2012）利用體外消化法篩選出NSP酶在玉米-豆粕和玉米-小麥日糧中最適添加量及酶譜，在動物試驗中取得了較為理想的效果[5]。廖睿（2016）研究表明利用仿生消化法測定飼糧還原糖釋放量的方法可以有效地評估NSP酶的效果[6]。本研究體外仿生消化試驗結果(見表2)也顯示，添加β-甘露聚糖酶對日糧還原糖釋放量提高量達3.36%以上，這也表明了β-甘露聚糖酶能夠提高畜禽對日糧的利用效率。畜禽的消化生理條件要求飼用酶制劑要同時適應胃液中較強的酸性環境和小腸的中性環境才能發揮較好的作用效果，而β-甘露聚糖酶的較多的發酵菌種和表達系統來源導致其不同的酶學性質，包括最適pH值、等電點以及酶切位點等。歐陽海燕等（2017）發現不同菌種來源NSP酶的水解產物均有差異，且不同菌種來源NSP酶具有協同增效作用[7]。本研究發現，復合型β-甘露聚糖酶對日糧還原糖釋放量的作用效果均高于單酶效果，表明了酸性與中性β-甘露聚糖酶具有協同增效的效果，且以50∶50復合情況下對還原糖釋放提高量最為明顯，達到了7.64%。

3.2 甘露聚糖酶對乳仔豬生長性能及腹瀉率的影響

β-甘露聚糖酶降低甘露聚糖等的抗營養作用主要表現在破壞植物性飼料原料的細胞壁結構，使其包裹的營養物質釋放出來；降低消化道內的食糜黏度，有利于營養物質的進一步消化吸收；將甘露聚糖降解為甘露寡糖（MOS），提高畜禽免疫力，有利于腸道內有益菌的增殖[8-10]。Pettey等（2002）研究表明，在仔豬日糧中添加β-甘露聚糖酶能顯著提高仔豬采食量，促進仔豬日增重，提高豬的生長性能[11]。本試驗在仔豬日糧中分別添加2 000、4 000、6 000 U/kg的復合型β-甘露聚糖酶均能提高其采食量、日增重，且對采食量、日增重的改善程度隨β-甘露聚糖酶添加量的增加而提高。李學儉（2012）研究表明在仔豬日糧中添加β-甘露聚糖酶能顯著降低仔豬腹瀉[12]，而本研究中三種添加量的復合型β-甘露聚糖酶均能顯著降低仔豬腹瀉率，與現有研究結果是相一致的，這可能與甘露聚糖酶作用于日糧釋放出的甘露寡糖對畜禽體內微生態平衡的調節有關。

3.3 復合型β-甘露聚糖酶對斷奶仔豬血清生化指標的影響

血液生化參數可反映動物機體的營養水平和健康狀況，其中血液中GLU是動物機體主要的能量來源，其含量高低與動物采食量、機體營養狀況和應激水平呈正相關，血漿TP和ALB含量可反映機體對蛋白質的吸收和代謝狀況[13]。本試驗中，日糧添加4 000、6 000 U/kg復合型β-甘露聚糖酶可顯著提高斷奶仔豬血清中血糖和總蛋白含量，這說明日糧添加β-甘露聚糖酶對改善斷奶仔豬對營養物質的消化吸收利用能力有促進作用，這與高玉紅等（2000）的研究結果基本一致[14]。血漿UN可反映機體蛋白質合成或分解能力，其含量高低可用于評價動物機體蛋白質代謝和飼糧氨基酸的平衡狀況，IgA和IgG含量可反映動物機體的免疫水平。本試驗中，日糧添加不同劑量復合型β-甘露聚糖酶對仔豬血清中UN、IgA和IgG含量無顯著影響，但尿素氮有降低趨勢，表明斷奶仔豬對蛋白質的利用增強，但呂秋鳳等（2011）研究表明日糧添加復合酶制劑可提高斷奶仔豬后期血清中IgA含量[15]，這可能與酶的添加劑量、組成等有關，其具體原因有待進一步深入研究。

4 結論

①將酸性β-甘露聚糖酶、中性β-甘露聚糖酶以50∶50的酶活比例組成的復合型β-甘露聚糖酶對仔豬日糧有最佳的作用效果；

②復合型甘露聚糖酶在仔豬日糧中的添加量在4 000～6 000 U/kg時，能顯著提高仔豬的生長性能，降低仔豬腹瀉率，并顯著提高血清中血糖和總蛋白含量，促進機體代謝。