摘 要：小麥中的主要抗營養因子是阿拉伯木聚糖，其作用主要表現為增加動物消化道食糜粘度。日糧中添加以木聚糖酶為主的復合酶，可有效消除其抗營養作用，提高豬的生產性能。本文就近幾年來，國內外學者對木聚糖酶在豬飼料中的研究與應用作一綜述。 關鍵詞：木聚糖酶 豬飼料 研究與應用? 在傳統飼料的玉米－豆粕型日糧中，玉米作為主要的能量飼料，常占到日糧配方組成的６０％左右。目前養豬生 產中出現了玉米等能量飼料的短缺，因而必須充分地開發和利用我國資源豐富的麥類谷物和糠麩。另外，中國已加入世貿組織，國外低價格小麥、大麥產品即將涌入中國市場，將進一步刺激木聚糖酶的市場需求。同時，隨著我國飼料安全工程的啟動和實施，抗生素等產生殘留，抗藥性和污染環境的飼用添加劑的使用將受到限制，被逐步禁用或淘汰，而飼用酶制劑作為無殘留，無抗藥性又不污染環境的促生長添加劑，將會得到大力推廣使用。 １ 木聚糖酶的作用機理 谷物籽實中都會含有一定量的抗營養因子非淀粉多糖（ＮＳＰ），ＮＳＰ分為可溶性ＮＳＰ（ＳＮＳＰ）和不可溶性ＮＳＰ（ＩＮＳＰ），影響動物對養分消化率的ＮＳＰ主要是ＳＮＳＰ。小麥、麥麩、米糠中的ＳＮＳＰ主要是木聚糖。眾多研究表明，酶制劑能消除ＮＳＰ的抗營養作用，主要是ＮＳＰ酶將ＮＳＰ降解為小分子，從而改變ＮＳＰ的抗營養特性。 木聚糖酶是專一降解木聚糖的復合酶，主要是由β－１，４－Ｄ－內切木聚糖酶和β－１，４－Ｄ－外切木糖甘酶組成，此外，還有一些脫支鏈酶。木聚糖酶破壞木聚糖分子中的共價交聯（阿拉伯糖殘基取代區）及通過氫鍵形成的連接區（主鏈上的非取代區），使木聚糖的水溶性及粘性大大下降，從而降低對腸道的負作用。 １．１ 降低胃腸道食糜的粘性 Ｄｅ Ｓｉｌｖａ?１９８３?報道，木聚糖被酶分解為小分子后，隨著自身粘性的降低，腸道內容物的粘性也隨之降低。從而提高內源消化酶的擴散速率，并降低了其與小腸粘膜的有效作用，最終提高養分的消化吸收效率。馮定遠等（２０００）報道，在豬日糧中加入木聚糖酶能使干物質消化率提高１１．３％。 １．２ 能夠提高內源性消化酶的活性，促進養分的消化吸收 木聚糖的粘稠性主要是由連接在主鏈Ｏ２和Ｏ３上的阿拉伯殘基分子引起的。豬消化道內容物粘度增加后，減緩了食糜通過腸道的速度，降低了養分的同化速度，從而使豬生產能力下降。食糜粘度增加，減緩養分從細胞中的溶出速率，降低了養分與內源酶的相互作用，同時高粘性的木聚糖與養分競爭內源酶，阻礙了底物與酶的結合，使養分消化速度減緩。此外，高親水性的非淀粉多糖與腸粘膜表面的多糖蛋白復合物相互作用，使粘膜表面不動水層加厚，從而影響了養分的主動擴散。木聚糖酶把結構復雜的木聚糖分解成木寡糖和單糖，促進底物與內源酶結合，從而提高內源酶活性，木聚糖酶同時使粘膜表面不動水層變薄，促進養分的消化吸收。 １．３ 破壞細胞壁結構 木聚糖是細胞壁的構成成分之一，木聚糖酶通過降解木聚糖來打破細胞壁的堅固結構，包裹在里面的養分由此釋放出來，從而提高這部分養分的消化率。 １．４ 減少腸道微生物數量，有利于豬的健康 木聚糖酶使木聚糖粘性降低后，食糜的排空速度也提高了，降低了小腸內的發酵，抑制了厭氧微生物菌落的生長，降低腸道疾病的發生率。同時消化道糖濃度的降低也利于水、蛋白質、脂類、電解質的內源分泌，從而使消化道功能得到改善。此外，木聚糖的物理特性也抑制了膽酸的分泌，從而使脂肪代謝得以順暢，Ｃｏｌｌｎｉｓｈ等（１９９９）試驗發現，木聚糖酶能降低回腸和結腸中的致病性大腸桿菌和Ｃ．ｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ的數量。 ２ 木聚糖酶在豬飼料中的應用 研究表明，木聚糖酶添加到日糧中能提高豬對高纖維飼料的利用率，改善健康狀況，緩解飼料資源短缺的情況，并可提高生長豬淀粉、粗蛋白質的回腸消化率，但不影響各營養指標的糞表現消化率。白亮亮（１９９９），程偉（１９９８），馮定遠（１９９７）研究報導，在２０ｋｇ～６０ｋｇ生長育肥豬的次粉或小麥日糧中添加５％木聚糖酶制劑可提高日增重和飼料轉化率，降低腹瀉頻率，使健康狀況得到明顯改善。Ｐｒｏｋｏｐ（１９９９）報道，木聚糖酶和蛋白酶制劑應用于仔豬，能提高仔豬日增重，降低仔豬死亡率，且能使蛋白質消化率提高３％，氨基酸濃度提高３％～５％（Ｐ＜０．０１），纖維消化率提高１７％?Ｐ＜０．０１），氮利用率提高１０％?Ｐ＜０．０１），蛋白質沉積率提高９％?Ｐ＜０．０１）。許梓榮等?１９９９?在研究木聚糖酶的復合酶制劑?ＧＸＣ?對５６日齡仔豬消化性能的影響時發現?在含３５％麥麩的飼糧中添加ＧＸＣ３０ｍｇ／ｋｇ?可使干物質、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分的表現消化率顯著提高，腸內容物粘度，糞中大腸桿菌數和腹瀉率下降，胃、胰、小腸的相對重量下降，十二指腸內容物總蛋白水解酶和α－淀粉酶活性上升，小腸微絨毛高度增加，均勻一致且數量多。Ｓｃｈｏｌｔｅｎ等（１９９７）報道，給斷奶仔豬飼以小麥與麥麩混合日糧的同時添加木聚糖酶和β－葡聚糖酶，斷奶以后前３周酶的添加對死亡率無影響，３周后腹瀉率有所降低。但添加木聚糖酶對豬生產性能的影響報道不一，Ｔｈａｃｋｅｒ等（１９９１、１９９２）研究表明，在小麥、大麥、燕麥日糧中加木聚糖酶無效果。 ３ 木聚糖酶研究方向及應用前景展望 ３．１ 木聚糖酶的基因工程 在自然界，木聚糖酶廣泛存在于真菌和細菌中，隨著基因工程技術的發展，利用生物反應器生產木聚糖酶，運用基因工程技術在分子水平上對木聚糖酶基因進行分子改造，可望解決一些木聚糖酶活性（如抗逆性、ＰＨ值、熱穩定性等）低的應用缺陷。自１９８３年以來，木聚糖酶基因的分子克隆和表達已取得很大進展，通過構建基因載體及特殊受體菌株等手段成功地使一些木聚糖酶基因得到高效表達。目前，研究外源木聚糖酶基因的表達和調控機制的受體菌株主要為Ｅ．ｃｏｌｉ．。Ｔｒｅｍｂｌａｙ等?１９９３?將枯草桿菌的木聚糖酶基因，通過ＰＭＫ３質粒克隆到大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌中表達，結果大腸桿菌不能分泌木聚糖酶，必須依賴細胞的分裂而釋放。而蠟樣芽孢桿菌能正常分泌該酶。兩種細菌產生的木聚糖酶表現相同的功能。Ｄｅｎａｌｄａ?１９９４?將厭氧菌的耐熱木聚糖酶基因，通過酵母載體ＤＦＬＡＧＵ２導入到啤酒酵母中，從而使該酵母在生長過程中分泌木聚糖酶。目前木聚糖酶基因分子克隆工作已把宿主菌從大腸桿菌等原核生物擴展至酵母、木霉、曲霉等真核生物。 ３．２ 應用前景展望 現在豬飼料多為顆粒料，在制粒過程中有一個短暫的高溫過程，溫度在７５℃～９３℃，一般木聚糖酶在此高溫下會大幅度地降低活性，因此能在飼料中真正推廣利用的木聚糖酶必須具有良好的熱穩定性；另一方面飼料中的木聚糖酶最終的作用場所是豬正常體溫（３７℃）的胃腸中，木聚糖酶必須在常溫下具有較高活性。因此如何解決在制粒高溫和動物正常體溫下，使酶同時具有較高活性是目前飼用木聚糖酶制劑應用的關鍵性技術。這些方面已進行了許多富有成效的研究，目前采用的辦法就是對酶進行再加工處理，對酶進行包衣而免受高溫破壞，包衣在豬胃中可被消化而釋放出酶。此技術缺點是加工成本較高。目前木聚糖酶尚待進一步研究探明的問題主要有： ３．２．１西歐主要以大麥作為能量飼料，而我國的能量飼料以玉米為主，因而有些進口酶制劑不適合應用于我日糧添加劑，且飼料中木聚糖含量測定不能僅僅根據國外數據，而要加強自身測定工作，建立可靠的數據庫。 ３．２．２盡管近年來，已從嗜溫微生物中發現多種耐高溫木聚糖酶，但酶的活性及耐熱性、抗酸性等性能需在篩選合適菌種的基礎上應用現代生物技術進一步提高。 ３．２．３木聚糖酶是一種誘導酶，不同菌種，不同的誘導物所產生的酶系差別較大，目前，酶活性測定方法很不統一，需進一步改進，統一規范。
