饲料外源酶与动物内源消化酶的互作效应及机制研究

饲料外源酶与动物内源消化酶的互作效应及机制研究

 南京农业大学动物科技学院/王恬   蒋正宇   周岩民   张莉莉

消化道的发育程度决定了动物的生长速度，消化道发育主要表现在消化器官组织形态上的变化和消化生理功能上的成熟。消化功能的发育，很大程度上通过增加胰腺、肝脏及肠黏膜合成或分泌的消化液量、酶活性来实现。其中，胰液中含有降解主要营养物质的各种酶类，如胰淀粉酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、胰脂肪酶和辅脂酶，具有动物消化食物最主要、消化力最强的酶系，其活性高低与动物的消化机能直接相关；胰液酶系的活力强弱被认为是衡量机体营养物质消化能力的极佳指标(Krogdahla等，1989)，也是动物营养学许多试验研究的主要酶类.

Lee等(1984)报道，随着日粮蛋白质的增加，日粮蛋白质消化率与糜蛋白酶活性呈正相关(r=0.998).阮晖等(2001)肉鸡试验也表明，日增重与小肠内消化酶(总蛋白水解酶、脂肪酶、淀粉酶)活性呈正相关(r=0. 745、0.780、O.825)。动物消化道酶分泌量不足和酶活性偏低在很大程度上限制了营养物质的消化，影响动物生长和生产性能潜力的发挥。许多试验证实，饲用酶可促进动物生长，改善饲料效率，但一些研究结果也表明，添加外源消化酶未见有明显的效果，甚至降低了动物的生产性能(Marsman等，1997；Simbaya等，1996；Tetsuya等，2002)。进一步研究发现外源酶能影响动物消化酶的分泌，并可改变其活性。因此，本文探讨饲料外源酶与动物内源消化酶的互作效应，并分析其可能的作用机制，为进一步研究饲料酶制剂作用机理和合理应用提供参考依据。

1 外源酶与消化道内酶活性

饲料酶制剂是一类能直接参与养分消化过程的饲料添加剂，它们的添加使用可能影响动物内源消化酶的分泌与生物活性。

1.1 外源性非消化酶与内源酶活性

非消化酶类通过破裂植物细胞壁，释放养分，或者消除饲料中抗营养因子对肠道、胰腺、肝脏等消化腺合成和分泌的不利作用，影响消化道内酶活性，这方面的报道以NSP 酶为主。Almirall等(1995)肉鸡试验表明，大麦饲粮中添加B-葡聚糖酶能明显提高小肠淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性。在整粒大麦日粮中添加木聚糖酶也发现，糜蛋白酶和脂肪酶的活性得到显著提高(Engberg等，2004)。但在仔猪日粮中添加NSP 酶，十二指肠内容物中总蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性均显著降低(幅度分别为57.56%，76.08%，69.03%和40.22%)( Li等，2004)。但Jes-sen等(1996)报道，大麦日粮中添加B-葡聚糖酶明显提高了糜蛋白酶的活性。可见，就肠道内消化酶活性所受的影响而言，猪和禽上的试验结果并不一致。姚建国(2001)和奚刚等(1999)总结了外源酶对内源酶活性的影响后均认为，日粮类型和动物种类是影响外源酶对内源酶活性的主要原因。大鼠试验发现热性多糖饲喂量增加引起胰液分泌量和胰酶活性显著增加(Ikegami等，1990), 体外实验也表明NSP对脂肪酶和淀粉酶活性有抑制作用(于旭华等，2001；刘强，1998)。

因此，在黏性谷物饲粮中添加NSP酶可减轻NSP对肠道消化酶的抑制作用，增加了肠道内消化酶的活性，也能消除胰腺增生和代偿性分泌，可能降低肠道内消化酶的总活性。在装有胰腺瘘管鹅的试验中也发现，饲喂粗酶制剂后，胰腺胰液分泌速率降低，胰淀粉酶活性下降，但胰蛋白酶活力显著提高，十二指肠食糜的淀粉酶活性升高(艾晓杰等，2001)。高峰(2001)也证实小麦日粮添加酶制剂后，肉仔鸡21日龄胰腺淀粉酶活力显著下降(P<O.05)。但Paul等(2004)在添加单宁的玉米豆粕型肉鸡日粮中同时添加复合酶和Jessen等(1998)在大麦型仔猪日粮中添加β-葡聚糖均未影响胰腺胰蛋白酶、淀粉酶活性。外源非消化酶对胰腺酶活性的影响更为复杂。

1.2 外源消化酶与内源酶活性

一般认为，外源性消化酶，如淀粉酶、蛋白酶等，可弥补在幼龄、老年、应激或疾病状态下，动物消化道内源酶分泌不足，协助消化，提高养分利用率。奚刚等(1999)在丝毛乌骨鸡玉米豆粕型日粮中添加中性蛋白酶，提高了37日龄和67日龄内源性胃蛋白酶、胰蛋白酶、总蛋白酶和胰淀粉酶的活性。Ritz等(1995)在玉米-豆粕型火鸡日粮中添加淀粉酶试验发现，肠道淀粉酶活性在7～10，16～28及46日龄以后的较长时间内高于对照组。耿丹等(2003)试验也表明，在日粮中添加0.5%蛋白酶和а-淀粉酶的复合酶，小肠蛋白酶和淀粉酶活性分别提高了41.3%(P<0.05)和36.7%(P<0.05)。但Mahagna等(1995)报道，在高粱日粮中添加淀粉酶和蛋白酶，降低了小肠内容物中淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性。可见，试验结果不一，由于在消化道中，外源消化酶和内源酶难以分清，酶的生物活性极不稳定性以及研究方法的局限性，外源消化酶和内源酶之间关系尚不十分清楚。但多数试验发现，在玉米-豆粕型或高粱型日粮中添加外源消化酶降低了胰腺的消化酶活性 (Mahagna 等， 1995