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行业研究
β-葡聚糖酶在动物饲料中的应用

一,β-葡聚糖的结构与性质

玉米-豆粕型日粮是我国应用较为普遍的一种动物饲料类型。玉米是最常用也是用量最大的一种能量饲料。在玉米价格较高或供应不足时,人们会考虑用适量大麦替代玉米提供部分能量。与玉米相比,大麦中含有较高比例的非淀粉多糖(NSP),且主要是β-葡聚糖。β-葡聚糖含量约占大麦籽粒的10.5%。β-葡聚糖是植物细胞壁的重要组成部分,与纤维素、半纤维素、木质素以及少量的伸展蛋白通过共价键或次级键相互交联在一起。将大分子的营养物质包裹在植物细胞壁中,形成坚固的营养屏障,阻碍动物对营养物质的消化吸收。β-葡聚糖溶于水形成高粘度溶液。日粮中大麦添加比例过高将使消化道内食糜粘度显著增加,阻碍营养物质的释放与扩散,降低消化酶活性,降低营养物质的消化吸收,并产生粘粪和有害气体污染养殖环境,降低动物生长速度和健康水平。β-葡聚糖是大麦中主要的抗营养因子也是降低大麦营养价值的首要因素。

β-葡聚糖主要存在于大麦胚乳和大麦糊粉层细胞壁中。大麦胚乳细胞壁由75%β-葡聚糖、20%阿拉伯木聚糖和其他一些纤维素、葡甘露聚糖等组成,大麦糊粉层细胞壁中β-葡聚糖占26%,阿拉伯木聚糖占67%。对β-葡聚糖结构化学的研究表明,β-葡聚糖是由超过1200个D-葡萄糖单元通过β-1,3-糖苷键和β-1,4糖苷键混合连接而成的高分子线性葡萄糖聚合物。β-葡聚糖分子中D-葡萄糖单元通过β-1,4糖苷键连接形成许多纤维三糖基和纤维四糖基,这些纤维三糖或纤维四糖再通过β-1,3糖苷键连接,其中β-1,3糖苷键和β-1,4糖苷键分别约占30%和70%。β-葡聚糖由于分子中存在β-1,3糖苷键,使其内部结构比较松散,使β-葡聚糖部分溶于水,并产生较高的粘性;另一部分β-葡聚糖分子中由于存在连续的β-1,4糖苷键而难溶于水,这与完全由β-1,4糖苷键连接形成的纤维素的结构是不同的。因此β-葡聚糖分为水溶性β-葡聚糖和非水溶性β-葡聚糖。水溶性β-葡聚糖占大多数,其溶解性受分子中β-1,3糖苷键含量和聚合度的影响。水溶性β-葡聚糖中β-1,3糖苷键与β-1,4糖苷键含量之比约为1:2.5~2.6,而非水溶性β-葡聚糖中β-1,3糖苷键与β-1,4糖苷键含量之比约为1:4.2。水溶性β-葡聚糖中约90%由β-1,3糖苷键连接起来的纤维三糖或纤维四糖构成,剩余的10%由β-1,3糖苷键连接的10个或10个以上β-1,4糖苷键组成的部分构成。β-葡聚糖分子量一般为4.4×104~3.0×106 ,呈白色。无味无臭,pH值中性,对热稳定,不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂,可溶于稀酸和稀碱溶液。水溶性β-葡聚糖在水中溶解形成高粘性溶液。浓度越高粘度越大。高浓度β-葡聚糖会形成网状结构,吸收其周围的水分子,降低周围环境的流变特性。β-葡聚糖的表层带负电荷,在溶液中极易与带正电荷的营养物质结合。影响营养物质的吸收。β-葡聚糖还能吸附Ca2+Zn2+ Na+等金属离子,造成这些物质的代谢受阻。

二,β-葡聚糖酶在动物饲料中的应用

反刍动物能够借助瘤胃微生物消化利用β-葡聚糖。单胃动物

由于自身不能分泌β-葡聚糖酶,因此β-葡聚糖酶主要在单胃动物饲料中添加使用。β-葡聚糖酶多与木聚糖酶、纤维素酶等其他非淀粉多糖酶配合成复合酶使用。

三,研究综述

王振来等研究了添加β-葡聚糖酶的复合酶对仔猪生长、消化和胴体组成的影响,结果表明试验组日增重提高了6.79%。采食量提高了2.22%,料肉比降低了3.83%,粗蛋白表观消化率提高了7.70%。干物质表观消化率提高了4.28%,粗纤维表观消化率提高了9.61%,能量、粗脂肪和粗灰分的表观消化率分别提高了7.82%、30.83%和29.44%,试验组粪中大肠杆菌含量降低了77.69%。腹泻率降低48.91%,回肠内容物粘度降低了25.77%。 

Tsai等研究了玉米DDGS饲粮添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶对保育猪生产性能和养分利用率的影响。结果发现试验组日增重提高了6.6%,干物质消化率提高了1.4%,能量消化率提高了5.5%,粗蛋白质消化率提高了5.9%。

何维海等研究了添加β-葡聚糖酶的复合酶对生长猪生长性能的影响,结果表明饲料转化率提高了1.42%。李春燕等刚通过在肉鸡日粮中添加β-葡聚糖酶探讨其对肉鸡生产性能的影响,结果表明试验组A和试验组B日增重分别提高了10.45%和15.31%,料肉比分别降低了9.64%和10.84%。同时改善了鸡只的腹泻情况,提高了鸡的免疫力。降低了死淘率。

郭学义等研究结果表明,在肉仔鸡日粮中以小麦替代40%玉米并添加β-葡聚糖酶和木聚糖酶,可以取得同玉米一豆粕型日粮相同的饲喂效果。

漆雯雯等研究了β-葡聚糖酶对蛋鸡产蛋性能和蛋品质的影响,结果表明以小麦代替蛋鸡日粮中40%~80%的玉米并添加β-葡聚糖酶和木聚糖酶,对蛋鸡的采食量、体重、产蛋性能和蛋品质无影响,但破壳蛋率和蛋黄颜色下降。

高春生等研究了β-葡聚糖酶对草鱼生长性能和饲料消化率的影响。结果表明草鱼平均增重率提高了16.51%,平均饵料系数降低了6.59%,干物质消化率提高了7.27% ,粗蛋白消化率提高了7.32%,粗脂肪消化率提高了2.45%,粗纤维消化率提高了13.60%。

徐国武等研究了β-葡聚糖酶对鲤鱼生长性能和饲料消化率的影响。结果表明鲤鱼增重率提高了18.62%,饲饵系数降低了5.6% ,粗蛋白利用率提高了5.08% ,粗脂肪利用率提高了5.45% 。

程会昌等研究结果表明,日粮中添加β-葡聚糖酶后黄河鲤鱼的平均增重率提高了22.19%,平均饵料系数降低了7.27%,干物质消化率提高了5.51%,粗蛋白消化率提高了6.72%,粗脂肪消化率提高了9.91% ,粗纤维消化率提高了23.68%。

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