羅媛+李孟偉+陳清華

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院長沙410128）

摘要：α-半乳糖苷酶是一種新型飼用酶制劑，能催化α-D-半乳糖苷末端非還原性α-D-半乳糖殘基，有效降低α-半乳糖苷的抗?fàn)I養(yǎng)作用。本文就α-半乳糖苷酶在家禽飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：α-半乳糖苷酶；禽料生產(chǎn)；應(yīng)用

我國的動物日糧中多以植物性飼料原料為主，但這些飼料原料中含有以水蘇糖、棉籽糖為主的α-半乳糖苷類抗?fàn)I養(yǎng)因子，對家禽的健康和生長有著一定的影響。此外，單胃動物不能分泌消化該類物質(zhì)的α-半乳糖苷酶，其只有通過微生物發(fā)酵才能利用這類物質(zhì)。而α-半乳糖苷進(jìn)入大腸后，經(jīng)腸道微生物發(fā)酵利用后產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸和各種氣體會使動物腸胃脹氣、腹痛、腹瀉、惡心和厭食等，同時，一些低聚糖還會刺激腸道蠕動，加快飼料通過消化道的速度以減少食糜在消化道停留的時間，進(jìn)而影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。特別是豆粕中的α-半乳糖苷含量，高達(dá)5%～7%，是玉米-豆粕型日糧中最主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子。而有研究報道，將α-半乳糖苷酶作為一種外源酶添加到飼料中，可有效促進(jìn)飼料原料中α-半乳糖苷物質(zhì)的分解，消除由該類物質(zhì)引起的抗?fàn)I養(yǎng)作用，并提高飼料中營養(yǎng)素的利用率，為機(jī)體提供更多的能量和促進(jìn)腸道有益微生物的增殖。本文就α-半乳糖苷酶在家禽飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1α-半乳糖苷的抗?fàn)I養(yǎng)作用

α-半乳糖苷是由1個蔗糖分子與1個或2個半乳糖分子通過α-1，6-糖苷鍵連接而成的一種低聚寡糖類物質(zhì)，主要分布于植物葉片或種子中。該物質(zhì)具有良好的熱穩(wěn)定性，一般的加工方法不能使其失活。其抗?fàn)I養(yǎng)作用機(jī)理主要在于：增加小腸內(nèi)容物的滲透性和液體的保持力，以降低營養(yǎng)物質(zhì)的水解作用；由于營養(yǎng)物質(zhì)水解作用減弱，因而使小腸內(nèi)容物的量有所增加，刺激到小腸的蠕動反射，從而增加腸道內(nèi)飼料運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，影響機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的充分吸收；其經(jīng)后腸段在腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生的各種氣體，易引起腸胃脹氣、惡心和厭食等不良反應(yīng)，而使畜禽的采食量下降。

2α-半乳糖苷酶的特性研究

α-半乳糖苷酶（α-galactosidase，α-Gal，EC3.2.1.22）又稱蜜二糖酶、α-D-半乳糖苷水解酶或α-半乳糖苷水解酶、α-半乳糖苷酶A，是廣泛存在于自然界的一種外切糖苷酶；其能專一性地催化多糖、糖脂、糖蛋白中糖鏈末端的α-1，6半乳糖苷鍵水解，既可水解蜜二糖、棉籽糖、水蘇糖和毛蕊花糖等低聚糖，又可水解含α-半乳糖苷鍵的雜多糖，如半乳甘露聚糖、槐豆膠、瓜爾豆膠。該酶在人、動植物體以及微生物中廣泛存在，目前都是從許多原核和真核生物中分離純化得到。

不同來源和方法制得的α-半乳糖苷酶，其理化性質(zhì)各不相同。從唾液乳桿菌XH4B提純到的α-半乳糖苷酶在檸檬酸緩沖液中的最適pH為5.5，反應(yīng)溫度為52℃；由細(xì)菌分泌的最適pH范圍為6.5～7.5，最佳反應(yīng)溫度為37～40℃；而由絲狀真菌及酵母菌分泌的最適pH范圍則為4.5～8.0，溫度一般為50～60℃。并且，底物不同，其最適pH也會不同，如咖啡豆來源的α-半乳糖苷酶對于人工底物pNPG，pH為6.4；而對于蜜二糖、蜜三糖或水蘇糖等天然底物，最適pH會降到3.6～4；另外，α-半乳糖苷酶對于α-D-半乳糖苷鍵具有較廣泛的底物專一性，咖啡豆的α-半乳糖苷酶不僅能夠水解pNPG、蜜二糖等分子量較低的底物，而且能夠水解寡糖（如水蘇糖）和多糖（如半乳甘露聚糖）等分子量較高的底物。

3α-半乳糖苷酶在家禽飼料中的應(yīng)用研究

3.1α-半乳糖苷酶對家禽飼料養(yǎng)分利用率的影響

α-半乳糖苷酶，既可使日糧中的常規(guī)營養(yǎng)成分分解為小分子物質(zhì)，易于胃腸道的消化和吸收，還可使日糧中的抗?fàn)I養(yǎng)因子降低或消除，改善家禽對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。戴求仲等用黃羽肉雞為試驗材料，結(jié)果表明添加α-半乳糖苷酶制劑的各組日糧的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率均有不同程度地提高；Igbasan等研究發(fā)現(xiàn)，在豌豆日糧中單加入果膠酶沒有明顯效果，但將果膠酶和α-半乳糖苷酶同時加入飼料中，肉雞的生長速度和日糧的利用效果均有提高；王苑等報道，使用酶制劑和酶制劑配伍微生態(tài)制劑可顯著增加營養(yǎng)物質(zhì)消化率，且酶制劑與微生態(tài)制劑具有良好的協(xié)同作用，對提高肉雞營養(yǎng)物質(zhì)消化率的效果優(yōu)于單純使用酶制劑。日糧中加入的α-半乳糖苷酶，一方面，可能減少了α-半乳糖苷類物質(zhì)的干擾，使得飼料養(yǎng)分利用率有所提高；另一方面，其可能與機(jī)體消化道中的各種內(nèi)源消化酶協(xié)同作用，而促進(jìn)營養(yǎng)素的合理分配，進(jìn)而提高動物的生長性能。

3.2α-半乳糖苷酶對家禽生長性能的影響

肉雞生長早期，內(nèi)源酶分泌相對不足可能會限制動物的生長，而許多研究表明，外源酶的添加可以補(bǔ)充內(nèi)源酶分泌的不足，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，促進(jìn)家禽生長。在飼料中添加外源性的α-半乳糖苷酶制劑，可消除α-半乳糖苷類抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，改善腸道微生物環(huán)境，提高動物生產(chǎn)性能，降低飼料成本。Pubols等以玉米和豆粕（含34.4%）為基礎(chǔ)日糧，發(fā)現(xiàn)第1周添加α-半乳糖苷酶的雞平均日增重增加；馬慧慧等兩次研究發(fā)現(xiàn)，在玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加一定量的α-半乳糖苷酶有利于提高AA肉雞的生長性能，且以0.1～0.2g/kgα-半乳糖苷酶添加水平較好；Graham等研究結(jié)果表明，與未經(jīng)處理的豆粕相比，用α-半乳糖苷酶處理后的豆粕飼喂雞可使糞便中棉籽糖和水蘇糖分別減少69%和54%，凈代謝能和生長性能都有明顯增加（p<0.05）。Fontana等報道，在肉雞玉米-豆粕型日糧中添加以α-半乳糖苷酶為主的復(fù)合酶，可使飼料效率提高1%～10%，胴體產(chǎn)量提高10%～20%，腹脂率降低10%～20%，表明α-半乳糖苷酶促進(jìn)了營養(yǎng)素的合理分配，有節(jié)省蛋白質(zhì)合成氨基酸、提高瘦肉率的作用，這可在一定程度上降低飼料成本。由此可見，α-半乳糖苷酶制劑添加到玉米-豆粕型日糧中，能有效降解α-半乳糖苷類抗?fàn)I養(yǎng)因子，釋放出易于被機(jī)體吸收的物質(zhì)，而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用，進(jìn)而改善動物的生長性能。

3.3α-半乳糖苷酶對家禽腸道微生物菌群的影響

家禽腸道微生物區(qū)系的相對穩(wěn)定，是保證動物健康生長的前提。植物性飼料，特別是餅粕類籽實含有不易被破壞的抗?fàn)I養(yǎng)因子如α-半乳糖苷類物質(zhì)，一般的加熱方法很難將其降解，并且，如果這些物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)達(dá)到一定量時將不能被微生物充分分解，以致聚集在腸道內(nèi)，影響到腸道微生物的生長和繁殖。而α-半乳糖苷酶制劑的添加能促使腸道有益菌的增長，抑制有害菌的繁殖，從而為動物生長性能的提高提供一個有利的環(huán)境條件。戴求仲等在后腸微生物分析中發(fā)現(xiàn)，日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑能顯著降低后腸大腸桿菌數(shù)（P<0.05），增加雙歧桿菌數(shù)和乳酸菌數(shù)（P< 0.05），其中大腸桿菌數(shù)隨α-半乳糖苷酶添加量的增加呈遞減趨勢，除此之外，馬慧慧、潘寶海等也有相似報道。

4小結(jié)

植物性蛋白飼料中含有的相當(dāng)高的α-半乳糖苷，會阻礙家禽對營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用，對動物機(jī)體的生長性能和健康狀況產(chǎn)生負(fù)面影響。而在飼料中加入α-半乳糖苷酶，可消除該類物質(zhì)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。隨著科技的迅速發(fā)展和轉(zhuǎn)基因技術(shù)在微生物中的廣泛應(yīng)用，α-半乳糖苷酶將在飼料工業(yè)和動物生產(chǎn)中擁有十分廣闊的應(yīng)用前景。