_甘露聚糖酶之国内外最新研究概况
－甘露聚糖酶之国内外最新研究概况
徐红蕊
（河南海润集团
河南郑州
４５００４５）
甘露聚糖类物质作为半纤维素的第二大组分，广泛分布于自然界中。它是所有豆科植物细胞壁的主要组成成分，在其他植物性饲料原料中含量也很高，如玉米、小麦、菜籽粕和麸皮等。
和臭气物质氨气和硫化氢的产生。β－甘露聚糖酶是微生物的发酵产物，降解后的主要成分是碳水化合物，对动物机体没有不良影响，但却可以作为营养物质被动物机体利用，从而提高了饲料的利用价值，也不会对环境造成污染。β－甘露聚糖酶对动物无任何毒副作用、无残留、无抗药性，符合“天然”或“绿色”添加剂的要求，正可作为抗生素的替代品被应用，因此它属于环保型饲料添加剂，符合畜牧业推行清洁生产的对策。
β－甘露聚糖酶（ｅｎｄｏ－１，４－β－ｍａｎｎａｎａｓｅ）是
一种新型的酶制剂，属于一种半纤维素酶类，它除具有一般非淀粉多糖（ＮＳＰ）酶类的作用－降解ＮＳＰ，降低肠道粘度，促进营养物质的消化和吸收外；近来很多研究表明，β－甘露聚糖酶还是一种多功能的促生长剂，因为它可以促进类胰岛素生长因子ＩＧＦ－Ｉ的分泌，促进蛋白质的合成，提高瘦肉率；同时，它还可消除豆类中富含的β－甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰，极大提高饼粕尤其是豆粕的能量消化率。本文就近年来国内外对β－甘露聚糖酶的最新研究情况作一概述。
２β－甘露聚糖酶的积极作用
新饲料杂志（２００６）报道了来源于国家“８６３”高技术课题的“β－甘露聚糖酶生产技术”的情况，指出甘露聚糖类物质是自然界中半纤维素的第二大组分，在饲料原料中分布广泛，对畜禽是一种抗营养因子。甘露聚糖酶能水解甘露聚糖类物质生成甘露寡糖，对动物的生长发育具有一系列积极作用。（１）促进动物生长，提高动物的饲料转化效率；（２）促进饲料消化，改善动物肠道微生物生态，改善动物体的健康状况；（３）降解甘露聚糖类物质，降低消化道内容物粘度，减少粪便排泄，减轻环境污染；（４）可以提高微量元素的生物利用率；（５）其降解产物甘露寡糖可促进动物肠道有益菌的生长；（６）
１研究应用β－甘露聚糖酶的现实意义
近十多年来，我国畜牧业得到了快速发展，但畜牧业带来的环境污染问题也日益突出，并已引起中央及地方各部门的高度重视。温家宝总理在十届人大二次会议上的政府工作报告中提出：“大力发展循环经济，推行清洁生产”。因此，畜牧业推行清洁生产，将污染整体预防战略持续地应用于畜牧生产全过程，在提高畜牧业产值的同时减少污染物排放，降低畜牧业对环境和人类的危害，又要为人类提供安全、健康的畜禽产品，增强畜禽养殖业在国际市场中的竞争力。畜牧业推行清洁生产的对策之一是推行有效的治污措施－开发使用低污染日粮。向日粮中添加酶制剂以提高蛋白质和氨基酸的利用率，减少氮的排出
β－甘露聚糖酶及其降解产物甘露寡糖可正向刺
激机体免疫活性，增强机体地免疫力；（７）降解产物甘露寡糖还能够吸附真菌毒素，减少抗生素等化学药物的使用。
３β－甘露聚糖酶的研究概况
早在上世纪初就有关于分解植物甘露聚糖的
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报道，但直到七十年代，β－甘露聚糖酶的研究才逐渐深入起来。尤其是近几十年来对半纤维素资源的开放和甘露聚糖益生价值的发现，以及
粕的利用率。
Ｄａｓｋｉｒａｎ等（２００４）报道，β－甘露聚糖能显
著降低肉鸡的生长速度和增加料肉比。随后
β－甘露聚糖酶诸多用途的发现，大大推动了β－
甘露聚糖酶研究的发展。１９５８年，Ｃｏｕｒｔｉｏｓ第一次报道了能产生β－甘露聚糖酶的真菌。１９６０年，Ｗｉｌｌｉａｍ和Ｄｏｅｔｓｃｈ报道了细菌产生的β－甘Ｄａｓｋｉｒａｎ等（２００４）又做了进一步的研究，表明β－甘露聚糖酶通过降解β－甘露聚糖改善了肉鸡
的料肉比和减少了水料比及干粪排出量。Ｗｕ等（２００５）研究了β－甘露聚糖酶对饲喂玉米－豆粕露聚糖酶。１９６５年，Ｒｅｅｓｅ和Ｓｈｉｂａｔａ提出了β－甘露聚糖酶的概念和定义，为以后的研究打下基础。七十年代后，大量β－甘露聚糖酶的产生菌株被筛选、诱变，研究培养基成分特别是碳源对酶产生的影响，进行多糖结构的分析。同时，许多不同来源的β－甘露聚糖酶被分离纯化，对酶的基本性质的研究取得了较大发展。上世纪九十年代的研究已证明，经甘露聚糖酶水解甘露聚糖产生的低聚糖为功能性糖类，在胃肠中不能被消化，但可以被人体和动物体肠道中的有益细菌双歧杆菌吸收，促进其增殖，而抑制有害菌生长，由此改善肠道内菌群组成，增进消化系统功能，维护机体健康。因此，自九十年代以后，甘露聚糖酶及其酶法制取低聚糖的应用性研究引起人们极大关注。
４
β－甘露聚糖酶在畜禽养殖业中的研究应用
４．１
β－甘露聚糖酶在养鸡业中的研究应用
肉鸡日粮中植物性原料占相当大的比例，在植物性原料中，蛋白质、淀粉等营养成分往往被细胞壁包被，除草食动物外，其他动物缺乏或不能分泌破解细胞壁的酶类，在饲料加工过程中，仅有少量的细胞壁被打碎。这就极大地限制了动物对其中营养物质的利用。植物细胞壁是由纤维化多糖－纤维素为骨架，与由各种不同的戊糖和己糖构成的半纤维素果胶类及少量蛋白质结合而成。使用适当的酶制剂可以摧毁植物性细胞壁，释放胞内养分，部分降解纤维素、半纤维素和果胶类物质，改善饲料和营养价值，提高消化率。在美国，对产蛋母鸡来说，玉米－豆粕型日粮是最普通的日粮类型，因为豆粕含有β－甘露聚糖和它的衍生物如β－半乳甘露聚糖和β－甘露聚糖葡甘露聚糖，添加β－甘露聚糖酶可以改善豆
型日粮商业来亨鸡生产性能的影响，在该试验中，配制了３个日粮，日粮１（高能量日粮）的代谢能含量是２９５１ｋｃａｌ／ｋｇ，这比日粮２（低能量日粮，补充β－甘露聚糖酶）和日粮３（低能量日粮，不添加β－甘露聚糖酶）高１２０ｋｃａｌ／ｋｇ。研究结果表明：饲喂低能量补充β－甘露聚糖酶日粮组的总平均饲料转化率与饲喂高能量日粮组相似，两组均显著低于饲喂低能量不加β－甘露聚糖酶日粮组。在１２周的试验期内，３个日粮处理组的总平均产蛋量和蛋重差异不显著。然而，
５－８周期间，β－甘露聚糖酶的添加显著增加了低
能量日粮组母鸡的平均产蛋量和蛋重。β－甘露聚糖酶的添加提高了玉米－豆粕型蛋鸡日粮的能量利用率；在降低含有β－甘露聚糖的蛋鸡日粮成本方面具有很大的潜力。同时指出还需要进行更多的研究去确定β－甘露聚糖酶在饲料中的最适宜添加水平，以使产蛋母鸡获得最佳的生产性能和最大的利润。
肉仔鸡日粮中高浓度的瓜儿豆粕可降低体重和饲料利用率。这种性能的降低是由于肠道粘度的增加，这种粘度来自于残留在瓜儿豆粕中的瓜儿豆胶质。Ｌｅｅ等（２００３）研究了β－甘露聚糖酶对改善饲喂瓜儿豆胚芽和种皮部分肉仔鸡因粘质所造成的生长抑制的影响。结果显示向含有瓜儿豆粕任何部分中添加β－甘露聚糖酶均降低了肠道粘度和减轻了与瓜儿豆粕相关的有害效应。
Ｌｅｅ等（２００５）研究了向瓜儿豆饼中添加β－甘
露聚糖酶对肉鸡生产性能的影响，结果表明，
β－甘露聚糖酶的添加可将瓜儿豆粕的添加量由２．５％提高到５％，同时它的添加显著改善了饲喂
含有５％瓜儿豆粕的肉鸡的料重比。Ｊａｃｋｓｏｎ等２００４）评定了不同水平β－甘露聚糖酶对饲喂玉米－豆粕型日粮但不添加抗生素促生长因子或球
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（
虫抑制药的肉公鸡性能和体重均匀度的影响。四个日粮处理组，含有０，５０，８０和１１０ＭＵＨｅｍｉ－
品（０对０．０５％）的添加。将猪饲养在３个日粮阶段（阶段１，１－１４ｄ，阶段２，１４－２８ｄ，阶段
ｃｅｌｌ／ｔ（这里１ＭＵ＝１０６酶活单位，１００ＭＵ／ｔ是厂商
的推荐量）。每个处理１５个围栏，每个围栏４０３２８－４２ｄ）。在第一阶段，与饲喂单一日粮的猪相
比，饲喂复合日粮的猪长的快一点，效率较高
只鸡。单只鸡的重量在１，２１和４２天时称重。（ｐ＜０．０５）。全期，对饲喂复合日粮的猪来说，Ｇ：
从２１到４２日龄，８０ＭＵ／ｔ处理组的饲料采食量显著大于５０ＭＵ／ｔ处理组。与对照组相比，β－甘露聚糖酶以８０或１１０ＭＵ／ｔ添加时，产生体重（３．９到
４．８％）和饲料效率的改善（３．５到３．８％）。然而，５０ＭＵ／ｔ组没有显著影响，８０和１１０组之间差异
不显著。这个试验证实，日粮中添加５０ＭＵ／ｔ的
β－甘露聚糖酶对最大的效应是不够的，８０ＭＵ／ｔ
的添加水平改善了肉鸡增重和饲料转化，但当增加到１１０ＭＵ／ｔ时却没有产生显著的额外效应。
Ｚｏｕ等（２００６）用１日龄肉仔鸡为试验动物，
研究了β－甘露聚糖酶Ｈｅｍｉｃｅｌｌ对生长性能和免疫性能的影响。所有的鸡饲喂同样的玉米－豆粕型基础日粮，Ｈｅｍｉｃｅｌｌ分别以０，０．０２５，０．０５和
０．０７５％的量添加到基础日粮中。０，３，６周龄时
测定每个重复的体重。０－３周和０－６周的平均采食量没有显著性差异，血清ＩｇＡ和ＩｇＧ浓度差异不显著。然而，４－６和０－６周龄阶段时，Ｈｅｍｉ－
ｃｅｌｌ的添加显著地（Ｐ＜０．０５）增加了体重，０．０２５，０．０５％水平组的饲料转化率显著（Ｐ＜０．０５）
高于对照组。Ｈｅｍｉｃｅｌｌ显著地（Ｐ＜０．０５）增加了３－６周龄肉仔鸡的血清ＩｇＭ浓度。０．０５％添加组的肉仔鸡的Ｔ淋巴细胞的增殖能力在６周龄时也显著地（Ｐ＜０．０５）改善了。研究结果表明，
Ｈｅｍｉｃｅｌｌ可以改善肉仔鸡地生长性能和免疫性
能。
４．２β－甘露聚糖酶在养猪业中的研究应用
Ｈａｈｎ等（１９９５）就指出，β－甘露聚糖酶已
呈现出改善生长肥育猪的料肉比（Ｇ：Ｆ）和瘦肉量的趋势。Ｐｅｔｔｅｙ等（２００２）开展了４个试验研究向玉米－豆粕型日粮中添加一种β－甘露聚糖酶预备品（Ｈｅｍｉｃｅｌｌ）对断奶和生长育肥猪生长性能和营养物质消化率的影响。在试验１中，
１５６头断奶仔猪（２０ｄ，６．２７ｋｇＢＷ）按照随机区
组设计法分成４个日粮处理组。处理是日粮复杂性（复合对单一）的安排和β－甘露聚糖酶预备
３２
Ｆ趋向于改善（ｐ＜０．１），对饲喂添加β－甘露聚
糖酶日粮的猪来说，显著改善（ｐ＜０．０５）。在试验２中，１１７头猪（４４ｄ，１３．６２ｋｇＢＷ）随机分成
３个日粮处理组，日粮处理是：１玉米－豆粕型日
粮对照，２对照日粮添加大豆油增加代谢能至
１００ｋｃａｌ／ｋｇ，３对照日粮添加０．０５％的β－甘露聚
糖酶预备品。β－甘露聚糖酶和大豆油改善（ｐ＜
０．０５）了Ｇ：Ｆ。在试验３中，用试验２中的６０头
猪（２２．５ｋｇＢＷ），随机分成３个日粮处理组。日粮处理是饲喂在３个阶段（２３－５３ｋｇ，５３－８２ｋｇ，
８２－１０９ｋｇ，分别添加０．９５％、０．８％、０．６５％的赖
氨酸）。全期，大豆油的添加趋向于改善Ｇ：Ｆ，饲喂添加大豆油和酶组的Ｇ：Ｆ相似（ｐ＞０．５４）。而且，与对照组和加油组相比，酶的添加增加了
ＡＤＧ（平均日增重）（Ｐ＜０．０５）。在试验４中，１２头阉猪（９３ｋｇ）随机分到试验３所用的３个日
粮处理组之一，酶的添加对能量、氮、磷和干物质消化率没有影响（ｐ＞０．１）。这些结果表明，酶可以改善断奶仔猪和生长肥育猪的生长性能，但是对营养物质的消化率影响较小。
４．３
应用β－甘露聚糖酶制剂尚须解决的问
题
由于饲用酶制剂的应用历史不长，酶制剂本身的生物特性和作用规律十分复杂，许多问题尚待研究解决，β－甘露聚糖酶也不例外。在基础研究方面，β－甘露聚糖酶的生产工艺和稳定化技术等内容的研究。在应用研究方面，必须针对饲料或饲粮的化学组成及动物的生理状态研究高效的β－甘露聚糖酶制剂配方，研究它的最适宜添加量、添加时机与使用方法；同时研究β－甘露聚糖酶与其他饲料添加剂的关系，饲料加工储藏对β－甘露聚糖酶活力的影响等。只有弄清这些问题，才能科学使用β－甘露聚糖酶制剂，充分发挥它的功效。
参考文献（略）