饲用β-甘露聚糖酶的选用

1、饲用-甘露聚糖酶的选用甘露聚糖是以1, 4-D-吡喃甘露糖苷键连结而成的线状多糖，如果主链某些残基被葡萄糖取代，或半乳糖通过1, 6-糖苷键与甘露糖残基相连形成分枝，则称之为异甘露聚糖，主要有半乳甘露聚糖（galactomannan）、葡甘露聚糖（glucomannan）、半乳葡甘露聚糖（galactoglucomannan）（龙健儿等，1998）。豆粕中甘露聚糖属于半乳甘露聚糖（galactomannan）。上述物质构成了植物半纤维素的第二大组份，这些物质的降解主要依靠的酶就是-甘露聚糖酶（-甘露聚糖酶是一种新型的工业酶制剂，她的研制是生物技术领域内的重要课题；她可广泛应用于食品、医药、造纸

2、、饲料、石油开采及精细化工等行业，对于自然资源的高附加值开发、发展生物技术改造化学工业，满足资源、环境、能源、医药等领域内的需求具有重要意义。-甘露聚糖酶应用在饲料工业中，提高饲料消化率，特别是改善玉米豆粕型日粮的能量利用率，得到广泛的应用。但由于饲料中组成成分（即酶的作用底物），动物消化道环境（即酶的作用条件温度、pH值）等因素决定了饲用酶与工业用酶有很大的区别，也就是说， 工业用酶可以调整温度、pH值等因素来适应酶的最佳作用条件；但饲用酶只能选择适应于动物消化道内起作用的酶。所以为减少使用的盲目性，提高-甘露聚糖酶在饲料中应用效果，需要从饲料类型、动物消化道生理特点来选择一个高效的酶。1影

3、响酶的作用三个最重要因子：底物、温度、pH值1.1酶具有高度的专一性酶促反应非常高效、但也具高度的专一性的特点，如木聚糖酶只分解木聚糖、葡聚糖酶只分解葡聚糖，同样甘露聚糖酶只分解甘露聚糖。但是同样是甘露聚糖，也有半乳甘露聚糖（galactomannan）、葡萄甘露聚糖（glucomannan）、半乳葡萄甘露聚糖（galactoglucomannan）之分，也有水溶、水不可溶的差异。豆粕中甘露聚糖属于水溶性半乳甘露聚糖（galactomannan）。测定饲用酶时选用的底物应接近饲料中的，这样的酶在饲料中使用才有意义。如测定木聚糖酶用燕麦木聚糖要优于桦木木聚糖，豆粕中甘露聚糖属于水溶性半乳甘露聚糖

4、，故测定饲用-甘露聚糖酶应选用水溶性的半乳甘露聚糖如sigma G0753，而不要用魔芋胶（一种水溶的葡甘露聚糖）。据我们实验室测定表明，一种进口的饲用半乳糖苷酶用化学合成底物（p-NPGal）测定也许有活性，但用棉籽糖作底物时竟然没活性，但用半乳糖苷酶的目的就是分解饲料中如棉籽粕、豆粕中含的棉籽糖和其衍生物水苏糖等，这样的酶就不能选择用作饲用酶。1.2温度对酶活力有很大影响酶促反应和大多数化学反应一样，在一定范围内，温度越高反应越快，也就是酶活性越高。但不同来源的酶，对温度的适应性不一样，但大多在30-60间。但在测定饲料用酶时应选择接近动物体温的温度作为选择饲料酶的测定依据（如表1）。不同

5、的测定温度，酶活力差异很大，图1所示是测定某一-甘露聚糖酶的温度特性，从中可以看出以40作为100%时，50是40的169%，60活力更是40的259%，增加了2倍多！1.3pH值是影响酶活力的重要因素pH值也就是酸碱度，是酶起作用的重要外部环境。有些酶pH值范围广、有些窄，有酸性的、中性的、碱性的。从图2可以看到，3种-甘露聚糖酶在不同的pH值条件下有非常大的差异，究竟选择哪个pH值高的酶来用作饲料用酶呢？这要根据目标动物的消化道pH值来定。2动物生理与对饲料用酶的关系 2.1不同恒温动物的体温恒温动物指在一定范围内通过自身调节保持相对恒定的体温，在自然界中只有哺乳动物和鸟类，其他大部分包括

6、鱼类都是变温动物。恒温动物的体温详见表1， 从表中可以看出，除草食动物马、牛、骡等体温在37-39之间，猪、鸡、鸭的体温在40左右，所以选取40的反应温度做为测定饲料用酶的标准温度是较为合适的。较之现在饲料行业标准中使用37会更恰当些。:hehes: :hehes:当前某些厂家饲料用酶仍然采用50甚至55作为测定饲用酶的温度，这种脱离使用对象套用工业用酶标准的方法是很不科学的！不管酶的最适反应温度是多少，但在40左右的活性才是更接近畜禽体内能发挥的的活性，我们可以称之为有效酶活力，就象维生素和药物的效价类似。2.2鱼虾等水生动物用酶的温度选择鱼虾等水生动物属于变温动物，受水体温度影响，以采食较

7、为活跃的温度如25-30作为选择测定恰当些。2.3饲用酶在动物体消化道内作用位点及pH值要求猪的消化道、pH值与外加酶的作用位点食物先进入猪口腔短暂咀嚼后进入胃中，在有食物存在时胃pH值约为3.0，在胃中停留约1-2小时后，进入小肠，十二指肠至空肠段小肠平均pH值为6.4（Makkink等1994），通过胃及小肠时间大约为4-5小时（Dierick和Decuypere 1994），但Mahsn（1982）研究的结果为7.5小时，这种变化与日粮组成、纤维水平、动物年龄等有关。从消化过程可以看出，猪的消化特性与鸡不一样，食糜在消化道内停留位点首先是胃部，第二位点在小肠段，所以外加酶制剂起作用的位点

8、要么在胃起作用，但要求在pH3.0时有较高的活性，要么在小肠段起作用，要求在pH6.4时有较高的活性，但因为要在胃部停留，所以也要求有较强的耐酸性和对抗胃蛋白酶的能力。 家禽消化道、pH值及外加酶的作用位点对鸡来说食物经口腔进入嗉囊（鸭鹅的食道膨大部）作短暂的贮存，嗉囊pH约为4.5,嗉囊会分泌一些粘液湿润饲料，但一般认为不含消化酶，一些细菌如乳酸菌在此处对饲料起一定的发酵作用。之后食物进入腺胃和肌胃磨碎并与消化液混合消化，与猪类似，此pH在2.5左右，消化液主要是胃酸和胃蛋白酶，但停留时间很短（约0.3小时），很快食糜便进入小肠作进一步消化，小肠至空肠段pH值大约在5.8-6.0（Makki

9、nk等1994）。其它家禽胃肠道pH值见表2:hehes: :hehes:肉仔鸡食糜通过胃肠道上部（嗉囊、肌胃和小肠）可溶性标记物的平均停留时间（MRT）分别为2.8，0.3和1.0小时（约需4小时到达小肠后部，Dierick和Decuypere，1994），停留时间最长的位点是嗉囊，小肠次之，肌胃时间最短。由此可见对鸡来说嗉囊是外加酶的第一个理想作用位点，由于鸡嗉囊pH为4.5，要求在此作用的酶在pH 4.5时有较高的活力，而肌胃停留的时间非常短，所以第二个外加酶的作用位点则应在小肠段，此处食糜停留约1小时，pH5.8-6.0，故要求外加的酶在pH5.8-6.0时有较高活力。3饲用-甘露聚糖

10、酶的要求与选用3.1饲用-甘露聚糖酶的要求从以上对猪鸡消化道生理的分析可以看出,要用在猪饲料中的-甘露聚糖酶，应选择pH3.0（胃）、pH6.4（小肠）作为酶活力的测定pH值，只有这两个pH之一有较高活性的酶才可以使用，当然测定的温度可选择38-40。对鸡来说有2个作用位点pH4.5（嗉囊）、pH6.0（小肠），同样只有在这2个位点之一有较高的活性的-甘露聚糖酶才可以用到鸡上。3.2要清楚外加酶厂家的酶活力定义的测定条件由于酶的测定没有相对统一的标准，-甘露聚糖酶也是这样，即使像植酸酶、纤维素酶 、-葡聚糖酶等有饲料行业标准，但使用的pH均为5.5，也是值得商讨的，原因从上面分析可以知道，最典

11、型的例子（见图5），像国产的某一植酸酶（基因工程菌生产），实测最高活性pH在4.2（4692U/g），在pH5.5时只有（979U/g），但在pH3.0时有3357U/g，pH6.0时有2933U/g，在pH5.8时已没有活性，说明该酶作用位点在胃或嗉囊，如果以pH5.5来作为测定标准，很难来评价该酶的有效性。但很多商业厂家标示的酶活力测定条件，并非考虑动物的需要。定义的条件五花八门，如有的pH用7.5，有的用5.3，温度有的用50，有的甚至用55，多数出于自身的市场需要，这是一种不负责任的行为！表3就是对市场上2种-甘露聚糖酶分析，从表3 看出在pH7.5酶1的活力最高，但pH6.0（小肠作

12、用点）活力以酶2高得多，而且pH4.5时仍然有较高的活力，表明对鸡来说嗉囊、小肠都可以起作用，所以用作饲料上酶2的效率要比酶1高得多，也就是说有效酶活力以酶2是最高。3.3小结：必须要重视外加酶对动物体的有效酶活力，而不要被厂家标示活性而误导在相应动物消化道内表现出来的活性，我们可以称之为有效酶活力，而不是厂家标示的活力或按厂家提供标准测定的酶活力，只有有效酶活力高的外加酶才会有好的效果。要比较有效酶活力的高低，首先要模仿酶在动物消化道内的作用主要条件底物、温度、pH值。对于饲用-甘露聚糖酶来说，底物应选用水溶性半乳甘露聚糖（接近豆粕），温度使用40，禽用酶使用pH4.5（嗉囊）和pH6.0（

13、小肠），猪用酶用pH3.0（胃），pH6.4（小肠）来通过实验室测定酶活来作出初步评价，只有这样测定出来酶活高的才有可能有好的使用效果，然后再用严密的动物试验来验证。D-甘露聚糖酶(endo-1，4-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。近来很多研究表明，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-甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰，极大提高饼粕，尤其是豆粕的能量利用率。实际使用中还可看

14、出，添加了-甘露聚糖酶后动物的抵抗力及整齐度用量仅次于植酸酶，实际上它已超脱了传统酶制剂的作用，一定程度上可以替代抗生素成为一种新型的促生长饲料添加剂。1 -甘露聚糖酶的作用机理1.1去除-甘露聚糖的抗营养作用，提高能量利用率    -1，4，D一甘露聚糖酶(一1，4 D-mannanase，EC.78)，又简称为B一甘露聚糖酶(B-mannanase)，是一类能够水解含有-1，4，D-甘露糖苷键的甘露寡糖、甘露多糖的内切水解酶，它属于半纤维素酶类。甘露聚糖是以1，4-B-D-吡喃甘露糖苷键连结的线状多糖，如果主链某些残基被葡萄糖取代，或半乳糖通过1，-a-糖苷键

15、与甘露糖残基相连形成分枝，则称之为异甘露聚糖，主要有半乳甘露聚糖(galactomannan)、葡甘露聚糖(glucornannan)、半乳葡甘露聚糖(galactoglucomannan)。上述物质构成了植物半纤维素的第二大组份，特别是-半乳甘露聚糖和B一葡甘露聚糖是所有豆科(如豆粕和菜籽粕)植物细胞壁的组成成分，尤其在豆粕中含量最高(1518g/kg)。    -甘露聚糖除了消化率低之外，还对家禽具有多方面负面的生理影响。-甘露聚糖能结合大量的水造成肠道黏度增加，影响消化酶对饲料的消化。同时最新的研究表明，即使是低浓度的-甘露聚糖也可通过干扰胰岛素分泌和胰岛素

16、样生长因子(1GF)生成而降低从肠道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代谢过程(Nunes和 Malmlof，1992)。其它负面影响包括降低氮存留量、脂肪吸收率和氨基酸摄入量以及减少水的吸收而导致排泄物水分过多(Kratzer等，1967)。台湾学者用肥育猪做的消化实验发现，在含22.8豆粕日粮中添加-甘露聚糖酶后，能量消化率提高了3.13，粗蛋白消化率提高了2.57，粗纤维消化率提高了6.45，消化能提高了106Kcal/kg。很多研究发现，能量的提高与豆粕用量有关。Virginia Polytechnic Institute在生长猪中用了2个豆粕水平(10.5和21.7)，发现代谢能分别提

17、高了42Kcal/kg和70Kcal/kg。1.2促进消化酶的分泌浙江大学王惠康(25)的研究发现，-甘露聚糖酶显著提高了肉仔鸡十二指肠内容物消化酶(淀粉酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶)活性，尤其是胰蛋白酶、糜蛋白酶提高了86和69。1.3促进生长激素分泌，提高生长速度和瘦肉率美国学者研究发现，在肉鸡受到应激时一甘露聚糖酶显著提高类胰岛素样生长因子IGF-I和IGF-II水平。其中，IGF-I作用于生长组织，刺激细胞对氨基酸的利用从而促进蛋白质的合成，抑制蛋白质的分解，最终导致蛋白质的净增长。王惠康(2005)报道-甘露聚糖酶可提高肉仔鸡胸肌率7.82，降低腹脂率8.69。1.4降解甘露聚糖为甘露寡糖

18、，提高动物免疫力-甘露聚糖可以刺激过度的免疫反应，造成对生长性能的的伤害(Ross等，2002)。-甘露聚糖的降解产物为甘露寡糖(MOS)，以15豆粕计算，大约相当于添加了22.8kg/t的 MOS。Sisak(1994)发现MOS能提高鼠的吞噬细胞能力。巴斯德研究所的学者使用无菌仔猪和常规饲养猪来研究MOS加强仔猪免疫防御的能力，结果显示常规猪小肠T淋巴细胞数量增多和巨噬细胞的吞噬作用增强。Spring等(1998)和邵良平等(2000)报道，甘露寡糖能够显著提高哺乳仔猪PHA一淋巴细胞转化率和吞噬细胞的吞噬能力。王惠康(2005)发现在玉米豆粕型日粮中添加B一甘露聚糖酶后肉仔鸡脾脏指数、胸

19、腺指数、法氏囊指数显著增加，免疫球蛋白IgA、IgG、IgM增加了618。1.5提高动物肠道粘膜的完整性，减少有害菌的生长，提高抗病力    一是-甘露聚糖酶可以直接作用于肠黏膜，切断肠上皮细胞与病原菌的结合点，即碳水化合物核心基座、蛋白质和蛋白糖；二是-甘露聚糖的反应产物为甘露寡糖，甘露寡糖可以竞争性地与某些病原菌结合，从而减少了这些有害菌与肠粘膜上皮细胞的联接，进而减少了发病的机率，达到防病抗病和治病的目的。Mathis(2000-2001)发现-甘露聚糖酶减少了人工感染球虫和产气荚膜梭菌的临床症状，改善了料肉比，即使是无豆粕日粮也改善了鸡健康状况。2

20、0; -甘露聚糖酶在动物营养中的应用2.1提高玉米豆粕日粮能量利用率，降低饲料成本    一直以来，人们总认为添加酶要增加饲料成本，尤其是针对玉米豆粕型日粮。近年来很多研究表明，B一甘露聚糖酶能改善玉米豆粕型日粮100150Kcal/kg ME水平，对肉鸡而言相当于每吨饲料中1018kg油脂的添加量。有效降低饲料成本1020元。国外的一些试验测定了-甘露聚糖酶对玉米豆粕型肉鸡、猪日粮能量利用率的影响，发现其可提高能量利用率、改善饲料转化率和生长速度。添加B一甘露聚糖酶补偿了肉鸡的143Kcal/kgME和猪的100Kcal/kg ME的能量减少(McNaughto

21、n，1995；Petty等，2001)。王春林等(2002)报道，在玉米豆粕型肉仔鸡日粮中降低100Kcal/kgME(减少2油脂，加2玉米)，生产性能保持不变。2.2提高产蛋率最近，美国科技人员进行试验，测定了添加-甘露聚糖酶对饲喂玉米一大豆日粮产蛋母鸡性能的影响，结果表明，在日粮中添加-甘露聚糖酶可以显著提高母鸡日产蛋率。3142周提高0.70，4354周提高1.07，5566周提高1.5。从1866周平均提高0.84。赵国琦等(2002)研究了在蛋鸡日粮中添加不同水平的-甘露聚糖酶对蛋鸡后期生产性能的影响，发现添加B一甘露聚糖酶，产蛋性能及其抗病力高于添加杆菌肽锌。宁中华等(2003)在

22、蛋鸡日粮中比较了-甘露聚糖酶与加油脂(1.4)的效果，发现添加-甘露聚糖酶比对照组产蛋率提高了6.2个百分点，料蛋比降低了0.1，甚至比加1.4油脂的效果还要好。2.3促进动物健康，提高抗病力Mathis(20002001)研究了-甘露聚糖酶对肉鸡人工感染球虫和产气荚膜梭菌的影响，发现-甘露聚糖酶改善了感染鸡的生产性能，降低了感染鸡的死亡率，具有抗球虫的作用。在不含甘露聚糖的日粮中也有类似的作用，说明-甘露聚糖酶不仅仅是通过去除甘露聚糖而起作用，-甘露聚糖酶本身也能保护肠道粘膜，促进动物健康。王春林等(2003)也发现，-甘露聚糖酶对成活率的提高比金霉素效果还好。2.4促进仔猪生长，减少下痢李

23、德发等(2004)研究了-甘露聚糖酶对仔猪生产性能的影响，发现-甘露聚糖酶提高了断奶仔猪日增重10以上。在Akey试验中也发现-甘露聚糖酶的添加改善了日增重4.1，减少下痢39.7。2.5提高肉鸡均匀度均匀度是肉鸡生产的重要指标。Jackson(2001)的多次研究表明，添加-甘露聚糖酶显著降低了不同日龄体重的变异系数。王春林等(2003)也发现-甘露聚糖酶提高肉鸡均匀度12.65，显著提高了肉鸡上市等级。3结语   -甘露聚糖酶分解饲料中的-甘露聚糖，消除其对机体胰岛素分泌和胰岛素样生长因子生序瓤IGF)的抑制作用，从而提高葡萄糖吸收速率、促进碳水化合物代谢过程，显著提高

24、玉米豆粕日粮能量利用率；另外，还能降低饲料成本，促进生长，提高抗病力，是一种具有很大应用价值和推广前景的新型饲料添加剂。-甘露聚糖酶对动物的作用机制    -甘露聚糖酶是由基因工程菌经过深层液体发酵而成,活性强、效价高，达到国际领先水平，能有效提高豆粕等原料的代谢能，能促进生长和健，是新一代的饲用酶制剂。    -甘露聚糖酶是一种新型的酶制剂，属于半纤维素酶类，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，-甘露聚糖酶还是一种多功能的促生长剂，因

25、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-甘露聚糖酶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。实际使用中还可看出，添加了-甘露聚糖酶后动物的抵抗力及整齐度都有提高。实践证明，-甘露聚糖酶已超脱了传统酶制剂的作用，成为一种新型的促生长饲料添加剂。    一、饲料中的-甘露聚糖如何影响动物生长和健康？    虽然玉米可较充分地被单胃动物消化，但豆粕中的能量只有50-60%被利用。为什么豆粕中的能量成分利用率如此低呢？豆粕中大约有22.7%的半

26、纤维素，这是单胃动物包括猪、禽不可消化的非淀粉多糖(NSP)。剔除这些不可消化的成分可以提高豆粕的饲养价值。    NSP的其中一种组分-甘露聚糖（半乳甘露聚糖），其在豆粕中的含量高于其他常用的饲料原料。-甘露聚糖除了消化率低之外，还对家禽具有多方面的负面的生理影响。研究表明，即使是低浓度的-甘露聚糖也可通过干扰胰岛素分泌和胰岛素样生长因子（IGF）生成而降低从肠道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代谢过程。其他负面影响包括降低氮存留量、脂肪吸收率和氨基酸摄入良以及减少水的吸收而导致排泄物水分过多。    -甘露聚糖

27、酶是畜禽肠道细胞发育不完全，或在应激环境下，会过度刺激免疫反应，造成对生长性能的伤害，引起不良免疫反应，摄食量下降，生长更加迟缓，造成体重轻的数量增加，群体均匀度变差。    二、-甘露聚糖如何提高动物的生长性能？    -甘露聚糖酶在上述的两种机制下，可有效地改进猪与家禽等单胃动物的生长性能。特别是在应激条件下，-甘露聚糖酶可使其生长性能显著改善。一般认为类胰岛素生长因素（IGF-I）是畜禽真正的生长调控因子。生长激素（GH）的促生长作用是IGF-I介导的。IGF-I作用于生长组织，刺激细胞对氨基酸的利用从而促进

28、蛋白的合成，抑制蛋白质的分解，最终导致蛋白质的净增长。-甘露聚糖酶对动物生产性能改善的作用机制。其防病抗病的作用机制有二：一是-甘露聚糖酶可以直接作用于肠黏膜，切断肠上皮细胞与病原菌的结合点，即碳水化合物核心基座、蛋白质和蛋白糖；二是-甘露聚糖酶的反应产物为甘露寡糖，甘露寡糖可以竞争性地与某些病原菌结合，从而减少了这些有害菌与肠黏膜上皮细胞的联接，进而减少发病的机率，达到防病抗病和治病的目的。    1.日粮组成:玉米61.9%,豆粕23.0%,鱼粉5.5%,乳清粉5.0%,磷酸氢钙1.5%,石灰石0.5%,大豆油1.0%,食盐0.3%,L-赖氨酸盐0.

29、20%,预混料1.0%。    2.试验选用60头平均体重(10.56±1.11)千克,35日龄断奶法系大白仔猪,根据性别和体重随机分为4个处理,每个处理设5个重复,每3个重复3头仔猪,自由饮食和饮水,饲养期为28天。    结论:植物性蛋白饲料中含有的-半乳甘露聚糖属于可溶性半纤维素的一部分,在豆粕为20-22%的典型玉米-豆粕饲料中含量为2.5-3.2千克/吨.据有关文献报道,-甘露聚糖酶或者它的衍生物能够刺激过多的甚至不必要的免疫反应,从而导致饲喂动物生长性能的下降.在应激环境下,由于刺激动物免疫系

30、统,这种作用更加明显.在此日粮中添加-甘露聚糖酶,能分解此抗营养因子,从而显著提高猪的生长性能.经试验证明,添加量为1300万单位/吨时,效果好。饲用-甘露聚糖酶的研究及应用-甘露聚糖酶（-1，4-D-mannan mannohydrolase，EC.78）是一种能降解甘露聚糖、葡萄甘露聚糖和半乳甘露聚糖主链的水解酶，属于半纤维素酶类。-甘露聚糖酶是最重要的饲用酶制剂之一，是对玉米、豆粕型日粮非常有效的饲用酶制剂。畜禽和鱼类的消化酶系不含甘露聚糖酶，添加-甘露聚糖酶主要有促进动物生长，控制、预防动物疾病，提高动物的饲料转化效率，降低肠道内容物的黏稠度，减少粪便排泄，减轻环境污染和提高微量元素的

31、生物利用率等作用。-甘露聚糖酶是由微生物代谢的天然产物，是“绿色”添加剂。 1.-甘露聚糖酶的来源-甘露聚糖酶的来源较广泛，包括细菌、真菌、放线菌、植物以及软体动物等。其中，微生物是产生-甘露聚糖酶的主要来源。细菌中的芽孢杆菌、假单胞菌、弧菌，真菌的曲霉、木霉、酵母、青霉、多孔菌、核盘菌和放线菌中的链霉菌都是产生-甘露聚糖酶的常见类群。 2.-甘露聚糖酶的理化性质不同微生物产生的-甘露聚糖酶的组分数、相对分子质量、等电点、酶学特性、底物专一性等都有一些差异。芽孢杆菌来源的-甘露聚糖酶的一般等电点(pI)为4.0-5.5，最适反应pH值为5.5-7.0，最适反应温度为55-75，耐热性较强。真菌

32、来源的-甘露聚糖酶pI一般为4.0-5.0，最适pH值为4.5-5.5，最适反应温度为50-70。相对细菌而言，真菌来源的-甘露聚糖酶的pH值稳定性和最适反应pH值都偏低，耐热性也比芽孢杆菌弱。植物细胞产生的-甘露聚糖酶最适反应温度和耐热性比细菌和真菌低，最适反应pH值为4.5-5.5，略显酸性。 3.-甘露聚糖酶的作用方式-甘露聚糖酶的作用底物是甘露聚糖及异甘露聚糖，其中的异甘露聚糖有葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡萄甘露聚糖。不同来源的-甘露聚糖酶对不同底物的作用方式和作用产物不同。甘露聚糖酶水解底物的方式和深度主要与半乳糖残基和葡萄糖残基在主链中的位置、含量及酯酰化的程度有关，同时底物

33、本身的物理状态也会影响酶对底物的作用，比如结晶状态的甘露聚糖不易被降解。另外，不同来源的-甘露聚糖酶对底物的要求也不同。甘露聚糖经-甘露聚糖酶作用后，主要产物是寡聚糖（一般2-10个残基），产物聚合度的大小与酶和底物的来源有关，但相对而言，很少或几乎不产生单糖（甘露糖）。 4.-甘露聚糖酶的作用机理4.1提高饲料转化率-甘露聚糖是植物细胞壁的成分之一，它与其他非淀粉多糖围绕或缚住细胞中氧分（蛋白质、淀粉和脂肪等），动物的内源性消化酶难于消化这些细胞壁成分，从而降低了日粮的养分利用率。-甘露聚糖酶水解-甘露聚糖高分子中的-1,4糖苷键，使之降解为低分子，失去亲水性和黏性，降低肠道内容物的黏度，从

34、而有利于消化酶与营养物质的混合，减少胆酸的排出。4.2改善肠道微生态环境，提高动物免疫功能-甘露聚糖酶降解-甘露聚糖为甘露寡糖（MOS），甘露寡糖能选择性促进动物肠道有益菌，如双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等大量增殖，使其在胃肠道中形成微生态竞争优势，直接抑制外源菌和肠内固有腐败菌的生长繁殖，从而发挥正常肠道菌群在屏障、营养和免疫上的正常功能；其次，甘露寡糖能阻碍细菌表面外源凝集素与肠黏膜上皮细胞特异性的糖分子结合，而阻止病原菌在胃肠道的黏结和定植，使其最终随粪便排出体外。4.3促进消化酶的分泌浙江大学王惠康(2005)的研究发现-甘露聚糖酶显著提高了肉仔鸡十二指肠内容物消化酶（淀粉酶、胰蛋白酶、糜蛋白

35、酶）活性，尤其是胰蛋白酶、糜蛋白酶提高了86和69。4.4促进生长激素分泌，提高生长速度和瘦肉率美国学者研究发现，在肉鸡受到应激时-甘露聚糖酶显著提高类胰岛素生长因子IGF-I和IGFII水平。IGF-I作用于生长组织，刺激细胞对氨基酸的利用从而促进蛋白质的合成，抑制蛋白质的分解，最终导致蛋白质的净增长。王惠康(2005)报道-甘露聚糖酶可提高肉仔鸡胸肌率7.82，降低腹脂率8.69。 5.-甘露聚糖酶在动物生产中的应用5.1提高玉米豆粕日粮能量利用率，降低饲料成本近年来研究表明，-甘露聚糖酶能改善玉米豆粕日粮100-150kcal/kg ME水平，对肉鸡而言相当于每吨饲料中10-18kg油脂

36、的添加量。国外的一些试验测定了玉米豆粕型肉鸡、猪日粮能量利用率的影响，-甘露聚糖酶可提高能量利用率，与饲料转化率和生长速度得到改善所证实一样。酶添加补偿了肉鸡的143kcal/kgME和猪的100kcal/kg ME的能量减少(Mc-Naughton，1995，Petty等，2001)。5.2改善畜禽生长性能Pettey等(2002)报道，日粮中添加-甘露聚糖酶可以提高仔猪和生长肥育猪的瘦肉率，提高生长性能。Jackson(2004)报道，每吨日粮中添加0.5kg-甘露聚糖酶可以提高肉鸡增重和饲料转化率。王春林等(2003)报道，以玉米-豆粕为主的低能日粮中添加0.5kg/t-甘露聚糖酶和美酵

37、素可达到与高能日粮中添加金霉素相当的增重效果和饲料报酬。黄小文等(2003)报道，大猪日粮中分别添加1000U/g和2000U/g甘露聚糖酶比对照组平均日增重分别提高6.22和12.99。5.3改善家禽产蛋性能Jackson等(1999)报道，日粮中添加-甘露聚糖酶可以增加商品蛋鸡产蛋早期的平均蛋重，提高产蛋量，明显延迟产蛋高峰的急剧下降。伍晓雄等(2000)报道，日粮中添加-甘露聚糖酶能显著提高蛋鸡的产蛋率，添加量在0.03就可达到显著水准。宁中华等(2004)报道，在节粮小型蛋鸡生产中使用和美酵素代替油脂，可以在非适宜季节提高鸡群的生产性能，饲料中的添加量控制在0.04-0.05，不仅比加

38、油成本低，而且产蛋率有明显的提高。5.4提高家禽的体质量均匀度王春林等(2003)报道，低能量饲料添加和美酵素组的体质量均匀度比高能量饲料添加和美酵素组提高了12.65。李国胜等报道，试验组（基础日粮中添加0.05-甘露聚糖酶）体质量变异系数为10，对照组（基础日粮）体质量的变异系数为14。5.5改善畜禽健康状况，提高抗病力Mathis(2001)研究了-甘露聚糖酶对肉鸡人工感染球虫和产气荚膜梭菌的影响，发现-甘露聚糖酶改善了感染鸡的生产性能降低了感染鸡的死亡率，具有抗球虫的作用。在不含甘露聚糖的日粮中也有类似的作用，说明-甘露聚糖酶不仅仅是通过去除甘露聚糖而作用，-甘露聚糖酶本身也能保护肠道

39、粘膜，促进动物健康。王春林等(2003)也发现，日粮中添加-甘露聚糖酶可提高鸡的抗病力，改善肉用鸡的健康状况，-甘露聚糖酶对鸡成活率的提高比金霉素效果要好。玉米-豆粕型日粮是单胃动物的基础日粮，但由于玉米和豆粕中含有大量不能被消化的非淀粉多糖(-甘露聚糖)，使能量利用率降低。-甘露聚糖酶(endo-1,4-mannanase)是-种新型酶制剂，它能有效分解饲料中的-甘露聚糖，生成甘露寡糖等物质。多项试验表明，在玉米-豆粕型日粮中添加-甘露聚糖酶，可以提高动物的生产性能和健康水平，从而提高动物的生产水平，这在动物生产上具有重要意义。 1 -甘露聚糖及其抗营养作用 1.1 -甘露聚糖 -甘露聚糖是

40、豆科植物细胞壁的主要组成成分，也存在于某些种子的胚乳中闭。在常规饲料原料(豆粕、芝麻粕、油菜粕、玉米等)中，均含有-定量的-甘露聚糖，其中，豆粕中的B-甘露聚糖含量最高为1.11.33。-甘露聚糖及其衍生物是半纤维素的第二大组分，是由-1,4-甘露糖苷键连接的线状多糖，主链上通常还连接有-1,6-半乳糖或葡萄糖，主要包括葡糖甘露(glucomannan)、半乳甘露聚糖(galactomannan)、葡糖醛酸甘露聚糖(glucuronoma.)等。其功能之一，是作为某种形式的贮存营养物质，另外的功能则是参与吸胀作用并保持水分。由于单胃动物肠道中不能分泌相关酶，因而饲料中的-甘露聚糖及其衍生物不能

41、被消化酶分解，从而对动物生产性能造成负面影响。 1.2-甘露聚糖的抗营养作用 -甘露聚糖对单胃动物(如猪和鸡等)的抗营养作用表现在以下几个方面。 (1)高亲水性-甘露聚糖吸水后成凝胶状，使消化道内容物的黏度增加，减少消化酶与饲料中各种营养物质的接触机会，使已经消化了的养分向小肠壁的扩散速度减慢，降低了营养物质的消化与吸收。它与肠黏膜表面的脂类微团和多糖蛋白复合物相互作用，使黏膜表面水层厚度增加，也会降低养分的吸收。此外，高黏度食糜还导致畜禽饮水量增加，但水分吸收却减少，因而使粪便中含水量较高，产生黏性粪便、黏蛋或使动物腹泻等。 (2) -甘露聚糖表层带负电荷，在溶液中极易吸附ca ，Zn ，N

42、a 等金属离子，以及带正电荷的有机质，造成这些金属离子与有机质的代谢受阻。 (3) -甘露聚糖与消化酶、胆盐结合，可降低消化酶的活性，并使胆酸呈束缚状态，导致胆固醇等脂类和类酯吸收减少，同时也影响脂类吸收微团的形成，影响了脂肪的消化吸收。 (4) -甘露聚糖是植物细胞壁的成分之一，它与其他非淀粉多糖构成了营养物质的保护层，把淀粉、蛋白质、脂类等养分包裹在内，使细胞中的养分无法释放出来，导致饲料养分不能被充分利用。 (5)未消化的-甘露聚糖等非淀粉多糖，可以与消化道后段微生物区系相互作用，造成厌氧发酵，使生孢梭菌等有害菌大量繁殖并分泌某些毒素，导致畜禽肠道功能紊乱而腹泻，引起疾病。最终降低饲料利

43、用率，减缓畜禽生长，给畜牧业带来较大损失。 (6) -甘露聚糖还会影响胰岛素和胰岛素样生长因子IGF-I的分泌，从而影响畜禽的生产性能。-甘露聚糖是消化道内潜在的先天性免疫系统的刺激因子，在畜禽肠道细胞发育不全或应激环境下，会过度刺激动物免疫系统，导致巨噬细胞和单核粒细胞的过度增殖，引起不良免疫反应，造成动物生长的抑制。 总之，-甘露聚糖不仅阻碍了营养物质的消化吸收，还会导致动物不同程度的腹泻，最终影响畜禽生长和饲料利用率嘲。 2 -甘露聚糖酶的来源及其作用方式 2.1-甘露聚糖酶的来源 -甘露聚糖酶在自然界中来源较为广泛，包括植物、动物及微生物。在植物(如芝麻、莴苣)的种子、豆类植物(如四棱

44、豆、长角豆、瓜儿豆等)发芽的种子及天南星科植物魔芋萌发的球茎中；在-些海洋软体动物(如翡翠贻贝)的肠道分泌液中 ；在微生物如细菌、真菌、放线菌中等，均发现了-甘露聚糖酶活性的存在。其中，微生物是-甘露聚糖酶的主要来源，如细菌中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、假单胞菌和弧菌，真菌中的曲霉、木霉、酵母、青霉、多孔菌、核盘菌和白绢病原菌，以及放线菌中的链霉菌等都有所报道。 2.2-甘露聚糖酶的作用方式及水解产物-甘露聚糖酶是水解-1,4-D-吡喃甘露糖为主链的内切水解酶，作用底物主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖，以及甘露聚糖。不同来源的-甘露聚糖酶对不同底物的作用程度及

45、水解产物是不相同的。-甘露聚糖酶水解底物的方式和深度主要与仅-半乳糖残基和葡萄糖残基在主链中的位置、含量、酯酰化的程度有关。底物本身的物理状态也会影响酶对底物的作用，如结晶状态的甘露聚糖不易被降解。甘露聚糖经-甘露聚糖酶的作用后，通过HPLC或纸层析方法分析，主要产物是低聚糖(一般210个残基)，产物聚合度的大小与酶和底物的来源有关。 3 -甘露聚糖酶的营养及免疫等功能 3.1 促进营养物质的消化吸收 -甘露聚糖酶能水解-甘露聚糖高分子中的-1,4糖苷键，使之降解为甘露寡糖(Mannan-ligosacharides，MOS)而失去亲水性和黏性，降低肠道内容物的黏度，利于消化酶和营养物质的有效

46、接触，减少胆汁酸的排出，从而促进营养物质的消化和吸收。添加-甘露聚糖酶后，可分解玉米和豆粕等饲料成分中的-甘露聚糖，去除其中的抗营养因子，加强小肠对葡萄糖和氨基酸的吸收，从而提高了玉米和豆粕的整体营养价值和能量水平，可使豆粕的能值从10.08 MJ/kg提高到11.76 MJ/kg。 3.2 释放出胞内养分 -甘露聚糖酶能破坏细胞壁结构，降解植物性饲料细胞壁中的-甘露聚糖，使包裹的淀粉、蛋白质等营养物质释放出来。这对单胃动物而言，能提高饲料的营养价值。有研究表明，在玉米-豆粕型饲粮中(含44粗蛋白)添加0.5的-甘露聚糖酶，能提高干物质的表观消化率和能量表观消化率。 3.3 提高动物机体免疫功能 -甘露聚糖酶能显著提高动物的IGF-1水平，改进单胃动物的生长性能，特别是在应激条件下，作用效果更为明显。一般认为IGF-1是畜禽真正的生长调控因子，生长激素(GH)的促进作用是IGF-1介导的。IGF-1作用于生长组织，刺激细胞对氨基酸的利用，从而促进蛋白质的合成，抑