α-半乳糖苷酶在禽料生产中的应用进展
罗媛+李孟伟+陈清华
（湖南农业大学动物科学技术学院长沙410128）
摘要：α-半乳糖苷酶是一种新型饲用酶制剂，能催化α-D-半乳糖苷末端非还原性α-D-半乳糖残基，有效降低α-半乳糖苷的抗营养作用。本文就α-半乳糖苷酶在家禽饲料生产中的应用进展进行综述。
关键词：α-半乳糖苷酶；禽料生产；应用
我国的动物日粮中多以植物性饲料原料为主，但这些饲料原料中含有以水苏糖、棉籽糖为主的α-半乳糖苷类抗营养因子，对家禽的健康和生长有着一定的影响。此外，单胃动物不能分泌消化该类物质的α-半乳糖苷酶，其只有通过微生物发酵才能利用这类物质。而α-半乳糖苷进入大肠后，经肠道微生物发酵利用后产生的挥发性脂肪酸和各种气体会使动物肠胃胀气、腹痛、腹泻、恶心和厌食等，同时，一些低聚糖还会刺激肠道蠕动，加快饲料通过消化道的速度以减少食糜在消化道停留的时间，进而影响营养物质的消化和吸收。特别是豆粕中的α-半乳糖苷含量，高达5%～7%，是玉米-豆粕型日粮中最主要的抗营养因子。而有研究报道，将α-半乳糖苷酶作为一种外源酶添加到饲料中，可有效促进饲料原料中α-半乳糖苷物质的分解，消除由该类物质引起的抗营养作用，并提高饲料中营养素的利用率，为机体提供更多的能量和促进肠道有益微生物的增殖。本文就α-半乳糖苷酶在家禽饲料生产中的应用进行综述。
1α-半乳糖苷的抗营养作用
α-半乳糖苷是由1个蔗糖分子与1个或2个半乳糖分子通过α-1，6-糖苷键连接而成的一种低聚寡糖类物质，主要分布于植物叶片或种子中。该物质具有良好的热稳定性，一般的加工方法不能使其失活。其抗营养作用机理主要在于：增加小肠内容物的渗透性和液体的保持力，以降低营养物质的水解作用；由于营养物质水解作用减弱，因而使小肠内容物的量有所增加，刺激到小肠的蠕动反射，从而增加肠道内饲料运转的速度，影响机体对营养物质的充分吸收；其经后肠段在肠道微生物发酵产生的各种气体，易引起肠胃胀气、恶心和厌食等不良反应，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）又称蜜二糖酶、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，是广泛存在于自然界的一种外切糖苷酶；其能专一性地催化多糖、糖脂、糖蛋白中糖链末端的α-1，6半乳糖苷键水解，既可水解蜜二糖、棉籽糖、水苏糖和毛蕊花糖等低聚糖，又可水解含α-半乳糖苷键的杂多糖，如半乳甘露聚糖、槐豆胶、瓜尔豆胶。该酶在人、动植物体以及微生物中广泛存在，目前都是从许多原核和真核生物中分离纯化得到。
不同来源和方法制得的α-半乳糖苷酶，其理化性质各不相同。从唾液乳杆菌XH4B提纯到的α-半乳糖苷酶在柠檬酸缓冲液中的最适pH为5.5，反应温度为52℃；由细菌分泌的最适pH范围为6.5～7.5，最佳反应温度为37～40℃；而由丝状真菌及酵母菌分泌的最适pH范围则为4.5～8.0，温度一般为50～60℃。并且，底物不同，其最适pH也会不同，如咖啡豆来源的α-半乳糖苷酶对于人工底物pNPG，pH为6.4；而对于蜜二糖、蜜三糖或水苏糖等天然底物，最适pH会降到3.6～4；另外，α-半乳糖苷酶对于α-D-半乳糖苷键具有较广泛的底物专一性，咖啡豆的α-半乳糖苷酶不仅能够水解pNPG、蜜二糖等分子量较低的底物，而且能够水解寡糖（如水苏糖）和多糖（如半乳甘露聚糖）等分子量较高的底物。
3α-半乳糖苷酶在家禽饲料中的应用研究
3.1α-半乳糖苷酶对家禽饲料养分利用率的影响
α-半乳糖苷酶，既可使日粮中的常规营养成分分解为小分子物质，易于胃肠道的消化和吸收，还可使日粮中的抗营养因子降低或消除，改善家禽对营养物质的吸收利用。戴求仲等用黄羽肉鸡为试验材料，结果表明添加α-半乳糖苷酶制剂的各组日粮的干物质、蛋白质和氨基酸的消化率均有不同程度地提高；Igbasan等研究发现，在豌豆日粮中单加入果胶酶没有明显效果，但将果胶酶和α-半乳糖苷酶同时加入饲料中，肉鸡的生长速度和日粮的利用效果均有提高；王苑等报道，使用酶制剂和酶制剂配伍微生态制剂可显著增加营养物质消化率，且酶制剂与微生态制剂具有良好的协同作用，对提高肉鸡营养物质消化率的效果优于单纯使用酶制剂。日粮中加入的α-半乳糖苷酶，一方面，可能减少了α-半乳糖苷类物质的干扰，使得饲料养分利用率有所提高；另一方面，其可能与机体消化道中的各种内源消化酶协同作用，而促进营养素的合理分配，进而提高动物的生长性能。
3.2α-半乳糖苷酶对家禽生长性能的影响
肉鸡生长早期，内源酶分泌相对不足可能会限制动物的生长，而许多研究表明，外源酶的添加可以补充内源酶分泌的不足，提高营养物质的利用率，促进家禽生长。在饲料中添加外源性的α-半乳糖苷酶制剂，可消除α-半乳糖苷类抗营养因子的作用，促进营养物质的消化吸收，改善肠道微生物环境，提高动物生产性能，降低饲料成本。Pubols等以玉米和豆粕（含34.4%）为基础日粮，发现第1周添加α-半乳糖苷酶的鸡平均日增重增加；马慧慧等两次研究发现，在玉米-豆粕型基础日粮中添加一定量的α-半乳糖苷酶有利于提高AA肉鸡的生长性能，且以0.1～0.2g/kgα-半乳糖苷酶添加水平较好；Graham等研究结果表明，与未经处理的豆粕相比，用α-半乳糖苷酶处理后的豆粕饲喂鸡可使粪便中棉籽糖和水苏糖分别减少69%和54%，净代谢能和生长性能都有明显增加（p<0.05）。Fontana等报道，在肉鸡玉米-豆粕型日粮中添加以α-半乳糖苷酶为主的复合酶，可使饲料效率提高1%～10%，胴体产量提高10%～20%，腹脂率降低10%～20%，表明α-半乳糖苷酶促进了营养素的合理分配，有节省蛋白质合成氨基酸、提高瘦肉率的作用，这可在一定程度上降低饲料成本。由此可见，α-半乳糖苷酶制剂添加到玉米-豆粕型日粮中，能有效降解α-半乳糖苷类抗营养因子，释放出易于被机体吸收的物质，而促进营养物质的消化、吸收和利用，进而改善动物的生长性能。
3.3α-半乳糖苷酶对家禽肠道微生物菌群的影响
家禽肠道微生物区系的相对稳定，是保证动物健康生长的前提。植物性饲料，特别是饼粕类籽实含有不易被破坏的抗营养因子如α-半乳糖苷类物质，一般的加热方法很难将其降解，并且，如果这些物质在机体内达到一定量时将不能被微生物充分分解，以致聚集在肠道内，影响到肠道微生物的生长和繁殖。而α-半乳糖苷酶制剂的添加能促使肠道有益菌的增长，抑制有害菌的繁殖，从而为动物生长性能的提高提供一个有利的环境条件。戴求仲等在后肠微生物分析中发现，日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂能显著降低后肠大肠杆菌数（P<0.05），增加双歧杆菌数和乳酸菌数（P< 0.05），其中大肠杆菌数随α-半乳糖苷酶添加量的增加呈递减趋势，除此之外，马慧慧、潘宝海等也有相似报道。
4小结
植物性蛋白饲料中含有的相当高的α-半乳糖苷，会阻碍家禽对营养物质的消化利用，对动物机体的生长性能和健康状况产生负面影响。而在饲料中加入α-半乳糖苷酶，可消除该类物质的抗营养作用。随着科技的迅速发展和转基因技术在微生物中的广泛应用，α-半乳糖苷酶将在饲料工业和动物生产中拥有十分广阔的应用前景。
（湖南农业大学动物科学技术学院长沙410128）
摘要：α-半乳糖苷酶是一种新型饲用酶制剂，能催化α-D-半乳糖苷末端非还原性α-D-半乳糖残基，有效降低α-半乳糖苷的抗营养作用。本文就α-半乳糖苷酶在家禽饲料生产中的应用进展进行综述。
关键词：α-半乳糖苷酶；禽料生产；应用
我国的动物日粮中多以植物性饲料原料为主，但这些饲料原料中含有以水苏糖、棉籽糖为主的α-半乳糖苷类抗营养因子，对家禽的健康和生长有着一定的影响。此外，单胃动物不能分泌消化该类物质的α-半乳糖苷酶，其只有通过微生物发酵才能利用这类物质。而α-半乳糖苷进入大肠后，经肠道微生物发酵利用后产生的挥发性脂肪酸和各种气体会使动物肠胃胀气、腹痛、腹泻、恶心和厌食等，同时，一些低聚糖还会刺激肠道蠕动，加快饲料通过消化道的速度以减少食糜在消化道停留的时间，进而影响营养物质的消化和吸收。特别是豆粕中的α-半乳糖苷含量，高达5%～7%，是玉米-豆粕型日粮中最主要的抗营养因子。而有研究报道，将α-半乳糖苷酶作为一种外源酶添加到饲料中，可有效促进饲料原料中α-半乳糖苷物质的分解，消除由该类物质引起的抗营养作用，并提高饲料中营养素的利用率，为机体提供更多的能量和促进肠道有益微生物的增殖。本文就α-半乳糖苷酶在家禽饲料生产中的应用进行综述。
1α-半乳糖苷的抗营养作用
α-半乳糖苷是由1个蔗糖分子与1个或2个半乳糖分子通过α-1，6-糖苷键连接而成的一种低聚寡糖类物质，主要分布于植物叶片或种子中。该物质具有良好的热稳定性，一般的加工方法不能使其失活。其抗营养作用机理主要在于：增加小肠内容物的渗透性和液体的保持力，以降低营养物质的水解作用；由于营养物质水解作用减弱，因而使小肠内容物的量有所增加，刺激到小肠的蠕动反射，从而增加肠道内饲料运转的速度，影响机体对营养物质的充分吸收；其经后肠段在肠道微生物发酵产生的各种气体，易引起肠胃胀气、恶心和厌食等不良反应，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）又称蜜二糖酶、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，是广泛存在于自然界的一种外切糖苷酶；其能专一性地催化多糖、糖脂、糖蛋白中糖链末端的α-1，6半乳糖苷键水解，既可水解蜜二糖、棉籽糖、水苏糖和毛蕊花糖等低聚糖，又可水解含α-半乳糖苷键的杂多糖，如半乳甘露聚糖、槐豆胶、瓜尔豆胶。该酶在人、动植物体以及微生物中广泛存在，目前都是从许多原核和真核生物中分离纯化得到。
不同来源和方法制得的α-半乳糖苷酶，其理化性质各不相同。从唾液乳杆菌XH4B提纯到的α-半乳糖苷酶在柠檬酸缓冲液中的最适pH为5.5，反应温度为52℃；由细菌分泌的最适pH范围为6.5～7.5，最佳反应温度为37～40℃；而由丝状真菌及酵母菌分泌的最适pH范围则为4.5～8.0，温度一般为50～60℃。并且，底物不同，其最适pH也会不同，如咖啡豆来源的α-半乳糖苷酶对于人工底物pNPG，pH为6.4；而对于蜜二糖、蜜三糖或水苏糖等天然底物，最适pH会降到3.6～4；另外，α-半乳糖苷酶对于α-D-半乳糖苷键具有较广泛的底物专一性，咖啡豆的α-半乳糖苷酶不仅能够水解pNPG、蜜二糖等分子量较低的底物，而且能够水解寡糖（如水苏糖）和多糖（如半乳甘露聚糖）等分子量较高的底物。
3α-半乳糖苷酶在家禽饲料中的应用研究
3.1α-半乳糖苷酶对家禽饲料养分利用率的影响
α-半乳糖苷酶，既可使日粮中的常规营养成分分解为小分子物质，易于胃肠道的消化和吸收，还可使日粮中的抗营养因子降低或消除，改善家禽对营养物质的吸收利用。戴求仲等用黄羽肉鸡为试验材料，结果表明添加α-半乳糖苷酶制剂的各组日粮的干物质、蛋白质和氨基酸的消化率均有不同程度地提高；Igbasan等研究发现，在豌豆日粮中单加入果胶酶没有明显效果，但将果胶酶和α-半乳糖苷酶同时加入饲料中，肉鸡的生长速度和日粮的利用效果均有提高；王苑等报道，使用酶制剂和酶制剂配伍微生态制剂可显著增加营养物质消化率，且酶制剂与微生态制剂具有良好的协同作用，对提高肉鸡营养物质消化率的效果优于单纯使用酶制剂。日粮中加入的α-半乳糖苷酶，一方面，可能减少了α-半乳糖苷类物质的干扰，使得饲料养分利用率有所提高；另一方面，其可能与机体消化道中的各种内源消化酶协同作用，而促进营养素的合理分配，进而提高动物的生长性能。
3.2α-半乳糖苷酶对家禽生长性能的影响
肉鸡生长早期，内源酶分泌相对不足可能会限制动物的生长，而许多研究表明，外源酶的添加可以补充内源酶分泌的不足，提高营养物质的利用率，促进家禽生长。在饲料中添加外源性的α-半乳糖苷酶制剂，可消除α-半乳糖苷类抗营养因子的作用，促进营养物质的消化吸收，改善肠道微生物环境，提高动物生产性能，降低饲料成本。Pubols等以玉米和豆粕（含34.4%）为基础日粮，发现第1周添加α-半乳糖苷酶的鸡平均日增重增加；马慧慧等两次研究发现，在玉米-豆粕型基础日粮中添加一定量的α-半乳糖苷酶有利于提高AA肉鸡的生长性能，且以0.1～0.2g/kgα-半乳糖苷酶添加水平较好；Graham等研究结果表明，与未经处理的豆粕相比，用α-半乳糖苷酶处理后的豆粕饲喂鸡可使粪便中棉籽糖和水苏糖分别减少69%和54%，净代谢能和生长性能都有明显增加（p<0.05）。Fontana等报道，在肉鸡玉米-豆粕型日粮中添加以α-半乳糖苷酶为主的复合酶，可使饲料效率提高1%～10%，胴体产量提高10%～20%，腹脂率降低10%～20%，表明α-半乳糖苷酶促进了营养素的合理分配，有节省蛋白质合成氨基酸、提高瘦肉率的作用，这可在一定程度上降低饲料成本。由此可见，α-半乳糖苷酶制剂添加到玉米-豆粕型日粮中，能有效降解α-半乳糖苷类抗营养因子，释放出易于被机体吸收的物质，而促进营养物质的消化、吸收和利用，进而改善动物的生长性能。
3.3α-半乳糖苷酶对家禽肠道微生物菌群的影响
家禽肠道微生物区系的相对稳定，是保证动物健康生长的前提。植物性饲料，特别是饼粕类籽实含有不易被破坏的抗营养因子如α-半乳糖苷类物质，一般的加热方法很难将其降解，并且，如果这些物质在机体内达到一定量时将不能被微生物充分分解，以致聚集在肠道内，影响到肠道微生物的生长和繁殖。而α-半乳糖苷酶制剂的添加能促使肠道有益菌的增长，抑制有害菌的繁殖，从而为动物生长性能的提高提供一个有利的环境条件。戴求仲等在后肠微生物分析中发现，日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂能显著降低后肠大肠杆菌数（P<0.05），增加双歧杆菌数和乳酸菌数（P< 0.05），其中大肠杆菌数随α-半乳糖苷酶添加量的增加呈递减趋势，除此之外，马慧慧、潘宝海等也有相似报道。
4小结
植物性蛋白饲料中含有的相当高的α-半乳糖苷，会阻碍家禽对营养物质的消化利用，对动物机体的生长性能和健康状况产生负面影响。而在饲料中加入α-半乳糖苷酶，可消除该类物质的抗营养作用。随着科技的迅速发展和转基因技术在微生物中的广泛应用，α-半乳糖苷酶将在饲料工业和动物生产中拥有十分广阔的应用前景。
