酵素在畜禽飼料之應用
概論
過去的10年裡，全世界的飼料工業已發現酵素添加的好處。於是商業酵素的市場也隨之戲劇性的增加。
70年代的末期，營養學家Alain Molinie從觀察小麥的發芽過程中，就已預覺到存在於麥殼中天然酵素在動物科技上的益處。而確實這些麥殼中，所含的天然成份為往後發芽時消化穀物中貯存之蛋白質、碳水化合物及脂質所必需。平常，它們以不活化狀態存在於保護很好的纖維細胞中；但在適當的溫度及濕度下，很多酵素便會活化釋出，胚就開始發育。從植物延伸到動物，發現經過加工後方麥殼餵予動物，能幫助胃腸中食物的消化。
一種名為研磨(Attrition)的自身粉碎過程，已經由試驗成功的獲得其可利用性。只要不是在液態環境，這些酵素不會降低其穩定性。同時，對胃酸及飼料製造時嚴苛條件下的耐性亦獲得證實。
雷力酵素(Realdyme)的問世
法國雷力公司(Realdyme)已經取得多項包括製程、應用磨粉技術於穀物外殼及應用到動物飼養與人類飲食上的專利。
在飼料原料的市場上，雷力酵素有其特殊及獨創的定位。雷力酵素是一種經由工業製程物理性質修飾過的植物性飼料添加物。
根據位於巴黎世界有名的研究機構National Agronomique的分析，雷力酵素有下列幾種主要成分：澱粉𠕇、植酸𠕇、葡萄糖𠐟𠕇及胰蛋白𠕇等。
添加這種天然的雷力酵素1％到飼料中能改善飼料的消化率。
無論在法國及很多其他國家，對家禽、小牛、兔子，特別是豬所進行的無數試驗，結果都顯示雷力酵素有下列效益。
•促進生長及改善飼料效率
•降低環境污染
•更佳的屠體品質
例如在早期離乳的仔豬，雷力酵素，在隻日增重及飼料效率有6％的改善。每頭小豬的淨利益增加12法朗，每頭母豬每年多賺250法朗。
產品介紹
1. 來源
•小麥穀粒的外殼含有數種酵素。
•這些酵素牢固地被保護在植物細胞內以確保其在貯存階段的不活化。
•在適當的溫度及濕度，小麥外殼會釋出這些酵素。
•爾後麥粒貯存之養份開始被消化，供應胚芽的發育。
•Realdyme的專利包括使麥殼中的酵素成為可利用，並且在無水的情況下保持其穩定性。
•透過Realdyme的專利製程，在麥殼中的酵素到動物消化道中便成為活化狀態。
2. 研磨製造
•麥殼皆經Realdyme公司精挑細選後才用來生產。
•製造過程包括讓麩皮在氣流中循環，藉由研磨使其在迴轉周邊逐漸被微粒化。
•研磨Attrition是藉由顆粒彼此撞擊的一種自身磨碎過程。
Realdyme的製程能使麥殼微粒化而不須粉碎，得到的精製產品均質、含水份低。
•此種麥殼研磨技術在歐洲已獲得專利，專利號碼為7800500。
3. 作用機制
雷力酵素在動物消化道的功效
•提高營養素的消化率。
•酸化消化道內容物。
•整腸
4. 作用機制的證明
A. 在消化道中Realdyme澱粉𠕇活性之模擬圖。(略)
•PH 1-3，Realdyme澱粉𠕇活性為40％，之後劇升，pH4其活性幾乎達到100％。
•Realdyme植酸𠕇有類似的表現。
•胃中pH1-3的實際消化情況介於上述二種結果之間。
B. 在37℃，Realdyme添加後15分鐘，小麥產生的還原糖急速升高，顯示Realdyme對碳水化合物的作用。
C. 在同上的情況下，Realdyme對碗豆的效果更加明顯。
D. 在37℃，Realdyme的添加能使小麥澱粉產生的乳酸增加30％，與從乳清粉所得到的結果類似。這些試驗證實Realdyme有酸化作用。
5. 製造工藝
•由於低含水量(3％)Realdyme在室溫下能耐久存。
•即使暴露在高溫下，Realdyme的酵素依然有很高的穩定性。
| 加熱 | 酵素活力 |
| 3％水未加熱 | 基數100 |
| 3％水1小時70℃ | 100.0 |
| 8％水1小時70℃ | 86.4 |
•由於在麥殼內植物細胞的天然保護，Realdyme酵素經由打粒後，其安定性仍相當高。
| 仔豬飼料 | 植酸𠕇 | 澱粉 |
| 粉料 | 基數100 | |
| 粒料 | 87 | 94 |
•Realdyme酵素對礦物鹽或飼料添加物的耐受度也相當好。
| 植酸𠕇 | 澱粉𠕇 | |
| 雷力酵素 | 基數100 | |
| 預拌料 | 0 | 0 |
| 1／2雷力酵素 加1／2預拌料 |
50 | 50 |
產品分析特性
1. 物理性狀
顆粒度，90％不能通過100 MIRCRONS
無粉塵
在38℃可分散於水中
淡麥芽味，嗜口性佳
淡黃色
2. 成分
| 乾物質97％ | 甲硫胺酸 | 2.0％ | 能量 | |
| 粗蛋白質16.6％ | 甲硫胺酸+胱胺酸 | 3.5％ | 總能 | 4550Kcal／kg |
| 粗纖維9.5％ | 離胺酸 | 5.1％ | 豬，DE | 3700Kcal／kg |
| 粗脂肪5.3％ | 羥丁胺酸 | 3.6％ | 家禽，ME | 3230Kcal／kg |
| 粗灰分4.9％ | 色胺酸 | 1.6％ | 兔子，DE | 2750Kcal／kg |
| 磷7.1％ | 精胺酸 | 8.2％ | 反芻動物，NE | 1.05UFL／UFV |
| 鈣1.6％ | 苯丙胺酸 | 7.9％ | 馬，NE | 0.95UFC |
| 鉀11.5％ | 苯丙胺酸+酪胺酸 | 3.3％ | ||
| 鈉0.2％ | 甘胺酸 | 3.5％ | ||
| 氯0.1％ | 組胺酸 | 4.1％ | ||
| 鎂4.0％ | 異白胺酸 | 7.1％ | ||
| 錳170PPM | 白胺酸 | 4.7％ | ||
| 鋅90PPM | 纈胺酸 | 5.6％ | ||
| 銅25PPM | 亞麻油酸 | 5.0％ | ||
| 鐵150PPM | ||||
3. 酵素含量
根據INA-PG.Realdyme含有13種天然酵素。最具代表的有澱粉𠕇、葡萄糖𠐟𠕇及植酸𠕇。
澱粉𠕇 50 lu／g
葡萄糖𠐟𠕇 70 lu／g
植酸𠕇 100 lu／g
雷力酵素所含酵素量
α-澱粉𠕇(α-amylase)：47.9 unit／gm(±2 unit)
β-葡萄糖𠐟𠕇(β-glucosidase)：937 unit／gm)(±12 unit)
胰蛋白𠕇(trypsin)：309 unit／gm(±25 unit)
胰凝乳蛋白𠕇(chymotrypsin)：99.4 unit／gm(±16 unit)
α-半乳糖𠐟𠕇(α-galactosidase)：1685 unit／gm
〔註〕：上述所測之活性單性僅以以下之測定條件及活性定義而言：
α-amylase：以可溶性澱粉為基質，每分鐘產生1mg之還原糖之酵素量為─活性單位。
β-glucosidase：以P-Nitrophenyl-β-glucopyranoside為基質，每分鐘產生lu mole之PNP為一單位。
trypsin：以BAEE為基質，每分鐘分解lu mole之基質所需之酵素量為─活性單位。
chymotrypsin：以BTEE為基質，每分鐘分解lu mole之基質所需之酵素量為─活性單位。
α-galactosidase：以O-Nitrophenyl-galactopyranoside為基質，每分鐘釋出lu mole之OPN為─活性單位。
附註：如果欲比較不同酵素之活性單性，應以其所指出之活性定義或分析條件一致時才能作比較，上述之測定方法乃是依研究報告所述，或Sigma藥品公司所述之標準定義，而非本省官方之標準方法。
田間試驗結果
1. 仔豬、母豬、兔子、家禽、哺乳仔牛、肉仔牛
仔豬
綜合世界各地的試驗結果於下表
| 國家 | 試驗期 | 頭數 | 雷力酵素(％) | 飼料換肉率／隻日增重 |
| 比利時 | 離乳後 7至10公斤 |
35 35 |
0 1 |
基數100 95.8 99.3 |
| 比利時 | 離乳後 10至20公斤 |
35 35 |
0 1 |
基數100 89.5 111.5 |
| 法國 | 離乳後 0至41天 |
60 60 |
0 1 |
基數100 97.7 99.6 |
| 美國 | 離乳後 21天 |
50 50 |
0 1 |
基數100 76.2 121.6 |
| 南斯拉夫 | 離乳後 58天 |
24 24 |
0 1 |
基數100 95.0 100.8 |
| 台灣 | 離乳後 35天 |
48 48 |
0 1 |
基數100 101.1 108.9 |
| 台灣 | 離乳後 49天 |
36 36 |
0 1 |
基數100 97.2 106.6 |
| 英國 | 離乳後 21天 |
48 48 48 |
0 1 2 |
基數100 102.2 106.6 94.8 109.1 |
| 法國 | 離乳後 0至41天 |
60 60 |
0 1 |
基數100 94.9 101.6 |
| 國家 | 試驗期 | 反丁烯二酸 | 雷力酵素(％) | 飼料換肉率／隻日增重 |
|
英國
|
離乳後 21天 |
0 1.5 1.5 0 |
0 0 2 2 |
基數100 100.0 105.2 97.6 110.1 95.3 123.6 |
| REALDYME(％ in feed) | 0 | 2 |
| 母豬頭數 | 47 | 47 |
| 糞重(g) 稱重1 稱重2 稱重3 稱重4 稱重5 |
1033 1098 1052 757 997 |
1233 1318 1180 872 1053 |
| 糞便乾物量(％) 稱重1 稱重2 稱重3 稱重4 稱重5 |
36.1 39.5 38.0 37.8 35.3 |
37.8 39.6 37.1 35.5 33.8 |
| 國家 | 離乳週齡 | 屠宰日齡 | 死亡率 | 雷力酵素(％)飼料換肉率／隻日增重 基數100 |
| 比利時 | 5 5 |
77 77 |
0 1 |
基數100 40.0 97.7 104.3 |
| 比利時 | 6 6 |
84 84 |
0 1 |
基數100 33.4 98.9 100.5 |
| 法國 | 4 4 |
84 84 |
0 1 |
基數100 66.7 100.3 106.2 |
| 法國 | 4 4 |
70 70 |
0 1 |
基數100 40.0 99.0 106.3 |
添加1％的Realdyme到仔豬飼料能改善豬隻日增重及飼料換肉率，同時也能減少仔豬下痢的發生，在台灣及美國的試驗，添加Realdyme組顯示下痢率分別降低72％及53％。
添加2％Realdyme到21天早期離乳的仔豬飼料，顯示能補充或取代反丁烯二酸(Fumaric Acid)達到酸化的效果。
母豬
母豬飼料添加2％的Realdyme，會顯著增加排便量，(14％)，但不會顯著提高糞便含水量。顯示Realdyme能有效的避免母豬便秘及其相關的困擾。
兔子
系統性的餵飼兔子Realdyme數年，結果顯示，雷力酵素確能改善其生產性能。上表即是在研究機構所做的試驗證實Realdyme能改善兔子飼料效率，平均隻日增重及降低死亡率。
家禽
番鴨飼料添加2％的Realdyme也顯示改善其生長性能，特別是母鴨的隻日增重增加了10％。
| 番鴨 | REALDYME(％) | |||
| 0 | 2 | 0 | 2 | |
| 隻數 死亡率(％) 飼料換肉率 平均隻日增重 公鴨隻日增重 母鴨隻日增重 |
5000 3.1 2.57 49.5 58.3 36.8 |
5000 1.5 2.66 52.1 59.9 40.6 |
基數100 基數100 基數100 基數100 基數100 |
48 103.5 105.2 102.7 110.3 |
| 代乳粉中添加雷力酵素(％) | 精料中添加雷力酵素(％) | 隻日增重 | 飼料攝取量 |
| 0 1 |
0 0 |
基數100 103.7 |
基數100 115.9 |
| 0(*) 1(*) |
0 0 |
基數100 143.6 |
基數100 129.1 |
| 0(*) 1(*) |
0 0 |
基數100 104.2 |
- - |
| 0(*) 0(*) |
0 1 |
基數100 121.5 |
- - |
| 0 1 |
0 0 |
基數100 107.1 |
- - |
| 0(*) 1(*) |
0 0 |
基數100 106.8 |
- - |
| 0 1 |
0 1 |
基數100 104.5 |
- - |
| (*)不含脫脂乳粉的代乳粉 | |||
哺乳仔牛
上表是哺乳仔牛在離乳前的試驗結果。
在代乳粉或精料中添加1％的Realdyme能顯著提高增重及精料採食量，有利於早期離乳。
肉仔牛
最近的試驗結果顯示1％Realdyme的添加能改善仔牛肉的屠體品質、體型，特別是肥育狀態，較少的脂肪及較佳的分布，以Realdyme取代麵粉對結果沒顯著差異。隨後添加2％Realdyme的大規模田間試驗也確定其對體型、背脂、屠體重量的改善，同時也顯示對食慾及消化狀態的正面效果。
2. 天然酵素補充物對離乳仔豬飼
| REALDYME(％)(1) | 0 | 1 |
| 麵粉(％)(2) | 1 | 0 |
| 初重(kg) 65日齡重(kg) 138日齡重(kg) |
49.2 101.1 211.7 |
49.8 101.7 213.0 |
| 屠體重(kg) | 121.7 | 122.5 |
| 平均日增重(g／d) | 1177 | 1182 |
| ％ de veaux classes encouleur 2 | 100 | 100 |
| Conformation： ％ in O ％ in R minus ％ in R |
15.0 42.5 42.5 |
0.0 57.5 42.5 |
| 仔牛背脂增加率 | 57.5 | 36.3 |
(1)Realdyme中含鐵150PPM (2)麵粉中含鐵13 PPM |
||
表1. 酵素Realdyme對離乳仔豬生長性能和下痢頭次之影響(試驗一)。
| 酵素 Realdyme(％) |
0 | 1 | 2 | 顯著性(1) |
| 每日增重(kg) 0─2週 3─5週 全期 |
0.10 0.49 0.33 |
0.14 0.52 0.37 |
0.08 0.47 0.31 |
NS NS P＝0.10 |
| 飼料採食量(kg／日) 0─2週 3─5週 全期 |
0.20 0.79 0.55 |
0.24 0.93 0.62 |
0.19 0.76 0.54 |
NS NS NS |
| 飼料／增重 0─2週 3─5週 全期 |
1.98 1.62 1.67 |
1.76 1.66 1.68 |
2.50 1.63 1.72 |
NS NS NS |
| 下痢頭次百分率(％)(2) 0─2週 |
14.93 |
4.17 |
9.72 |
NS |
(1).NS＝不顯著 (2).下痢頭次＝(發生下痢總頭次數／總飼養仔豬隻日數)×100％ |
||||
表2. 酵素Realdyme對離乳仔豬生長性能之影響(試驗二)。
| 酵素 Realdyme(％) |
0 | 1 | 顯著性(1) |
| 每日增重(kg) 0─2週 3─7週 |
0.26 0.53 |
0.28 0.56 |
NS NS |
| 飼料採食量(kg／日) 0─2週 3─7週 |
0.34 1.04 |
0.36 1.09 |
NS P＜0.05 |
| 飼料／增重 0─2週 3─7週 |
1.30 1.98 |
1.28 1.94 |
NS NS |
文章摘自顏宏達、鄭清森，1990•Realdyme對離乳仔豬之飼養效果。中國畜牧學會會誌，19(1~2)：21-26。 |
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養效果
離乳仔豬飼料通常採用部分動物性蛋白質原料，而大部分仍由玉米、大豆粕等植物性飼料原料調製而成。植物性飼料原料之營養成分為細胞壁所包圍不易為豬隻，特別是離乳仔豬所消化和吸收。法國Realdyme公司發展一種天然穩定的酵素稱為酵素Realdyme，其製造、利用和銷售獲得Realdyme，其製造、利用和銷售獲得該國I.N.P.I專利2413936和414052。該酵素以小麥副產物為基質經特殊微粒化(microni-zation)使90％顆粒低於100microns，其化學成分乾物質96、粗蛋白質15.4、纖維9.5、鈣0.2和磷1.2％，可消化能2800 kcal／kg，以及酵素β-澱粉𠕇(β-amylase)、β-葡萄糖𠐟𠕇(β-glucosidase)、胰蛋白𠕇(trypsin)、胰凝乳蛋白𠕇(chymotrypsin)和磷酸分解𠕇(acid phosphatase)，活力分別是58 u／g、13 u／g、180 mu／g、90 mu／g和4 lu／g，還有一些其他酵素和纖維素𠕇(cellulase)、酯解𠕇(esterase)、脂解𠕇(lipase)和蛋白質分解𠕇(proteinase)。據稱這種微粒化處理過之小麥副產物添加於離乳仔豬飼料中有提高生長性能之效果。
二試驗採用132頭四週齡離乳仔豬，以探討天然酵素混合物Realdyme對離乳後飼養5和7週豬隻生長性能和下痢發生之影響。在試驗一，離乳後不同階段餵飼添加Realdyme 1％飼料均有較0和2％添加量為佳之每日增重和飼料採食量的趨勢(表1)，而試驗二豬隻飼餵添加Realdyme 1％之飼料採食量顯著地(P＜0.05)高於未添加者(表2)。試驗一之豬隻在離乳後二週之下痢發生頭次雖然受飼料處理之影響不顯著，但添加Realdyme 1％有較低的發生比率。
飼料營養雜誌(p.48∼58)─中國化學製藥公司、九七年三期