Enzimek felhasználása a sertéstakarmányozásban

Az EU takarmányozással összefüggõ szabályozása (1831/2003 EC, Annex 1) szerint az enzimkészítmények az emésztést fokozó kiegészítõ takarmányok funkcionális csoportjába tartoznak. A sertéstakarmányokban azonban csak olyan enzimkészítmények alkalmazhatók sikeresen, amelyek megfelelnek bizonyos, a sertés élettani sajátosságaival és a takarmányipari mûveletekkel összefüggõ bizonyos alapvetõ követelményeknek, annak érdekében, hogy hatásukat az egyes sertés korcsoportok bélcsatornájában hatékonyan kifejthessék.



Lényeges ezek közül, hogy az adott enzim maximális hatékonysággal hozzávetõlegesen 40°C-on és a bélcsatorna adott szakaszának pH értékén (pH = 2,5–7,5), az adott bélszakaszon való áthaladási idõszak alatt mûködjön. A gyomorban uralkodó viszonyok miatt az adott enzimnek, amely kémiailag fehérje, viszonylag ellenállónak kell lennie a savanyú kémhatású közeggel és a fehérjebontó enzimekkel szemben. Lényeges szempont továbbá, hogy az enzimkészítményeknek jelentõs stabilitást kell mutatnia a takarmányipari mûveletek és a tárolás során.

Napjainkban, a sertéstakarmányozásban mikrobiális eredetû (bakteriális, illetve fonalas gomba) enzimeket alkalmaznak, amelyek az adott enzimet termelõ törzsek célirányos szelekciójának, és számos esetben genetikai módosításának, köszönhetõen nagyrészt megfelelnek a fent leírt követelményeknek.



Nem keményítõ poliszacharidokat (NSP)-bontó enzimek

Az NSP-bontó enzimek alkalmazását a takarmányokban kisebb-nagyobb mennyiségben jelenlévõ NSP anyagok (1. táblázat), ezek közül is az ún. oldható NSP anyagok antinutritív hatása indokolja, amelyek a sertés számára, megfelelõ enzimek hiányában nem emészthetõek.

Az NSP-bontó enzimek hatására az antinutritív hatás – a béltartalom viszkozitásának növekedése, az epesavak megkötése miatt a zsírok gyengébb emészthetõsége – csökkenése miatt megnõ a takarmány emészthetõ, illetve metabolizálható energiatartalma. A táplálóanyagok emészthetõségére kifejtett negatív hatás csökkenése miatt ugyanis megnõ a zsírok, a keményítõ, sõt egyes újabb kutatási eredmények alapján a fehérjék emészthetõsége is.

Ebbe a csoportba tartozik többek között a -ß glükanáz enzim, amely az 1,4-ß és az 1,3-ß glükánokat bontja. Ennek az enzimnek az alkalmazása a sertéstakarmányozásban fõképp nagy mennyiségben árpát tartalmazó takarmánykeverék esetében indokolt. Az enzim mennyiség/aktivitás meghatározása során azonban arra is tekintettel kell lenni, hogy a sertések enzimkiegészítés nélkül is viszonylag hatékonyan emésztik a ß-glükánokat, a bélcsatornájukban élõ baktériumok egy része által termelt enzimekkel. Ezek hatása azonban csak egészséges bélflórával rendelkezõ állatok esetében érvényesülhet, míg a patogén flóra (pl. E. coli, Salmonella stb.) túlsúlyba kerülése, valamint a takar-mányhoz adagolt antibiotikumok esetében ez nem érvényesülhet. A ß-glükanáz enzim kiegészítés kedvezõ hatását számos kísérleti eredmény támasztja alá (2. táblázat).

Egy másik NSP-bontó enzim, a hemicelluláz, a hemicellulózokat bontja oligoszacharidokra. Alkalmazása nagy mennyiségben búzát és/vagy rozsot tartalmazó takarmánykeverék esetében lehet indokolt. A gyakorlatban önállóan ritkán alkalmazzák, leginkább enzimkeverékekben, valamint valamely más NSP bontó enzimkészítmény ún. társenzimjeként fordul elõ.

A nagy mennyiségben búzát és/vagy rozst tartalmazó takarmánykeverék esetében általánosan elterjedt viszont a xilanáz valamint a pentozanáz (arabinoxilanáz) enzimek alkalmazása, fõképp fiatal állatoknál. Elõbbi az 1,4 ß-xilánokat, míg pentozánok (arabinoxilánok) bontását végzi felszívódásra, illetve a vastagbélben zajló fermentációra alkalmas oligo-, majd diszacharidokra.

Szintén az NSP bontó enzimek csoportjába tartozik a pektináz, amely a pektin bontását katalizálja poli-, majd oligoszacharidokká. A sertéstakarmányok pektintartalma általában nem jelentõs mértékû, így ennek felhasználása csak viszonylag ritkán válik szükségessé.



Keményítõbontó enzimek

Az exogén enzimek másik nagy csoportjába a keményítõ-bontó enzimek tartoznak, amelyeket viszont a sertés szervezete által is termelt enzimek is képesek bontani. Alkalmazását emiatt elsõsorban a szervezet, elsõsorban a malacok szervezetének idõszakos és részleges enzimhiánya, valamint a gabonamagvak emésztésnek ellenálló ún. rezisztens keményítõtartalma indokolja.

A legfontosabb keményítõbontó enzim az Alfa-amiláz, amely a keményítõt alkotó vegyületek, az amilóz és az amilopektin bontását végzi. Elsõ lépésben ún. makrodextrinek, majd oligoszacharidok, végül glükóz, maltóz és maltotrióz keletkeznek hidrolitikus hatásának eredményeként. Az amiláz enzim alkalmazásával látványos eredmények általában nem érhetõk el, különösen abban az esetben nem, ha a takarmány alapanyagokat azok elõkészítése során a keményítõ emészthetõségét nagyban segítõ hidrotermikus kezelésnek vetik alá.



Fehérjebontó enzimek

A fehérjebontó (proteáz) enzimek alkalmazását a takarmányokban a keményítõhöz hasonlóan egyrészt a fiatal malacok gyomrában az alacsony szintû pepszintermelés, továbbá a pepszin optimális mûködéséhez elégtelen sósavszekréció, valamint a takarmányok nehezen emészthetõ fehérjetartalma indokolja. Nem elhanyagolható szempont emellett az sem, hogy a fehérjebontó enzimek hatása révén csökkenthetõ a bélsár nitrogéntartalma, emiatt a környezet nitrogénterhelése is. Számos megfigyelés támasztja alá emellett azt a feltevést is, hogy a fehérjebontó enzimek alkalmazásával csökkenthetõ a vastagbélben élõ anaerob baktériumok száma és javítható a bél nyálkahártya állapota, végeredményben a malacok általános egészségi állapota is. Szükséges azonban felhívni a figyelmet arra is, hogy gyakorlati tapasztalatok szerint proteázok alkalmazásával az állomány általános egészségi állapota igen, azok napi súlygyarapodása azonban lényegesen nem javítható.

A fehérjebontó enzimek közül a gyakorlatban a szerin proteázok alkalmazása terjedt el, amelyek a takarmányfehérjéket elõbb polipeptidekké, majd részben oligopeptidekké alakítják, amelyek már szubsztrátjai lehetnek a vékonybélben mûködõ egyéb fehérjebontó enzimeknek, így a tripszinnek és a kimotripszinnek.



Zsírbontó enzimek

A zsírbontó enzimek (lipáz) alkalmazása, bár elvi lehetõségként felmerül a sertés takarmányozásában, az a gyakorlatban nem terjedt el, mivel a sertés hatékonyan emészti a zsírokat bármely életkorban, így az exogén enzim adagolásával lényegesen javulás nem érthetõ el.



Fitin-foszfort felszabadító enzimek

A gabonamagvak a foszfort kb. 2/3 mennyiségben fitin kötésben tartalmazzák, amely a fitáz enzim hiánya következtében nem, vagy csak kis hatékonysággal (27–30%) hasznosul. A fitáz enzim alkalmazásával viszont a gabonamagvak foszfortartalma nagyrészt felszabadítható, a hasznosulás mértéke elérheti a 44–46%-ot. Ennek révén egyrészt az ásványi foszfor kiegészítés mennyisége, valamint a bélsár foszfortartalma, így a környezet foszforterhelése is csökkenthetõ, még azonos mértékû foszfor visszatartás mellett is (3. táblázat).

 

A fitáz alkalmazása során megfigyelték a foszfor mellett egyéb ásványi anyagok – kalcium, magnézium, vas, cink – valamint a fehérjék emészthetõségének javulását is. Szükséges azonban arra is utalni, hogy az egyéb, potenciálisan toxikus fémek közül a fitáz hatására a takarmányok, illetve az ivóvíz kadmiumtartalmának, amúgy sertésben meglehetõsen mérsékelt hatékonyságú, felszívódása is jelentõsen megnövekedhet.

A fitáz a fitin-foszfort szabadítja fel, így a foszfor és a fitáz is szabaddá válik. Az elõbbi hatás az enzim alkalmazásának fõ célja, az utóbbi azonban egyéb fémek másodlagos megkötését ered-ményezheti. Az összes fitáz aktivitást emiatt úgy kell beállítani, hogy annak mértéke ne haladja meg az 500 FYT egység/kg takarmányértéket. Fitáz túladagolás fordulhat elõ abban az esetben, ha a takarmány jelentõs saját fitáz aktivitással rendelkezik. Ilyen eset lehet például nagy búza, árpa vagy búzakorpa hányad alkalmazásakor. Ezek, igaz hõérzékeny, tehát a gyártási mûveletek során nagyrészt inaktiválódó, saját fitáz aktivitása ugyanis olyan jelentõs lehet (4. táblázat), amelyet a hozzáadott fitáz mennyiség számítása során célszerû figyelembe kell venni.

Az enzimek alkalmazása tehát jelentõs mértékben javíthatja az állomány egészségi állapotát és a termelési eredményeket is, de csak abban az esetben, ha azokat az etetett takarmányok és az életkor figyelembevételével alkalmazzák.