摘要 本文重點(diǎn)就復(fù)合酶對(duì)家禽飼料氨基酸消化率的影響進(jìn)行了總結(jié)。酶對(duì)家禽飼料氨基酸消化率影響的因素較為復(fù)雜,飼料、酶、動(dòng)物、環(huán)境條件、氨基酸消化率的測(cè)定方法及內(nèi)源氨基酸的干擾是影響酶改善氨基酸消化率的主要因素。
關(guān)鍵詞 復(fù)合酶;飼料氨基酸消化率;影響因素
中圖分類(lèi)號(hào) S816.79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2016)06-0245-03
蛋白質(zhì)是家禽極為重要的一種營(yíng)養(yǎng)素,其本質(zhì)是氨基酸的營(yíng)養(yǎng)。復(fù)合酶在家禽中的應(yīng)用研究較多,其對(duì)氨基酸消化率的影響較為復(fù)雜,結(jié)果差異較大,本文重點(diǎn)就復(fù)合酶對(duì)家禽飼料氨基酸消化率影響的因素進(jìn)行總結(jié)探討,以期對(duì)酶的應(yīng)用提供一些參考。
1 動(dòng)物飼糧
1.1 飼糧類(lèi)型
飼糧不同,所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子種類(lèi)和含量亦有所差別,針對(duì)其中含量較高的抗?fàn)I養(yǎng)因子添加相應(yīng)的復(fù)合酶后,對(duì)氨基酸消化率的改善效果可能亦愈佳。
能量飼料中,可溶性非淀粉多糖在玉米中含量較低,如阿拉伯木聚糖僅為0.1%,另含有微量的β-葡聚糖和甘露聚糖。其他能量飼料,如大麥、小麥、燕麥及米糠、次粉等副產(chǎn)品,盡管由于品種、產(chǎn)地、氣候和收割時(shí)間等導(dǎo)致其可溶性非淀粉多糖的含量有所區(qū)別,但總體而言仍相對(duì)較高。如大麥β-葡聚糖含量為2.97%~10.61%,小麥阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖含量分別為1.8%和0.4%。動(dòng)物采食此類(lèi)飼料后,其所含的較多可溶性非淀粉多糖在腸道內(nèi)會(huì)與水分結(jié)合而使食糜變得黏稠,并形成膠狀物質(zhì),包裹住蛋白質(zhì)、脂肪等養(yǎng)分,從而使蛋白酶與蛋白質(zhì)接觸減少,抑制了蛋白質(zhì)等養(yǎng)分的消化利用。但如果添加相應(yīng)的復(fù)合酶,則有可能使這些膠質(zhì)黏稠復(fù)合物降解,增加了蛋白酶與底物的接觸時(shí)間和機(jī)會(huì),亦有可能提高飼料氨基酸消化率。張宏福等研究了復(fù)合酶制劑(含蛋白酶、纖維素酶和葡聚糖酶)在玉米—豆粕型、玉米—棉粕型及大麥飼糧中的應(yīng)用效果[1],試驗(yàn)動(dòng)物為成年公雞,結(jié)果表明,酶對(duì)玉米—豆粕和玉米—棉粕型日糧的干物質(zhì)及能量消化率無(wú)顯著影響,但顯著提高了大麥型日糧干物質(zhì)、能量及纖維素的表觀消化率。大麥日糧中總氨基酸表觀消化率提高了1.8%,胱氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、組氨酸及精氨酸等必需氨基酸的表觀消化率提高達(dá)顯著或極顯著水平,且顯著減少了試雞甘氨酸的排泄量。
豆粕是一種極為重要的蛋白原料,它含有的一種抗?fàn)I養(yǎng)因子為α-半乳糖苷類(lèi)物質(zhì),含量約為65 g/kg·干物質(zhì)。由于家禽自身不分泌α-半乳糖苷酶,因此對(duì)α-半乳糖苷類(lèi)物質(zhì)利用率極低。而α-半乳糖苷由于無(wú)法降解進(jìn)入后腸后,經(jīng)細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生了氫氣和其他氣體,導(dǎo)致腸胃脹氣、增加腸內(nèi)容物液體的保持力以及改變腸道內(nèi)滲透壓,導(dǎo)致抗?fàn)I養(yǎng)作用的發(fā)生。而α-半乳糖苷酶可特異性地降解此類(lèi)抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì),提高豆粕的氨基酸消化率。BUN Sidoeun報(bào)道[2],肉雞豆粕和棉粕日糧中添加α-半乳糖苷酶后,色氨酸的消化率提高了17.72%(p<0.01),其他幾種主要氨基酸的消化率亦有所提高,如蛋氨酸消化率提高了1.96%,蘇氨酸提高了2.39%,纈氨酸提高了1.36%。
1.2 飼糧營(yíng)養(yǎng)水平和加工工藝
飼糧營(yíng)養(yǎng)水平不同,添加酶的效果亦有所區(qū)別。倪志勇研究后指出,復(fù)合酶的添加效果與飼糧營(yíng)養(yǎng)水平存在互作,低營(yíng)養(yǎng)水平時(shí)復(fù)合酶作用效果更佳[3]。如果飼糧蛋白水平偏高,總氨基酸供給量充足,酶制劑對(duì)氨基酸消化率的改善效果有可能被掩蓋。
加工工藝也是影響因素之一。酶是一種蛋白質(zhì),靠氫鍵、離子鍵、疏水力和范德華力等非共價(jià)鍵維持其空間結(jié)構(gòu),但飼料加工時(shí),調(diào)質(zhì)、制粒及膨化等高溫會(huì)改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),使酶活性降低甚至失活,且該過(guò)程一般不可逆。因此,一般而言,粉料加酶對(duì)氨基酸的改善效果優(yōu)于顆粒料。倪志勇等對(duì)粉料加酶和顆粒料加酶對(duì)粗蛋白利用率的影響進(jìn)行了比較[4],粉料加酶處理組與未加酶的粉料組相比,粗蛋白表觀利用率提高了8.5%,而顆粒料加酶組與未加酶顆粒料組相比,粗蛋白表觀利用率提高了5.5%。從改善趨勢(shì)而言,粉料組效果略優(yōu)。
2 酶的種類(lèi)、酶活及酶的添加時(shí)間
2.1 酶的種類(lèi)
酶制劑來(lái)源不同,其最佳酶活的溫度和pH值等亦有所區(qū)別,它們對(duì)家禽日糧的氨基酸消化率的改善程度亦不同。李彥芬等就4種液體酶(L1、L2、L3、L4)對(duì)肉雞氨基酸消化率的影響進(jìn)行了探討[5],這4種酶主要含木聚糖酶,其中L1、L3源自畢赤酵母菌發(fā)酵,L2、L4分別源自繩狀青霉菌、長(zhǎng)梗木霉菌發(fā)酵,其木聚糖酶活性分別為4 349、5 042、18 749、9 314 U/mL。結(jié)果表明,添加4種液體酶后,與負(fù)對(duì)照組相比,各種氨基酸消化率都有所提高,其中L2酶處理組纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、脯氨酸的消化率都極顯著的高于負(fù)對(duì)照組,L4酶處理組除脯氨酸之外,其他氨基酸的消化率亦都極顯著的高于第二組。而4種液體酶相比,L4處理組的效果最佳。因此,針對(duì)特定的飼糧所含的底物種類(lèi),選擇相應(yīng)的酶制劑,添加適量的酶。
2.2 酶活
前已述及,不同類(lèi)型飼糧所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子種類(lèi)和含量均不同。因此,不僅要選擇相應(yīng)的酶制劑,而且亦應(yīng)有適宜的酶活與對(duì)應(yīng)的底物量相匹配,才會(huì)使催化作用達(dá)到最佳。同種酶制劑若添加量過(guò)少,則酶活較低,對(duì)底物的催化作用有限。若添加量過(guò)大,酶活過(guò)高,一是易造成飼料成本增加,二是這些過(guò)量的外源性蛋白酶進(jìn)入機(jī)體后,亦有可能造成胰蛋白酶、腸肽酶等分泌的反饋抑制。范 凌等曾報(bào)道[6],Allzyme Vegpro提高了豆粕(CP為48%)除纈氨酸外所有氨基酸的真消化率,蛋氨酸等許多氨基酸的消化率的改善均十分顯著,但氨基酸的真消化率并不因酶的加倍添加而增多。李彥芬等的試驗(yàn)亦表明[5],并非酶活最高的L3(木聚糖酶活性18 749 U/mL)對(duì)氨基酸消化率改善效果最佳,而是L4(木聚糖酶活性9 314 U/mL)最佳。
2.3 酶的添加時(shí)間
酶作為一種外源蛋白進(jìn)入動(dòng)物消化道后,可能會(huì)對(duì)內(nèi)源酶的分泌造成影響,動(dòng)物有可能需要一段時(shí)間才能適應(yīng)。牛淑玲等[7]發(fā)現(xiàn),蛋雞飼料添加復(fù)合酶3~4周時(shí),產(chǎn)蛋率提高較為顯著。趙志偉等[8]指出,ND-復(fù)合酶添加到青年蛋雞飼料中后,前10 d對(duì)能量利用率提高不顯著,但后10 d卻達(dá)到顯著水平。周巖民等研究了酶的添加時(shí)間對(duì)雞飼料氨基酸消化率的影響,試驗(yàn)動(dòng)物為18周齡的伊莎褐種公雞[9],氨基酸消化率的測(cè)定采用Sibbald“TME”法。試驗(yàn)共分為5個(gè)處理,處理1采用常規(guī)未加酶日糧飼喂1周并強(qiáng)飼加酶日糧作為對(duì)照組,其余4組處理分別采用加酶日糧飼喂1周、2周、3周、4周,再?gòu)?qiáng)飼加酶日糧。結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,17種氨基酸的表觀消化率有不同程度的提高,但提高幅度因不同氨基酸而異,總氨基酸表觀消化率分別提高3.85、3.49、2.76、4.12個(gè)百分點(diǎn),且減少了氨基酸消化率的變異范圍和標(biāo)準(zhǔn)差。這在一定程度上表明酶的添加時(shí)間可能會(huì)影響家禽的氨基酸消化率。與對(duì)照組相比,加酶日糧僅飼喂1周,對(duì)氨基酸消化率的改善即達(dá)較佳效果,這與牛淑玲和趙志偉的結(jié)果有些差異。這可能因?yàn)榉N公雞體質(zhì)較為健壯,抗應(yīng)激需要的時(shí)間較短,對(duì)酶的適應(yīng)亦較快,1周左右即可達(dá)到理想效果,而蛋雞處于高產(chǎn)應(yīng)激狀態(tài),酶的適應(yīng)期可能稍長(zhǎng),需要3周左右,青年蛋雞需10 d左右。但這些試驗(yàn)都提示,酶在生產(chǎn)中使用時(shí),可能需要1周或更長(zhǎng)的時(shí)間才能表現(xiàn)出其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)。
3 試驗(yàn)動(dòng)物
家禽品系、性別及日齡等動(dòng)物自身的差異均可能會(huì)影響酶對(duì)氨基酸消化率的效用。一般而言,酶對(duì)高產(chǎn)品種或品系的家禽效果可能愈佳。因?yàn)樯a(chǎn)潛力愈大,對(duì)飼料養(yǎng)分含量及消化率的要求亦愈高,則酶發(fā)揮作用的空間亦愈多。而且高產(chǎn)動(dòng)物所受的應(yīng)激亦愈大,因此添加酶之后的效果可能會(huì)愈明顯。
有研究認(rèn)為,雄性家禽添加酶的效果優(yōu)于雌性家禽,可能是由于前者具有更高的養(yǎng)分利用潛力[10]。Bernard和McNab研究了酶(Vegpro添加量為0.2%)對(duì)不同日齡家禽氨基酸消化率的影響[11],結(jié)果表明,酶將3周齡雞的TMEn值提高了7.01%,且改善了絕大多數(shù)的氨基酸消化率,但對(duì)成年公雞卻無(wú)甚影響(表1)。不同日齡雞消化生理的功能性差異影響了對(duì)酶的作用效果。而配方師設(shè)計(jì)配方時(shí),采用的數(shù)據(jù)庫(kù),如代謝能值及氨基酸消化率標(biāo)準(zhǔn)等指標(biāo),多數(shù)根據(jù)成年雞試驗(yàn)而得,這實(shí)際上高估了幼齡家禽對(duì)飼糧的消化能力。這亦提示在幼齡家禽飼糧中添加酶制劑的必要性和重要性。
4 環(huán)境條件
一般而言,高、低溫條件下動(dòng)物的氨基酸消化率均低于常溫環(huán)境[12-13],因此有理由推測(cè),在高溫或低溫條件下,機(jī)體自身對(duì)氨基酸的消化率都不夠充分,酶對(duì)氨基酸消化率的改善效果可能更大。在高產(chǎn)、高密度的集約化飼養(yǎng)條件下,轉(zhuǎn)群、疾病等會(huì)提高動(dòng)物應(yīng)激,此時(shí)添加相應(yīng)的復(fù)合酶對(duì)氨基酸消化率的改善效果可能會(huì)更佳。
5 氨基酸消化率的測(cè)定方法及內(nèi)源氨基酸的干擾
不同的試驗(yàn),可能采用了不同的氨基酸消化率的測(cè)定方法,如三氧化二鉻示蹤法、回腸食糜法及Sibbald“TME”法等。不同的試驗(yàn)方法會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果具有多重性和復(fù)雜性。I.Zanella等比較了“TME”法、全收糞和回腸食糜法后發(fā)現(xiàn),前2種方法的粗蛋白消化率分別比第3種低10.2%和22.5%[14],且除了“TME”法外,添加酶均可使粗蛋白消化率顯著提高。這3種方法導(dǎo)致結(jié)果不同,可能是由于后腸微生物發(fā)酵及泌尿系統(tǒng)氮與氨基酸影響所致。采用回腸食糜法的研究表明,酶提高了16種氨基酸中的15種氨基酸消化率,并顯著提高了蘇氨酸、絲氨酸、纈氨酸及酪氨酸氨基酸消化率,賴(lài)氨酸提高了1.2%,對(duì)蛋氨酸無(wú)太大影響。不同種類(lèi)氨基酸,消化率的提高幅度有所差異,可能是由于內(nèi)源氨基酸干擾所致。
目前,內(nèi)源氨基酸對(duì)加酶飼料氨基酸消化率的影響研究十分有限。研究表明,肉雞玉米—豆粕日糧添加酶后,天門(mén)冬氨酸及蘇氨酸的消化率顯著提高,而這2種氨基酸在內(nèi)源分泌物中含量較高。而內(nèi)源分泌物含量較低的蛋氨酸及組氨酸消化率未得到改善。Siltersides推測(cè),酶實(shí)際上并未提高飼料氨基酸消化率,只是減少了肉雞消化道內(nèi)源氨基酸的分泌量。Bedford(1998)比較了飼喂小麥日糧加酶的肉雞氨基酸的利用率[15],采用空腸食糜法的分析結(jié)果表明,未加酶時(shí),小麥日糧的氨基酸消化率變異較大,最低的蘇氨酸為76%,最高的蛋氨酸為94%;但添加木聚糖酶后,蘇氨酸提高到84%,蛋氨酸也提高了2%,同時(shí)使粗蛋白消化率提高了4%。對(duì)于日糧中含量較高的賴(lài)氨酸和蛋氨酸,其消化率提高幅度低于胱氨酸和蘇氨酸(這2種氨基酸在內(nèi)源分泌物中含量較高)。
總之,酶對(duì)家禽飼料氨基酸消化率的影響因素十分復(fù)雜,同一種氨基酸其消化率在不同試驗(yàn)中改善效果或幅度有所差異。這是飼糧、酶、動(dòng)物自身、環(huán)境條件及內(nèi)源氨基酸干擾等多種因素互作的結(jié)果。因此,在設(shè)計(jì)酶配方或生產(chǎn)中添加使用時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮其中的主要因素,同時(shí)兼顧其他互作因素,才能達(dá)到預(yù)期效果。
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