植酸酶和木聚糖酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及蛋白質(zhì)利用率的影響

麥海因 · 發(fā)表于 2009-7-20 16:25:28

郝瑞榮[1] 范志勇2 高俊杰1

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西太谷 030801；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128）

摘要：本試驗(yàn)研究了在飼糧中添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能及蛋白質(zhì)利用率的影響。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，將90頭35日齡斷奶的仔豬分為五組，每組三個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭。試驗(yàn)在相同鈣水平基礎(chǔ)上設(shè)5個(gè)組，分別為：1）玉米-豆粕基礎(chǔ)日糧（正對(duì)照組，PC），2）基礎(chǔ)日糧－75%磷酸氫鈣（負(fù)對(duì)照組，NC），3）負(fù)對(duì)照組＋植酸酶（植酸酶組，phy），4）負(fù)對(duì)照組＋木聚糖酶（木聚糖酶組，xy），5）負(fù)對(duì)照組＋植酸酶＋木聚糖酶（植酸酶-木聚糖酶組，phy-xy）。植酸酶的添加量為750 U/kg，木聚糖酶的添加量為4 000 U/kg。結(jié)果表明：低磷飼糧添加植酸酶或木聚糖酶后，平均日增重和平均日采食量都得到了明顯改善（P<0.05），植酸酶和木聚糖酶同時(shí)添加對(duì)仔豬平均日增重的改善效果極顯著（P<0.01）。在低磷日糧組單獨(dú)添加植酸酶或同時(shí)添加植酸酶和木聚糖酶極顯著提高了蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值（P<0.01）。飼糧加酶后，血清尿素氮濃度顯著降低（P<0.05），添加植酸酶或同時(shí)添加植酸酶和木聚糖酶后，血清總蛋白濃度顯著升高（P<0.05）。但添加酶對(duì)蛋白質(zhì)表觀消化率無顯著影響?？傊?，在斷奶仔豬低P日糧中添加植酸酶或木聚糖酶都不同程度地改善了仔豬生長(zhǎng)性能，促進(jìn)了蛋白質(zhì)的利用，二酶同時(shí)添加對(duì)仔豬的平均日增重有顯著的協(xié)同應(yīng)。

關(guān)鍵詞：植酸酶；木聚糖酶；仔豬；生長(zhǎng)性能；蛋白質(zhì)消化率；蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值

　　在植物性飼料中，普遍存在著兩種單胃動(dòng)物難以消化利用的抗?fàn)I養(yǎng)因子：植酸鹽和非淀粉多糖（NSP）。植酸鹽不僅結(jié)合了植物性飼料中60％～80％的磷和部分金屬元素，使其不能被單胃動(dòng)物利用，而且在酸性和中性條件下具有有結(jié)合蛋白質(zhì)的潛力，所形成的植酸鹽-蛋白質(zhì)復(fù)合物能降低蛋白質(zhì)的利用率；同時(shí)植酸鹽還能夠與胃腸道中蛋白分解酶結(jié)合形成復(fù)合物，降低了消化酶的活性。而NSP增加內(nèi)源氨基酸的損失。植酸酶和木聚糖酶可以分別水解植物性飼料中的植酸鹽和非淀粉多糖，許多報(bào)道已經(jīng)驗(yàn)證了這一點(diǎn)。
　　目前的研究重點(diǎn)是：二者在改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能以及提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率方面是否存在互作效應(yīng)。然而這方面的研究仍十分有限，且存在較大差異。因此，深入開展這方面的研究對(duì)合理利用植酸酶和木聚糖酶意義重大。本試驗(yàn)在進(jìn)一步驗(yàn)證玉米-豆粕日糧中添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)改善仔豬生長(zhǎng)性能、提高蛋白質(zhì)消化率和生物學(xué)價(jià)值的同時(shí)，重點(diǎn)研究二酶之間的互作效應(yīng)，為植酸酶和木聚糖酶的合理使用提供理論依據(jù)。

表1基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

Table 1Composition of basal diets and nutrient levels
(air-dry basis,%)

項(xiàng)目 Items	含量 Content
玉米corn 大豆粕Soybean meal 石粉Limestone 賴氨酸鹽酸鹽 L-Lys·HCl 蛋氨酸 DL-Met 磷酸氫鈣CaHPO4 食鹽 NaCl 復(fù)合多維Vitamin premix1）預(yù)混料Premix2）合計(jì) Total	66.25 30.31 1.00
	0.30
	0.03
	1.41
	0.30
	0.20
	0.20
	100.00

營(yíng)養(yǎng)水平Nutrient levels 代謝能 ME (MJ/kg) 粗蛋白 CP 鈣 Ca 可利用磷Available P 賴氨酸Lys 蛋氨酸Met 食鹽Salt 總磷Total P
	13.80
	18.02
	0.80
	0.36
	1.15
	0.29
	0.30
	0.59

注：1）復(fù)合多維（每㎏飼料提供）The vitamin premix provides following for a kilogram of diet：VA 10 000 IU；VD 2 600 IU；VE 12.7 mg；VK 1.7 mg；VB1 1.8 mg ；VB2 7.3 mg；VB6 2 mg。
2）預(yù)混料（每㎏飼料提供）The premix provides following for a kilogram of diet：Cu 150 mg；Fe 100 mg；Zn 100 mg；Mn 40 mg；I 0.3 mg；Se 0.3 mg；洛克沙生50 mg；桿菌肽鋅40 mg。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)在飼糧鈣水平相同的基礎(chǔ)上共設(shè)5個(gè)處理，即第一組為正對(duì)照組，添加磷酸氫鈣使有效磷滿足，不添加植酸酶，及基礎(chǔ)日糧；第二組為負(fù)對(duì)照組，在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上降低75%磷酸氫鈣；第三組為植酸酶組，在負(fù)對(duì)照組日糧中添加750U/kg植酸酶；第四組為木聚糖酶組，在負(fù)對(duì)照組日糧中添加4 000 U/kg木聚糖酶；第五組為植酸酶-木聚糖酶組，在負(fù)對(duì)照組日糧中同時(shí)添加750 U/kg植酸酶和4 000 U/kg木聚糖酶。降低磷酸氫鈣導(dǎo)致鈣的降低量由石粉補(bǔ)足。
1.4飼養(yǎng)方法與管理
試驗(yàn)的前30天為生長(zhǎng)試驗(yàn)期，各組供試豬定時(shí)飼喂（日喂4次，分別在8：00、12：00、16：00和20：00進(jìn)行），自由采食，自由飲水。第31天早晨8：00稱重后進(jìn)入代謝試驗(yàn)期，代謝試驗(yàn)預(yù)試期5天，正試期5天。隨時(shí)觀察供試豬的食欲、精神狀況、糞便等情況。實(shí)驗(yàn)期間，按常規(guī)免疫程序進(jìn)行免疫，并采用多種方式進(jìn)行消毒。
1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法
1.5.1平均日增重、日采食量和飼料利用率的測(cè)定
　　試驗(yàn)期間每周清晨空腹稱體重一次。稱重前一天晚8：00時(shí)停食，次日清晨8：00時(shí)逐個(gè)稱重。并以圈為單位結(jié)算相應(yīng)試驗(yàn)期的耗料情況，計(jì)算平均日增重、日采食量和飼料利用率。
1.5.2蛋白質(zhì)表觀消化率及生物學(xué)價(jià)值的測(cè)定

　　在五天的糞尿收集期中試豬置于代謝籠中單籠飼養(yǎng)，糞、尿的收集采用全收糞法,代謝試驗(yàn)期間飼養(yǎng)管理與生長(zhǎng)試驗(yàn)完全相同。每天收集的糞樣稱重后按鮮重的5％加入10％硫酸固氮，然后在烘箱中于65℃下烘干48小時(shí)。3天收糞期結(jié)束后，將3天的風(fēng)干糞樣混合粉碎過40目篩用于氮的測(cè)定。在糞尿收集期間用膠將塑料袋粘附于豬的后體，豬排便于塑料袋中，這樣可以有效地將糞尿分開。尿液收于收集桶中，收集桶置于代謝籠下面的漏斗處。用量筒稱量并記錄每只豬每天的全部產(chǎn)尿量。取尿樣時(shí)記錄每天的總量后，按原尿體積的10％取樣，并按尿樣體積的5％加入10%濃硫酸固氮，-20℃冷凍保存，最后將3天的尿液混勻備用。
日糧、糞以及尿中的氮采用凱氏定氮法分析[7]，氮含量×6.25即為粗蛋白的含量。
1.5.3血液生化指標(biāo)的測(cè)定方法

　　在試驗(yàn)結(jié)束稱重前每圈固定2頭接近平均體重的豬（一公一母），從前腔靜脈采血10ml于離心管中，傾斜放置4小時(shí)后，離心10min（約3000rpm），分離血清，分裝三份于-20℃下保存?zhèn)溆?。用以測(cè)定血清尿素氮（PUN）和總蛋白（TP）?？偟鞍椎臏y(cè)定采用雙縮脲法；尿素氮采用二乙酰乙二肟法。
1.6數(shù)據(jù)分析處理
利用Excel對(duì)原始數(shù)據(jù)初步分析，再用SAS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析和鄧肯氏多重比較，以P<0.01(差異極顯著), P<0.05(差異顯著)作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響

表2飼糧添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響

Table2 Effects of supplemental dietary phytase and xylanase on performance of piglets(%)

項(xiàng)目 Items	正對(duì)照組 PC	負(fù)對(duì)照組 NC	植酸酶組 ph	木聚糖酶組 xy	植酸酶-木聚糖酶組 phy-xy
始重 Initial wt (kg)	9.10±0.97	9.04±0.86	9.05±1.02	9.03±0.82	9.08±0.94
末重 Final wt (kg)	25.68±3.76	23.85±4.19	26.31±2.53	25.09±2.56	28.14±3.35
平均日增重 ADG (g)	552.67±2.58ABac	493.67±2.38Bb	575.33±3.01ABa	535.33±2.62Bc	635.33±4.15Ad
平均日采食量 ADFI (g)	832.91±0.89a	765.85±2.90b	818.90±3.85a	837.05±2.87a	858.12±3.01a
飼料利用率G/F	0.66±0.03a	0.64±0.02a	0.70±0.04b	0.64±0.03a	0.74±0.03b

同一行中，肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），肩標(biāo)不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）下表同。
In the same, values with different lowercase superscripts mean significant difference（P<0.05）, values with different capital letter superscripts mean significant difference（P<0.01）, The same as below.
日糧添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)斷奶仔豬平均日增重、平均日采食量及飼料報(bào)酬的影響見表2。結(jié)果表明，降低日糧有效磷水平，仔豬的平均日增重和采食量明顯降低（P<0.05）。低磷飼糧添加植酸酶或木聚糖酶后，平均日增重和平均日采食量都得到了明顯改善（P<0.05），植酸酶和木聚糖酶同時(shí)添加對(duì)仔豬平均日增重的改善效果極顯著（P<0.01）。植酸酶組以及植酸酶-木聚糖酶組仔豬的飼料利用率顯著高于正對(duì)照、負(fù)對(duì)照和木聚糖酶組（P<0.05）。
2.2植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬氮消化和代謝的影響

表3飼糧添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬氮消化和代謝的影響

Table3 Effects of supplemental dietary phytase and xylanase on digestion and metabolism of N of piglets

項(xiàng)目 Items	正對(duì)照組 PC	負(fù)對(duì)照組 NC	植酸酶組 ph	木聚糖酶組 xy	植酸酶-木聚糖酶組 phy-xy
蛋白質(zhì)表觀消化率Apparent protein digestibility %	85.52±2.81	83.98±6.25	85.23±4.88	86.85±6.38	87.12±5.30
蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值BV(%)	65.08±5.72Aa	60.25±3.87Ab	73.26±6.18Bb	68.58±4.83 ABa	75.62±7.09Bb

表3反映了飼糧添加植酸酶和木聚糖酶対仔豬蛋白質(zhì)表觀消化率和蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值的影響。添加酶對(duì)蛋白質(zhì)表觀消化率沒有顯著影響，但對(duì)蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值有顯著的改善效果（P<0.05）。在低磷日糧組單獨(dú)添加植酸酶或同時(shí)添加植酸酶和木聚糖酶極顯著提高了蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值（P<0.01），單獨(dú)添加木聚糖酶使蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值顯著升高（P<0.05），達(dá)到了正對(duì)照組水平。
2.3植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬血清總蛋白和尿素氮含量的影響

表4飼糧添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬血清總蛋白和尿素氮的影響

Table4 Effects of supplemental dietary phytase and xylanase on PUN and TP of piglets

項(xiàng)目 Items	正對(duì)照組 PC	負(fù)對(duì)照組 NC	植酸酶組 ph	木聚糖酶組 xy	植酸酶-木聚糖酶組 phy-xy
血清總蛋白Plasma total protein(g·L-1)	68.35±1.86ab	65.59±1.21a	72.96±1.88b	66.96±0.68a	73.08±1.30b
血清尿素氮Plasma urea N (mg·dL-1)	10.89±0.72a	11.88±0.87a	9.03±1.18b	9.79±0.83 b	9.15±1.09b

低磷日糧添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)仔豬血清總蛋白和血清尿素氮的影響見表4。負(fù)對(duì)照組和木聚糖酶組仔豬血清總蛋白均顯著低于植酸酶組和植酸酶-木聚糖酶組（P<0.05）。飼糧加酶后，血清尿素氮濃度顯著降低（P<0.05）。同時(shí)添加植酸酶和木聚糖酶對(duì)血清總蛋白和尿素氮濃度沒有顯著的互作效應(yīng)。
3 討論
　　植物性飼料中富含植酸鹽，在胃和小腸，植酸鹽與帶正電荷的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)以及內(nèi)源酶形成復(fù)合物，因此降低了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率（Maenz,2001;Cowieson et al.2004）[8-9]。植酸酶通過水解植酸鹽，可以釋放磷以及其它礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)，提高他們的消化率。
　　本試驗(yàn)中，在低磷日糧（可利用磷降低0.22%）中添加750 U/kg植酸酶，仔豬的平均日增重、平均日采食量及飼料利用率均顯著提高，較不加植酸酶的低磷負(fù)對(duì)照組分別提高了16.5%、6.93%和9.38%。這與Cromwell et al.(1993) [10]、Kornegay et al.(1998) [11]、Shim et al.(2004) [12]的試驗(yàn)結(jié)果相似。添加植酸酶使血清總蛋白顯著升高，血清尿素氮顯著降低，蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值均顯著提高。仔豬生產(chǎn)性能的提高歸因于采食量的增加和飼糧養(yǎng)分利用率的改善兩大因素。
豆粕是仔豬最主要的蛋白飼料之一，大豆也像其它豆科籽實(shí)一樣含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，豆粕中大約含有22%非淀粉多糖，仔豬體內(nèi)不含有降解非淀粉多糖的酶。因此，毫無疑問，木聚糖酶可以通過降解非淀粉多糖來提高豆粕的飼養(yǎng)價(jià)值。很多試驗(yàn)已證實(shí)了這一點(diǎn)[12]。本試驗(yàn)中，添加4 000 U/kg木聚糖酶，平均日增重和平均日采食量顯著提高，血清尿素氮降低，蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值顯著高于負(fù)對(duì)照組。
　　木聚糖酶提高仔豬生長(zhǎng)性能和蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值的機(jī)理與植酸酶不同。植物性飼料中的可溶性多糖被糊粉層細(xì)胞包裹，木聚糖酶增加了糊粉層細(xì)胞壁的通透性，一些與可溶性多糖結(jié)合的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在木聚糖酶存在的情況下被釋放出來[13]；其次，阿拉伯木聚糖通過促進(jìn)腸道微生物的增長(zhǎng)，增加內(nèi)源氮的損失，因而添加木聚糖酶分解阿拉伯木聚糖，降低內(nèi)源氮損失[12]；非淀粉多糖提高了消化物的黏稠度，使消化物排空速度加快，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化不徹底，木聚糖酶可以分解非淀粉多糖[12]。
理論上講，木聚糖酶和植酸酶同時(shí)添加對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率的提高有協(xié)同效應(yīng)。這是因?yàn)椋阂环矫?，木聚糖酶可以促進(jìn)植酸酶作用的發(fā)揮。植酸鹽主要分布在糊粉層，木聚糖酶通過降解細(xì)胞壁基質(zhì)，增強(qiáng)了植酸酶與其底物（植酸鹽）的接觸，有利于植酸酶作用于植酸鹽；同時(shí)木聚糖酶還可降低腸道消化物粘稠度，促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)物及其從植酸鹽釋放的磷的吸收[3-4]。另一方面，植酸酶對(duì)木聚糖酶也有促進(jìn)作用。在體外條件下，植酸鹽與小麥的可溶性纖維組分相連，這樣植酸酶在降解植酸鹽的同時(shí)也釋放可溶性纖維，促進(jìn)了木聚糖酶與其底物的接觸[12-13]。有許多試驗(yàn)證實(shí)了植酸酶與木聚糖酶之間存在互作效應(yīng)。Ravindran et al報(bào)道在低AME的小麥日糧中單獨(dú)添加植酸酶或木聚糖酶可使AME分別提高9.7%和5.3%，但同時(shí)添加則可使AME提高19.0%[4]。Selle et al報(bào)道，在肉用仔雞小麥基礎(chǔ)日糧中單獨(dú)添加植酸酶（600 FTU/kg）或木聚糖酶（5490 EXU/kg）體重增加分別為10.6%和15.1%，而飼料利用率分別提高了1.3%和5.7%，但同時(shí)添加時(shí)（植酸酶510 FTU/kg+木聚糖酶1976 EXU/kg，即僅相當(dāng)于單獨(dú)添加的85%的植酸酶和36%木聚糖酶），體重增加了15.4%，飼料利用率提高了7.0%[3]。但也有試驗(yàn)表明植酸酶與木聚糖酶之間不存在互作效應(yīng)或某些方面不存在互作效應(yīng)。彭玉麟等[14]報(bào)道，木聚糖酶和植酸酶對(duì)小麥日糧中植酸的表觀消化率和糞中植酸磷的排泄率有顯著的正互作效應(yīng)（P＜0.05），對(duì)肉仔雞的飼料轉(zhuǎn)化率也有顯著的正互作效應(yīng)，但對(duì)其他生長(zhǎng)性能指標(biāo)沒有明顯的互作影響。
　　本試驗(yàn)中，植酸酶和木聚糖酶對(duì)平均日增重有顯著的協(xié)同效應(yīng)，對(duì)其它指標(biāo)均沒有表現(xiàn)出顯著的協(xié)同效應(yīng)，只是對(duì)于飼料利用率、蛋白質(zhì)生物學(xué)價(jià)值以及血清總蛋白，植酸酶和木聚糖酶同時(shí)添加效果顯著優(yōu)于單獨(dú)添加木聚糖酶。與本試驗(yàn)相似，Nortey et al.（2007）報(bào)道[15]，在生長(zhǎng)豬小麥基礎(chǔ)日糧中，木聚糖酶和植酸酶對(duì)于提高P的消化率以及組氨酸回腸表觀消化率存在顯著的協(xié)同效應(yīng)，但對(duì)于日增重、平均日采食量以及其它氨基酸均不存在顯著的協(xié)同效應(yīng)。造成以上這些報(bào)道不同的原因可能有以下兩點(diǎn)：第一，動(dòng)物年齡，大豬對(duì)酶的添加效果不及小豬，可能是由于大豬消化道末端存在更多的可以降解非淀粉多糖和植酸鹽的微生物；第二，日糧種類，玉米基礎(chǔ)日糧添加木聚糖酶效果不及小麥基礎(chǔ)日糧，因玉米中所含木聚糖較小麥少，但小麥基礎(chǔ)日糧添加植酸酶效果不及玉米基礎(chǔ)日糧，因小麥中含有較高的內(nèi)源植酸酶活性[16]。
參考文獻(xiàn)：

收稿日期：
基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：30700579），山西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目（編號(hào)：2006006）
作者簡(jiǎn)介：郝瑞榮（1976—），女，講師，博士，從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝調(diào)控研究.（電話）0354-6286 819；（電子信箱）yyxy6289909@163.com