肉雞和蛋雞日糧中添加植酸酶的研究進(jìn)展

apple12151007 · 發(fā)表于 2010-10-21 13:50:45

　　肉雞和蛋雞日糧中添加植酸酶的研究進(jìn)展

　　李凱年逯德山編譯

　　植酸酶(Phytase Enzyme)是催化植酸(肌醇六磷酸)及植酸鹽水解成肌醇與磷酸(或磷酸鹽)一類酶的總稱。近幾年來，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，使大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)植酸酶成為可能。由于反芻動(dòng)物瘤胃微生物可以產(chǎn)生大量的植酸酶，因而可以很好地利用飼料中的植酸磷(Reid等，1947)，而豬和家禽等單胃動(dòng)物由于腸道中植酸酶活性微弱，并且易為日糧中的某些成分(如鈣)所抑制，因而不能有效利用飼料中的植酸磷，需要額外添加無機(jī)磷。因此，在豬和家禽的飼料中應(yīng)用植酸酶以提高植酸磷的利用率日益引起重視，研究也不斷深入。在美國喬治亞州亞特蘭大國際家禽科學(xué)論壇上，在肉雞和蛋雞日糧中添加植酸酶的重要意義成為與會(huì)者探討的中心話題。研究覆蓋了添加的植酸酶與飼料中已經(jīng)存在的植酸酶是如何發(fā)生反應(yīng)的，在單一飼料和混合飼料中是如何反應(yīng)的，不同商業(yè)植酸酶的作用如何等?，F(xiàn)將主要內(nèi)容編譯介紹如下。
　　1內(nèi)源植酸酶的活性對(duì)外源植酸酶穩(wěn)定性的影響
　　肌醇六磷酸來自于小麥和玉米，這些谷物中大約75%的磷與肌醇六磷酸分子相結(jié)合。根據(jù)S. Dalsgaard的論文《內(nèi)源植酸酶的活性對(duì)外源植酸酶穩(wěn)定性的影響》，肌醇六磷酸不能被動(dòng)物本身降解，動(dòng)物需要外源酶來降解體內(nèi)的肌醇六磷酸。Dalsgaard博士, F.Isaksen 以及來自丹麥Danisco Genecor公司的T. Gravesen 和來自密蘇里州圣路易斯Danisco公司的M.Hruby研究認(rèn)為，外源植酸酶顆粒的穩(wěn)定性是飼料業(yè)上很重要的一個(gè)課題。評(píng)估外源植酸酶熱穩(wěn)定性的主要方法是在商業(yè)飼料廠進(jìn)行制粒測試。但是，來自原料的內(nèi)源植酸酶會(huì)影響測試結(jié)果。內(nèi)源植酸酶主要來自小麥和小麥的副產(chǎn)品，在動(dòng)物飼料中大量使用這些產(chǎn)品。內(nèi)源植酸酶的存在會(huì)導(dǎo)致熱穩(wěn)定性好的植酸酶產(chǎn)品熱穩(wěn)定測試結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，可以從兩個(gè)方面評(píng)估內(nèi)源植酸酶對(duì)外源植酸酶穩(wěn)定性的影響。一方面，商業(yè)性的制粒試驗(yàn)，內(nèi)源植酸酶在90°C 下失活;另一方面，內(nèi)源植酸酶的熱穩(wěn)定性測試溫度范圍為75~95°C。結(jié)果表明，85%的內(nèi)源酶在95°C下失活。綜上所述，內(nèi)源植酸酶不耐熱。但是，在制粒之前在粉料中存在有活性的內(nèi)源酶，如果外源植酸酶產(chǎn)品的活性依據(jù)粉料中的植酸酶含量計(jì)算，那么外源植酸酶的熱穩(wěn)定性會(huì)被低估。
　　2植酸酶在0~35日齡肉雞顆粒飼料中的熱穩(wěn)定性
　　外源植酸酶的穩(wěn)定性可能是值得質(zhì)疑的，顆粒飼料中熱穩(wěn)定性植酸酶的添加可以改善肉雞的腿病發(fā)生率。J. R. Timmons在家禽科學(xué)論壇發(fā)表意見認(rèn)為，肉雞日糧一般需要制粒以改善肉雞的生長性能。在熱穩(wěn)定性植酸酶產(chǎn)品開發(fā)出來之前，一般在制粒之后添加植酸酶，這樣可以防止制粒高溫導(dǎo)致植酸酶失活。來自美國馬里蘭大學(xué)帕克學(xué)院的Timmons等人進(jìn)行了一項(xiàng)研究，對(duì)兩種熱穩(wěn)定性的植酸酶(PhA和PhB)在0~35周齡Ross肉雞顆粒日糧中的活性進(jìn)行了評(píng)估。植酸酶日糧中缺乏非植酸磷(NPP)，在育雛期日糧(S)、生長期日糧(G)、育肥期日糧(F)中分別含有0.28、 0.185和 0.11%非植酸磷，所有處理(TRT)在93.3 °C下制粒。試驗(yàn)使用RCB設(shè)計(jì)，測量植酸酶存留活性(RPhA)、體重(WG)、飼料轉(zhuǎn)化率(F/G)和脛骨灰份百分比(TA)。TRT包括一個(gè)正對(duì)照(PC)(在 S、G、F日糧中分別添加0.45、 0.40和0.35%的NPP)，負(fù)對(duì)照(NC)(在 S、G、F日糧中分別添加0.35、 0.25和 0.16%的NPP)， 0.5×PhA, 1×PhA, 2×PhA, 0.5×PhB, 1×PhB, 和 2×PhB。
　　生產(chǎn)商推薦的酶水平為1×。RPhA(3階段日糧)在TRT3~8(分別為64.3、 69.8、80.0、81.0、73.2和69.5%)處理之間沒有表現(xiàn)出差異(P=0.07, SEM 4.15)，表明PhA 和 PhB 的熱穩(wěn)定性相似。TRT各處理之間的WG沒有發(fā)現(xiàn)明顯差異(21日齡時(shí)平均為659.2;35日齡時(shí)1,618.5 g)。35日齡時(shí)，TRT 5~7處理組的F/G比NC處理組低3%(P=0.05)。在21日齡和35日齡時(shí)，TA沒有發(fā)現(xiàn)差異。21日齡時(shí)，TRT 1處理組的TA高于TRT 2~8(P=0.05)(51%)。但是，在飼喂1×PhA和1×PhB 的處理組中，在TA上沒有表現(xiàn)出差異(P>0.05)(分別為49.4和49.1%)。35日齡時(shí)，TRT 1~8處理的 TA值分別為50.51a、 47.95c、48.90bc、48.95bc、49.60ab、48.87bc、49.51ab和50.10%。飼喂PC日糧的雞TA比飼喂NC日糧的雞高5%(P=0.05)。但是，飼喂TRT 2×PhA、2×PhB和1×PhB日糧的雞TA與飼喂PC日糧處理組沒有差異(P>0.05)。在Ph TRT處理之間TA沒有差異。試驗(yàn)結(jié)果表明，向NPP缺乏日糧中添加HS Ph(制粒前添加)可以改善飼喂顆粒日糧雞的TA。
　　3細(xì)菌性植酸酶對(duì)飼喂單一或混合日糧肉雞的影響
　　T.M.Parr博士等進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于細(xì)菌植酸酶產(chǎn)品減少日糧植酸鹽負(fù)面影響的研究。在許多肉雞研究中已經(jīng)對(duì)一種新的耐熱的細(xì)菌性植酸酶(QP)進(jìn)行了評(píng)估。在這些試驗(yàn)中一般使用以玉米-豆粕-動(dòng)物蛋白組成的日糧。Parr博士認(rèn)為，隨著飼料原料價(jià)格的增長，正在考慮使用更多的非傳統(tǒng)飼料原料，這是試驗(yàn)研究的目的?！对陲曃箚我换蚧旌先占Z時(shí)細(xì)菌性植酸酶對(duì)肉雞的影響》比較了在單一玉米-豆粕日糧、半混合或者全混合日糧(包括玉米、豆粕、菜籽粕、米糠和葵花粕)中添加植酸酶對(duì)肉雞的影響。玉米-豆粕日糧中植酸鹽的含量平均為0.23%，而混合日糧中植酸鹽有所增加(平均為0.38%)。每種日糧的AvP、Ca、ME和aa都高于與陽性對(duì)照組(PC)匹配的陰性對(duì)照組(NC)。添加到NC日糧中的植酸酶為200或者300g/mt (分別相當(dāng)于500或者750FTU/kg)，飼喂顆粒飼料至42日齡。記錄體重、采食量、FCR和死亡率。在42天時(shí)，收集左脛骨用于進(jìn)行骨灰份分析。相比NC處理組，添加植酸酶處理組肉雞體重和骨灰分都有所改善，生產(chǎn)性能與陽性對(duì)照組相似。在使用非傳統(tǒng)飼料原料的日糧中增加植酸鹽水平對(duì)生產(chǎn)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。研究表明，QP能有效降低日糧中植酸鹽的負(fù)面作用，不論日糧的復(fù)雜性如何。
　　4細(xì)菌植酸酶對(duì)肉雞營養(yǎng)代謝和生產(chǎn)性能的影響
　　T.M.Parr博士等進(jìn)行的另一項(xiàng)試驗(yàn)研究是QP的最佳養(yǎng)分消化率和磷存留量。研究人員認(rèn)為，雖然以前的研究已經(jīng)清楚地證明，植酸酶可以增加日糧中與植酸鹽結(jié)合磷的釋放。但是，關(guān)于植酸酶對(duì)植酸鹽的影響以及最終對(duì)能量和氮存留的影響仍值得探討。試驗(yàn)研究的目的是評(píng)估QP對(duì)1~40日齡肉雞生產(chǎn)性能和營養(yǎng)代謝的影響。試驗(yàn)在巴西的一個(gè)肉雞飼養(yǎng)場進(jìn)行。將1250只雄性Ross肉雞隨機(jī)分作5種處理。每種處理設(shè)10個(gè)重復(fù)，每個(gè)平養(yǎng)雞欄裝25只雞。試驗(yàn)包括兩個(gè)無磷和鈣的陰性對(duì)照，檢查飼料轉(zhuǎn)化率和消耗率。試驗(yàn)共包括陽性對(duì)照(PC)、陰性對(duì)照1(NC1)和陰性對(duì)照2(NC2)三種基礎(chǔ)日糧。其中，NC1養(yǎng)分含量：平均P減少0.12%，Ca 減少0.077%，賴氨酸(Lys)減少0.003%，代謝能(ME)減少26 kcal，蛋白減少0.12%;NC2養(yǎng)分含量：平均P減少0.13%，Ca 減少0.10%，Lys 減少0.01%，ME減少45 kcal，蛋白減少0.36%。向NC1中添加100g/mt(相當(dāng)于250 FTU/kg)QP，向NC2中添加200 g/mt(相當(dāng)于500 FTU/kg)QP。結(jié)果表明，在NC1 和 NC2中添加QP，肉雞的體重(BW)、采食量(FI)和飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)與PC類似。收集19~23個(gè)回腸樣品測定養(yǎng)分消化率，表明在NC1和NC2中添加QP可以明顯提高能量值，分別提高了30和57kcal DM/kg，增加了磷的回腸消化率和存留磷。因此，減少了P排泄，提高了脛骨灰分沉積的含量，特別是在飼喂含有200 g/mt QP的NC2處理組。添加200g/mt QP的處理組結(jié)果表明，養(yǎng)分的消化率、磷存留最好，P排泄減少，生產(chǎn)性能和脛骨組成與陽性對(duì)照類似。研究還表明，當(dāng)從日糧中去除P時(shí)，飼料消耗降低，體重也降低。添加植酸酶后，體重又得以恢復(fù)。
　　植酸酶作為一種新型的飼料用酶制劑，可以提高飼料中P及其他礦物質(zhì)元素的利用率，降低糞P排出對(duì)環(huán)境的污染以及改善營養(yǎng)成分的吸收利用。目前，植酸酶已經(jīng)在養(yǎng)殖業(yè)得到越來越廣泛的使用，其營養(yǎng)學(xué)潛力與環(huán)保意義日益明顯的顯現(xiàn)出來。2007年，我國在世界上首次培育成功富含高活性植酸酶并穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米。這種以玉米為載體生產(chǎn)的第二代植酸酶產(chǎn)品具備替代微生物發(fā)酵法生產(chǎn)植酸酶的功效。經(jīng)過動(dòng)物飼喂實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種植酸酶活性可以顯著提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，大大降低飼料成本和生產(chǎn)能耗，完全可以替代目前微生物發(fā)酵生產(chǎn)植酸酶的功效，不僅開創(chuàng)了第二代低成本、環(huán)保、節(jié)能、高效植酸酶生產(chǎn)的新興技術(shù)領(lǐng)域，而且也為我國進(jìn)一步開發(fā)利用植酸酶奠定了良好的條件與基礎(chǔ)。