[植酸酶] 肉雞和蛋雞日糧中添加植酸酶的研究進展

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發(fā)表于 2010-10-21 13:50:45 | 只看該作者回帖獎勵

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　　肉雞和蛋雞日糧中添加植酸酶的研究進展

　　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。現(xiàn)將主要內(nèi)容編譯介紹如下。
　　1內(nèi)源植酸酶的活性對外源植酸酶穩(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)源植酸酶的活性對外源植酸酶穩(wěn)定性的影響》，肌醇六磷酸不能被動物本身降解，動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)上很重要的一個課題。評估外源植酸酶熱穩(wěn)定性的主要方法是在商業(yè)飼料廠進行制粒測試。但是，來自原料的內(nèi)源植酸酶會影響測試結(jié)果。內(nèi)源植酸酶主要來自小麥和小麥的副產(chǎn)品，在動物飼料中大量使用這些產(chǎn)品。內(nèi)源植酸酶的存在會導(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，可以從兩個方面評估內(nèi)源植酸酶對外源植酸酶穩(wěn)定性的影響。一方面，商業(yè)性的制粒試驗，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算，那么外源植酸酶的熱穩(wěn)定性會被低估。
　　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等人進行了一項研究，對兩種熱穩(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行了評估。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。試驗使用RCB設(shè)計，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包括一個正對照(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日齡時平均為659.2;35日齡時1,618.5 g)。35日齡時，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，TA沒有發(fā)現(xiàn)差異。21日齡時，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，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細菌性植酸酶對飼喂單一或混合日糧肉雞的影響
　　T.M.Parr博士等進行了一項關(guān)于細菌植酸酶產(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)對一種新的耐熱的細菌性植酸酶(QP)進行了評估。在這些試驗中一般使用以玉米-豆粕-動物蛋白組成的日糧。Parr博士認(rèn)為，隨著飼料原料價格的增長，正在考慮使用更多的非傳統(tǒng)飼料原料，這是試驗研究的目的。《在飼喂單一或混合日糧時細菌性植酸酶對肉雞的影響》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都高于與陽性對照組(PC)匹配的陰性對照組(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，收集左脛骨用于進行骨灰份分析。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細菌植酸酶對肉雞營養(yǎng)代謝和生產(chǎn)性能的影響
　　T.M.Parr博士等進行的另一項試驗研究是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)于植酸酶對植酸鹽的影響以及最終對能量和氮存留的影響仍值得探討。試驗研究的目的是評估QP對1~40日齡肉雞生產(chǎn)性能和營養(yǎng)代謝的影響。試驗在巴西的一個肉雞飼養(yǎng)場進行。將1250只雄性Ross肉雞隨機分作5種處理。每種處理設(shè)10個重復(fù)，每個平養(yǎng)雞欄裝25只雞。試驗包括兩個無磷和鈣的陰性對照，檢查飼料轉(zhuǎn)化率和消耗率。試驗共包括陽性對照(PC)、陰性對照1(NC1)和陰性對照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照類似。研究還表明，當(dāng)從日糧中去除P時，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)過動物飼喂實驗發(fā)現(xiàn)，這種植酸酶活性可以顯著提高動物的生產(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，而且也為我國進一步開發(fā)利用植酸酶奠定了良好的條件與基礎(chǔ)。