蛋白酶對豬氨基酸消化率的影響

作為動物本身可以分泌的內(nèi)源酶的一種——蛋白酶，由于其特殊性、復(fù)雜性，一直以來都是作為復(fù)合酶的一個組分被使用。近年來由于養(yǎng)殖者對動物生產(chǎn)最大潛能的開發(fā)、蛋白原料價格的上漲以及由簡單日糧向復(fù)雜日糧的轉(zhuǎn)變，科研工作者對于單一蛋白酶和復(fù)合蛋白酶的研究也日漸增多。蛋白酶針對蛋白質(zhì)中的肽鍵進(jìn)行水解，最終的產(chǎn)物是氨基酸，因此外加蛋白酶改善動物生長性能的前提主要是其能否對動物氨基酸消化利用率產(chǎn)生有利影響。

蛋白酶在家禽上的研究開始較早，近年來在豬上的研究也顯示，添加蛋白酶可以降低豆粕中的大豆球蛋白和β伴大豆球蛋白抗?fàn)I養(yǎng)因子，進(jìn)而減少仔豬腹瀉、促進(jìn)仔豬生長性能、改善仔豬和生長豬的氨基酸消化率。

1 對豬必需氨基酸(EAA)和非必需氨基酸(NEAA)消化率的影響

圖1 蛋白酶對豬日糧總必需氨基酸和非必需氨基酸消化率的影響

必需氨基酸的營養(yǎng)對動物機(jī)體至關(guān)重要，而非必需氨基酸尤其是其中一些功能性的NEAA不足也會影響豬的免疫和生產(chǎn)性能。通過添加有效的蛋白酶不僅可以提高EAA的消化率，同時蛋白酶也可以提高NEAA的消化率(圖1)。

Wang 等(2011)研究了兩個不同劑量(0.05%vs.0.10%)蛋白酶處理組對32.3kg生長豬的氨基酸消化率的影響，發(fā)現(xiàn)EAA的平均AID由對照組的80.83%分別提高至83.56%和84.26%，改善了3.38%和4.24%；NEAA的平均AID由對照組的77.60%分別提高至80.00%和80.75%，改善了3.09%和4.06%。Guggenbuhl 等(2012)對28日齡斷奶仔豬進(jìn)行了分階段消化率的測定：第一階段是從斷奶開始并在第14d進(jìn)行屠宰取回腸末端食糜測定，結(jié)果顯示蛋白酶對粗蛋白、總氨基酸、EAA、NEAA的AID影響都不顯著；第二階段是斷奶后第15～29d，于第29d測定，結(jié)果顯示蛋白酶顯著改善了粗蛋白、EAA、NEAA及支鏈氨基酸的AID，改善率分別為6.68%、5.24%、7.22%和5.81%。Yu等(內(nèi)部資料)在13.5kg仔豬階段添加包被的復(fù)合蛋白酶，顯著提高了仔豬對粗蛋白、總氨基酸的消化率，改善率分別為5.90%和3.33%；平均EAA和NEAA的改善率分別為2.91%和5.17%。Yang 等(內(nèi)部資料)對20.23kg的生長豬日糧添加包被的復(fù)合蛋白酶，顯著地將粗蛋白的消化率由對照組的76.39%提升至82.85%，改善率為8.46%；總氨基酸的AID由73.34%顯著升高到77.07%，改善了5.09%；平均EAA和NEAA的AID改善率分別為4.61%和5.46%。

圖2 蛋白酶對豬日糧每種氨基酸消化率的影響

2 對豬單一氨基酸消化率的影響

Wang等(2011)的試驗(yàn)中，兩個蛋白酶梯度組對于氨基酸AID提升趨勢相似，色氨酸、異亮氨酸、丙氨酸提升幅度較大，其中0.10%添加組對色氨酸提升幅度最高達(dá)到9.42%；其他顯著改善的氨基酸還包括精氨酸、組氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、谷氨酸和脯氨酸。Guggenbuhl等(2012)的研究中第一階段(斷奶后1～14d)沒有任何氨基酸被顯著改善，第二階段(斷奶后15～29d)提升幅度最高的氨基酸分別是甘氨酸、纈氨酸和脯氨酸，改善率分別為12.41%、8.86%和8.65%；其他被顯著改善的氨基酸包括：總含硫氨基酸、精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸。作者在分析第一階段蛋白酶沒有發(fā)揮作用時給出的可能原因是該階段正處于斷奶后胰腺分泌蛋白酶的指數(shù)增長期，因此外加蛋白酶的活性可能被內(nèi)源酶的新陳代謝所掩蓋。但是這個解釋也是值得商榷的，因?yàn)橥ㄟ^第二階段的結(jié)果可以看出，外加蛋白酶的水解位點(diǎn)與內(nèi)源蛋白酶有區(qū)別，即使內(nèi)源蛋白酶分泌處于指數(shù)增長，但是并不能對原料中的蛋白質(zhì)完全分解，因此似乎不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。其原因值得進(jìn)一步研究。

Yu等(內(nèi)部資料)測定了包被的復(fù)合蛋白酶對仔豬18種氨基酸的AID，其中有9種得到顯著改善，分別是異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、甘氨酸、絲氨酸；提高幅度最高的是胱氨酸、丙氨酸和蘇氨酸，分別改善了18.25%、7.13%和6.40%。而Yang等(內(nèi)部資料)在對生長豬的研究中證明，該蛋白酶顯著提升了組氨酸、酪氨酸、丙氨酸等，提升幅度最高的這3種氨基酸改善率都超過了10%。

3 展望

有效的蛋白酶可以提高動物對日糧氨基酸的消化率、促進(jìn)生長性能、減少氮排放、提高疾病狀態(tài)下動物的生長性能，也可以降低飼料成本、在低蛋白日糧中使用而不影響動物生長性能。未來對飼用蛋白酶的研究應(yīng)關(guān)注以下幾個方面：①單胃動物對蛋白質(zhì)的消化主要在胃和小腸中進(jìn)行，因此理想的外源添加蛋白酶應(yīng)該是在兩個消化部位都可以發(fā)揮活性，這就需要酸性蛋白酶和中性、堿性的蛋白酶共同作用(如果是中堿性蛋白酶還需要考慮胃酸的影響)；②考慮各種原料中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，如大豆球蛋白和高粱醇溶蛋白等，這些動物內(nèi)源分泌的蛋白酶并不能對其高效降解，因此需要針對性的進(jìn)行篩選，復(fù)合蛋白酶酶切位點(diǎn)更多、組成更為合理；③大多數(shù)飼料都是需要高溫制粒的，因此也不應(yīng)該忽視蛋白酶的熱穩(wěn)定性；④外源添加的蛋白酶只能是作為輔助手段彌補(bǔ)內(nèi)源酶分泌不足或者不能高效降解的缺點(diǎn)，而不是通過盲目添加高蛋白酶活影響內(nèi)源酶的分泌。總之，只有有效的蛋白酶才能成為“飼料中的多種氨基酸”。■

(來源：建明工業(yè)。作者：張澤虎)