非淀粉多糖酶對(duì)體外養(yǎng)分消化和肉雞生長(zhǎng)性能的影響

■唐德富 陳 亮 汝應(yīng)俊 萬敏艷

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，甘肅蘭州730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京100193；3.大祥資源私人有限公司，新加坡629314）

非淀粉多糖（Non-starch polysaccharides, NSP）是指飼料中除淀粉之外的多糖，主要包括纖維素、非纖維素和果膠多糖等（阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、葡萄糖甘露聚糖等）[1]。根據(jù)在水中的溶解度將飼料中NSP分為可溶性NSP與不可溶性NSP，其中可溶性NSP可吸附大量自由水，增加動(dòng)物腸道食糜黏性，降低營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，而不可溶性NSP對(duì)飼料養(yǎng)分具有包被作用，降低飼料與腸道中相關(guān)消化酶的接觸面積,進(jìn)而導(dǎo)致飼料養(yǎng)分的利用率下降，同時(shí)引起腸道中微生物菌群的種類與活性變化致使腸道疾病發(fā)生[2-3]。飼糧中添加飼用酶制劑是有效消除NSP抗?fàn)I養(yǎng)作用的方法之一。

我國肉雞飼料主要以玉米、小麥為主要能量飼料，部分地區(qū)也使用大麥和高粱以替代玉米。早期研究表明小麥和大麥中的NSP以可溶性NSP為主,具有顯著的抗?fàn)I養(yǎng)作用[4]。盡管玉米和高粱中可溶性NSP含量沒有小麥高，有學(xué)者在玉米-豆粕型飼料中添加不同來源的NSP酶后發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組與對(duì)照組全腸食糜黏度無顯著差異，但玉米中不可溶性NSP仍對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能有負(fù)面影響[5-6]。

盡管非淀粉多糖酶被廣泛應(yīng)用于家禽飼料幫助消除NSP的抗?fàn)I養(yǎng)作用，但家禽生產(chǎn)者需要在眾多的產(chǎn)品中選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。由于動(dòng)物試驗(yàn)條件變異大，數(shù)據(jù)重復(fù)性差，耗時(shí)費(fèi)力等因素，應(yīng)用動(dòng)物試驗(yàn)評(píng)定酶制劑產(chǎn)品的可操作性受到一定限制。為此，體外消化法因其簡(jiǎn)單快速，成本低且能大批測(cè)定而得到廣泛應(yīng)用。本試驗(yàn)采用體外試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)（體內(nèi)）相結(jié)合的方法，評(píng)定了兩種商用非淀粉多糖酶產(chǎn)品的生物學(xué)效價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣品

飼用NSP 酶制劑樣品A 和XB 由市場(chǎng)購入，產(chǎn)品A 添加量為木聚糖酶16 000 BXU/kg 飼料，葡聚糖酶4 000 BGU/kg 飼料；產(chǎn)品XB 添加量為木聚糖酶7 500 BXU/kg飼料，葡聚糖酶2 000 BGU/kg飼料。一個(gè)木聚糖酶單位（BXU）定義為在測(cè)定條件下，以樺木為底物，在1 s 內(nèi)釋放1 nmol 的還原糖所需要的酶量。一個(gè)葡聚糖酶單位(BGU)的定義為在測(cè)定條件下，1 s鐘釋放1 nmol還原糖(即葡萄糖)所需要酶的量。

1.2 體外試驗(yàn)設(shè)計(jì)

體外試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，分為3個(gè)處理組（基礎(chǔ)飼糧，基礎(chǔ)飼糧+NSP 酶A，基礎(chǔ)飼糧+NSP酶XB），每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1個(gè)模擬器。飼糧四分法取樣后，粉碎后過60目孔徑篩，充分混合均勻后置于-20 ℃冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆??；A(chǔ)飼糧干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和總能含量見表1。

仿生消化操作過程中緩沖液的配制和儀器運(yùn)行參數(shù)等實(shí)驗(yàn)操作基于《雞飼料體外養(yǎng)分和能量測(cè)定技術(shù)規(guī)程》。

表1 基礎(chǔ)飼糧干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和總能

1.3 肉雞飼養(yǎng)試驗(yàn)

1.3.1 動(dòng)物與飼糧

試驗(yàn)選擇體重接近，健康的1日齡科寶505肉仔雞320只，隨機(jī)分為4個(gè)日糧處理組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10只雞（公母各半），分別飼喂正對(duì)照(PC、正常營養(yǎng)水平，組1)、負(fù)對(duì)照(NC、代謝能比PC低0.63 MJ/kg，組2)、NC+NSP 酶XB（添加量為木聚糖酶7 500 BXU/kg 飼料，葡聚糖酶2 000 BGU/kg飼料，組3)和NC+NSP酶A（添加量為木聚糖酶16 000 BXU/kg 飼料，葡聚糖酶4 000 BGU/kg 飼料，組4)4 種日糧?；A(chǔ)飼糧參考NRC2007推薦營養(yǎng)水平配制。所有試雞在23 h的光照下隨意采食、自由飲水。第一周室溫保持在33～35 ℃，以后逐步調(diào)低，第三周末降到24 ℃保持到試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)分前期(0～21 d)和后期(22～42 d)兩個(gè)階段。肉仔雞飼喂粉狀飼料?；A(chǔ)飼糧配方及營養(yǎng)水平見表2。

表2 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

體外試驗(yàn)主要計(jì)算干物質(zhì)消化率（DMD）、粗蛋白消化率（CPD）、總能消化率GED 和體外消化能（IVDE）。計(jì)算公式如下：

式中：DMD——飼料體外干物質(zhì)消化率(%)；

M1——上樣飼料干物質(zhì)重量(g)；

M2——未消化殘?jiān)晌镔|(zhì)重量(g)。

CPD——飼料體外粗蛋白質(zhì)消化率(%)；

CP1——上樣飼料粗蛋白質(zhì)重量(g)；

CP2——未消化殘?jiān)值鞍踪|(zhì)重量(g)。

GED——飼料體外能量消化率(%)；

GE1——上樣飼料總能(J)；

GE2——未消化殘?jiān)偰?J)；

IVDE——飼料體外消化能(MJ/kg)。

分別于0日齡、21日齡和42日齡按重復(fù)為單位稱量肉雞體重并結(jié)料計(jì)算各期內(nèi)平均采食量、平均體增重和料重比。平均體增重為期末活禽平均體重減去初期活禽平均體重。平均采食量的計(jì)算是用飼養(yǎng)期內(nèi)消耗的飼料總量除以動(dòng)物的數(shù)量，根據(jù)飼養(yǎng)期內(nèi)死亡動(dòng)物體重?fù)Q算減去校正死雞消耗的飼料量。料重比的計(jì)算是用飼養(yǎng)期內(nèi)總飼料消耗量除以飼養(yǎng)期內(nèi)活雞和死雞的總體重。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，用SAS 9.2 軟件的MEANS 模塊對(duì)基本統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分析，GLM 模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，顯著水平為P＜0.05，0.05＜P＜0.10的認(rèn)為有趨勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 體外消化試驗(yàn)

基礎(chǔ)飼糧的粗蛋白質(zhì)和總能含量分別為17.81%和17.79 MJ/kg(絕干基礎(chǔ))(見表1)。由表3 可見，基礎(chǔ)日糧基礎(chǔ)上添加NSP酶A和XB均顯著提高干物質(zhì)消化率、總能消化率和體外消化能(P＜0.05)。基礎(chǔ)飼糧+酶XB 組粗蛋白質(zhì)消化率最高，基礎(chǔ)飼糧+酶A 組次之，基礎(chǔ)飼糧組最低(P＜0.05)。兩種酶制劑產(chǎn)品均顯著提高了基礎(chǔ)飼糧總能消化率和消化能(P＜0.05)，改善消化能幅度約0.24 MJ/kg。

表3 添加NSP酶A和XB對(duì)基礎(chǔ)飼糧養(yǎng)分和能量消化率的影響

2.2 動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)

在整個(gè)試驗(yàn)期間，肉雞的健康狀況良好，死亡率較低（小于2%），且死淘雞只均與飼料處理效應(yīng)無關(guān)。試驗(yàn)開始前，各處理組初始體重間無顯著性差異（P=0.93）。由表4可知，與組1相比，組2在22～42 d及0～42 d 體增重顯著下降(P＜0.05)；組2 在0～21、22～42 d 和0～42 d 的料重比均顯著高于組1(P＜0.05)。添加NSP 酶制劑后，組3 的肉仔雞體增重在0～21 d 和22～42 d 均有所改善，全期（0～42 d）組3 平均體增重較組2 提高47.1 g/只，但未達(dá)到顯著性水平(P＞0.05)。整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)各組間平均采食量均無顯著性差異(P＞0.05)。

表4 添加NSP酶制劑對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響

3 討論

肉仔雞玉米-豆粕型飼糧含有大量的NSP，添加NPS酶后可以有效消除NSP的抗?fàn)I養(yǎng)作用，提高飼料干物質(zhì)消化率、粗蛋白消化率、總能消化率和體外消化能值[7-9]。但是利用生物學(xué)法(動(dòng)物試驗(yàn))評(píng)定酶制劑的生物學(xué)效價(jià)不僅耗時(shí)、費(fèi)力，且不同研究學(xué)者測(cè)得的結(jié)果存在較大變異，主要緣于測(cè)定結(jié)果受到飼料、環(huán)境、動(dòng)物及試驗(yàn)中人為因素等諸多干擾，同時(shí)生物學(xué)法難以在短期內(nèi)對(duì)大量的酶制劑產(chǎn)品進(jìn)行篩選[10]。因此，體外仿生法被一些學(xué)者所采用，該方法規(guī)范了操作方法和測(cè)定環(huán)境，很大程度提高了測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性和重復(fù)性。本試驗(yàn)運(yùn)用體外仿生法評(píng)價(jià)了兩種商品酶制劑產(chǎn)品對(duì)肉雞飼料體外消化率的作用效果，研究結(jié)果與現(xiàn)有多數(shù)報(bào)道基本一致。高理想[11]在仿生消化系統(tǒng)體外模擬豬消化中大腸階段的模擬消化試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)飼糧中添加纖維素酶、Viscozyme酶（是一種由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的降解纖維的復(fù)合酶，包括阿拉伯糖酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、半纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶的活性）和仿生酶均顯著提高了玉米、大豆粕和大豆皮的體外干物質(zhì)消化率，仿生酶與Viscozyme酶均顯著提高了玉米的總能消化率，且仿生酶的作用效果更優(yōu)于其他兩種酶。張立蘭等[12]在生長(zhǎng)豬的體外消化系統(tǒng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在小麥-豆粕-DDGS 型飼糧中添加木聚糖酶與β-葡聚糖酶，消化酶與飼料中的體外干物質(zhì)消化率都呈現(xiàn)二次曲線關(guān)系，且模型相關(guān)系數(shù)均達(dá)顯著水平。

本研究體外試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)證明NSP酶XB對(duì)提高蛋白質(zhì)消化率更為明顯，由此推斷該體外法能夠檢測(cè)出酶產(chǎn)品之間的差異性，但這種差異需要在動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證。動(dòng)物試驗(yàn)選用了低能飼糧（較正常營養(yǎng)水平降低0.63 MJ/kg）以消除配方中安全量對(duì)酶制劑真實(shí)效果的影響。在負(fù)對(duì)照基礎(chǔ)上添加兩種NSP酶制劑后，受試肉仔雞的生產(chǎn)性能介于正負(fù)對(duì)照之間，再次證明兩種產(chǎn)品都不能完全改善負(fù)對(duì)照飼糧能量利用率以彌補(bǔ)其與正對(duì)照間的能量差異，而在整個(gè)試驗(yàn)期，酶制劑對(duì)肉雞的采食量并沒有顯著影響，所以生產(chǎn)性能的改善主要源于對(duì)飼糧營養(yǎng)物質(zhì)消化利用率的改善。張磊[13]試驗(yàn)證明在肉雞飼料中添加500～1 500 U/kg 單一木聚糖酶后，使前期（0～22 d）能量消化率提高2.4%～3.9%，而后期的提高1.8%～2.8%。李曉潔等[14]也報(bào)道了類似的試驗(yàn)結(jié)果，即在降低飼料代謝能的飼糧中添加單一非淀粉多糖酶可以有效地提高肉雞的生產(chǎn)性能。有報(bào)道顯示在玉米-豆粕型肉仔雞粉料日糧中添加三種均含有木聚糖酶、β-葡萄糖酶、纖維素酶和酸性蛋白酶的不同復(fù)合酶制劑，與對(duì)照組相比較，能量表觀代謝率僅提高0.2%～1.6%，蛋白質(zhì)表觀代謝率提高2.5%～3.6%，各種酶處理間差異均不明顯[15]，該試驗(yàn)中，酶制劑對(duì)能量代謝率的改善很小，可能與酶的來源、活性、添加量、配伍和飼量底物濃度相關(guān)。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，體外仿生試驗(yàn)檢測(cè)出了兩種商品酶制劑產(chǎn)品對(duì)仔雞營養(yǎng)物質(zhì)消化率影響的差異，NSP酶XB 比NSP 酶A 更有效地提高了蛋白質(zhì)消化率；肉雞飼養(yǎng)試驗(yàn)也證實(shí)酶制劑XB組的全期總增重比酶制劑A 高49 g/只。體外仿生試驗(yàn)和動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果一致。