不同植酸酶的熱穩(wěn)定性和生物學活性比較

唐德富 婁瑞潁 張興會

植物性飼料中的磷多以植酸磷形式存在，植酸磷必須降解為無機磷后才能被動物利用。玉米和豆粕中植酸磷占總磷的比例分別為71%和58%，而該兩種原料基本不含植酸酶。目前，肉雞飼養(yǎng)中多以玉米-豆粕型日糧為主，肉雞消化道內雖有部分飼料、消化腺、微生物來源的植酸酶，但酶活微弱，其對植酸磷的利用率不到10%。目前主要通過添加外源植酸酶降低植酸的抗營養(yǎng)作用。外源植酸酶發(fā)揮功效的前提是到達胃腸道時具有生物學活性，而飼料制粒過程中，由于高溫高壓蒸汽的加入和壓模機的強力摩擦，使得植酸酶的活性受到損害。因此，提高植酸酶熱穩(wěn)定性對于植酸酶的推廣應用具有重要意義。

本試驗對3種植酸酶產品的熱穩(wěn)定性及其不同添加水平對肉仔雞生長性能的影響進行了研究，旨在為植酸酶產品的選擇及應用提供試驗參考。

1 材料與方法

1.1 植酸酶

分別購買3種市售植酸酶產品A、B和C，經測定其實際酶活分別為10 859、9 002和5 126 U/g。1個植酸酶活性單位（U）定義為：在37℃、pH值5.5條件下每分鐘從0.005 mol/l的植酸鈉溶液中釋放出1 μmol的無機磷所需的酶量。

1.2 植酸酶熱穩(wěn)定性測試

本試驗在丹麥Kolding技術研究所完成。3種植酸酶的添加量均為5 000 U/kg飼料（推薦添加量的10倍），采用玉米-豆粕型飼料配方（制粒試驗的飼料配方見表1），生產顆粒飼料一個批次120 kg。制粒條件為：初始溫度18～22℃，調制蒸汽溫度122℃，調制時間30 s、蒸汽壓2 bar，制?？讖? mm，制粒溫度90℃和95℃。取樣檢測制粒前后飼料中的植酸酶活性，計算飼料中酶活存留率。

表1 制粒試驗的飼料配方(%)

1.3 試驗動物和日糧處理

選取健康、體重相近的1日齡AA肉仔雞770只，隨機分為11個處理組，每個處理7個重復，每個重復10只雞（公母各半），以粉料形式飼喂。

試驗設正對照和負對照。正對照采用正常營養(yǎng)水平日糧，負對照日糧則在正對照基礎上，將P和Ca分別降低0.23%和0.16%，其他營養(yǎng)水平保持不變。在負對照基礎上添加A、B、C 3種植酸酶，添加量分別為500、1 000和1 500 U/kg飼料。對照組日糧配方及營養(yǎng)水平見表2。

1.4 飼養(yǎng)管理

全部雞只采用層疊式籠養(yǎng)，肉仔雞自由采食和飲水。第一周雞舍溫度保持在32℃，采用24 h光照，之后分別按每周5℃和每周1 h的速率降低室溫及光照時間至25℃和18 h，雞舍內采用縱向通風。1日齡、7日齡和14日齡分別對肉仔雞進行馬立克、傳支、法氏囊病免疫，28日齡和35日齡分別對肉仔雞進行傳支和法氏囊病二次免疫。

表2 試驗正負對照組日糧配方及營養(yǎng)水平

1.5 生長性能測定

試驗期共42 d，分為前期（1～21 d）和后期（22～42 d），按周以重復（籠）為單位記錄采食量，1日齡、21日齡和42日齡以重復為單位稱試雞重。試驗期間準確記錄淘汰雞只或死亡雞只體重，用于計算死亡率、校正采食量和料重比。

1.6 統(tǒng)計分析

采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件ANOVA程序進行單因子方差分析，差異顯著則采用Duncan's法進行多重比較。顯著水平設為0.05。

2 結果與分析

2.1 制粒后酶活存留率(見圖1)

由圖1可知，飼料在90℃和95℃制粒后，植酸酶產品A的酶活存留率為96.3%和90.7%，產品B和C的酶活存留率分別為 26.4%、24.2%和 12.6%、14.2%。植酸酶產品A的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于產品B和產品C。

2.2 肉仔雞生長性能(見表3、表4、表5)

圖1 3種植酸酶產品高溫制粒酶活存留率

表3 500 U/kg植酸酶添加組肉仔雞生長性能

本試驗中，與正對照組相比，負對照組肉仔雞生長性能顯著降低（P＜0.05），其中 1～21 日齡采食量、體增重分別降低了34.6%、30.2%，料重比提高了33.4%，22～42日齡采食量、體增重分別降低了26.1%、24.21%，料重比提高了13.0%，表明負對照組肉仔雞鈣和磷嚴重缺乏。

500 U/kg加酶組，與負對照組相比，產品A、C和B組肉仔雞1～21日齡采食量分別增加246.3 g、243.3 g和237.7 g，體增重分別提高161.3 g、108.9 g和141.6 g，料重比分別降低了28.09%、22.73%、28.7%，A和B植酸酶添加組肉仔雞生長性能與正對照組無顯著差異（P＞0.05），而優(yōu)于C植酸酶添加組。22～42日齡肉仔雞采食量和體增重在3種植酸酶添加組間無顯著差異（P＞0.05）。1～42日齡肉仔雞全期采食量和體增重在3種植酸酶添加組間無顯著差異（P＞0.05）。

表4 1 000 U/kg植酸酶添加組肉仔雞生長性能

表5 2 000 U/kg植酸酶添加組肉仔雞生長性能

添加劑量增至1 000 U/kg時，植酸酶添加組肉仔雞除1～21日齡采食量顯著低于正對照組外（P＜0.05），生長后期和全期各組間肉仔雞生長性能與正對照組相比無顯著差異（P＞0.05）。添加劑量增至2 000 U/kg時，各階段肉仔雞生長性能與正對照組相比均無顯著差異（P＞0.05），表明添加高劑量植酸酶釋放的無機磷能夠完全滿足肉仔雞對磷的需要。

隨著植酸酶添加量的增加，肉雞的體增重有提高的趨勢，料肉比有下降的趨勢。植酸酶產品A趨勢較明顯，植酸添加量由500 U/kg提高到1 000 U/kg和2 000 U/kg，肉仔雞體增重分別提高3.7%和6.1%，料重比降低3.5%和5.0%。產品B和C添加量增至2 000 U/kg時，肉雞體增重方表現出明顯升高，與500 U/kg添加量相比，產品B和C組肉雞體增重分別提高8.8%和2.7%。產品B和C組肉雞料重比植酸酶各添加劑量間變化不明顯。

3 討論

3.1 制粒對植酸酶活性的影響

Slominski等（2007）將顆粒和粉末植酸酶在70℃保溫30 s后，酶活分別損失80.6%和53.9%，將兩種植酸酶在67℃制粒后，酶活損失分別為55.9%和50.6%，說明飼料制粒時的溫度是影響外源植酸酶生物學活性的主要原因。許多學者從生產植酸酶的菌株著手，通過分離純化或基因改組得到耐高溫植酸酶。王放銀（1995）將一種耐高溫植酸酶置于90℃溫度下30 min，其酶活損失不超過16%。趙春等（2007）在低磷日糧中（前期有效磷為0.356%，后期為0.289%）分別添加500 U/kg的粉狀、液體狀和包被顆粒狀植酸酶，生長試驗結果發(fā)現，包被植酸酶對肉仔雞的促生長作用最大。這主要是由于對植酸酶進行包被處理，增強了酶在飼料制粒過程中的熱穩(wěn)定性，同時也降低了在胃液中的降解速度。因此，制粒前可通過包被或添加穩(wěn)定劑的方法提高植酸酶的熱穩(wěn)定性。

本試驗中，飼料在90℃和95℃制粒后，產品A的酶活存留率在90%以上，而產品B和產品C的酶活存留率不到30%（12%～26%），表現出了極大的差異。由于飼料植酸酶制造工藝和顆粒飼料制粒條件十分復雜，許多因素都會影響植酸酶的制粒穩(wěn)定性，飼料廠迫切需要更多的此類研究來指導生產。

3.2 植酸酶對肉雞生長性能的影響

研究表明，在低磷日糧中添加植酸酶，能顯著提高肉仔雞的采食量、體增重和飼料轉化率（Yi，1996；謝新東，2002）。Ribeiro等（2003）在低磷日糧(AP：0.16%)中添加290 U/kg植酸酶，肉仔雞采食量、體增重和飼料轉化效率分別提高了58.29%、37.05%和13.3%，但未達到正常磷水平。楊維仁等（2008）以磷酸氫鈣為磷源作為對照組，設定4個磷酸氫鈣水平分別為對照組的75%、50%、25%、0(AP：0.42%、0.38%、0.32%、0.26%)，并添加500 U/kg植酸酶，結果顯示，磷酸氫鈣+植酸酶組肉仔雞生長性能均達到正常磷水平，但植酸酶不能完全代替添加的外源無機磷。黃興國等（2008）在低磷日糧（0～21 d AP：0.36%；22～42 d AP：0.30%）中添加500 U/kg植酸酶，肉仔雞采食量、體增重和飼料轉化效率均達到正常磷水平，且存活率顯著高于正常磷水平。Dilger等（2004）研究發(fā)現，在低磷日糧中（AP：0.24%）添加750 U/kg植酸酶組肉雞生長性能優(yōu)于1 000 U/kg植酸酶添加組。李桂明等（2008）在低磷日糧（0～21 d AP：0.23%；22～42 d AP：0.14%）中添加 0、250、500、750、1 000 U/kg 5 個梯度的植酸酶，結果顯示以500 U/kg水平添加植酸酶，肉仔雞獲得最佳生長性能。由以上研究結果可知，植酸酶添加效果與日糧中無機磷水平和植酸酶添加劑量有關。

本試驗與前人報道結果一致。在低磷日糧中添加植酸酶顯著提高了肉仔雞生長性能；肉仔雞的生產性能隨植酸酶的添加量增加而提高，但植酸酶產品A比產品B和C趨勢明顯。植酸酶的添加量主要取決于飼料中底物——植酸磷的含量，在純玉米-豆粕型肉雞日糧中由于植酸磷含量低，植酸酶的最佳添加量一般推薦500 U/kg飼料，在玉米-豆粕-雜粕（DDGS，農副產品）型肉雞日糧中由于植酸磷含量很高，植酸酶的添加量可以提高到750或1 000 U/kg飼料，甚至更高，可以替代更多磷酸氫鈣，節(jié)省更多飼料成本。

4 小結

從本試驗結果可知，植酸酶產品A的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于植酸酶B和植酸酶C。在低磷日糧中添加植酸酶顯著提高了肉仔雞生長性能，添加量500 U/kg時，植酸酶C在1～21 d的肉雞體增重稍低。肉仔雞的生產性能隨植酸酶的添加量增加而提高，植酸酶產品A趨勢較明顯，添加量由500 U/kg提高到1 000 U/kg和2 000 U/kg，肉仔雞體增重分別提高3.7%和6.1%，料重比分別降低3.5%和5.0%。植酸酶A在添加量1 000 U/kg時肉雞體增重和正對照相當，而植酸酶B和C的相當添加量似乎需要2 000 U/kg。由于采食量的原因，產品B和C在料重比上沒能反映出來，需要更多試驗來驗證；根據飼料組成和配方中植酸磷的含量，植酸酶的添加量可由傳統(tǒng)的500 U/kg飼料提高到1 000 U/kg飼料及以上。

14篇，刊略，需者可函索）