植酸酶在肉雞生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李佩國，李蘊(yùn)玉，張香齋，賈青輝，牛一兵，張文香，段玲欣

(河北科技師范學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，河北秦皇島，066600)

磷是肉雞必需的常量元素之一，對(duì)肉雞的正常生長發(fā)育過程起重要作用。雖然磷廣泛存在于一般植物性飼料中，但植物性飼料中60%～80%的磷以植酸形式存在，家禽體內(nèi)因缺乏植酸酶對(duì)植酸磷的利用率很低，通常需要在飼料中添加無機(jī)磷以滿足肉雞的需要。這樣既提高了飼料成本，又導(dǎo)致植物性原料中的磷源浪費(fèi)。此外，植酸作為抗?fàn)I養(yǎng)因子，也影響家禽對(duì)許多金屬陽離子、蛋白質(zhì)和氨基酸的吸收利用。添加植酸酶能降解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子植酸，并釋放出無機(jī)磷及與植酸結(jié)合的蛋白質(zhì)、微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)為肉雞所利用，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，從而提高生產(chǎn)性能，減少無機(jī)磷的添加、糞磷的排泄和環(huán)境污染，因此，植酸酶的開發(fā)與利用是目前廣大科技工作者研究的重要課題。

1 植酸酶對(duì)肉雞生產(chǎn)性能的影響

大量試驗(yàn)表明，植酸酶能增加肉雞的體質(zhì)量，改善其飼料與體質(zhì)量之比，但在肉雞生產(chǎn)實(shí)踐中，植酸酶的應(yīng)用效果受多種因素的影響。通常雜粕型日糧較玉米-豆粕型日糧的植酸含量高一些，可為植酸酶作用提供較多的底物濃度，因此，植酸酶在雜粕型日糧中有較好的表現(xiàn)［1］。日糧中的無機(jī)磷水平對(duì)植酸酶的作用也有一定影響。吳東等［2］在有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．002 5～0．003 4的日糧中添加500 U/kg植酸酶，肉雞日增體質(zhì)量比對(duì)照組提高3．70%，當(dāng)有效磷在日糧中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0．002 3～0．001 0時(shí)，肉雞日增體質(zhì)量比對(duì)照組降低7．58%，這是因?yàn)楹笳呷占Z中的有效磷加上植酸酶水解的磷尚不能滿足肉雞的營養(yǎng)需要，導(dǎo)致生產(chǎn)性能的降低。岳增華等［3］的研究表明，每千克日糧添加500 U植酸酶替代在日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．000 9和0．001 1的無機(jī)磷，肉雞全期平均增加體質(zhì)量比對(duì)照組分別顯著提高了4．24%和3．98%，飼料與日增體質(zhì)量之比均顯著降低了3．9%，當(dāng)代替質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．001 3時(shí)，全期日增體質(zhì)量顯著減少了3．0%，飼料與日增體質(zhì)量之比也高于對(duì)照組。

日糧中鈣水平、鈣磷比例是決定植酸水解的重要因素，低鈣日糧能增加植酸鹽的水解和小腸對(duì)磷的吸收，在低磷日糧中，當(dāng)鈣、磷比過高時(shí)，磷的消化利用率降低。這可能是日糧中的高鈣易于植酸結(jié)合成難溶解的植酸鈣鹽，使植酸酶作用降低。樓洪興等［4］研究表明，在無磷酸氫鈣、含糠麩-菜粕的低鈣水平［即鈣磷比(1．0～1．3)∶1］日糧中添加植酸酶，肉雞具有較高的生長性能和磷利用效果。飼喂鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．006 0～0．005 4的日糧全期質(zhì)量增加，較高鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)0．009 2 ～0．010 8(1～21 日齡)和0．008 4 ～0．009 8(22～50日齡)的日糧提高5．95% ～10．06%。Power等［5］在低有效磷日糧中添加500 U/kg植酸酶，鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．006 7的低鈣組的生長速度優(yōu)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0．010 0和0．013 3的正常鈣和高鈣組，此時(shí)鈣、磷消化率和鈣利用率也最高。

植酸酶來源不同，在實(shí)際生產(chǎn)中的效果呈現(xiàn)一定差異。黃興國等［6］發(fā)現(xiàn)，低磷日糧中添加500 U/kg大腸桿菌植酸酶，肉雞日增體質(zhì)量、采食量、飼料質(zhì)量與日增體質(zhì)量之比與正常磷組無顯著性差異，并顯著提高了肉雞的成活率;與添加500 U/kg黑曲霉植酸酶組相比，前期日增體質(zhì)量、采食量分別顯著提高了15．2%，11．95%，后期日增體質(zhì)量提高了2．38%，日采食量顯著提高了6．66%。出現(xiàn)差異的原因可能與兩種植酸酶水解植酸磷能力不同有關(guān)。黑曲霉植酸酶和大腸桿菌植酸酶分別屬于3-植酸酶和6-植酸酶，這兩種植酸酶的最適pH值范圍、最適溫度等酶學(xué)特性、催化反應(yīng)的位點(diǎn)以及作用機(jī)理均存在很大的差異，因此對(duì)肉雞生產(chǎn)中應(yīng)用效果可能存在影響。

一般認(rèn)為，隨著植酸酶添加量的增加，其水解植酸的能力也隨著提高，也必然提高肉雞的生產(chǎn)性能。廖志超等［7］分別以 300，500，700 U/kg 的植酸酶取代基礎(chǔ)日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0．30，0．50，0．70 的磷酸氫鈣，結(jié)果表明，隨著植酸酶添加量的提高其生長性能呈增加的趨勢(shì)，體質(zhì)量增加效果在前4周比較明顯，差異顯著，而后4周肉雞體質(zhì)量增加也有一定改善，但與對(duì)照組比較差異不顯著，其中以700 U/kg的植酸酶替代日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．70的磷酸氫鈣效果最佳。李桂明等［8］在有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．002 3～0．001 4的日糧中添加 250，500，750，1 000 U/kg植酸酶，結(jié)果 500，750 U/kg加酶組較負(fù)對(duì)照組顯著提高了肉雞日增體質(zhì)量，比正對(duì)照組也提高了3．41%，3．19%，并顯著改善1～3周齡肉雞飼料質(zhì)量與日增體質(zhì)量之比，當(dāng)植酸酶增加到1 000 U/kg時(shí)無更好的效果。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要選擇合適的添加量。

2 植酸酶對(duì)肉雞屠宰性狀的影響

屠宰率、胸肉率、腿肉率、腹脂率等屠宰性能指標(biāo)是影響肉雞業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)，在大部分發(fā)達(dá)國家制定的雞肉標(biāo)準(zhǔn)中，屠宰性狀是唯一與營養(yǎng)價(jià)值并列的重要指標(biāo)，但植酸酶對(duì)肉雞屠宰性狀的研究較少，且結(jié)果不一致。Scheideler［9］報(bào)道，在低有效磷日糧中添加500 U/kg植酸酶，對(duì)7周齡雌性肉雞的屠體活質(zhì)量、翅質(zhì)量、胸肌質(zhì)量無顯著影響，但顯著提高腿質(zhì)量。Pillai等［10］研究表明，在低磷日糧中添加1 000 U/kg植酸酶，可顯著提高肉雞的屠宰率，但對(duì)胸肉率、腿肉率、腹脂率及加工過程中的骨骼損傷等指標(biāo)沒有顯著影響。黃興國等［6］報(bào)道，低磷日糧中分別添加500 U/kg大腸桿菌植酸酶和黑曲霉植酸酶對(duì)肉雞屠宰率、全凈膛率、半凈膛率也無顯著性影響，但胸肌率顯著提高了15．81%，14．05%，腹脂率顯著下降了20．73%，21．24%。石楊紅等［11］在低有效磷日糧中添加1 000 U/kg植酸酶可顯著提高肉雞的全凈膛率、腿肌率和腹脂率。熊伯立等［12］報(bào)道，在肉雞日糧中以500 U/kg的植酸酶代替質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．60的磷酸氫鈣，對(duì)7周齡肉雞的屠宰率、全凈膛率、半凈膛率、腿比率和胸肌率及熟肉率、滴水損失率等肉質(zhì)指標(biāo)無顯著影響。李桂明等［8］研究表明，低有效磷日糧中添加植酸酶可使21日齡肉雞屠宰性能及肉品質(zhì)有所降低，但不影響42日齡屠宰性能與肉品質(zhì)。這可能是因?yàn)槿怆u在1～3周齡，以增長骨骼為主，而植酸酶的作用主要表現(xiàn)在增強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)尤其是鈣磷等微量元素的代謝，導(dǎo)致骨骼中多吸收的養(yǎng)分物質(zhì)多于肌肉，從而降低了肌肉的相對(duì)生長率，在宏觀上便表現(xiàn)為胸肌率、腿肌率等降低。隨著肉雞生長階段的改變，用于肌肉生長的養(yǎng)分分配增多，加速了肌肉合成的速度，從而在42日齡時(shí)加酶組對(duì)各項(xiàng)屠宰指標(biāo)有所改善。綜上所述，植酸酶對(duì)肉雞屠宰性能和肉品質(zhì)的影響還有待做進(jìn)一步深入研究。

3 植酸酶對(duì)肉雞日糧養(yǎng)分利用率的影響

3．1 植酸酶對(duì)日糧磷利用率的影響

植酸酶可有效降解飼料中的植酸，釋放出無機(jī)磷，提高肉雞對(duì)磷的利用率。瞿明仁等［13］在低磷日糧中添加375，750 U/kg的植酸酶，與負(fù)對(duì)照組比較，肉雞的磷利用率分別提高了18．27%和23．30%，植酸磷利用率分別提高了15．58%和22．16%;與正對(duì)照組比較，磷利用率分別提高了10．31%和15．35%，植酸磷利用率分別提高了13．69%和20．27%。在低有效磷、低蛋白日糧中添加500 U/kg植酸酶，肉雞磷利用率分別比雙低對(duì)照組和普通對(duì)照組顯著提高了17．72%和9．71%［14］。用500 U/kg植酸酶替代日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．001 1的無機(jī)磷，可使磷利用率顯著提高18．98%(前期)和20．73%(后期)［3］。分別以 300，500，700 U/kg 的植酸酶取代基礎(chǔ)日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0．30，0．50，0．70 的磷酸氫鈣，磷的表觀吸收率分別比對(duì)照組顯著提高了25．39% ～32．48%［7］。

3．2 植酸酶對(duì)陽離子利用率的影響

植酸因帶負(fù)電荷，能與Ca2+，Mg2+，Zn2+等陽離子形成不溶解的植酸-金屬復(fù)合物，影響上述金屬離子的消化吸收和利用。添加植酸酶通過分解植酸，解除了植酸對(duì)鈣及微量元素的抗?fàn)I養(yǎng)作用，從而促進(jìn)機(jī)體對(duì)金屬離子的吸收，提高其利用率。瞿明仁等［13］研究結(jié)果顯示，添加375，750 U/kg的植酸酶可使肉雞鈣利用率比負(fù)對(duì)照組分別提高11．41%和14．03%，比正對(duì)照組分別提高9．97%和12．59%。用500 U/kg植酸酶替代日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．001 1的無機(jī)磷，可使鈣利用率顯著提高17．23%(前期)和22．86%(后期)［3］。一般來說，脛骨灰分和礦物質(zhì)元素含量的增加往往意味著動(dòng)物對(duì)日糧礦物質(zhì)元素利用率的提高。程茂基等［15］在低磷日糧添加600 U/kg植酸酶后，肉仔雞脛骨灰分及其鎂、鋅含量顯著提高，而鈣、磷和銅含量不受影響。Viveros等［16］報(bào)道，在肉雞低磷日糧中添加500 U/kg微生物植酸酶，可使鈣、磷、鎂、鋅存留率在3周齡分別提高22%，14．9%，20．4%，169%;6周齡時(shí)分別提高15．1%，10．1%，23．0%，93．9%。上述研究結(jié)果說明，由于植酸酶的添加，大多數(shù)礦物元素的消化吸收明顯改善，利用率提高。

3．3 植酸酶對(duì)蛋白質(zhì)、氨基酸利用率的影響

植酸與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成植酸蛋白質(zhì)復(fù)合物，改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，降低其溶解度。此外，植酸還可與胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等消化酶絡(luò)合，從而降低這些酶的活性。日糧中添加植酸酶可水解植酸鹽釋放出蛋白質(zhì)、氨基酸和酶，進(jìn)而促進(jìn)粗蛋白質(zhì)和氨基酸的吸收。Camden等［17］報(bào)道，添加500 U/kg微生物植酸酶可使肉雞回腸末端氨基酸表觀消化率平均提高2．7%。Rutherfurd等［18］證實(shí)，在有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．003 5的肉仔雞日糧中添加500 U/kg微生物植酸酶，除酪氨酸、組氨酸和色氨酸外，其余氨基酸的回腸末端表觀消化率均顯著提高;除蛋氨酸、酪氨酸、組氨酸和色氨酸外，其余氨基酸的回腸末端真消化率也顯著提高，平均增幅3．4%。余冰等［19］研究表明，添加植酸酶可使肉雞粗蛋白的利用率提高1．49%，也提高了必需氨基酸、非必需氨基酸、總氨基酸，蘇氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸和異亮氨酸的表觀回腸利用率。廖志超等［7］分別以300，500，700 U/kg的植酸酶取代肉雞基礎(chǔ)日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．30，0．50，0．70的磷酸氫鈣，粗蛋白的表觀代謝率雖然比對(duì)照組有所改善，但差異不顯著，而蘇氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和組氨酸利用率顯著提高，蛋白質(zhì)、精氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、色氨酸和胱氨酸等必需氨基酸的利用率有上升趨勢(shì)，但差異不顯著。岳增華等［3］用500 U/kg植酸酶替代日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．001 1的無機(jī)磷可使粗蛋白利用率前期提高1．11%，后期提高0．86%，差異不顯著，但顯著提高了蘇氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和組氨酸的利用率，也不同程度提高了精氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、色氨酸和胱氨酸等必需氨基酸的利用率。孫宏選等［20］證實(shí)，日糧添加高劑量不同水平植酸酶顯著增加肉雞的粗蛋白質(zhì)的消化利用率。綜上所述，植酸酶對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸消化利用率提高的幅度可能與試驗(yàn)肉雞日齡、底物植酸來源和濃度、添加植酸酶的水平和類型及日糧中氨基酸水平和氨基酸比例平衡有關(guān)。

3．4 植酸酶對(duì)能量利用率的影響

植酸除了限制磷、鈣、鋅、鎂等礦物元素和蛋白質(zhì)利用外，還能與淀粉和脂肪結(jié)合。此外，植酸還可與消化道的淀粉酶、脂肪酶形成復(fù)合物，降低其活性甚至失活。添加植酸酶可以消除以上不利因素，從而有利于淀粉和脂肪的消化與吸收，有利于日糧能量利用率和表觀代謝能的提高。岳增華等［3］證實(shí)，用500 U/kg植酸酶替代日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．001 1的無機(jī)磷，肉雞日糧的能量利用率顯著提高了1．94%(前期)和1．63%(后期)。添加高劑量不同水平植酸酶顯著增加肉雞的表觀代謝能［17］。但余冰等［19］研究表明，植酸酶對(duì)能量利用率沒有顯著影響。

4 植酸酶對(duì)肉雞氮、磷排泄的影響

植酸酶可提高日糧中氮、磷利用率，同時(shí)也減少了日糧中無機(jī)磷的添加，從而降低糞中氮、磷的排泄和對(duì)環(huán)境的污染。徐建雄等［21］在低磷日糧添加250 U/kg植酸酶后，肉雞氮、磷排泄量分別顯著減少9．59%和27．09%。在低有效磷、低蛋白日糧中添加500 U/kg植酸酶，肉雞氮、磷排泄量比雙低對(duì)照組減少了7．89%～13．97%，11．54%～17．64%;比正常對(duì)照組減少了 17．58% ～19．54%，23．33% ～23．57%［14］。黃興國等［6］研究表明，在低磷中添加500 U/kg大腸桿菌植酸酶，肉雞氮、磷排泄量顯著減少17．81%和29．43%;添加500 U/kg黑曲霉植酸酶，氮、磷排泄量減少7．06%和29．29%。

5 植酸酶對(duì)肉雞血液生化指標(biāo)的影響

植酸酶對(duì)血液生化指標(biāo)的報(bào)道不一，一般認(rèn)為，肉雞采食低磷日糧時(shí)，血液磷濃度下降，堿性磷酸酶(ALP)活性升高，添加植酸酶后，血液磷濃度升高，ALP活性和鈣含量下降。Viveros等［16］證實(shí)，在低磷日糧中添加500 U/kg植酸酶，可顯著提高肉雞血漿磷含量和血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性，而血漿中的鈣、鎂含量和血清中的丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、ALP、乳酸脫氫酶(LDH)活性顯著下降，對(duì)血漿中鋅含量無顯著影響。韓進(jìn)誠等［22］在低有效磷日糧中添加500 U/kg植酸酶，可使22～42日齡肉雞血漿無機(jī)磷濃度顯著提高，鈣濃度顯著下降，對(duì)蛋白質(zhì)含量無影響。廖志超等［7］分別以300，500，700 U/kg的植酸酶取代基礎(chǔ)日糧中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．30，0．50，0．70的磷酸氫鈣，血清鈣、磷、白蛋白、總蛋白、球蛋白含量隨著植酸酶添加量的增加呈上升趨勢(shì)，而ALP活性呈降低趨勢(shì)，與對(duì)照組比較差異不顯著。黃興國等［6］在肉雞低磷日糧中添加500 U/kg植酸酶，血清中尿素氮濃度顯著降低，鈣、磷濃度和ALP活性與對(duì)照組差異不顯著，但血清磷水平提高了7．72% ～14．43%。認(rèn)為血清中尿素氮的濃度顯著下降，這可能是日糧中蛋白質(zhì)利用率提高的結(jié)果。徐建雄等［21］報(bào)道，低磷日糧中添加250 U/kg植酸酶后血清中鈣、磷、銅、鋅和鐵的濃度無顯著差異。

6 結(jié) 論

綜上所述，植酸酶作為飼用酶制劑因解除植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用，提高日糧中磷，鈣、鎂、鋅等陽離子以及蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，從而改善肉雞生產(chǎn)性能，減少氮、磷的排泄，達(dá)到促進(jìn)生產(chǎn)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。但還有許多問題需進(jìn)一步研究，如植酸酶發(fā)揮最大作用時(shí)的日糧鈣磷比、能量、蛋白質(zhì)含量以及替代磷酸氫鈣的適宜比例和植酸酶對(duì)肉雞屠體品質(zhì)的影響等。因此，尚需進(jìn)一步加強(qiáng)肉雞的植酸酶營養(yǎng)研究，利用其潛在的營養(yǎng)價(jià)值優(yōu)化配方，充分利用飼料資源，降低飼料成本，最大限度地發(fā)揮植酸酶的綜合效益，促進(jìn)肉雞生產(chǎn)持續(xù)健康的發(fā)展。

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