非淀粉多糖復(fù)合酶對肉仔雞生產(chǎn)性能和排泄物中含氮物含量的影響

孫春陽 何科林 薩仁娜 張宏福 高 杰 仝永娟

隨著玉米價格、飼料成本的攀升及養(yǎng)殖環(huán)境的惡化，在飼料中利用小麥、大麥等谷物飼料，充分發(fā)揮飼料潛能，減少含氮物質(zhì)的排出量，對畜牧養(yǎng)殖健康、可持續(xù)發(fā)展具有積極的意義。小麥、大麥、高粱等谷物含有非淀粉多糖(non-starchpolysaccharide，NSP)，主要包括阿拉伯木聚糖、β－葡聚糖、甘露聚糖、果膠等。這些水溶性的NSP能提高食糜黏度［1］，干擾消化酶與食糜的充分混合，減緩食糜在腸道中的流動，妨礙水解產(chǎn)物在小腸黏膜壁的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而影響動物生產(chǎn)性能［2］。NSP隨食糜進(jìn)入后腸，在微生物的作用下發(fā)酵，影響畜禽腸道形態(tài)和生長性能［3－4］。在小麥、大麥、黑麥飼糧中使用外源酶，能夠改善飼糧消化率，提高養(yǎng)分利用率［5－8］，且復(fù)合酶的效果更為明顯［9－11］。小麥含總NSP 129 g/kg干物質(zhì)，主要為阿拉伯木聚糖和葡聚糖;玉米含的NSP主要為纖維素［12］。使用復(fù)合木聚糖酶和纖維素酶可有效降低含葵粕、脫脂米糠飼糧的食糜黏度;含有果膠酶的復(fù)合酶適用于含豆粕的飼糧［13］。生長豬試驗表明NSP影響氮代謝［14－15］，但目前對 NSP復(fù)合酶的研究主要集中在畜禽生產(chǎn)水平的改善及代謝能值的提高，對其能否改善飼糧含氮物質(zhì)的吸收、利用，減少氮排出等方面的研究較少。因此，本試驗分別在玉米－豆粕型飼糧和小麥－豆粕型飼糧中添加經(jīng)體外試驗篩選明確的NSP復(fù)合酶，通過肉仔雞生產(chǎn)性能評價酶的有效性，初步探討NSP復(fù)合酶改善肉雞舍環(huán)境的效果，為擴(kuò)大可用飼料源、提高生產(chǎn)效率提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 NSP 復(fù)合酶

NSP復(fù)合酶組成及實測酶活性分別為:木聚糖酶(GB/T 23874—2009［16］)32 500 U/g、β－葡聚糖酶(NY/T 911—2004［17］)15 800 U/g、纖維素酶(NY/T 912—2004［18］)5 670 U/g、果 膠 酶8 430 U/g和 β － 甘 露 聚 糖 酶 (何 科 林 等［19］)54 900 U/g。

1.2 試驗設(shè)計及分組

試驗采用單因子完全隨機(jī)設(shè)計，選取平均體重(38±2)g的1日齡愛撥益加(AA)肉仔雞公雛(北京華都肉雞公司)208只，分為4個組(每組4個重復(fù)，每個重復(fù)13只雞)，分別飼喂玉米－豆粕型飼糧(C組)、玉米－豆粕型飼糧+NSP復(fù)合酶(C+E組)、小麥－豆粕型飼糧(W 組)和小麥－豆粕型飼糧+NSP復(fù)合酶(W+E組)。酶譜組合為體外試驗篩選后獲得的最適宜添加量(表1)［19］。

表1 NSP復(fù)合酶組成、活性及添加量Table 1 Composition，activity and supplemental level of NSP complex enzyme

1.3 試驗飼糧

試驗飼糧參照《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)配制，其組成及營養(yǎng)水平見表2。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所動物營養(yǎng)國家重點實驗室昌平基地進(jìn)行。肉仔雞3層籠養(yǎng)，室溫 1～7 d 32～33℃，8～14 d 29～30℃，以后每7 d降低2℃。相對濕度60%～65%。24 h光照，自然光照輔以人工光照。自由采食和飲水。常規(guī)免疫程序。

1.5 測定指標(biāo)和方法

1.5.1 生產(chǎn)性能測定

以重復(fù)為單位，分別計算試驗第21和42天各重復(fù)肉仔雞平均體重及試驗1～21 d、22～42 d和1～42 d平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

1.5.2 氨氣含量測定

從試驗第14天開始，每7 d收集新鮮排泄物，采用發(fā)酵法［21］，用大氣采集儀采集100 mL發(fā)酵氣體，氨氣測定管(日本光明理化株式會社生產(chǎn))測定氨氣含量。

表2 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

1.5.3 尿酸、尿素含量測定

從試驗第14天開始，每7 d收集新鮮排泄物，混勻，65℃烘干，測定其中尿酸(磷鎢酸比色法)、尿素(脲酶法)含量。試劑盒購于南京建成生物工程研究所。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.0處理軟件進(jìn)行方差分析和Duncan氏法多重比較，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。以 P＜0.05 為顯著水平，P＜0.01 為極顯著水平。

2 結(jié)果

2.1 NSP復(fù)合酶對肉仔雞生產(chǎn)性能的影響

由表3可知，試驗1～21 d，W+E組ADG顯著高于 W 組(P＜0.05)，提高了 13.70%，F(xiàn)/G 顯著低于 W 組(P＜0.05)，降低了 12.74%;C+E 組 ADG高于C組，F(xiàn)/G略低于C組，但均未達(dá)到顯著水平(P＞0.05)。試驗 22～42 d，W+E 組與 W 組 ADG無顯著差異(P＞0.05)，W+E組F/G顯著低于W組(P＜0.05)，降低了 8.18%;C+E 組與 C 組 ADG和F/G均無顯著差異(P＞0.05)。試驗1～42 d，W+E組F/G顯著低于 W 組(P＜0.05)，降低幅度為9.63%，而 2組間的 ADG無顯著差異(P＞0.05);C+E組與C組ADG和F/G均無顯著差異(P＞0.05)。

表3 NSP復(fù)合酶對肉仔雞生產(chǎn)性能的影響Table 3 Effects of NSP complex enzyme on performance of broilers

2.2 NSP復(fù)合酶對肉仔雞排泄物中氨氣含量的影響

由表 4 可知，試驗第 14、21、28、35、42 天時，C+E組和C組排泄物中氨氣含量極顯著高于W+E組和W 組(P＜0.01)。第28天時，C+E組排泄物中氨氣含量低于C組，第42天時，W+E組排泄物中氨氣含量低于W組，但差異均不顯著(P＞0.05)。

表4 NSP復(fù)合酶對肉仔雞排泄物中氨氣含量的影響Table 4 Effects of NSP complex enzyme on ammonia content in excreta of broilers mg/kg

2.3 NSP復(fù)合酶對肉仔雞排泄物中尿酸和尿素含量的影響

由表 5和表 6可知，試驗第 21、28、35、42天時，C+E組和C組排泄物中尿酸含量均極顯著高于W+E組和W 組(P＜0.01);C+E組排泄物中尿酸含量低于C組，但統(tǒng)計上差異不顯著(P＞0.05);W+E組與W 組排泄物中尿酸含量無顯著差異(P＞0.05)。

表5 NSP復(fù)合酶對肉仔雞排泄物中尿酸含量的影響Table 5 Effects of NSP complex enzyme on uric acid content in excreta of broilers mg/kg

試驗第14、21天時，排泄物中尿素含量變化較小，在第28天時尿素含量升高，第35天時達(dá)到最高。試驗第28天時，C+E組和C組排泄物中尿素含量顯著高于W+E組和W組(P＜0.05)。試驗第14、35天時，C+E組排泄物中尿素含量顯著高于 C 組(P＜0.05);試驗第 14、21、28、35、42 天時，W+E組與W組排泄物中尿素含量無顯著差異(P＞0.05)。

表6 NSP復(fù)合酶對肉仔雞排泄物中尿素含量的影響Table 6 Effects of NSP complex enzyme on urea content in excreta of broilers mg/kg

3 討論

3.1 NSP復(fù)合酶對肉仔雞生產(chǎn)性能的影響

一般認(rèn)為，小麥的抗?fàn)I養(yǎng)作用與NSP直接相關(guān)，SNSP結(jié)合水分子后，可增加消化道內(nèi)容物的黏稠度［22］，妨礙食糜與消化酶及膽鹽的混合，減緩養(yǎng)分吸收，影響生產(chǎn)性能［23－24］。小麥 NSP總量約11.5%，玉米約8.0%，其中小麥含有較多的木聚糖(8.1%vs.5.2%，干物質(zhì))和葡聚糖(0.8%vs.0)，纖維素、甘露聚糖和果膠的含量二者相差無幾［20］。小麥、大麥和黑麥飼糧中添加配比適宜的NSP復(fù)合酶，能降解NSP，從而降解飼料植物細(xì)胞壁，釋放出其中的營養(yǎng)物質(zhì)，消除其抗?fàn)I養(yǎng)作用［25－26］。本試驗中，利用前期體外篩選試驗，形成NSP復(fù)合酶的最佳酶譜組合［19］，分別添加于玉米－豆粕型飼糧和小麥－豆粕型飼糧，結(jié)果顯示，該復(fù)合酶能顯著降低采食小麥－豆粕型飼糧肉仔雞不同生長階段的F/G，降低幅度8%～12%，提高肉仔雞不同生長階段的ADG，提高幅度7%～12%，且在生長前期(1～21 d)達(dá)到顯著水平。由此可見，在小麥－豆粕型飼糧中添加NSP復(fù)合酶，作用效果優(yōu)于玉米－豆粕型飼糧，再次驗證了小麥飼糧添加酶具有良好的改善肉仔雞生產(chǎn)性能的功效，與前人研究結(jié)果相一致［27－30］。

在試驗 22～42 d和 1～42 d，與 C組比較，W+E組ADG 分別提高6.20%和4.57%，在試驗1～21 d、22～42 d和 1～42 d，W+E 組 F/G 分別比 C組降低 5.61%、5.16%和 5.29%，雖然統(tǒng)計上未達(dá)顯著水平，但這種改善作用明顯。說明小麥－豆粕型飼糧添加NSP復(fù)合酶可替代傳統(tǒng)的玉米－豆粕型飼糧，不影響肉仔雞的生產(chǎn)性能，同時可降低飼料成本，節(jié)約飼料資源。

3.2 飼糧組成影響肉仔雞排泄物中含氮物質(zhì)的產(chǎn)生

本試驗中，C組和C+E組排泄物中氨氣、尿酸、尿素含量均高于W組和W+E組，可以看出飼糧組成影響排泄物含氮物質(zhì)的產(chǎn)量。麥類飼糧含有較多的抗?fàn)I養(yǎng)因子——SNSP，使腸道食糜黏度增加，排空速度和吸收能力下降，造成養(yǎng)分積累，為微生物生長代謝提供良好的環(huán)境，促進(jìn)厭氧微生物繁殖，引起發(fā)酵微生物數(shù)量增加和微生物區(qū)系變化［31］。研究顯示，與玉米飼糧相比，小麥、黑麥飼糧使腸道內(nèi)的菌落數(shù)量增加［32］;小麥的NSP對腸道微生物產(chǎn)生了增殖效應(yīng)，NSP作為微生物發(fā)酵的底物增加了微生物特別是厭氧微生物的繁殖［33］。肉雞大腸中乳酸桿菌可產(chǎn)生少量的脲酶，分解尿酸、尿素，從而減少排泄物中尿酸、尿素含量［34］。由此推測，小麥－豆粕型飼糧中未消化的養(yǎng)分較多，在排泄物中易被微生物發(fā)酵產(chǎn)酸，致pH降低，抑制了氨氣的產(chǎn)生，表現(xiàn)出W組和W+E組氨氣含量極顯著低于C組和C+E組;同時小麥－豆粕型飼糧中未消化的NSP進(jìn)入消化道后段，增加了后腸發(fā)酵，微生物自身代謝使得部分尿素氮轉(zhuǎn)化成細(xì)菌蛋白，致尿素含量降低，這一推測尚需進(jìn)一步研究。此外，也有研究認(rèn)為，與玉米相比，小麥的SNSP易造成肉雞食糜黏度加大，水分增多，影響了氨氣的揮發(fā)［35］。NSP可能影響回腸末端內(nèi)源氮排泄及大腸微生物發(fā)酵，將排出的氮轉(zhuǎn)化為微生物蛋白，從而降低肉雞排泄物中氨氣的含量［36］。

3.3 NSP復(fù)合酶對肉仔雞排泄物中含氮物質(zhì)含量的影響

本試驗結(jié)果顯示，在試驗第21、28天，C+E組排泄物中氨氣、尿酸含量均低于C組;在試驗第21、35、42天，W+E組排泄物中氨氣含量均低于W組，表明飼糧添加NSP復(fù)合酶能降低排泄物中氨氣、尿酸含量。尿酸是家禽氮代謝的主要終產(chǎn)物，排泄物中尿酸含量是體內(nèi)蛋白質(zhì)分解和腸道微生物共同作用的結(jié)果［37］。有研究表明，小麥飼糧中添加木聚糖酶，能夠提高回腸蛋白質(zhì)利用率［38］。本試驗在飼糧中添加NSP復(fù)合酶后，尿酸、氨氣含量降低，分析其原因可能在于NSP復(fù)合酶降解飼糧中的NSP，消除其抗?fàn)I養(yǎng)作用，降低腸道食糜黏度［39］，從而提高飼糧中氮的利用率，減少氮的排出，同時通過改善腸道微生物結(jié)構(gòu)，降低腸道pH，pH的輕微改變會對氨氣的揮發(fā)產(chǎn)生很大影響，酸性環(huán)境抑制NH4+向氨氣轉(zhuǎn)化［40］。

多數(shù)的尿素系腸道微生物降解尿酸的產(chǎn)物，因此尿素含量與肉雞腸道微生物復(fù)雜的代謝活動有關(guān)［41］。研究顯示，NSP復(fù)合酶能顯著降低肉鴨血清中尿素氮含量［42］。在生長豬小麥－豆粕型飼糧中添加1 000和2 000 U/kg的木聚糖酶極顯著降低了血清尿素氮含量，與玉米－豆粕型飼糧相比顯著和極顯著降低血清尿素氮含量［43］。本試驗測定了排泄物中尿素含量，與前人研究的血清尿素含量變化情況不一致，其中C+E組排泄物中尿素含量有所升高，可能與腸道微生物代謝分解含氮物質(zhì)有關(guān)。分析原因可能是NSP復(fù)合酶作用于NSP，產(chǎn)生可發(fā)酵的多糖，調(diào)節(jié)腸道微生物菌群發(fā)生變化，腸道微生物在利用這部分多糖的同時，也產(chǎn)生尿酸氧化酶［44］，從而降解尿酸生成尿素，增加了排泄物中尿素的含量。

4 結(jié)論

①小麥－豆粕型飼糧添加NSP復(fù)合酶可有效改善肉仔雞生產(chǎn)性能，降低F/G，可以替代玉米－豆粕型飼糧。

②玉米－豆粕型飼糧使肉仔雞排泄物中氨氣、尿素和尿酸含量均高于小麥－豆粕型飼糧，而小麥－豆粕型飼糧添加NSP復(fù)合酶使肉仔雞排泄物中氨氣含量低于小麥－豆粕型飼糧。飼糧加酶與不加酶對肉仔雞排泄物中尿素、尿酸含量無顯著影響。

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