蛋白酶及其除了節(jié)約成本外的其他好處

翁善鋼

蛋白酶可以提高蛋白質(zhì)的消化率和利用率，通過(guò)允許低品質(zhì)蛋白替代物在日糧中的使用來(lái)優(yōu)化日糧成本。在谷物及油籽粕的價(jià)格持續(xù)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，這有助于節(jié)約飼料成本。研究人員也一直在挖掘蛋白酶的額外益處，以及其跟家禽和豬的腸道健康與細(xì)菌平衡之間的聯(lián)系。

中圖分類(lèi)號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2014）05-0009-03

蛋白酶是蛋白質(zhì)消化的一個(gè)重要因素，因?yàn)樗鼈兡軌蛩鈩?dòng)物飼料中不易消化的蛋白質(zhì)，將其分解成更有用的肽。用高質(zhì)量的蛋白酶來(lái)提高日糧蛋白質(zhì)的消化率，能夠降低飼料成本。其途徑是通過(guò)使用粗蛋白含量較低、氨基酸質(zhì)量差的飼料來(lái)實(shí)現(xiàn)，這可以有效的降低多達(dá)10 %的源自飼料的蛋白質(zhì)和可消化氨基酸水平。

最近對(duì)家禽和豬進(jìn)行的研究顯示，跟未添加蛋白酶的日糧相比，日糧添加蛋白酶能夠維持腸道健康和優(yōu)化動(dòng)物的生產(chǎn)性能。理解未消化蛋白在動(dòng)物后腸中的抗?fàn)I養(yǎng)作用有助于解釋這種效應(yīng)（圖1）。

豆粕（SBM）的替代性蛋白源，如棉籽粕（CSM）和玉米干酒糟及其可溶物（DDGS），具有較低水平的蛋白質(zhì)和較低的消化率。添加蛋白酶有助于缺乏充足內(nèi)源性酶的單胃動(dòng)物消化日糧中的蛋白質(zhì)，這可以減少未消化蛋白質(zhì)的流量以及其他抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)入大腸。這些消化蛋白質(zhì)可以成為腸道中一些不受歡迎的細(xì)菌菌株，如大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、沙門(mén)氏菌和彎曲桿菌的發(fā)酵底物。這些蛋白質(zhì)會(huì)被此類(lèi)有害細(xì)菌作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。隨后這些致病菌會(huì)增殖，改變腸道菌群向不利于有益菌方向的平衡。

致病性細(xì)菌還能產(chǎn)生有毒成分，如細(xì)菌毒素，也會(huì)產(chǎn)生發(fā)酵代謝物，如生物胺、氨和揮發(fā)性含硫化合物。所有這些易于引發(fā)氧化應(yīng)激、腸道炎癥和病變，增加死亡率和發(fā)病率，從而損害生產(chǎn)性能。

1 腸道形態(tài)

絨毛可以增加腸壁的吸收面積。測(cè)量腸絨毛高度與隱窩深度的比值是一個(gè)可以鑒別腸道效率的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。該比率越高，腸道功能越好。Wang等研究了源自地衣形芽孢桿菌（PWD-1）發(fā)酵物的一種絲氨酸蛋白酶，對(duì)食用兩種蛋白源的肉雞腸道形態(tài)的作用。

一組肉雞飼喂SBM作為可消化蛋白質(zhì)，第二組飼喂CSM作為難消化的蛋白質(zhì)。CSM飼喂組肉雞的腸道形態(tài)有損壞，顯示出腸道中蛋白質(zhì)發(fā)酵率較高和小腸受到了更多的挑戰(zhàn)。結(jié)果顯示，無(wú)論蛋白質(zhì)來(lái)源如何，日糧中添加蛋白酶可顯著提高腸道的效率。它克服了CSM的不良作用。

圖2左側(cè)照片是一組飼喂不含蛋白酶的CSM型日糧肉雞的數(shù)據(jù)。它顯示出腸道受損，絨毛小、畸形，隱窩較深。右側(cè)的圖一組采食添加了蛋白酶日糧的肉雞數(shù)據(jù)，顯示腸道形態(tài)更適合充分吸收營(yíng)養(yǎng)元素，絨毛較長(zhǎng)，且高度一致，跟對(duì)照組相比隱窩更淺。

2012年，Yan等測(cè)試了添加蛋白酶對(duì)飼喂高蛋白水平的日糧和用三倍劑量的球蟲(chóng)疫苗攻毒的肉雞的效果。對(duì)照組飼喂標(biāo)準(zhǔn)的22 %蛋白含量的日糧；另一組飼喂30 %水平的超量蛋白質(zhì)，以便在后腸形成難消化的蛋白質(zhì)食糜，并測(cè)量添加的蛋白酶的影響。

正如前面提到的，發(fā)酵蛋白可以促進(jìn)有害細(xì)菌在腸道中的生長(zhǎng)—本研究測(cè)定了產(chǎn)氣莢膜梭菌的水平。當(dāng)飼料蛋白質(zhì)含量提高時(shí)，產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量顯著增加 （圖3） 。然而，當(dāng)?shù)鞍酌柑砑拥筋~外的蛋白質(zhì)中后，跟對(duì)照組相比，發(fā)酵蛋白上的致病性細(xì)菌減少了。

蛋白酶有助于克服因發(fā)酵作用分解了飼料中的蛋白質(zhì)而產(chǎn)生的負(fù)面影響。除了有助于減少致病性細(xì)菌數(shù)量外，也能夠減少急性期蛋白的分泌。通過(guò)測(cè)定血清α-1-酸性糖蛋白水平來(lái)指示腸道屏障功能和炎癥。結(jié)果表明，高水平蛋白日糧中添加蛋白酶，能明顯改善動(dòng)物的炎癥狀態(tài)。

2 性能增強(qiáng)

研究最顯著的成果之一源自檢測(cè)禽類(lèi)總體性能指標(biāo)。性能指標(biāo)計(jì)算方法是存活率（28日齡存活的雞數(shù)量）乘以體重除以料重比。高水平蛋白日糧中添加蛋白酶后，肉雞的生產(chǎn)性能提高了21 %。先前的研究表明這并不只是源自于更好的消化率，它也跟炎癥減少、腸道形態(tài)改善和更少的發(fā)酵蛋白有關(guān)。

3 蛋白質(zhì)對(duì)仔豬的挑戰(zhàn)

蛋白酶在仔豬中的研究也已經(jīng)完成。雖然大部分SBM蛋白質(zhì)很容易被日齡較大的豬消化，但剛斷奶的仔豬缺乏內(nèi)源性蛋白酶活性，因此有些蛋白質(zhì)對(duì)它們而言非常難消化。仔豬對(duì)腸道中過(guò)量的蛋白質(zhì)發(fā)酵也非常敏感。

營(yíng)養(yǎng)學(xué)家所面臨的挑戰(zhàn)是，仔豬需要較高水平的易消化蛋白質(zhì)，以促進(jìn)早期生長(zhǎng)和肌肉沉積。然而，正如前面提到的，高水平蛋白質(zhì)的日糧引起諸多問(wèn)題，如致病菌引起的腹瀉、腸道功能紊亂和發(fā)病率。雖然常規(guī)做法降低飼料的蛋白質(zhì)水平來(lái)減少健康問(wèn)題，但這是以犧牲生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能為代價(jià)的。SBM中也含有致敏性蛋白質(zhì)大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，這會(huì)導(dǎo)致腸道炎癥，并引起絨毛萎縮、腸屏障功能破壞和食欲不振。低采食量對(duì)仔豬是非常危險(xiǎn)的，會(huì)導(dǎo)致整體性能降低。

4 改善腸道健康

Wang 等在2011年發(fā)表的研究成果顯示了絲氨酸蛋白酶對(duì)斷奶后21 d的仔豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率、腸道健康和生長(zhǎng)性能的影響。一組斷奶仔豬飼喂蛋白含量為19 %、添加或不加蛋白酶的對(duì)照日糧，另一組則飼喂22 %高蛋白水平、含有或不含有蛋白酶的試驗(yàn)日糧。

研究結(jié)果表明，日糧中添加蛋白酶后仔豬具有更高的生產(chǎn)性能，生長(zhǎng)速度加快，飼料效率改善14 %，且與日糧蛋白質(zhì)水平無(wú)關(guān)。部分原因是消化率提高了。但是，研究人員也發(fā)現(xiàn)，蛋白酶能在體外分解SBM中90 %的過(guò)敏成分，這也可能是為何添加蛋白酶后仔豬表現(xiàn)更好的另一個(gè)原因。蛋白酶的使用因腸道形態(tài)的改善而提高了腸道功能，正如本研究中絨毛高度隱窩深度的比值得到提高就證明了這一點(diǎn)。

同在肉雞上的研究結(jié)果類(lèi)似，仔豬日糧中添加蛋白酶后可以減少蛋白質(zhì)發(fā)酵，抑制腸道中的致病性細(xì)菌-大腸桿菌的生長(zhǎng)，在這種情況下，大腸桿菌總數(shù)的減少可以減少腸道健康問(wèn)題。這顯示在糞便指數(shù)測(cè)試中（圖4）。當(dāng)?shù)鞍酌柑砑拥饺占Z中，飼喂低和高蛋白水平日糧的仔豬糞便指數(shù)沒(méi)什么區(qū)別，而典型的糞便指數(shù)是低蛋白水平日糧，指數(shù)較好，而高蛋白水平日糧則是較差。

雖然家禽和豬的日糧中使用酶的主要目的是降低日糧費(fèi)用，但是這些研究結(jié)果表明添加高效的絲氨酸蛋白酶也能夠優(yōu)化動(dòng)物的健康和性能，會(huì)給生產(chǎn)者帶來(lái)更多的益處?！酢?/p>

原題名：Higher value of NSP enzymes with an eye on high raw material costs（英文）

原作者：Marc Decoux，執(zhí)行經(jīng)理，家禽應(yīng)用解決方案，諾偉司國(guó)際，美國(guó)