蛋白酶的生物學(xué)意義及在肉雞日糧中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉 干，姜 寧，張愛忠

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

近幾年，由于飼料工業(yè)的不斷發(fā)展，選用一種綠色無污染且能提高日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率的添加劑是人們首先要考慮的問題，因此酶制劑呈現(xiàn)出巨大的價(jià)值與作用。其中蛋白酶在全球酶制劑市場(chǎng)中的推廣銷售額高達(dá)60%[1]。應(yīng)用蛋白酶重要意義在于其能促進(jìn)動(dòng)物水解更多各種聚肽和蛋白質(zhì)為小分子的蛋白胨、肽和氨基酸。蛋白酶的種類繁多廣泛存在動(dòng)植物體和微生物（主要為細(xì)菌、放線菌、霉菌）體內(nèi)。蛋白酶的應(yīng)用屬于外源性消化酶，大多數(shù)的蛋白酶來源于微生物，可以有效改善畜禽特別是幼齡畜禽的生產(chǎn)性能，可以提高動(dòng)物機(jī)體的免疫力，促進(jìn)內(nèi)源酶的分泌，降低日糧中抗?fàn)I養(yǎng)因子抑制作用。目前，由于蛋白酶的種類繁多，在AA肉雞中的實(shí)際應(yīng)用研究不深，試驗(yàn)結(jié)論也不同。因此，本文以飼用蛋白酶的種類、作用原理及其在肉雞日糧中的應(yīng)用作為切入點(diǎn)，探究蛋白酶更深層次的生物學(xué)意義。

1 蛋白酶的分類

蛋白酶可按來源將其分為動(dòng)物源性蛋白酶、植物源性蛋白酶和微生物源性蛋白酶3 種。動(dòng)物源蛋白酶存在于牛、羊和豬的胰腺中。植物源蛋白酶主要分為木瓜蛋白酶和菠蘿蛋白酶，存在未成熟的木瓜和菠蘿中。微生物源性蛋白酶主要通過細(xì)菌、霉菌、酵母和放線菌等培養(yǎng)提取而得[2]。由于動(dòng)物源蛋白酶有攜帶病毒（如瘋牛?。╇[患，目前多飼料和食品中添加的蛋白酶是以植物源和微生源為主。作為飼料補(bǔ)充蛋白酶多是微生物源蛋白酶，因菌源的不同、制備方法和技術(shù)不同，活性與功能差別很大，動(dòng)物應(yīng)用效果也不同。

2 蛋白酶的應(yīng)用及生物學(xué)意義

2.1 改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能、提高蛋白質(zhì)利用率

在日糧中添加蛋白酶制劑可以有效提高動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分特別是蛋白質(zhì)的吸收與利用，提高其生長(zhǎng)性能。由于幼齡動(dòng)物早期的消化系統(tǒng)和酶系統(tǒng)發(fā)育還不夠完善，添加效果更為明顯。楊久仙等在斷奶仔豬日糧中添加角蛋白酶0.12%，結(jié)果表明，能顯著提高仔豬日糧中干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)的消化率，顯著提高仔豬日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和清蛋白水平；外源性蛋白酶可以提高蛋白中營(yíng)養(yǎng)成分的消化率，還可以補(bǔ)充內(nèi)源蛋白酶的不足增強(qiáng)內(nèi)源酶的活性[3]。Inborr 等認(rèn)為，大多從細(xì)菌和真菌中發(fā)酵培養(yǎng)出來的酶，因其自身結(jié)構(gòu)的需求且分解的營(yíng)養(yǎng)成分增加會(huì)反饋性刺激動(dòng)物體內(nèi)源性酶分泌，從而有效提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能，提高蛋白質(zhì)的利用率[4]。但對(duì)肉雞的應(yīng)用鮮有報(bào)道。

2.2 降低日糧中的抗?fàn)I養(yǎng)因子抑制作用

抗?fàn)I養(yǎng)因子（ANF）是日糧中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝、消化、吸收和利用產(chǎn)生不利影響以及使動(dòng)物產(chǎn)生不良生理反應(yīng)的物質(zhì)。胰蛋白酶抑制因子（KTI）、胰蛋白酶抑制劑（BBI）和大豆抗原蛋白等抑制因子存在于豆粕中，而玉米-豆粕型日糧也經(jīng)常在肉雞生產(chǎn)中被廣泛使用。

蛋白酶抑制因子抑制作用主要表現(xiàn)在降低蛋白酶活性及其消化率，引起胰腺增生、腫大，促進(jìn)胰腺分泌，造成必需氨基酸內(nèi)源性損失，加劇氨基酸不平衡，降低飼料中干物質(zhì)、氮的消化率，危害動(dòng)物的健康，抑制動(dòng)物生長(zhǎng)[5]。蛋白酶可有效降解豆粕中抗原蛋白，提高豆粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.3 提高動(dòng)物機(jī)體免疫力

蛋白酶通過降低抗原蛋白的變應(yīng)原性從而減少腸道炎癥。研究表明，在21 d 肉雞籠養(yǎng)試驗(yàn)中，在豆粕型日糧中添加蛋白酶對(duì)抗原性大豆蛋白的先天免疫反應(yīng)使白細(xì)胞介素-8 在14 d 的表達(dá)量明顯升高，抑制白細(xì)胞介素-10的表達(dá)量，減少空腸中抗炎因子的產(chǎn)生及日糧引起的炎癥，從而提高動(dòng)物機(jī)體免疫力[6]。

2.4 減少氮排放量

添加蛋白酶會(huì)使畜禽糞便中未被消化吸收的蛋白質(zhì)減少，在環(huán)境中釋放的氨氣和硝酸鹽會(huì)減少，氨氣揮發(fā)到大氣中會(huì)造成水體酸化，而硝酸鹽則能污染水源，對(duì)生物多樣性造成損害，并直接威脅人類健康[7]。

3 蛋白酶在肉雞日糧中的應(yīng)用

在肉雞日糧蛋白質(zhì)不足的情況下添加蛋白酶能起到補(bǔ)償作用，研究表明，在蛋白質(zhì)降低1%的玉米－豆粕型肉雞日糧中添加蛋白酶，1～21 d 肉雞生產(chǎn)性能可達(dá)到正常蛋白質(zhì)水平且可以提高抗氧化功能和生產(chǎn)性能[8]。周梁在21 d 肉雞低蛋白玉米-豆粕-肉骨粉型日糧（粗蛋白質(zhì)降低1.00%及代謝能降低83.68 kJ·kg-1）中添加外源蛋白酶0.02%，肉雞血清總抗氧化能力均有提高能改善由于蛋白不足抑制肉雞生長(zhǎng)性能的問題[9]。由此可見，在肉雞日糧中添加不同梯度的蛋白酶能有效改善肉雞生產(chǎn)性能，提高養(yǎng)分消化率，且生長(zhǎng)前期的生產(chǎn)性能、粗蛋白質(zhì)和氨基酸表觀消化率與蛋白酶量呈二次曲線關(guān)系。

隨著對(duì)蛋白酶研究的不斷深入，試驗(yàn)證明，蛋白酶能改善肉雞生長(zhǎng)性能，提高對(duì)養(yǎng)分的消化與吸收，促進(jìn)內(nèi)源酶分泌及消化器官發(fā)育，降低動(dòng)物糞便對(duì)環(huán)境污染的影響。隨著酶技術(shù)的發(fā)展，蛋白酶產(chǎn)品的穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，成本降低，在肉雞日糧中添加蛋白酶能提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 小 結(jié)

從目前蛋白酶的應(yīng)用開發(fā)發(fā)展趨勢(shì)來看，作用機(jī)理及表達(dá)受體作用位點(diǎn)不是很明確，也不夠穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝不明確，缺少一套規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)制度；就蛋白酶而言，其組合酶、復(fù)合酶的互作機(jī)制、互作關(guān)系的研究不夠深入；對(duì)蛋白酶用途在成年動(dòng)物的方向開發(fā)不夠，酶用途較為單一。日糧中添加蛋白酶后對(duì)動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的消化酶的活性及其消化系統(tǒng)，消化器官發(fā)育方面研究不多，應(yīng)用到肉雞生產(chǎn)中對(duì)其機(jī)體所產(chǎn)生的影響是否為良性作用也還不夠明確。隨著不斷的探索發(fā)展，相信蛋白酶會(huì)為飼料工業(yè)與畜禽業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。