最大化植酸酶性能

付亞楠

摘? 要：在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中，鈣在磷的利用上起著重要作用，這對(duì)肉雞的生產(chǎn)性能來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。因此，優(yōu)化可利用鈣水平（相對(duì)于日糧中磷的含量）有助于改善日糧的利用率。最大限度發(fā)揮植酸酶的作用始于優(yōu)化日糧中鈣的水平。

關(guān)鍵詞：植酸酶;鈣;性能

中圖分類號(hào)：S816.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2020）01-0060-03

當(dāng)配制的日糧能夠使養(yǎng)殖場(chǎng)的生產(chǎn)效益達(dá)到最大化時(shí)，營(yíng)養(yǎng)師通常很少會(huì)關(guān)注日糧中鈣的情況。鈣是一種廉價(jià)的飼料原料，通常來(lái)自石灰石。傳統(tǒng)上，石灰石在飼料生產(chǎn)和配方中被用作載體或填充物。它在磷的利用上所發(fā)揮的作用被人們低估。

1? 鈣和磷之間的關(guān)系

飼料配方的目標(biāo)通常是利用斷點(diǎn)法（break-point method）滿足動(dòng)物對(duì)活性磷的最低需求，也稱為需求估計(jì)，目的是減少環(huán)境中的磷含量。動(dòng)物對(duì)鈣的需求量是由家禽育種公司限定的最佳鈣/磷比決定的。維持鈣/磷比需要采用精準(zhǔn)的平衡手段，因?yàn)槠渖婕皬?fù)雜的分子反應(yīng)。

重要的是要注意，有可能影響動(dòng)物生產(chǎn)性能的是日糧中的鈣/磷比，而不一定是鈣含量本身。鈣/磷比過(guò)高會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物的生產(chǎn)性能下降。當(dāng)磷僅能滿足動(dòng)物生長(zhǎng)的最低需求時(shí)，鈣會(huì)與小腸中的植酸發(fā)生螯合反應(yīng)，使來(lái)自植酸的磷酸難以被家禽吸收。結(jié)果可能會(huì)造成動(dòng)物缺磷，從而降低它們的消化率和生產(chǎn)性能。高水平的鈣還會(huì)提高家禽腺胃和肌胃內(nèi)容物的pH，這也會(huì)對(duì)它們的消化產(chǎn)生不良影響。當(dāng)日糧中磷的含量可以滿足或超過(guò)家禽的最低需求量時(shí)，過(guò)量的鈣所產(chǎn)生的影響較小。家禽會(huì)通過(guò)尿液排出過(guò)量的鈣，并提高機(jī)體維持鈣/磷平衡的能量消耗。

植酸酶常用于降解日糧中的植酸，它可釋放出植酸中的可消化磷。理想情況下，植酸酶在pH較低的家禽上消化道中有很高的活性，因此它可以在植酸與鈣結(jié)合之前迅速將其降解。在植酸酶存在的情況下，動(dòng)物有可能維持體內(nèi)磷和鈣的平衡。

2? 鈣基質(zhì)

眾所周知，鈣水平以及鈣源的顆粒大?。ㄈ芙舛鹊挠绊懸蛩兀?huì)影響植酸酶的功效。例如，在一項(xiàng)研究中，在缺乏植酸酶的情況下，僅添加0.5%的石灰石型鈣，磷的消化率會(huì)下降63%;如果日糧添加3-植酸酶，磷的消化率降低26%;如果添加6-植酸酶，則降低41%。鈣對(duì)植酸酶功效的影響與胃腸道（Gastrointestinal Tract，GIT）上段的植酸酶活性直接相關(guān)，由于GIT上段內(nèi)容物的pH較低，植酸酶更易溶。在GIT上段低pH環(huán)境中，高活性的植酸酶將會(huì)更快更完全地降解植酸，因此較少的植酸會(huì)與小腸中過(guò)量的鈣結(jié)合，從而減少了過(guò)量鈣帶來(lái)的不良影響。通過(guò)這種方式，植酸酶也可以提高鈣的可利用率。因此，當(dāng)在日糧中添加植酸酶時(shí)，要使鈣/磷平衡維持在合適的水平上，營(yíng)養(yǎng)師就需要一個(gè)清晰的鈣貢獻(xiàn)值或基質(zhì)值。沒(méi)有它，動(dòng)物機(jī)體中的鈣/磷比就可能會(huì)失去平衡，從而對(duì)消化和生產(chǎn)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

由于每一種植酸酶都有一個(gè)獨(dú)特的pH譜，因此營(yíng)養(yǎng)師應(yīng)該確定每一種植酸酶的鈣基質(zhì)值。在兩項(xiàng)研究中，研究人員針對(duì)肉雞日糧中的Axtra PHY確定了最佳的總鈣/可消化磷貢獻(xiàn)值比。一項(xiàng)研究表明，總鈣/可消化磷貢獻(xiàn)值比為1.25∶1時(shí)可以優(yōu)化飼料轉(zhuǎn)化率，而另一項(xiàng)研究表明，提高總鈣/可消化磷貢獻(xiàn)值比可以提高回腸的磷消化率（圖1）。當(dāng)在日糧中添加植酸酶時(shí)，提高鈣/可消化磷貢獻(xiàn)值比也會(huì)降低家禽的飼料轉(zhuǎn)化率和每千克增重的飼料成本。這些數(shù)據(jù)表明，在肉雞日糧中，當(dāng)總鈣/可消化磷的貢獻(xiàn)值比為1.25∶1時(shí)，肉雞體內(nèi)鈣和磷的平衡可得到較好維持。

3? 快速動(dòng)員植酸酶的功效

最大化植酸酶的功效在動(dòng)物生產(chǎn)中起著重要的作用，因?yàn)橹菜崦赋舍尫帕淄?，還有很多其他功能。植酸酶已被證明可提高氨基酸、能量和礦物質(zhì)的可利用率，這是改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵因素。植酸降解得越快對(duì)動(dòng)物越有利。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在GIT上段的酸性環(huán)境中植酸酶必須具有極高的活性。

在一項(xiàng)研究中，研究人員在體外檢測(cè)了6種不同植酸酶在不同pH中的活性，以確定其在正常腸道環(huán)境中的活性水平。Axtra PHY （顯示為植酸酶1）在典型的胃pH環(huán)境中活性最大，這表明其降解植酸的能力比競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品更強(qiáng)（圖2）。

Axtra PHY出眾的生物學(xué)功能在第二個(gè)體外試驗(yàn)中得到了進(jìn)一步證明，該研究表明，當(dāng)環(huán)境pH為2.5時(shí)，其在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠減少植酸鈣在小腸中的沉淀量（圖3）。這種快速反應(yīng)非常重要，因?yàn)槭趁油ㄟ^(guò)GIT上段的時(shí)間通常非常短。

除了在GIT上段快速降解植酸，促進(jìn)養(yǎng)分被更好地釋放出以及更快地吸收外，Axtra PHY還可以提高骨骼礦化、氨基酸的消化率和養(yǎng)分的總體吸收。

4? 優(yōu)化劑量的工具

盡管一些飼料生產(chǎn)商在配制日糧時(shí)使用可利用鈣濃度，但大多數(shù)生產(chǎn)商仍使用鈣的總水平。然而，很明顯，對(duì)于植酸酶來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的定制化的鈣貢獻(xiàn)值是維持最佳鈣/磷比的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)樨暙I(xiàn)值越大并不總是越好。事實(shí)上，一個(gè)不切實(shí)際的高鈣貢獻(xiàn)值可能會(huì)給家禽帶來(lái)腿部無(wú)力的風(fēng)險(xiǎn)，特別是當(dāng)使用鈣消化率較差的石灰石時(shí)。植酸酶的最佳鈣貢獻(xiàn)值隨著日糧組成、動(dòng)物年齡及品種和日糧鈣水平的變化而變化。使用最佳鈣貢獻(xiàn)值可為每噸飼料節(jié)約0.4～0.7美元的成本。

要想通過(guò)定制劑量獲得成功就需要對(duì)相關(guān)的研究和創(chuàng)新進(jìn)行持續(xù)的投資，以生成可供營(yíng)養(yǎng)師應(yīng)用的品種、生長(zhǎng)階段和特定日糧的數(shù)據(jù)。

丹尼斯克動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)公司可通過(guò)“優(yōu)化飼料”（“Optimize Feed”）程序產(chǎn)生讓動(dòng)物獲得最佳生產(chǎn)性能的最佳植酸酶劑量。“優(yōu)化飼料”程序是一個(gè)獨(dú)特的在線工具，它使用了10項(xiàng)肉雞試驗(yàn)的薈萃分析結(jié)果，這些試驗(yàn)得到了磷和鈣的回腸消化率以及消化道總留存率的基質(zhì)值。

它計(jì)算出可獲得最佳生產(chǎn)性能和最低成本的植酸酶劑量。如，在使用推薦的可消化磷和鈣基質(zhì)值時(shí)，每噸飼料可節(jié)省4美元的成本;如果加上能量和可消化氨基酸的基質(zhì)值，則可節(jié)省13美元的成本。

原題名：Maximising phytase performance（英文）

原作者：Yueming Dersjant-Li