于 爽 王建萍 曾秋鳳 丁雪梅 白世平 張克英
(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所,動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 611130)
蛋白酶是催化分解蛋白質(zhì)肽鍵的一類酶的總稱。飼料中外源蛋白酶的添加彌補(bǔ)了內(nèi)源蛋白酶分泌不足的缺陷,還會(huì)提高飼料的飼用品質(zhì),提高代謝能和養(yǎng)分利用率[1]。因此,關(guān)于蛋白酶的研究引起了人們的關(guān)注。Ghazi等[2]研究發(fā)現(xiàn),添加蛋白酶提高了豆粕的氮表觀消化率和真代謝能(TME),彌補(bǔ)了家禽內(nèi)源蛋白酶的不足。汪銀鋒等[3]報(bào)道,在飼糧中添加蛋白酶可彌補(bǔ)體內(nèi)蛋白酶分泌的不足,加速對(duì)家禽蛋白質(zhì)的消化吸收,提高飼糧中蛋白質(zhì)的利用率,改善家禽的生長(zhǎng)性能。Angel等[4]和Rubio等[5]研究發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加蛋白酶能提高肉雞的生長(zhǎng)性能。有研究表明,飼糧中添加外源性蛋白酶不僅能提高肉雞的生長(zhǎng)性能,還能提高養(yǎng)分利用率[6-7]。由此可見,蛋白酶在肉雞上的應(yīng)用相對(duì)廣泛,同樣的,蛋白酶在肉鴨上也有相關(guān)研究。張開心等[8]研究表明,在肉鴨飼糧中添加蛋白酶,可提高肉鴨菜籽粕標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率。Adeola等[9]研究得出,添加蛋白酶可提高肉鴨對(duì)大豆的能量利用率并有提高干物質(zhì)(DM)利用率的趨勢(shì)。目前,關(guān)于蛋白酶對(duì)肉鴨菜籽粕代謝能影響的研究較為缺乏。因此,本研究旨在采用TME結(jié)合套算法評(píng)定添加蛋白酶對(duì)5種不同蛋白質(zhì)溶解度的菜籽粕肉鴨代謝能值的改善效果,為合理利用蛋白酶改善菜籽粕代謝能提供科學(xué)依據(jù)。
選用19周齡以上健康的櫻桃谷肉公鴨,平均體重為(3.35±0.45) kg,采取TME結(jié)合套算法進(jìn)行代謝試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)13個(gè)組,包括1個(gè)玉米組、1個(gè)豆粕組、1個(gè)饑餓內(nèi)源組、5個(gè)菜籽粕不加酶組、5個(gè)菜籽粕加蛋白酶組(蛋白酶制劑添加量為200 mg/kg,蛋白酶制劑中蛋白酶活性為1×105U/g)。每個(gè)組設(shè)12個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1只鴨。玉米組和豆粕組也進(jìn)行加酶處理,菜籽粕按40%替代玉米,豆粕按35%替代玉米。選用5種不同蛋白質(zhì)溶解度的菜籽粕(分別命名為A1、A2、A3、A4、A5),5種菜籽粕的理化特性見表1。本試驗(yàn)中使用的蛋白酶制劑的蛋白酶活性定義參考李東東等[10],蛋白酶添加量參考張開心等[8]。
表1 不同來源菜籽粕的理化特性(風(fēng)干基礎(chǔ))
代謝試驗(yàn)在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所科研試驗(yàn)基地進(jìn)行。所有試驗(yàn)用鴨都單獨(dú)飼養(yǎng)在代謝籠中,按照常規(guī)方式進(jìn)行飼養(yǎng)管理。適應(yīng)期飼喂維持飼糧(參考NY/T 2122—2012《肉鴨飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》中北京鴨的營(yíng)養(yǎng)需要配制),泄殖腔縫合集糞瓶蓋后適應(yīng)1周的時(shí)間,稱量試驗(yàn)鴨體重并記錄;饑餓內(nèi)源組試驗(yàn)鴨饑餓36 h,繼續(xù)饑餓,收集排泄物36 h;其他組試驗(yàn)鴨饑餓36 h,然后按體重的2%強(qiáng)飼對(duì)應(yīng)的待測(cè)飼糧,旋上集糞袋,記錄時(shí)間,收集排泄物36 h;排泄物間隔6 h收集1次,并置于對(duì)應(yīng)的自封袋中-20 ℃保存。樣品采集結(jié)束后,將收集的排泄物置于65 ℃烘箱內(nèi)烘至恒量,室溫回潮24 h后稱重并記錄,作為風(fēng)干排泄物總量,然后粉碎,過40目篩,封存?zhèn)錅y(cè)。
菜籽粕蛋白質(zhì)溶解度參考豆粕蛋白質(zhì)溶解度的測(cè)定方法(DB13/T 812—2006)測(cè)定。菜籽粕和排泄物中總能(GE)采用氧氮測(cè)熱法測(cè)定,DM(GB/T 6435—2006)、粗脂肪(EE)(GB/T 6433—2006)、粗蛋白質(zhì)(CP)(GB/T 6432—1994)、粗纖維(CF)(GB/T 6434—2006)、中性洗滌纖維(NDF)(GB/T 20806—2006)、粗灰分(Ash)(GB/T 6438—2007)、鈣(Ca)(GB/T 6436—2002)、磷(P)含量(GB/T 6437—2002)均參照對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)方法測(cè)定,酸性洗滌纖維(ADF)含量參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《飼料中酸性洗滌纖維的測(cè)定》(NY/T 1459—2007)測(cè)定。
養(yǎng)分真利用率計(jì)算公式:
某養(yǎng)分真利用率(%)=[(食入飼糧中某養(yǎng)分量-排泄物中該養(yǎng)分量+內(nèi)源性該養(yǎng)分量)/食入飼糧中該養(yǎng)分量]×100。
代謝能計(jì)算公式:
表觀代謝能(AME)=(食入總能-排泄物中總能)/食入量;真代謝能(TME)=[食入總能-(排泄物中總能-內(nèi)源總能)]/食入量;菜籽粕AME=(飼糧AME-玉米AME×飼糧中玉米的比例)/飼糧中待測(cè)菜籽粕的比例;菜籽粕TME=(飼糧TME-玉米TME×飼糧中玉米的比例)/飼糧中待測(cè)菜籽粕的比例。
氮沉積量計(jì)算公式:
RN1=(食入飼糧總氮-排泄物氮)/食入飼糧干物質(zhì)重量;RN2=(食入飼糧總氮-排泄物氮+內(nèi)源排泄物氮)/食入飼糧干物質(zhì)重量。
式中:RN1表示家禽每攝入1 kg飼糧干物質(zhì)的表觀氮沉積量;RN2表示家禽每攝入1 kg飼糧干物質(zhì)去除內(nèi)源氮部分的真氮沉積量。
氮校正表觀代謝能(AMEn)=AME-34.39×RN1;氮校正真代謝能(TMEn)=TME-34.39×RN2。
式中:34.39為雞每克尿氮的產(chǎn)熱量。
用SAS 9.0的GLM程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)先進(jìn)行單因素方差分析,再進(jìn)行2×5二因素方差分析(加酶與否,5個(gè)菜籽粕來源),主效應(yīng)包括蛋白酶、菜籽粕來源以及兩者間的互作效應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)表示,以P<0.05為差異顯著性判定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與其代謝能值和飼糧養(yǎng)分利用率進(jìn)行相關(guān)性分析,P<0.05為顯著相關(guān),P<0.01為極顯著相關(guān)。
從表2可以看出,不同組間肉鴨的平均體重、強(qiáng)飼量、內(nèi)源能排泄量無顯著差異(P>0.05),但表觀氮沉積量、真氮沉積量、氮排泄量存在顯著差異(P<0.05)。其中,表觀氮沉積量以A4不加蛋白酶組最高,玉米組最低;真氮沉積量以A4不加蛋白酶組和豆粕組較高,玉米組最低;氮排泄量以A1和A5不加蛋白酶組較高,玉米組最低。
表2 不同組肉鴨平均體重、強(qiáng)飼量、氮沉積量、氮排泄量及內(nèi)源能排泄量的比較(干物質(zhì)基礎(chǔ))
從表3可以看出,除菜籽粕來源對(duì)飼糧DM和Ash真利用率、蛋白酶對(duì)CF和Ca真利用率以及蛋白酶與菜籽粕來源的交互作用對(duì)Ca真利用率無顯著影響(P>0.05)外,菜籽粕來源、蛋白酶及兩者的交互作用均顯著影響飼糧的養(yǎng)分真利用率(P<0.05)。
表3 添加蛋白酶對(duì)菜籽粕飼糧養(yǎng)分真利用率的影響(風(fēng)干基礎(chǔ))
從菜籽粕來源對(duì)不同菜籽粕飼糧養(yǎng)分真利用率的影響來看:菜籽粕來源對(duì)飼糧養(yǎng)分真利用率的影響不同,顯著影響EE、CP、NDF、ADF、CF、Ca、P真利用率(P<0.05),但對(duì)DM、Ash真利用率影響不顯著(P>0.05)。其中,A3、A4、A5菜籽粕飼糧的EE真利用率顯著高于A1和A2菜籽粕飼糧(P<0.05);A3、A4菜籽粕飼糧的CP真利用率顯著高于A1菜籽粕飼糧(P<0.05),同時(shí)A1和A2菜籽粕飼糧顯著高于A5菜籽粕飼糧(P<0.05);A1、A4、A5菜籽粕飼糧的NDF真利用率顯著高于A2和A3菜籽粕飼糧(P<0.05);A3菜籽粕飼糧的ADF真利用率顯著高于A5菜籽粕飼糧(P<0.05),另外3種菜籽粕飼糧之間差異不顯著(P>0.05);A1、A3菜籽粕飼糧的Ash真利用率顯著高于A2和A4菜籽粕飼糧(P<0.05),同時(shí)A2和A4菜籽粕飼糧顯著高于A5菜籽粕飼糧(P<0.05);A3菜籽粕飼糧的Ca真利用率顯著低于另外4種菜籽粕飼糧(P<0.05);A5菜籽粕飼糧的P真利用率顯著高于A1、A3、A4菜籽粕飼糧(P<0.05),同時(shí)A1、A3和A4菜籽粕飼糧顯著高于A2菜籽粕飼糧(P<0.05)。
從蛋白酶對(duì)不同菜籽粕飼糧養(yǎng)分真利用率影響來看:添加蛋白酶有升高飼糧CF和Ca真利用率的趨勢(shì),對(duì)飼糧DM、EE、CP、NDF、ADF、Ash、P真利用率具有顯著的改善作用(P<0.05)。添加蛋白酶使飼糧DM、EE、CP、NDF、ADF、CF、Ash、Ca、P真利用率分別提高了3.73%、9.92%、8.51%、15.78%、17.09%、2.12%、8.55%、2.81%、12.96%,其中改善效果較好的是NDF、ADF、P真利用率。
從表4可以看出,菜籽粕來源、蛋白酶及兩者的交互作用均顯著影響菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn(P<0.05)。
表4 添加蛋白酶對(duì)菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響(絕干基礎(chǔ))
從菜籽粕來源對(duì)菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響來看:菜籽粕來源顯著影響菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn(P<0.05)。其中,A3、A4和A5之間AME、TME、AMEn、TMEn差異不顯著(P>0.05),但均顯著高于A1和A2(P<0.05)。
從添加蛋白酶對(duì)菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響來看:添加蛋白酶對(duì)菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn均有顯著的提高作用(P<0.05),使其分別提高了2.01、2.01、1.80、1.80 MJ/kg。不同來源菜籽粕添加蛋白酶后,AME、TME、AMEn、TMEn的提高程度不同,A4和A5的TME、AMEn、TMEn提高程度不顯著(P>0.05),A1、A2和A3的AME、TME、AMEn、TMEn提高程度顯著(P<0.05)。綜上所述,添加蛋白酶對(duì)不同來源的5種菜籽粕的代謝能值均有提高作用,但主要是對(duì)蛋白質(zhì)溶解度為40%~50%的菜籽粕的代謝能值有顯著提高作用。
從表5可以看出,菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與飼糧EE真利用率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與飼糧CF、Ca、ADF真利用率呈負(fù)相關(guān),與菜籽粕AME、TME呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與菜籽粕AMEn、TMEn呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。由此可見,菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與其AME、TME、AMEn、TMEn相關(guān)性很高。
表5 菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與養(yǎng)分真利用率、代謝能值的相關(guān)系數(shù)
近年來的研究表明,飼糧添加外源性蛋白酶可以改善肉雞的生長(zhǎng)性能和養(yǎng)分利用率[6-7]。Freitas等[11]研究了在玉米、豆粕、肉骨粉中添加外源蛋白酶的效果,添加蛋白酶可提高脂肪和蛋白質(zhì)的消化率和AME。Yang等[12]對(duì)淀粉酶、蛋白酶和木聚糖酶組成的復(fù)合酶在肉雞飼糧中的耐熱性和有效性進(jìn)行了研究,得出添加復(fù)合酶對(duì)36日齡肉雞飼喂玉米粉和豆粕飼糧的養(yǎng)分消化率有明顯的改善作用。Ghazi等[2]在肉雞上的應(yīng)用研究表明,蛋白酶P2處理提高了氮表觀消化率和TME。郭正富等[13]研究表明,飼糧添加蛋白酶顯著提高了肉雞的AME、總能和氮的利用率。本研究結(jié)果表明,蛋白酶對(duì)菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn有提高作用,且對(duì)飼糧不同養(yǎng)分的真利用率有不同程度提高,與上述學(xué)者研究結(jié)果一致。
蛋白酶主要是通過補(bǔ)充內(nèi)源消化酶的不足來提高養(yǎng)分的利用率[14]。奚剛等[15]的研究表明,加酶組絲毛烏骨雞37和67日齡胃蛋白酶活性分別比對(duì)照組增加了5.39%和5.37%,小腸中胰蛋白酶和總蛋白酶活性與對(duì)照組相比也有所提高。此外,外源蛋白酶有助于中和飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的的負(fù)面影響,并將大的蛋白質(zhì)分子分解成較小的可吸收的片段[16]。Douglas等[17]和Ghazi等[18]的研究表明,蛋白酶可以最小化與大豆蛋白相關(guān)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。唐德富等[19]的研究顯示,添加含木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶的外源復(fù)合酶制劑A和B均可提高3種菜籽粕的AME和AMEn,推測(cè)其原因是添加外源性復(fù)合酶制劑使部分抗?fàn)I養(yǎng)因子得到降解,抗?fàn)I養(yǎng)作用得到解除,進(jìn)而促進(jìn)了養(yǎng)分的消化利用。此外,蛋白酶還可改善家禽的生長(zhǎng)性能,提高家禽對(duì)飼糧的消化效率,提高機(jī)體免疫力,且減少氮排放量[20]。
蛋白質(zhì)溶解度低于35%時(shí),表示加熱過度,蛋白質(zhì)遭到了破壞,而蛋白質(zhì)溶解度在35%~88%時(shí),蛋白質(zhì)品質(zhì)無太大差別[21]。Pastuszewska等[22]的研究顯示,蛋白質(zhì)溶解度在55%~60%的菜籽粕具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前,關(guān)于菜籽粕蛋白質(zhì)溶解度與其代謝能值關(guān)系的研究相對(duì)較少,更多的是關(guān)于加熱過程對(duì)菜籽粕蛋白質(zhì)溶解度影響的研究。唐精等[23]的研究表明,加熱會(huì)使游離氨基酸與其他化合物的基團(tuán)形成牢固的不能被消化酶所打開的分子間和分子內(nèi)的結(jié)合鍵,從而降低蛋白質(zhì)溶解度。初雷等[24]在研究菜籽粕的品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律及相互關(guān)系時(shí)也指出菜籽粕加熱時(shí),還原糖會(huì)與某些氨基酸的N-末端或賴氨酸的ε-側(cè)鏈結(jié)合,使較多的氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的一部分,因而降低菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度,升高纖維水平。纖維作為菜籽粕的抗?fàn)I養(yǎng)因子,其水平的升高勢(shì)必會(huì)造成代謝能值的降低。本試驗(yàn)結(jié)果也同樣發(fā)現(xiàn),菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與菜籽粕飼糧的CF、NDF、ADF真利用率呈負(fù)相關(guān),印證了這一觀點(diǎn)。
① 添加蛋白酶顯著提高菜籽粕飼糧的DM、EE、CP、NDF、ADF、Ash、P真利用率。
② 添加蛋白酶顯著提高菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn,蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)溶解度為40%~50%的菜籽粕代謝能值的改善程度較大。
③ 菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與其AME、TME呈顯著正相關(guān),與其AMEn、TMEn呈極顯著正相關(guān)。
動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)2021年5期