外源性酶在促進(jìn)家禽生長(zhǎng)和提高營(yíng)養(yǎng)消化率中的作用

林子怡譯

林子怡 譯自Iranian Journal of Veterinary Research，Vol.19（2018），№3：157～164

靳文廣 校 王晶晶 審

摘? 要：日糧中添加外源性酶在促進(jìn)家禽生長(zhǎng)和提高飼料利用率方面的價(jià)值已得到業(yè)界一致認(rèn)可。近年黃玉米價(jià)格高漲，部分飼料生產(chǎn)商選用小黑麥、小麥、大麥或高粱等營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的其他原料來替代黃玉米。這些作物富含非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP），而飼料中NSP的含量與其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值呈反比。日糧中添加酶可以提高富含可溶性NSP作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。大量研究表明，在小麥、大麥、高粱或小黑麥型日糧中添加外源性酶，家禽可以獲得與采食玉米-大豆型日糧相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)性能。家禽的胃腸道可以分泌酶來幫助消化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但其分泌的酶由于數(shù)量有限還不足以完全消化纖維，需要在日糧中額外添加一些商用外源性酶來提高消化能力。在家禽飼料中使用商用酶的優(yōu)點(diǎn)包括提高家禽生產(chǎn)性能和飼料利用率，通過減少糞便中的養(yǎng)分最大限度地減少環(huán)境污染。本文綜述了酶的用途及其在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用。此外，本文證明外源性酶是研究代謝和生理機(jī)制的一種非常重要的因素。這些數(shù)據(jù)將提高我們對(duì)商用酶在家禽飼料中作用的理解。

關(guān)鍵詞：消化酶；外源性酶；營(yíng)養(yǎng)；生產(chǎn)性能；家禽

由于黃玉米和豆粕等主要用于配制家禽日糧的傳統(tǒng)飼料原料的價(jià)格上漲，發(fā)展中國(guó)家的家禽業(yè)正面臨一系列挑戰(zhàn)。開發(fā)營(yíng)養(yǎng)豐富、價(jià)格合理的飼料迫在眉睫。

在動(dòng)物生產(chǎn)中，飼料成本約占總生產(chǎn)成本的75％。家禽飼料原料價(jià)格的上漲促使人們密切關(guān)注比傳統(tǒng)飼料原料價(jià)格更低的其他作物和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物。實(shí)踐證明，水果和蔬菜在收獲和處理后的廢棄物可作為家禽飼養(yǎng)的能量、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和其他營(yíng)養(yǎng)素的替代品。近年來，在發(fā)展中國(guó)家，非傳統(tǒng)飼料原料對(duì)家禽飼養(yǎng)的有益作用得到了極大關(guān)注。

含有抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼料原料可能會(huì)對(duì)家禽的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響。添加商用酶可以提高可溶性非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP）含量高的作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。家禽對(duì)NSP的消化率極低，會(huì)通過排泄物將大量的NSP排出。NSP能夠結(jié)合大量水，導(dǎo)致腸道內(nèi)容物黏度增加，這可能會(huì)導(dǎo)致碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪的消化出現(xiàn)障礙。此外，高黏度的腸道內(nèi)容物會(huì)導(dǎo)致糞便黏稠。這些問題都可以通過在家禽日糧中添加酶解決。無論是從營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)方面來看，還是從健康和環(huán)境角度考慮，預(yù)計(jì)未來外源性酶的使用量會(huì)進(jìn)一步增加。酶可以提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率，因此可減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排出，特別是氮、磷、鋅和銅等。

家禽本身可能無法產(chǎn)生大量的酶，建議在日糧中添加。植物細(xì)胞壁中的NSP的抗?fàn)I養(yǎng)活性會(huì)影響家禽的生長(zhǎng)速度和飼料利用率。目前飼料生物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以提高高纖維飼料原料的利用率。Attia等研究表明，在日糧中添加橄欖果肉和酶可提高肉雞的生長(zhǎng)速度。本文旨在提供一些關(guān)于商用酶作為飼料添加劑及其在家禽營(yíng)養(yǎng)和提高生產(chǎn)力、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率、胴體性狀和肉品質(zhì)的作用方面的一些信息和研究結(jié)果。此外，本文還介紹了消化酶的相關(guān)情況。

1? 酶活性

Ferket指出，酶在生物學(xué)上是一種功能性蛋白質(zhì)，可刺激或加速特定化學(xué)反應(yīng)的速率。酶的活性依賴于底物的隨機(jī)方式或底物上的特定位點(diǎn)。一些分解酶可以水解具有相同化學(xué)特征的不同類型分子的化學(xué)鍵。例如，在蛋白質(zhì)中，肽鍵的水解由肽酶催化，肽酶可與多個(gè)不同來源或一種分子類型的蛋白質(zhì)反應(yīng)，并且具有高度特異性，因此酶是按反應(yīng)底物和特異性進(jìn)行分類的。酶具有多種特異性，如絕對(duì)特異性、廣泛特異性和光學(xué)特異性。目前已知的酶大約有2 500種。

家禽對(duì)多酶復(fù)合物的反應(yīng)取決于多種因素，如日糧營(yíng)養(yǎng)水平、日糧類型、酶劑量、家禽品種和年齡等。酶使用技術(shù)是提高飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的基本原理。經(jīng)濟(jì)因素也決定了飼用酶在全球養(yǎng)殖業(yè)中的重要性。由于向日葵含有較高水平的纖維，導(dǎo)致其在家禽日糧中的使用受到了限制。Tavernari等（2008）建議，可以使用外源性酶來解決該問題，這些酶可以水解NSP，水解產(chǎn)物可被家禽吸收利用，并提高能量利用率。

2? 酶的來源

在認(rèn)識(shí)酶之前，人們就已經(jīng)用它來制備食物。100年前，西方國(guó)家利用米曲霉（Aspergillus oryzae）生產(chǎn)α-淀粉酶，開創(chuàng)了微生物酶工業(yè)生產(chǎn)的先河。從簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物到高級(jí)的動(dòng)植物，每一種生物都會(huì)產(chǎn)生酶。目前飲料和食品工業(yè)中使用的酶大多來自曲霉，而纖維素酶和半纖維素酶則來自木霉。最近，人們開始用基因編輯技術(shù)來克隆各種酶，包括植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶等，并在各種表達(dá)系統(tǒng)（植物和微生物）中表達(dá)。通過不斷地選擇合適的微生物，在現(xiàn)代發(fā)酵系統(tǒng)中增加這些微生物，并有效地調(diào)節(jié)酶的提取和純化，人們已經(jīng)能大量生產(chǎn)廉價(jià)的酶。

這些酶通常是由微生物產(chǎn)生的，如細(xì)菌（芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌和淀粉液化芽孢桿菌）、酵母（釀酒酵母）和真菌（黑曲霉、米曲霉和長(zhǎng)梗木霉）等。

3? 酶在家禽營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用

商用酶在家禽營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用具有重要意義。飼料原料價(jià)格上漲幾乎是所有發(fā)展中國(guó)家家禽業(yè)發(fā)展的主要障礙。因此，人們開始考慮使用非傳統(tǒng)且便宜的飼料原料。這些原料含有較高水平的NSP與淀粉。NSP是一種高分子碳水化合物，其結(jié)構(gòu)和組成與淀粉不同，因此不能被家禽完全消化。

部分NSP是水溶性的，在家禽腸道中會(huì)形成凝膠狀黏性結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致腸道性能降低。大多數(shù)情況下，β-葡聚糖對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，特別是淀粉和蛋白質(zhì)的利用率有負(fù)面影響，因?yàn)槠湓陔r雞小腸內(nèi)會(huì)形成非常黏稠的環(huán)境。家禽自身無法生成能水解谷物細(xì)胞壁NSP的酶，不能分解NSP，因此導(dǎo)致飼料利用率下降。在日糧中添加外源性酶是解決NSP不利影響的一種改良方法。酶可分解NSP，降低腸道黏度，進(jìn)而通過改善腸道性能提高動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。酶可破壞植物細(xì)胞壁的完整性，從而釋放被細(xì)胞壁包裹的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

未完，待續(xù)。

原題名：The role of exogenous enzymes in promoting growth and improving nutrient digestibility in poultry（英文）

原作者：Alagawany M、Elnesr Sh S和Farag M R