在仔豬和肉雞日糧中添加植酸酶的研究

摘" 要：斷奶仔豬和肉雛雞日糧含有較多植物性飼料原料，這些原料中含有各種抗?fàn)I養(yǎng)因子。文章簡(jiǎn)要闡述了植酸酶的特性、作用機(jī)制以及3-植酸酶和6-植酸酶的去磷酸化作用，并列舉了在肉雞和仔豬日糧中添加植酸酶在提高動(dòng)物健康、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率和生長(zhǎng)性能方面的有益作用。

關(guān)鍵詞：植酸酶；植酸；肉雞；仔豬

斷奶仔豬和肉雛雞日糧含有較多植物性飼料原料。這些原料中含有各種抗?fàn)I養(yǎng)因子。添加植酸酶等飼用酶可提高日糧中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率和動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。

植酸鹽是植酸的一種混合鹽，常存在于植物性飼料中。植酸會(huì)影響動(dòng)物對(duì)鈣、鋅和銅等微量礦物質(zhì)的消化率，形成不溶性和難消化的化合物。此外，植酸還會(huì)與某些氨基酸、蛋白質(zhì)和酶結(jié)合，阻礙它們的活性和消化率。遺傳、氣候條件、地理位置、灌溉、土壤營(yíng)養(yǎng)、季節(jié)和施肥等因素都會(huì)影響植物性飼料原料中植酸的含量。

在仔豬和肉雞日糧所用的谷物和含油種子中，約70％的磷以植酸的形式存在。此外，植酸在豬胃和肉雞腺胃的酸性pH環(huán)境中是可溶的，不易與其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合，從而降低了其生物利用率。

1" 植酸酶的特性

植酸酶是一種飼用酶，負(fù)責(zé)催化植酸的水解，從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，尤其是磷的生物利用率。這對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率、骨骼健康、生長(zhǎng)性能、腸道菌群的組成和多樣性以及仔豬和肉雞的腸道健康都有好處。此外，植酸酶是一種熱敏性酶，在飼料混合過程中容易受到高溫的影響。單胃動(dòng)物不能分泌內(nèi)源性植酸酶，因此，需要在它們的日糧中添加大量的無機(jī)磷來滿足其營(yíng)養(yǎng)需求，這會(huì)增加飼料成本。此外，未消化的礦物質(zhì)隨糞便排出，會(huì)造成土壤和水污染。

2" 植酸酶的作用機(jī)制

植酸酶通過一系列逐步的去磷酸化反應(yīng)可提高磷的生物利用率。植酸酶的活性以植酸酶單位來表示，即在pH為5.5、溫度為37 ℃的條件下，每分鐘從過量的15 μM植酸鈉中釋放1 μMol 無機(jī)磷所需的植酸酶量。

由于動(dòng)物小腸中的pH水平對(duì)蛋白水解酶更有利，植酸酶有可能被其他活性內(nèi)源性蛋白酶分解或失活。熱量、日糧成分、儲(chǔ)存條件以及胃內(nèi)腔的pH水平和溫度等因素都會(huì)影響植酸酶的最佳活性。

3" 3-植酸酶和6-植酸酶

利用制造技術(shù)開發(fā)的新型植酸酶可根據(jù)形式、微生物來源、最佳pH范圍以及肌醇環(huán)開始脫磷酸化和水解的碳原子位置進(jìn)行分類。

3-植酸酶在肌醇環(huán)的第三個(gè)碳原子處啟動(dòng)去磷酸化，而6-植酸酶則在第六個(gè)碳原子處開始去磷酸化，從而增加了肌醇環(huán)的水解。在動(dòng)物腸道內(nèi)腔環(huán)境中，6-植酸酶的化學(xué)活性比3-植酸酶更活躍，抵抗力更強(qiáng)。此外，6-植酸酶的作用模式好，常用于豬和家禽生產(chǎn)系統(tǒng)。

4" 日糧中補(bǔ)充植酸酶

日糧中添加3-植酸酶和6-植酸酶都能提高肉雞和仔豬的平均日增重。不過，研究表明，6-植酸酶的添加水平與3-植酸酶的相似，能顯著提高動(dòng)物的平均日增重。補(bǔ)充超過常規(guī)水平的植酸酶——也被稱為“超級(jí)劑量”——可顯著提高豬和肉雞的平均日增重、植酸脫磷、磷生物利用率，并能更好地改善豬和肉雞的腸道健康。

5" 日糧中補(bǔ)充植酸酶對(duì)肉雞腸道健康的影響

日糧中補(bǔ)充植酸酶可增加動(dòng)物空腸黏膜相關(guān)微生物群中乳酸桿菌的相對(duì)豐度，減少螺旋桿菌和鵜單胞菌的相對(duì)豐度。腸道菌群組成的所有這些變化都是由于日糧中鈣含量的減少以及植酸復(fù)合物的活性水解引起的pH改變，以及植酸復(fù)合物能提高鈣的生物利用率。

此外，日糧中添加植酸酶可增加肉雞空腸的絨毛高度和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的回腸表觀消化率。

不過，植酸酶不會(huì)影響肉雞腸道中的炎癥和氧化應(yīng)激參數(shù)。在飼喂植酸酶的肉雞中，由于短鏈脂肪酸的產(chǎn)生以及嗉囊、回腸和盲腸內(nèi)腔pH的改變，回腸中鏈球菌群的相對(duì)豐度有所降低。

此外，補(bǔ)充植酸酶會(huì)增加肉雞回腸中乳酸和乙酸的產(chǎn)生，而乳酸和乙酸是一類抗氧化劑，也是一種潛在的細(xì)菌底物，對(duì)腸道菌群有積極影響。

6" 日糧中補(bǔ)充植酸酶對(duì)仔豬腸道健康的影響

日糧中補(bǔ)充植酸酶可增加仔豬十二指腸和空腸絨毛的高度，以及十二指腸絨毛高度與隱窩深度的比值。此外，添加植酸酶還能降低仔豬十二指腸中腫瘤壞死因子α和空腸中丙二醛的濃度。植酸酶與腸道健康有關(guān)的另一個(gè)可能機(jī)制是提高了保育豬的血漿肌醇以及血清鋅和銅的水平。

此外，由于肌醇和其他必需礦物質(zhì)的生成量增加，日糧中添加植酸酶對(duì)仔豬斷奶后頭10 d的生長(zhǎng)性能有積極影響。此外，植酸酶還能提高肌肉質(zhì)膜中4型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（glucose transporter type 4，GLUT 4）的濃度，從而在胰島素信號(hào)傳導(dǎo)過程中可提高組織對(duì)葡萄糖的吸收。

7" 結(jié)束語(yǔ)

給仔豬和肉雞補(bǔ)充植酸酶可提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率、骨骼健康和生長(zhǎng)性能，降低氧化應(yīng)激參數(shù)，調(diào)節(jié)腸道菌群，改善腸道健康和福利。與3-植酸酶相比，6-植酸酶似乎更有效，能提供更廣泛的益處。不過，植酸酶對(duì)高溫和高濕很敏感，因此應(yīng)遵循適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存和處理程序，以保持產(chǎn)品的功效。

原題名：Dietary supplementation of phytase for piglets and broilers（英文）

原作者：Samaneh Azarpajouh