应用靶向酶提高收益

付亚楠 译自，Vol.26 (2019)，№ 7：41，43

唐彩琰 审

近年来，受各国政府政策和消费者需求的双重影响，家禽生产者压力倍增。这些压力包括禁用抗生素生长促进剂以及对散养肉鸡和蛋鸡消费需求增加等。尽管采取上述措施是为了保障公共卫生和动物福利，但它们同时增加了家禽生产者的盈利压力。

生产者不得不寻求其他可持续方式维持动物的健康、福利和生产性能。饲用酶是近年来动物营养领域最大的突破之一，它能让营养师配制出成本更低的饲料，在保持动物生产性能不变的同时降低生产成本和潜在的环境污染。

目前植酸酶和碳水化合物酶在家禽营养领域的应用已被广泛接受，尽管如此饲用酶在日粮中的使用方式仍是保守的。这是因为过去人们对酶底物的水平和营养影响以及酶对动物新陈代谢和生理的作用理解有限。近年来，我们对这些领域的认知有所进步，这为开发饲用酶的全部应用潜力提供了新的机遇。本文将分别探讨植酸酶和木聚糖酶在克服与植酸和纤维相关的抗营养作用方面的应用。

1 植酸的抗营养作用和超量添加植酸酶

植酸是一种强力的抗营养物质，会损害矿物质和其他营养物质(如氨基酸和能量)的利用。过去7～8年，随着利用高剂量或“超高剂量”植酸酶完全分解植酸(IP6)及其低酯形式(IP5～IP1)做法的引入，植酸酶的应用有了长足的发展。

高剂量的植酸酶也可以通过植酸的完全脱磷酸作用原位产生肌醇，从而给动物的生产性能带来益处。肌醇是植酸分子的主要成分，据报道其可以改善能量代谢，帮助动物更有效地利用日粮中的能量。

在一项肉鸡试验中，超量添加植酸酶后，估计其中三分之一的饲料转化率(Feed Conversion Rate，FCR)由肌醇贡献(图1)。

超量添加植酸酶只需简单地补足饲料中的植酸酶就能提高动物的生产性能，无需其他营养贡献。

为了实现这一目标，家禽生产者设计了500 FTU/kg的植酸酶配方，且同时假设只需添加更多的酶就能使该酶的标准营养贡献达到1 500 FTU/kg～2 500 FTU/kg饲料活性的最终目标。加速植酸分解可以改善家禽和猪的饲料利用率(通常饲料转化率降低3～4个百分点)。但这种方法需要首先增加饲料成本，且假定分解植酸释放的额外营养可以转化为更多的肉或提高动物的生产效率。

为了构建超量添加植酸酶的商业利益，AB Vista公司进行了广泛的研究，以进一步理解使用更高剂量的植酸酶可以节约的氨基酸、矿物质和能量的数量，以及日粮植酸水平如何影响动物和酶的反应。人们通常用消化率分析法进行这项研究，但AB Vista公司决定采用另一种方法，这种方法不必用重要的营养氨基酸进行剂量反应试验，从而为植酸酶含量对营养需求影响的研究提供一个更加真实地图像。

一系列(6个)测定肉鸡对高水平添加植酸酶反应的试验表明高水平添加植酸酶后肉鸡对蛋氨酸+胱氨酸、赖氨酸和苏氨酸的利用率分别提高了14.70%、12.70%和5.40%(表1)。这说明使用较高剂量的植酸酶可以达到节约饲料成本的目的，也有助于解释为何超剂量添加会给动物生产带来好处。

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2 优化纤维分解和发酵能力

纤维是日粮的主要组成部分，含量通常占正常日粮的10%～15%。由于目前使用的常规分析方法提供了误导性信息，因此纤维的测定具有挑战性。粗纤维测定法至今已有100多年的历史，目前仍广泛应用于测定日粮中的纤维，但其最多可获取总日粮纤维的20%～25%。

今天，关于功能性纤维及其对动物消化生理的潜在益处还有很多争论。需要记住的重要一点是，纤维不能被动物直接消化，而是作为肠道微生物群发酵的基质。

木聚糖酶可以增加纤维的溶解度，使其更易于发酵，因此对肠道生理和肠道微生物群的整体平衡有显著的益处(图2和图3)。较高的纤维分解程度可以有助于减少流向后肠道的蛋白质数量，从而减少生物胺和氨气的产生以及潜在的肠道微生态失调问题。

3 最大矩阵营养

基于对植酸和纤维的抗营养作用、潜在营养益处以及酶作用方式更好地理解，AB Vista公司开发了一种酶应用策略，称为“最大矩阵营养”。该策略充分利用了AB Vista公司开发的植酸酶(Quantum Blue)和木聚糖酶(Econase XT)的特性。Quantum Blue是一种强化的大肠杆菌植酸酶，对植酸具有高亲和力，Econase XT是一种耐热和抗抑制性的木聚糖酶。

这些酶的组合使用可使客户在保持动物生产性能的同时获得更高的日粮营养，从而节省大量成本并减少营养成分的流失。大量研究表明，添加组合酶可使每千克活禽的生产成本减少2美分，每吨饲料的成本减少15美元以上。

与传统酶制剂相比，“最大矩阵营养”可以以较低的饲料成本创造出同等的生产性能。试验证实，在日粮至少减少2.5 kg/t磷酸二氢钙、10 kg/t豆粕和10 kg/t脂肪的情况下，肉鸡的生产性能仍能维持不变。家禽在磷和赖氨酸消耗减少7.3%和2.8%的情况下仍能保持其生产性能。

AB Vista公司的最大矩阵营养直到最近几年才被饲料生产商接受。这得益于分析方法的改进，让我们对酶的作用模式和饲料底物含量的认识有了更进一步的理解。

饲料生产商现在可以利用近红外技术测定日粮中的植酸水平，并可以程式化地测定饲料中的酶活性，从而确保质量保证程序到位，以能够放心地从先进的酶应用策略中获取最大价值。