外源性酶在促进家禽生长和提高营养消化率中的作用

林子怡译

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

靳文广 校 王晶晶 审

摘  要：日粮中添加外源性酶在促进家禽生长和提高饲料利用率方面的价值已得到业界一致认可。近年黄玉米价格高涨，部分饲料生产商选用小黑麦、小麦、大麦或高粱等营养价值较低的其他原料来替代黄玉米。这些作物富含非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP），而饲料中NSP的含量与其营养价值呈反比。日粮中添加酶可以提高富含可溶性NSP作物的营养价值。大量研究表明，在小麦、大麦、高粱或小黑麦型日粮中添加外源性酶，家禽可以获得与采食玉米-大豆型日粮相当的生产性能。家禽的胃肠道可以分泌酶来帮助消化营养物质，但其分泌的酶由于数量有限还不足以完全消化纤维，需要在日粮中额外添加一些商用外源性酶来提高消化能力。在家禽饲料中使用商用酶的优点包括提高家禽生产性能和饲料利用率，通过减少粪便中的养分最大限度地减少环境污染。本文综述了酶的用途及其在家禽生产中的应用。此外，本文证明外源性酶是研究代谢和生理机制的一种非常重要的因素。这些数据将提高我们对商用酶在家禽饲料中作用的理解。

关键词：消化酶；外源性酶；营养；生产性能；家禽

由于黄玉米和豆粕等主要用于配制家禽日粮的传统饲料原料的价格上涨，发展中国家的家禽业正面临一系列挑战。开发营养丰富、价格合理的饲料迫在眉睫。

在动物生产中，饲料成本约占总生产成本的75％。家禽饲料原料价格的上涨促使人们密切关注比传统饲料原料价格更低的其他作物和农业副产物。实践证明，水果和蔬菜在收获和处理后的废弃物可作为家禽饲养的能量、蛋白质、氨基酸、维生素和其他营养素的替代品。近年来，在发展中国家，非传统饲料原料对家禽饲养的有益作用得到了极大关注。

含有抗营养因子的饲料原料可能会对家禽的生产性能产生不利影响。添加商用酶可以提高可溶性非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP）含量高的作物的营养价值。家禽对NSP的消化率极低，会通过排泄物将大量的NSP排出。NSP能够结合大量水，导致肠道内容物黏度增加，这可能会导致碳水化合物、蛋白质和脂肪的消化出现障碍。此外，高黏度的肠道内容物会导致粪便黏稠。这些问题都可以通过在家禽日粮中添加酶解决。无论是从营养和经济方面来看，还是从健康和环境角度考虑，预计未来外源性酶的使用量会进一步增加。酶可以提高营养物质的消化率和利用率，因此可减少营养物质的排出，特别是氮、磷、锌和铜等。

家禽本身可能无法产生大量的酶，建议在日粮中添加。植物细胞壁中的NSP的抗营养活性会影响家禽的生长速度和饲料利用率。目前饲料生物技术的优势可以提高高纤维饲料原料的利用率。Attia等研究表明，在日粮中添加橄榄果肉和酶可提高肉鸡的生长速度。本文旨在提供一些关于商用酶作为饲料添加剂及其在家禽营养和提高生产力、营养物质消化率、胴体性状和肉品质的作用方面的一些信息和研究结果。此外，本文还介绍了消化酶的相关情况。

1  酶活性

Ferket指出，酶在生物學上是一种功能性蛋白质，可刺激或加速特定化学反应的速率。酶的活性依赖于底物的随机方式或底物上的特定位点。一些分解酶可以水解具有相同化学特征的不同类型分子的化学键。例如，在蛋白质中，肽键的水解由肽酶催化，肽酶可与多个不同来源或一种分子类型的蛋白质反应，并且具有高度特异性，因此酶是按反应底物和特异性进行分类的。酶具有多种特异性，如绝对特异性、广泛特异性和光学特异性。目前已知的酶大约有2 500种。

家禽对多酶复合物的反应取决于多种因素，如日粮营养水平、日粮类型、酶剂量、家禽品种和年龄等。酶使用技术是提高饲料营养价值的基本原理。经济因素也决定了饲用酶在全球养殖业中的重要性。由于向日葵含有较高水平的纤维，导致其在家禽日粮中的使用受到了限制。Tavernari等（2008）建议，可以使用外源性酶来解决该问题，这些酶可以水解NSP，水解产物可被家禽吸收利用，并提高能量利用率。

2  酶的来源

在认识酶之前，人们就已经用它来制备食物。100年前，西方国家利用米曲霉（Aspergillus oryzae）生产α-淀粉酶，开创了微生物酶工业生产的先河。从简单的单细胞生物到高级的动植物，每一种生物都会产生酶。目前饮料和食品工业中使用的酶大多来自曲霉，而纤维素酶和半纤维素酶则来自木霉。最近，人们开始用基因编辑技术来克隆各种酶，包括植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶等，并在各种表达系统（植物和微生物）中表达。通过不断地选择合适的微生物，在现代发酵系统中增加这些微生物，并有效地调节酶的提取和纯化，人们已经能大量生产廉价的酶。

这些酶通常是由微生物产生的，如细菌（芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌和淀粉液化芽孢杆菌）、酵母（酿酒酵母）和真菌（黑曲霉、米曲霉和长梗木霉）等。

3  酶在家禽营养中的应用

商用酶在家禽营养中的应用具有重要意义。饲料原料价格上涨几乎是所有发展中国家家禽业发展的主要障碍。因此，人们开始考虑使用非传统且便宜的饲料原料。这些原料含有较高水平的NSP与淀粉。NSP是一种高分子碳水化合物，其结构和组成与淀粉不同，因此不能被家禽完全消化。

部分NSP是水溶性的，在家禽肠道中会形成凝胶状黏性结构，导致肠道性能降低。大多数情况下，β-葡聚糖对营养物质，特别是淀粉和蛋白质的利用率有负面影响，因为其在雏鸡小肠内会形成非常黏稠的环境。家禽自身无法生成能水解谷物细胞壁NSP的酶，不能分解NSP，因此导致饲料利用率下降。在日粮中添加外源性酶是解决NSP不利影响的一种改良方法。酶可分解NSP，降低肠道黏度，进而通过改善肠道性能提高动物对营养物质的消化率。酶可破坏植物细胞壁的完整性，从而释放被细胞壁包裹的营养物质。

未完，待续。

原题名：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