日粮中添加α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡生产性能的影响及相关机理研究

戴求仲 张 民

豆粕和棉籽粕等豆科类蛋白质饲料是养鸡生产中必不可少的饲料原料，但这些饲料原料中含有α-半乳糖苷类抗营养因子，这些物质的存在会影响营养物质的利用，甚至会引起肠道胀气、腹泻等不良症状。因此，如何降低这类物质的抗营养作用，提高饲料利用率，节约饲料原料，目前已成为动物营养研究领域的热点问题。近年来，国内外对α-半乳糖苷酶大量研究结果表明，α-半乳糖苷酶作为一种水解糖苷酶，能专一性地分解α-半乳糖苷中的糖苷键，若在单胃动物饲料中添加α-半乳糖苷酶，能够提高饲料中营养成分的利用率，并促进肠道有益微生物的增殖。基于对α-半乳糖苷酶作用效果认识的不断提高，近年来市场上对α-半乳糖苷酶的需求也不断增加。为满足市场需求，湖南尤特尔公司经过几年的研究，于2008年1月成功研制出畜禽饲料用α-半乳糖苷酶，并先后在仔猪、肉鸭等方面进行了饲喂试验，取得了明显的饲喂效果。本试验以快长型黄羽肉鸡作为试验动物，研究α-半乳糖苷酶添加水平对肉鸡生产性能指标、饲料养分消化率、免疫和生化指标以及后肠道菌群的影响，目的是探明α-半乳糖苷酶对快长型黄羽肉鸡生产性能的影响及其相关机理，并确定其在肉鸡日粮中的最佳添加剂量，为α-半乳糖苷酶在肉鸡饲料生产中的应用提供参考依据。

1 试验设计

1.1 试验分组

选择500只1日龄健康快长型黄羽肉鸡（公母各半）随机分为5个处理，每处理设4个重复，每个重复25只。试验为期56 d，分前后两期。试验日粮设计见表1。

表1 试验日粮设计

1.2 试验日粮及营养水平

参照NRC(1994)和《家禽营养与饲料》(1997)黄羽肉鸡饲养标准配制日粮，其组成及营养水平见表2。其中Ⅰ组为正对照基础日粮（目前市场典型配方），Ⅱ组为负对照基础日粮（正对照基础日粮能量降低209 kJ/kg）、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组在负对照日粮基础上每吨添加100、150和200 ml α-半乳糖苷酶。试验用液体α-半乳糖苷酶制剂，由湖南尤特尔生化有限公司提供。

表2 试验日粮配方及营养水平(风干基础)

1.3 饲养管理

试验在湖南省畜牧兽医研究所试验鸡场进行。试验鸡采用网上平养，人工持续光照制度，育雏时采用红外灯供暖，保持正常温度（第1周33～34℃，第2周27～31℃），其后视具体气温情况供暖；鸡舍自然通风，相对湿度保持在55%～65%；自由饮水和采食（计量不限量），按常规免疫。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生产性能

试验期间每天记录鸡只死亡情况，按重复记录饲料消耗量，分别于1、21和56日龄早晨8:00称试验鸡空腹重（提前12 h停饲），称各重复剩余料重，并计算各处理各阶段鸡只死亡率、平均耗料量、平均日增重和料肉比。

1.4.2 屠宰性能

在56日龄早晨8:00，从每处理随机选取8只接近该处理平均体重的鸡（每重复2只），称活重后颈静脉放血致死，用湿法拔毛沥干水分后称重，取出肝脏、胰腺、（肌+腺）胃、十二指肠、空回肠、盲肠，清除消化道中内容物（收集后烘干，备测常规养分及氨基酸组成）后称重记录，计算器官指数；并分离出腹脂、胸肌、腿肌，记录屠体重、半净膛重、全净膛重、腿肌重、胸肌重以及腹脂重，计算全净膛率、腹脂率、胸肌率和腿肌率。

①活重是指在屠宰前停饲12 h后的重量，一律以g为单位（以下同）；②屠体重是指活鸡放血后，用湿拔法去羽毛并将水沥干后的重量；③半净膛重是指屠体剔除气管、食道、嗉囊、肠、脾、胰和生殖器官，留心、肝脏（去胆）、肾脏、肌胃（除去内容物及角质膜）和腹脂的重量；④全净膛重是指半净膛去除心脏、肝脏、腺胃、肌胃、腹脂及头脚后的重量；⑤腹脂重：包括腹部板油及肌胃周围的脂肪。

1.4.3 血液指标

于56日龄时从每处理随机抽取8只鸡（每重复2只），翼静脉采血8 ml左右,集入10 ml离心管倾斜放置,让血液自然凝固。在血凝0.5 h后以3000 r/min离心15 min分离血清，收集离心管上层血清，于-20℃下保存，以测定各项生化和免疫指标。其中，血清三碘甲腺原氨酸（T3）、甲状腺素（T4）、胰岛素（INS）、生长激素（GH）、免疫球蛋白A（IgΑ）和免疫球蛋白 M（IgM）含量均采用放射免疫法（RIΑ）测定；葡萄糖（GLU）和尿素氮（BUN）含量用CX4Pro全自动生化分析仪（Beckman Coulte公司生产）分析。

1.4.4 后肠道菌群

在进行步骤1.4.3节的同时，于回肠和盲肠入口处用消毒棉线扎紧，然后将扎口的盲肠取出，放入已灭菌的样品袋，并立即带回实验室作菌群测定。

具体测定方法如下：在超净工作台无菌取样1 g左右，加入到装有9 ml稀释液的无菌试管中，并放置5～8粒小玻璃珠振荡30 s，待食糜混匀后，再进行逐级10倍稀释，直到稀释度达到10-8。在10-2～10-8的每个稀释度，分别吸取0.1 ml稀释液接种于：①麦康凯（Maconkey Αgar）平板培养基中进行大肠杆菌培养和计数；②Rogosa SL平皿培养基中进行乳酸杆菌培养和计数；③BS平皿培养基进行双歧杆菌培养和计数。接种时，每种菌的每个稀释度均做3个平行样。接种后分别置于35、35和37℃恒温培养箱中倒置培养24和48 h后进行菌落计数（乳酸杆菌和双歧杆菌为厌氧培养）。通常以含50～150个菌落的稀释度平皿用作计数，结果以细菌的Lg值（Lg CFU/g肠道内容物）表示。

1.4.5 养分消化率

生长试验结束前2周分别从各处理中选择接近平均体重、采食正常、无怪癖的健康公鸡5只进行单笼代谢试验测定两种酶制剂对饲料蛋白质、氨基酸、能量的利用效率。试验鸡于排泄腔口外围处缝合1个无底瓶盖，用于连接塑料瓶收集粪尿。手术后试验鸡恢复5 d，并作为预饲期。正饲期4 d，前2 d为禁食排空期，禁食期间通过饮水每只鸡每日补充葡萄糖50 g，于第3 d强饲2次（上午8:00和下午5:00），每次准确强饲40～50 g饲料并及时按个体记录时间,强饲后分别收集每只鸡48 h的粪便，每日收集若干次，每次收集后加0.1 mol/l HCl搅拌均匀，并立即保存于4℃下；或直接在60～65℃烘箱干燥至恒重，置室内回潮24 h，称重、记录，作为风干粪重；粉碎、过40目筛；再将排泄物混合均匀，装瓶封存并立即取样，在100～105℃下测定其绝干粪重。能量用全自动氧弹测热仪测定（国产）；粗蛋白质含量用凯氏定氮法测定；氨基酸使用全自动氨基酸分析仪（美国，HP）测定。养分消化率计算公式如下：

1.5 数据处理及统计

试验数据经过Excel初步整理后采用SΑS 8.1统计软件Anova程序进行分析，对方差分析显著者作Duncan's法多重比较，数据均以平均值±标准差表示。

2 试验结果

2.1 α-半乳糖苷酶添加水平对黄羽肉鸡生产性能的影响（见表3）

表3 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡生产性能的影响

表3结果表明，肉鸡的平均日增重、日采食量、前期料重比和全期存活率试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组与正对照Ⅰ组和负对照Ⅱ组相比差异不显著（P＞0.05）。但后期料重比和全期料重比却以负对照Ⅱ组最高，分别为2.98和2.64，分别比正对照Ⅰ组和试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组高 2.41%(P＞0.05)、3.47%（P＜0.05）、3.47%（P＜0.05）、4.93%（P＜0.05） 和 3.53%（P＜0.05）、2.33%（P＜0.05）、2.72%（P＜0.05）、2.33%（P＜0.05）；正对照Ⅰ组后期料重比略高于加酶的各试验组，全期料重比却比各试验组低，但各处理组间差异不显著（P＞0.05）；后期料重比和全期料重比3个加酶的试验组间差异均不显著（P＞0.05）。

2.2 α-半乳糖苷酶添加水平对黄羽肉鸡屠宰性能的影响（见表4）

表4 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡胴体性状及免疫器官指数的影响

表4结果表明，肉鸡的屠宰率、全净膛率各组间差异不显著（P＞0.05），但以正对照Ⅰ组和试验Ⅴ组较低，负对照Ⅱ组最高，其次是试验Ⅲ组和Ⅳ组。半净膛率Ⅱ组、Ⅲ组与正对照组相比差异显著（P＜0.05），负对照Ⅱ组最高，为84.12%，分别比正对照Ⅰ组、试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组高 3.06%（P＜0.05）、0.03%（P＞0.05）、1.22%（P＞0.05）、2.01%（P＞0.05）；胸肌率以试验Ⅲ组最高，而腿肌率却以试验Ⅴ组为最高，但胸、腿肌率各组间差异均不显著（P＞0.05）；腹脂率以正对照Ⅰ组最高，为12.43%，分别比负对照Ⅱ组和试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组高 8.18%（P＞0.05）、20.91%（P＜0.05）、47.45%（P＜0.01）和 23.80%（P＜0.05）；胸腺指数和法氏囊指数加酶的各试验组较正对照和负对照组均有所提高，尤其是法氏囊指数加酶的试验Ⅴ组明显高于负对照Ⅱ组（P＜0.05）；但脾脏指数并未表现出以上规律。

2.3 α-半乳糖苷酶添加水平对黄羽肉鸡血液生化指标的影响（见表5）

表5 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡血液生化指标的影响

血液生化指标分析的结果表明，添加不同剂量α-半乳糖苷酶制剂的试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组肉鸡的血糖浓度均高于正对照Ⅰ组和负对照Ⅱ组，但各处理组间仅试验Ⅲ和Ⅴ组与负对照组相比达到显著水平（P＜0.05）；血浆尿素氮含量以负对照Ⅱ组最高，为1.94 mmol/l，分别比正对照、试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组高4.30%、3.74%、5.43%和1.57%，但各处理组间差异不显著（P＞0.05）。

T3和T4水平各处理组中均以负对照Ⅱ组最低，分别为1.09 mmol/l和33.91 mmol/l，分别比正对照Ⅰ组和试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组低 16.79%（P＜0.05）、26.85%（P＜0.01）、11.38%（P＜0.05）、1.80%（P＞0.05）和 20.31%（P＜0.05）、28.26（P＜0.01）、11.99%（P＜0.05）、25.14%（P＜0.01）；血液中胰岛素（INS）和生长激素（GH）的含量也表现出相似的规律，以负对照Ⅱ组最低，试验Ⅲ组的INS含量明显高于正对照Ⅰ组（P＜0.05）和负对照Ⅱ组（P＜0.01），也比试验Ⅳ、Ⅴ组高，但加酶的各试验组间差异不显著（P＞0.05），GH的含量各处理组间差异均不显著（P＞0.05）；与不加酶的正、负对照组相比，添加不同剂量的α-半乳糖苷酶制剂均提高了肉鸡血液中分泌型免疫球蛋白IgΑ的含量，试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组分别比正、负对照组提高了0.42%（P＞0.05）、3.38%（P＞0.05）、6.06%（P＞0.05）和 2.15%（P＞0.05）、5.16%（P＜0.05）、7.88%（P＜0.05）；血液中 IgM 表出与IgΑ相同的规律，以负对照组最低，正对照组其次，加酶的各试验组较高。

2.4 α-半乳糖苷酶添加水平对黄羽肉鸡饲料养分利用率的影响（见表6）

表6 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡能量和蛋白质利用效率的影响

表6代谢试验结果表明，加酶的试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组肉鸡对饲料干物质的消化率均略高于不添加α-半乳糖苷酶制剂的负对照组，但与正对照组接近；而蛋白质的表观消化率也基本表现出与干物质消化率相似的规律。与不加酶的负对照相比，添加不同剂量的α-半乳糖苷酶制剂分别提高了肉鸡能量表观代谢率2.44、2.72和3.0个百分点，即分别提高日粮代谢能浓度 0.18 MJ/kg（43 kcal/kg）、0.22 MJ/kg（53 kcal/kg）和 0.26 MJ/kg（62 kcal/kg）。

表7氨基酸消化率分析结果表明，黄羽肉鸡日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂对氨基酸的消化率均有不同程度的改善，总氨基酸的表观消化率尽管各组间无明显差异（P＞0.05），但加酶的各组均高于不加酶的正对照组和负对照组，分别高2.23%、1.59%、0.82%和3.33%、2.69%、1.90%。就具体的单个氨基酸表观消化率而言，负对照组除蛋氨酸和丙氨酸外，其余各氨基酸均最低，正对照组其次，加酶的各试验组较高，其中天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸几组中以试验Ⅲ组最高；苏氨酸、丝氨酸、缬氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸以试验Ⅳ组最高，而组氨酸的表观消化率却以试验Ⅴ组最高。

表7 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡氨基酸表观消化率的影响(%)

2.5 α-半乳糖苷酶添加水平对黄羽肉鸡后肠道微生物菌群的影响（见表8）

由表8可知，黄羽肉鸡日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂显著降低了后肠大肠杆菌数，且增加了双歧杆菌数和乳酸菌数。其中，大肠杆菌数随α-半乳糖苷酶添加剂量的增加呈递降趋势，各处理组中以试验Ⅴ组最低，为7.68 CFU/g，分别比正对照组和负对照组低 7.25%（P＜0.01）和 9.11%（P＜0.01），也比试验Ⅲ和Ⅳ组低 5.65%（P＜0.05）和 2.04%（P＞0.05）；双歧杆菌数和乳酸菌数各处理组中均以负对照组最低，分别为6.98 CFU/g和6.32 CFU/g，比正对照组和试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组低 0.57%（P＞0.05）、5.93%（P＜0.05）、5.16%（P＜0.05）、6.31%（P＜0.05） 和 2.02%（P＞0.05）、14.48%（P＜0.01）、13.19%（P＜0.05）、13.66%（P＜0.05）。

表8 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡后肠道菌群的影响（Lg CFU/g）

3 讨论与分析

3.1 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡生产性能的影响

肉鸡方面的众多研究表明，在玉米-豆粕（或杂粕）型日粮中添加α-半乳糖苷酶，能够降低或消除豆粕及杂粕类饲料中存在的α-半乳糖苷含量，减少这类低聚糖的抗营养作用，从而促进肉鸡对能量和蛋白的消化和利用，提高采食量和日增重，改善饲料报酬（王春林，2004；Ghazi等，1997a、b；Knap 等，1996）。本试验中也发现，尽管日粮中添加不同剂量的α-半乳糖苷酶并没有影响肉鸡的平均日增重、日采食量、前期料重比和全期存活率，但后期料重比和全期料重比添加α-半乳糖苷酶各组均低于不加酶的负对照Ⅱ组，且接近于采食高能量的正对照Ⅰ组，表明α-半乳糖苷酶可提高肉鸡的生产性能，且在代谢能低209 kJ/kg的玉米-豆粕（或杂粕）型日粮中添加α-半乳糖苷酶与代谢能正常的玉米-豆粕（或杂粕）型日粮具有同等的饲喂效果。此外，试验中添加不同剂量α-半乳糖苷酶的各试验组间生产性能并没有明显差异，提示在本试验基础配方条件下，日粮中添加100 ml α-半乳糖苷酶含量为100 U/l的液态酶制剂已基本消除了日粮中存在的α-半乳糖苷。

3.2 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡免疫功能的影响

有报道证实，肉鸡对α-半乳糖苷酶的连续摄入可能会刺激机体免疫反应，但细胞免疫和体液免疫反应测定结果没有明显差异（Kidd等，2001a、b）。王春林（2004）的研究还表明，α-半乳糖苷酶的添加可以增加血清GLOB（球蛋白）水平以及21日龄胸腺和脾脏的相对重量。本试验也得到了相似的结果，发现加酶的各试验组胸腺指数、法氏囊指数、血液中分泌型免疫球蛋白IgΑ和IgM均较不加酶的负对照组高，特别是法氏囊指数，加酶的试验Ⅴ组明显高于负对照Ⅱ组（P＜0.05），表明α-半乳糖苷酶可以增强机体免疫功能。但目前尚未探明α-半乳糖苷酶影响肉鸡免疫的机制，从本试验血液指标分析的结果看，可能是α-半乳糖苷酶改变了与免疫有关内分泌激素的分泌。试验中添加α-半乳糖苷酶的各组甲状腺素（T3、T4）和GH的分泌水平高于不加酶的负对照组。由于甲状腺素和GH在个体发育过程中，是维持免疫系统功能所必不可少的，甲状腺切除或抗甲状腺药物可使胸腺和其他淋巴器官重量减轻，淋巴细胞数量下降，抗体生成减少；同时，T3、T4水平也与T淋巴细胞活性呈正相关，在鸡日粮中添加T3，可使血液中T淋巴细胞数量增加和活性增强（徐日福等，1999）。表明本试验中添加α-半乳糖苷酶提高免疫器官发育和体液免疫可能是通过提高T3、T4和GH的分泌来实现的。

3.3 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡饲料养分利用率的影响

关于α-半乳糖苷酶对饲料养分利用效率影响的研究报道较多，但不同研究者得到的结果存在差异。大多数的研究认为，在肉仔鸡玉米-豆粕型日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂能够使日粮的代谢能提高5%，氮的存留率提高了10%以上，并可提高饲料中Met和Cys的真消化率，以及 DM、OM、NDF、CP、Ca和 P 的表观消化率（王春林，2004；Ghazi等，1997a、b）。但 Αngel等（1988）的研究认为，α-半乳糖苷酶并没有显著提高豆粕的营养价值。不同试验间结果存在差异的原因可能与所用的试验条件、试验动物、日粮水平、所用α-半乳糖苷酶的来源、酶活力等因素不同有关。本试验中α-半乳糖苷酶采用液体后喷涂技术添加，发现加酶的试验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组肉仔鸡饲料DM、CP的表观消化率和能量表观代谢率均高于不添加α-半乳糖苷酶制剂的负对照组，特别是日粮代谢能浓度分别提高了 0.18 MJ/kg（43 kcal/kg）、0.22 MJ/kg（53 kcal/kg）和0.26 MJ/kg（62 kcal/kg）；进一步对饲料氨基酸消化率的分析也发现，肉鸡日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂提高了总氨基酸和多数单个氨基酸的表观消化率，这些结果与前期的大多数研究基本一致，证实在肉仔鸡玉米-豆粕（或杂粕）型日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂确实能够提高日粮养分的利用效率。

3.4 α-半乳糖苷酶对黄羽肉鸡后肠微生物区系的影响

关于α-半乳糖苷酶对动物后肠微生物区系影响的研究报道较少。潘宝海（2002）在仔猪方面研究发现，日粮中添加1%的水苏糖对小猪的生长不利，而添加α-半乳糖苷酶可以降低水苏糖的不利影响，并改善肠道微生物区系结构，增加有益微生物的数量。本试验在黄羽肉鸡日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂也得到了相似的结果。试验发现，加酶显著降低了肉鸡后肠中大肠杆菌数，并明显增加有益菌双歧杆菌和乳酸菌的数量。对于α-半乳糖苷酶影响肉鸡微生物区系的作用机理目前还不太清楚，笔者认为可能是由于α-半乳糖苷酶降解了日粮中存在的α-半乳糖苷，消除其对饲料中半纤维素、纤维素和淀粉等碳水化合物消化利用的副作用，提高了这些物质在消化道前段的利用效率，从而改变了后肠微生物发酵底物的组成和比例，使其有益于益生菌的生长所致。

4 结论

本试验结果表明，日粮中添加α-半乳糖苷酶能够明显降低肉鸡的后期和全期料重比，改善试验鸡生产性能。进一步分析发现，α-半乳糖苷酶改善肉鸡生产性能的机理在于：一方面是α-半乳糖苷酶通过提高T3、T4和GH的分泌，促进了肉鸡免疫器官发育和分泌型免疫球蛋白IgΑ和IgM的分泌，从而增强机体免疫功能；另一方面，α-半乳糖苷酶制剂提高了黄羽肉鸡对饲料DM、CP、氨基酸的表观消化率和能量的表观代谢率，增加了日粮中可利用养分浓度和有效能含量；其次是日粮中添加α-半乳糖苷酶制剂降解了日粮中存在的α-半乳糖苷，提高了饲料中半纤维素、纤维素和淀粉等碳水化合物在消化道前段的利用效率，从而改变了后肠微生物发酵底物的组成和比例，促进了有益菌的生长和抑制有害菌的繁殖，从而改善了肉鸡的健康状况，促进其生长和发育。

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