植酸酶在肉鸡生产中的应用研究进展

李佩国，李蕴玉，张香斋，贾青辉，牛一兵，张文香，段玲欣

(河北科技师范学院动物科技学院，河北秦皇岛，066600)

磷是肉鸡必需的常量元素之一，对肉鸡的正常生长发育过程起重要作用。虽然磷广泛存在于一般植物性饲料中，但植物性饲料中60%～80%的磷以植酸形式存在，家禽体内因缺乏植酸酶对植酸磷的利用率很低，通常需要在饲料中添加无机磷以满足肉鸡的需要。这样既提高了饲料成本，又导致植物性原料中的磷源浪费。此外，植酸作为抗营养因子，也影响家禽对许多金属阳离子、蛋白质和氨基酸的吸收利用。添加植酸酶能降解饲料中的抗营养因子植酸，并释放出无机磷及与植酸结合的蛋白质、微量元素等营养物质为肉鸡所利用，提高营养物质的利用率，从而提高生产性能，减少无机磷的添加、粪磷的排泄和环境污染，因此，植酸酶的开发与利用是目前广大科技工作者研究的重要课题。

1 植酸酶对肉鸡生产性能的影响

大量试验表明，植酸酶能增加肉鸡的体质量，改善其饲料与体质量之比，但在肉鸡生产实践中，植酸酶的应用效果受多种因素的影响。通常杂粕型日粮较玉米-豆粕型日粮的植酸含量高一些，可为植酸酶作用提供较多的底物浓度，因此，植酸酶在杂粕型日粮中有较好的表现［1］。日粮中的无机磷水平对植酸酶的作用也有一定影响。吴东等［2］在有效磷质量分数为0．002 5～0．003 4的日粮中添加500 U/kg植酸酶，肉鸡日增体质量比对照组提高3．70%，当有效磷在日粮中的质量分数降低到0．002 3～0．001 0时，肉鸡日增体质量比对照组降低7．58%，这是因为后者日粮中的有效磷加上植酸酶水解的磷尚不能满足肉鸡的营养需要，导致生产性能的降低。岳增华等［3］的研究表明，每千克日粮添加500 U植酸酶替代在日粮中质量分数为0．000 9和0．001 1的无机磷，肉鸡全期平均增加体质量比对照组分别显著提高了4．24%和3．98%，饲料与日增体质量之比均显著降低了3．9%，当代替质量分数为0．001 3时，全期日增体质量显著减少了3．0%，饲料与日增体质量之比也高于对照组。

日粮中钙水平、钙磷比例是决定植酸水解的重要因素，低钙日粮能增加植酸盐的水解和小肠对磷的吸收，在低磷日粮中，当钙、磷比过高时，磷的消化利用率降低。这可能是日粮中的高钙易于植酸结合成难溶解的植酸钙盐，使植酸酶作用降低。楼洪兴等［4］研究表明，在无磷酸氢钙、含糠麸-菜粕的低钙水平［即钙磷比(1．0～1．3)∶1］日粮中添加植酸酶，肉鸡具有较高的生长性能和磷利用效果。饲喂钙质量分数为0．006 0～0．005 4的日粮全期质量增加，较高钙质量分数0．009 2 ～0．010 8(1～21 日龄)和0．008 4 ～0．009 8(22～50日龄)的日粮提高5．95% ～10．06%。Power等［5］在低有效磷日粮中添加500 U/kg植酸酶，钙质量分数为0．006 7的低钙组的生长速度优于质量分数分别为0．010 0和0．013 3的正常钙和高钙组，此时钙、磷消化率和钙利用率也最高。

植酸酶来源不同，在实际生产中的效果呈现一定差异。黄兴国等［6］发现，低磷日粮中添加500 U/kg大肠杆菌植酸酶，肉鸡日增体质量、采食量、饲料质量与日增体质量之比与正常磷组无显著性差异，并显著提高了肉鸡的成活率;与添加500 U/kg黑曲霉植酸酶组相比，前期日增体质量、采食量分别显著提高了15．2%，11．95%，后期日增体质量提高了2．38%，日采食量显著提高了6．66%。出现差异的原因可能与两种植酸酶水解植酸磷能力不同有关。黑曲霉植酸酶和大肠杆菌植酸酶分别属于3-植酸酶和6-植酸酶，这两种植酸酶的最适pH值范围、最适温度等酶学特性、催化反应的位点以及作用机理均存在很大的差异，因此对肉鸡生产中应用效果可能存在影响。

一般认为，随着植酸酶添加量的增加，其水解植酸的能力也随着提高，也必然提高肉鸡的生产性能。廖志超等［7］分别以 300，500，700 U/kg 的植酸酶取代基础日粮中质量分数为 0．30，0．50，0．70 的磷酸氢钙，结果表明，随着植酸酶添加量的提高其生长性能呈增加的趋势，体质量增加效果在前4周比较明显，差异显著，而后4周肉鸡体质量增加也有一定改善，但与对照组比较差异不显著，其中以700 U/kg的植酸酶替代日粮中质量分数为0．70的磷酸氢钙效果最佳。李桂明等［8］在有效磷质量分数为0．002 3～0．001 4的日粮中添加 250，500，750，1 000 U/kg植酸酶，结果 500，750 U/kg加酶组较负对照组显著提高了肉鸡日增体质量，比正对照组也提高了3．41%，3．19%，并显著改善1～3周龄肉鸡饲料质量与日增体质量之比，当植酸酶增加到1 000 U/kg时无更好的效果。因此，在实际应用中要选择合适的添加量。

2 植酸酶对肉鸡屠宰性状的影响

屠宰率、胸肉率、腿肉率、腹脂率等屠宰性能指标是影响肉鸡业经济效益的重要指标，在大部分发达国家制定的鸡肉标准中，屠宰性状是唯一与营养价值并列的重要指标，但植酸酶对肉鸡屠宰性状的研究较少，且结果不一致。Scheideler［9］报道，在低有效磷日粮中添加500 U/kg植酸酶，对7周龄雌性肉鸡的屠体活质量、翅质量、胸肌质量无显著影响，但显著提高腿质量。Pillai等［10］研究表明，在低磷日粮中添加1 000 U/kg植酸酶，可显著提高肉鸡的屠宰率，但对胸肉率、腿肉率、腹脂率及加工过程中的骨骼损伤等指标没有显著影响。黄兴国等［6］报道，低磷日粮中分别添加500 U/kg大肠杆菌植酸酶和黑曲霉植酸酶对肉鸡屠宰率、全净膛率、半净膛率也无显著性影响，但胸肌率显著提高了15．81%，14．05%，腹脂率显著下降了20．73%，21．24%。石杨红等［11］在低有效磷日粮中添加1 000 U/kg植酸酶可显著提高肉鸡的全净膛率、腿肌率和腹脂率。熊伯立等［12］报道，在肉鸡日粮中以500 U/kg的植酸酶代替质量分数为0．60的磷酸氢钙，对7周龄肉鸡的屠宰率、全净膛率、半净膛率、腿比率和胸肌率及熟肉率、滴水损失率等肉质指标无显著影响。李桂明等［8］研究表明，低有效磷日粮中添加植酸酶可使21日龄肉鸡屠宰性能及肉品质有所降低，但不影响42日龄屠宰性能与肉品质。这可能是因为肉鸡在1～3周龄，以增长骨骼为主，而植酸酶的作用主要表现在增强营养物质尤其是钙磷等微量元素的代谢，导致骨骼中多吸收的养分物质多于肌肉，从而降低了肌肉的相对生长率，在宏观上便表现为胸肌率、腿肌率等降低。随着肉鸡生长阶段的改变，用于肌肉生长的养分分配增多，加速了肌肉合成的速度，从而在42日龄时加酶组对各项屠宰指标有所改善。综上所述，植酸酶对肉鸡屠宰性能和肉品质的影响还有待做进一步深入研究。

3 植酸酶对肉鸡日粮养分利用率的影响

3．1 植酸酶对日粮磷利用率的影响

植酸酶可有效降解饲料中的植酸，释放出无机磷，提高肉鸡对磷的利用率。瞿明仁等［13］在低磷日粮中添加375，750 U/kg的植酸酶，与负对照组比较，肉鸡的磷利用率分别提高了18．27%和23．30%，植酸磷利用率分别提高了15．58%和22．16%;与正对照组比较，磷利用率分别提高了10．31%和15．35%，植酸磷利用率分别提高了13．69%和20．27%。在低有效磷、低蛋白日粮中添加500 U/kg植酸酶，肉鸡磷利用率分别比双低对照组和普通对照组显著提高了17．72%和9．71%［14］。用500 U/kg植酸酶替代日粮中质量分数为0．001 1的无机磷，可使磷利用率显著提高18．98%(前期)和20．73%(后期)［3］。分别以 300，500，700 U/kg 的植酸酶取代基础日粮中质量分数为 0．30，0．50，0．70 的磷酸氢钙，磷的表观吸收率分别比对照组显著提高了25．39% ～32．48%［7］。

3．2 植酸酶对阳离子利用率的影响

植酸因带负电荷，能与Ca2+，Mg2+，Zn2+等阳离子形成不溶解的植酸-金属复合物，影响上述金属离子的消化吸收和利用。添加植酸酶通过分解植酸，解除了植酸对钙及微量元素的抗营养作用，从而促进机体对金属离子的吸收，提高其利用率。瞿明仁等［13］研究结果显示，添加375，750 U/kg的植酸酶可使肉鸡钙利用率比负对照组分别提高11．41%和14．03%，比正对照组分别提高9．97%和12．59%。用500 U/kg植酸酶替代日粮中质量分数为0．001 1的无机磷，可使钙利用率显著提高17．23%(前期)和22．86%(后期)［3］。一般来说，胫骨灰分和矿物质元素含量的增加往往意味着动物对日粮矿物质元素利用率的提高。程茂基等［15］在低磷日粮添加600 U/kg植酸酶后，肉仔鸡胫骨灰分及其镁、锌含量显著提高，而钙、磷和铜含量不受影响。Viveros等［16］报道，在肉鸡低磷日粮中添加500 U/kg微生物植酸酶，可使钙、磷、镁、锌存留率在3周龄分别提高22%，14．9%，20．4%，169%;6周龄时分别提高15．1%，10．1%，23．0%，93．9%。上述研究结果说明，由于植酸酶的添加，大多数矿物元素的消化吸收明显改善，利用率提高。

3．3 植酸酶对蛋白质、氨基酸利用率的影响

植酸与蛋白质发生反应，生成植酸蛋白质复合物，改变蛋白质的结构，降低其溶解度。此外，植酸还可与胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等消化酶络合，从而降低这些酶的活性。日粮中添加植酸酶可水解植酸盐释放出蛋白质、氨基酸和酶，进而促进粗蛋白质和氨基酸的吸收。Camden等［17］报道，添加500 U/kg微生物植酸酶可使肉鸡回肠末端氨基酸表观消化率平均提高2．7%。Rutherfurd等［18］证实，在有效磷质量分数为0．003 5的肉仔鸡日粮中添加500 U/kg微生物植酸酶，除酪氨酸、组氨酸和色氨酸外，其余氨基酸的回肠末端表观消化率均显著提高;除蛋氨酸、酪氨酸、组氨酸和色氨酸外，其余氨基酸的回肠末端真消化率也显著提高，平均增幅3．4%。余冰等［19］研究表明，添加植酸酶可使肉鸡粗蛋白的利用率提高1．49%，也提高了必需氨基酸、非必需氨基酸、总氨基酸，苏氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的表观回肠利用率。廖志超等［7］分别以300，500，700 U/kg的植酸酶取代肉鸡基础日粮中质量分数为0．30，0．50，0．70的磷酸氢钙，粗蛋白的表观代谢率虽然比对照组有所改善，但差异不显著，而苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和组氨酸利用率显著提高，蛋白质、精氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、色氨酸和胱氨酸等必需氨基酸的利用率有上升趋势，但差异不显著。岳增华等［3］用500 U/kg植酸酶替代日粮中质量分数为0．001 1的无机磷可使粗蛋白利用率前期提高1．11%，后期提高0．86%，差异不显著，但显著提高了苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和组氨酸的利用率，也不同程度提高了精氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、色氨酸和胱氨酸等必需氨基酸的利用率。孙宏选等［20］证实，日粮添加高剂量不同水平植酸酶显著增加肉鸡的粗蛋白质的消化利用率。综上所述，植酸酶对蛋白质和氨基酸消化利用率提高的幅度可能与试验肉鸡日龄、底物植酸来源和浓度、添加植酸酶的水平和类型及日粮中氨基酸水平和氨基酸比例平衡有关。

3．4 植酸酶对能量利用率的影响

植酸除了限制磷、钙、锌、镁等矿物元素和蛋白质利用外，还能与淀粉和脂肪结合。此外，植酸还可与消化道的淀粉酶、脂肪酶形成复合物，降低其活性甚至失活。添加植酸酶可以消除以上不利因素，从而有利于淀粉和脂肪的消化与吸收，有利于日粮能量利用率和表观代谢能的提高。岳增华等［3］证实，用500 U/kg植酸酶替代日粮中质量分数为0．001 1的无机磷，肉鸡日粮的能量利用率显著提高了1．94%(前期)和1．63%(后期)。添加高剂量不同水平植酸酶显著增加肉鸡的表观代谢能［17］。但余冰等［19］研究表明，植酸酶对能量利用率没有显著影响。

4 植酸酶对肉鸡氮、磷排泄的影响

植酸酶可提高日粮中氮、磷利用率，同时也减少了日粮中无机磷的添加，从而降低粪中氮、磷的排泄和对环境的污染。徐建雄等［21］在低磷日粮添加250 U/kg植酸酶后，肉鸡氮、磷排泄量分别显著减少9．59%和27．09%。在低有效磷、低蛋白日粮中添加500 U/kg植酸酶，肉鸡氮、磷排泄量比双低对照组减少了7．89%～13．97%，11．54%～17．64%;比正常对照组减少了 17．58% ～19．54%，23．33% ～23．57%［14］。黄兴国等［6］研究表明，在低磷中添加500 U/kg大肠杆菌植酸酶，肉鸡氮、磷排泄量显著减少17．81%和29．43%;添加500 U/kg黑曲霉植酸酶，氮、磷排泄量减少7．06%和29．29%。

5 植酸酶对肉鸡血液生化指标的影响

植酸酶对血液生化指标的报道不一，一般认为，肉鸡采食低磷日粮时，血液磷浓度下降，碱性磷酸酶(ALP)活性升高，添加植酸酶后，血液磷浓度升高，ALP活性和钙含量下降。Viveros等［16］证实，在低磷日粮中添加500 U/kg植酸酶，可显著提高肉鸡血浆磷含量和血清天冬氨酸转氨酶(AST)活性，而血浆中的钙、镁含量和血清中的丙氨酸转氨酶(ALT)、ALP、乳酸脱氢酶(LDH)活性显著下降，对血浆中锌含量无显著影响。韩进诚等［22］在低有效磷日粮中添加500 U/kg植酸酶，可使22～42日龄肉鸡血浆无机磷浓度显著提高，钙浓度显著下降，对蛋白质含量无影响。廖志超等［7］分别以300，500，700 U/kg的植酸酶取代基础日粮中质量分数为0．30，0．50，0．70的磷酸氢钙，血清钙、磷、白蛋白、总蛋白、球蛋白含量随着植酸酶添加量的增加呈上升趋势，而ALP活性呈降低趋势，与对照组比较差异不显著。黄兴国等［6］在肉鸡低磷日粮中添加500 U/kg植酸酶，血清中尿素氮浓度显著降低，钙、磷浓度和ALP活性与对照组差异不显著，但血清磷水平提高了7．72% ～14．43%。认为血清中尿素氮的浓度显著下降，这可能是日粮中蛋白质利用率提高的结果。徐建雄等［21］报道，低磷日粮中添加250 U/kg植酸酶后血清中钙、磷、铜、锌和铁的浓度无显著差异。

6 结 论

综上所述，植酸酶作为饲用酶制剂因解除植酸的抗营养作用，提高日粮中磷，钙、镁、锌等阳离子以及蛋白质、氨基酸等营养物质的利用率，从而改善肉鸡生产性能，减少氮、磷的排泄，达到促进生产和保护生态环境的目的。但还有许多问题需进一步研究，如植酸酶发挥最大作用时的日粮钙磷比、能量、蛋白质含量以及替代磷酸氢钙的适宜比例和植酸酶对肉鸡屠体品质的影响等。因此，尚需进一步加强肉鸡的植酸酶营养研究，利用其潜在的营养价值优化配方，充分利用饲料资源，降低饲料成本，最大限度地发挥植酸酶的综合效益，促进肉鸡生产持续健康的发展。

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