低能量DDGS日粮中添加非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能的影响
2015-04-19苏满春李金戈顾克松龚月生孙得发
苏满春，李金戈，蔡 春，顾克松，龚月生*，孙得发
(1.西北农林科技大学 动物科技学院，陕西 杨凌 712100；2.诺伟司国际贸易(上海)有限公司，上海 100080)
低能量DDGS日粮中添加非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能的影响
苏满春1，李金戈1，蔡 春1，顾克松1，龚月生1*，孙得发2*
(1.西北农林科技大学 动物科技学院，陕西 杨凌 712100；2.诺伟司国际贸易(上海)有限公司，上海 100080)
试验旨在研究低能量DDGS日粮中添加非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能、养分消化率和肠道指标的影响。720只1日龄的AA肉鸡随机分成6组，每组6个重复，每个重复20只鸡。第1组饲喂DDGS常规日粮作为正对照，2组饲喂比常规低100 Kcal能量的日粮作为负对照，3组在负对照的基础上添加20 g/t的木聚糖酶，4、5、6组在3组的基础上添加300 g/t、600 g/t、1200 g/t的纤维素酶。结果表明：(1)22～42 d，第6组42日体重有高于负对照的趋势(P=0.071)；正对照日增重(ADG)和料肉比(F/G)显著优于负对照和3、4、5组(P<0.05)；1～42 d，正对照和6组ADG有高于负对照的趋势(P=0.073)，正对照组F/G显著低于2、3、4、5组(P<0.05)。(2)1～21 d，正对照和试验组能量利用率显著高于负对照(P<0.05)；22～42 d，正对照和4、6组蛋白利用率显著高于负对照和3组(P<0.05)。(3)1～21 d，加酶组有降低肌胃和回肠指数的趋势(P=0.067、0.0076)，3、4组十二指肠pH显著低于负对照(P<0.05)，3、4、5组空肠pH显著低于对照组；22～42 d，相比负对照，加酶组肌胃指数显著降低(P<0.05)，腺胃指数有降低的趋势(P=0.081)，负对照空肠指数显著高于其他组(P<0.05)。综上所述并结合实际，低能量DDGS肉鸡日粮中添加20 g/t木聚糖酶和300 g/t纤维素酶能取得较好的效果。
非淀粉多糖酶； 肉鸡；DDGS；生产性能；养分消化率；肠道指标
DDGS即玉米脱水酒精糟及其可溶物，是在现代技术和设备的条件下，玉米经过发酵生产乙醇后，剩余的残留物经过干燥形成的产品[1]。DDGS因为具有高蛋白质、高脂肪、高产量和成本低的特点，成为近几年代替价格高昂的蛋白原料的热门原料。但 DDGS 营养成分含量变异大，含有非淀粉多糖(NSP)、较高的纤维等抗营养因子， 影响其他营养物质的消化，并易受霉菌毒素污染，限制了其在畜禽日粮中的大量用。Batal等[2]发现肉仔鸡日粮中添加25%～30%的DDGS将会影响肉鸡生产性能，Lumpkins等[3]报告在肉仔鸡阶段添加DDGS达到18 %将会显著影响生产性能，而在肉鸡育肥期可以添加12%～15%而不影响生产，最终推荐肉鸡日粮中DDGS的水平为:仔鸡为6%, 生长期肉鸡为12%～15%。美国明尼苏达大学及美国谷物协会华盛顿总部的专家们推荐DDGS在家禽日粮中的使用量为：肉用仔鸡日粮中可添加10%，育肥肉鸡5%。总体来说，影响DDGS在单胃动物中应用的最大障碍还是非淀粉多糖，在生产过程中，玉米中的可溶性糖类被发酵成酒精等，使得蛋白和脂肪等富集的同时，非淀粉多糖也成倍增加。玉米中戊聚糖含量为4.9%，纤维素2.6%，而DDGS中木聚糖含量为18%和纤维素8%。对于单胃动物而言，肠道缺乏能分解非淀粉多糖(NSP)的酶，而非淀粉多糖能增加肠道食糜粘度，使得肠道内容物运动困难，阻碍了酶与底物的相互结合，形成不宜动的水层，对养分的吸收产生物理性的障碍，降低消化底物向肠粘膜扩散的速度，从而降低了营养物质的利用，对于这种情况，添加外源非淀粉多糖酶就成为消除DDGS抗营养因子的一种解决办法。鲍淑青等[4]发现在DDGS中添加复合酶可以提高DDGS的利用率。郭俊刚等[5]研究发现，在高DDGS日粮中(前期15%，后期25%)添加木聚糖酶、甘露聚糖酶、纤维素酶和果胶酶等的复合酶可以很好地改善肉鸡生产性能，提高干物质消化率、表观代谢能和免疫器官指数。
非淀粉多糖酶(NSP enzymes)，尤其是木聚糖酶的研究大多集中在小麦与大麦等麦类型日粮[6-7]。麦类原料中的木聚糖多为可溶性木聚糖，而在玉米、DDGS等原料上的研究不多，玉米型原料所含的木聚糖主要为不可溶性木聚糖，底物不同可能会影响酶的水解效果。因此，本试验在低能量DDGS肉鸡日粮中添加木聚糖酶、纤维素酶，通过生产性能、养分消化率和肠道指标来综合评价非淀粉多糖酶在DDGS日粮中的应用效果，以期为非淀粉多糖酶在肉鸡DDGS日粮，及与其相同木聚糖类型的玉米-豆粕型日粮中的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验动物及饲养管理
720只1日龄健康的爱拔益加(AA)肉鸡，随机分成6组，每组6个重复，每个重复20只鸡，重复间初始体重接近。试验在西北农林科技大学生态养殖场进行，肉鸡采用阶梯式笼养，自由采食与饮水，基础日粮参照(NY/T33-2004)配制(表1)，人工控温，常规免疫。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)
注：①预混料为每千克饲粮提供：维生素A 8 000 IU，维生素B12.0 mg，维生素B28.0 mg，维生素B120.025 mg，维生素D32500 IU，维生素E 20 IU，维生素K32.65 mg，生物素 0.18 mg，叶酸 1.25 mg，D-泛酸钙10.0 mg，烟酸 35 mg，抗氧化剂 400 mg，铜 10 mg，铁 80 mg，锰80 mg，锌 75 mg，碘 0.35 mg，硒 0.15 mg。②营养水平均为计算值。
Notes：①The premix provided the following per kg of diets:vitamin A 8 000 IU,vitamin B12.0 mg,vitamin B28.0 mg,vitamin B120.025 mg,vitamin D32500 IU, vitamin E 20 IU, vitamin K32.65 mg, biotin 0.18 mg, folic acid 1.25 mg, D-calcium pantothenate 10.0 mg, nicotinic acid 35 mg, antioxidant 400 mg, Cu (as copper sulfate) 10 mg, Fe (as ferrous sulfate) 80 mg, Mn (as manganese sulfate) 80 mg, Zn (as zinc sulfate) 75 mg, I (as potassium iodide) 0.35 mg, Se (as sodium selenite) 0.15 mg.②Nutrient levels were calculated values.
1.2 试验设计与试验材料
采用完全随机试验设计。试验分为6组，其中第1组饲喂基础日粮作为正对照，2组饲喂低能量(低100 kcal)日粮作为负对照，3、4、5、6为试验组，3组在负对照基础上添加20 g/t的木聚糖酶，4、5、6三个组在添加20 g/t木聚糖酶的同时添加300 g/t、600 g/t、1 200 g/t三个水平梯度的纤维素酶，酶制剂的添加量是经过体外水解DDGS预试验得出的。酶制剂是经过体外预试验从众多企业产品中筛选出来的，在体外水解DDGS的试验中效果最佳的酶制剂，木聚糖酶活性为96 813 IU/g，纤维素酶活性为15 842 IU/g。
1.3 检测指标及测定方法
1.3.1 生产性能 分别在1、21、42日龄时，以重复为单位空腹称重(前一夜20∶00开始禁食12 h，仅供饮水)，同时称余料重统计耗料量，计算各阶段每平均日增重、日采食量及料肉比。
日增重(g/d)=(末重-始重)/试验天数
料重比=日采食量/日增重
1.3.2 养分利用率 在17日龄和36日龄开始，以重复为单位，每个重复选出体重接近的鸡单笼饲养进行代谢试验，先进行3 d的预试期，再进行为期4 d的正式试验。在代谢试验期间每天记录采食量、撒料量和剩料量并及时收集排泄物，同时拣出排泄物中的皮屑、羽毛、饲料颗粒，滴加数滴盐酸和甲醛固氮。将4 d的粪样以重复为单位分别混匀称总粪重，然后取样，置于密封袋，-20 ℃冰箱保存，分析前将粪样解冻，混匀后置于65 ℃烘箱烘干，恒重，室温回潮24 h，称重。干燥样品粉碎过40目筛，置于密封袋中保存，以备测定能量和粗蛋白含量。
1.3.3 肠道指标 分别在21和42日龄时，每重复选取2只健康试鸡，称重，颈动脉放血处死，打开腹腔，立即结扎幽门处、十二指肠空肠连接处和回盲处。迅速取出胰肌胃、腺胃和小肠，将食糜挤入小试管标号，并立即用笔式pH计混匀并测定各个肠段食糜pH。挤完食糜的肠段和其他消化器官，用生理盐水冲洗，滤纸吸掉多余的水分，称量胰腺、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠和回肠重量，并测量十二指肠、空肠和回肠长度。按照下列公式计算器官相对重量(器官指数)和肠道相对长度(肠道指数)。
相对重量(g/kg体重)=器官鲜重(g)/活体重(kg)
相对长度(cm/kg体重)=器官长度(cm)/活体重(kg)
1.3 数据统计分析
用 Excel 2010初步整理，然后用SPSS软件中 ONE-WAY-ANOVA 程序对试验结果进行方差分析和Duncan's (SSR)多重比较检验，以P<0.05作为显著性判断标准。所有结果均以平均值±标准差来表示。
2 结果与分析
2.1 非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能的影响
由表2可知，在生长前期1～21日龄，非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能无显著影响(P>0.05)；生长后期22～42日龄，正对照和第6组的42日体重有显著高于负对照组的趋势(P=0.071)，其中第六组比负对照组高5.96%试验组之间差异不显著；正对照ADG显著高于负对照和3、4、5组(P<0.05)，与第6组相比差异不显著(P>0.05)，其中正对照比负对照组高13.36%，第6组比负对照高7.70%；后期料肉比方面，正对照显著优于负对照和其他组(P<0.05)，第6组比负对照低了5.73%，但还没达到显著水平(P>0.05)。从整个生长周期来看，正对照和第6组日增重ADG有高于负对照的趋势(P=0.073)；正对照组料肉比显著低于负对照组和3、4、5组(P<0.05)，和第6组差异不显著(P<0.05)。
表2 非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能的影响
注：同行无字母或数据肩标相同字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P>0.01)。下同。
Notes： In the same row, values without superscripts or with same superscripts mean no significant difference (P>0.05), while those with different lowercase superscripts mean significant difference (P<0.05), and those with different uppercase superscripts mean significant difference (P>0.01). The same as below.
2.2 非淀粉多糖酶对肉鸡能量和蛋白利用率的影响
由表3可知，在生长前期1～21日龄，非淀粉多糖酶对肉鸡蛋白利用率无显著影响(P>0.05)，对能量利用率具有显著影响(P<0.05)，正对照和试验组在能量利用率方面都要显著高于负对照(P<0.05)，其中第5组和第6组比较接近，均比负对照高4.45%；在生长后期，酶制剂对能量利用率影响不显著(P>0.05)，但是显著提高了蛋白的利用率(P<0.05)，其中正对照和4、6组显著高于负对照和第3组(P<0.05)，第4组蛋白利用率最高，比负对照组要高出18.6%，比第3组要高出18.84%。
表3 非淀粉多糖酶对肉鸡养分消化率的影响
2.3 非淀粉多糖酶对肉鸡消化道指标的影响
2.3.1 非淀粉多糖酶对肉鸡21日龄消化器官指数及肠道pH的影响 由表4可知，在肉鸡生长前期，非淀粉多糖酶对肌胃相对重量和回肠相对长度有影响的趋势(0.05 表4 非淀粉多糖酶对肉鸡21日龄消化器官指数及肠道pH的影响 2.3.2 非淀粉多糖酶对肉鸡42日龄消化器官指数及肠道pH的影响 由表5可知，在肉鸡生长后期，非淀粉多糖酶对肉鸡肌胃相对重量有显著影响(P<0.05)，对腺胃相对重量有影响的趋势(0.05 3.1 非淀粉多糖酶对肉鸡生产性能的影响 表5 非淀粉多糖酶对肉鸡42日龄消化器官指数及肠道pH的影响 本试验所用日粮为玉米-豆粕-DDGS型日粮，由于DDGS的非淀粉多糖含量较高，因此这类日粮最重要的抗营养因子仍然是木聚糖和纤维素等NSP。前期结果表明，低于418 KJ能量在肉鸡生产性能上影响并不明显，可能的原因是肉鸡前期主要依靠高蛋白来进行器官的生长与发育，100 的能量并不能显著影响生产性能，但是可能会影响到后期的生产性能。曾容愚和汤海鸥等[8-9]的研究结果都显示，玉米型和小麦型日粮在前期降低501.6 KJ和209 KJ能量都对生产性能无影响。本试验在低能DDGS日粮中添加木聚糖酶和纤维素酶对肉鸡前期生产性能影响不显著(P>0.05)，石学刚等[10]研究也表明在肉鸡前期添加的10%DDGS的情况下再添加木聚糖酶对所有生产性能指标均无影响。高峰[11]在肉鸡7～49日龄时，在小麦型日粮中添加以木聚糖酶为主的复合酶粗酶制剂，使肉鸡增重提高，料肉比下降，这与本试验在DDGS日粮中添加非淀粉多糖酶降低全期料肉比相符合。王柳杨等[12]研究发现，对玉米-小麦-豆粕型日粮进行加酶预处理，处理酶制剂为木聚糖酶、纤维素酶等的复合酶，处理后进行饲喂，能改善肉鸡日增重、料肉比、采食量等生长性能指标，而本试验表明加酶对采食量没有显著影响(P>0.05)，但是料肉比和日增重改善显著(P<0.05)，本试验结果与Hooge[13]的研究结果一致。可能的原因是日粮类型不同，小麦型日粮中的可溶性木聚糖含量比较高，添加木聚糖酶效果会更明显，并且王柳杨采用预处理再饲喂的方式，能使得酶制剂跟底物结合更加充分且不受动物体内环境的影响。而采食量不变但是生产性能提高可能的原因是非淀粉多糖酶提高生产性能主要的作用机制是降低食糜粘度，改善肠道环境，提高了养分的利用率，而不是通过增加采食量来进行的。 3.2 非淀粉多糖酶在对肉鸡养分消化率的影响 相对于玉米来说，DDGS含有很高的非淀粉多糖。研究表明，玉米中的NSP含量为8.5%左右，而DDGS中高达21.5%，这其中多以木聚糖和纤维素为主[14]。包括肉鸡在内的单胃动物本身并不能分泌木聚糖酶，而木聚糖能通过抗营养作用，极大地影响营养物质的吸收利用。同样，纤维素以细胞壁结构的形式包裹营养物质，妨碍底物与酶的接触，增加内源营养物质的损失，降低养分利用率。Rutherfurd等[15]研究发现，肉鸡饲粮添加木聚糖酶、淀粉酶等的复合酶可显著提高肉鸡表观消化能。Mathlouthi等[16]也发现，在麦类日粮中使用木聚糖酶和β-葡聚糖酶等的复合酶显著提高肉鸡对营养物质的消化率和表观代谢能。本试验研究也表明，在低能DDGS日粮中添加木聚糖酶和纤维素酶在生长前期能够显著提高能量的利用率(P<0.05)，比不加酶提高4.45%；在生长后期，加酶显著提高了蛋白的利用率(P<0.05)，最高的组比不加酶组提高达18.84%之多。其原因可能是添加外源的NSP酶能增加内源性蛋白酶、淀粉酶等活性，同时NSP酶制剂能够打破细胞壁结构使营养物质释放出来，从而提高蛋白的利用率。许梓荣、卢建军研究发现[17]，NSP酶制剂的添加可以提高仔猪肠道内容物总蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶活性。小麦日粮中添加木聚糖酶，可以有效提高仔鸡食糜中脂肪酶和胰凝乳蛋白酶活性，从而促进蛋白质和脂肪的利用率[18]。这说明在低能DDGS日粮中添加非淀粉多糖酶，能够改善DDGS的蛋白和能量利用率，在本试验中相当于多释放出418 KJ的能量，与常规能量的日粮产生相同的生长效果。 3.3 非淀粉多糖酶对肉鸡肠道指标的影响 由于DDGS的加工特点，玉米中的淀粉被用于乙醇的生产，使得DDGS粗蛋白和NSP含量相对增加。NSP能够增加食糜粘度，阻碍营养物质的吸收利用，同时由于具有高亲水性能与肠粘膜表面的脂类微团和多糖蛋白复合物相互作用，导致粘膜表面水层厚度增加，从而改变内源分泌，刺激动物机体代偿性分泌大量消化液，导致胰脏、肝脏和消化器官的增生[19-20]。消化道食糜的pH取决于腺胃盐酸及小肠胰液和胆汁的分泌，胰液中HCO3-是小肠中碱性物质的主要来源，它的分泌直接影响小肠食糜的pH[21]。添加木聚糖酶可以改善由NSP引起的消化器官增生、肥大[22]。廖细古等[23]研究也表明，在45日龄肉鸭非常规日粮中添加木聚糖酶，使肌胃相对重量和回肠相对长度都显著降低。Mathlouthi等[24]报道，小麦NSP被木聚糖酶和葡聚糖酶降解释放挥发性脂肪酸(VFA)，导致肠道pH下降。Yang等[25]研究表明，酶制剂添加可增加肠道乳酸菌和VFA浓度，降低鸡肠道pH。本试验研究结果与前人相呼应，在肉鸡生长前期，非淀粉多糖酶对肌胃相对重量和回肠相对长度有影响的趋势，对十二指肠和空肠pH具有显著影响(P<0.05)，加酶后可以显著降低肉鸡前期十二指肠和空肠pH。在肉鸡生长后期，非淀粉多糖酶能够显著降低肉鸡肌胃相对重量和空肠相对长度(P<0.05)，腺胃相对重量有降低的趋势(0.05 比常规低418 KJ能量的DDGS日粮中添加非淀粉多糖酶能不同程度地改善肉鸡料肉比及日增重，有效提高肉鸡蛋白和能量的利用率，有效改善肉鸡消化器官指数并降低肠道食糜pH，最终产生与常规能量日粮相同的效果。在本试验条件下结合商业实际，在低能量DDGS肉鸡日粮中同时添加20 g/t木聚糖酶和300 g/t纤维素酶效果相对较好。 [1] Cheng Z J, Hardy R W, Blair M. 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Effect of Non-starch Polysaccharide Enzymes on Performance, Nutrient Digestibility and Intestinal Index of Broiler in Low-energy DDGS Diets SU Man-chun1,LI Jin-ge1,CAI Chun1,GU Ke-song1,GONG Yue-sheng1*,SUN De-fa2* (1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100; 2.NovusInternational(Shanghai),Inc.Shanghai100080) To investigate the effect of non-starch polysaccharide (NSP) enzymes on performance, nutrient digestibility and intestinal index of broiler in the low-energy DDGS diets, seven hundred and twenty 1-day-old healthy AA broilers were randomly allocated to 6 groups with 6 replicates per group and 20 broilers per replicate. With group 1 being fed regular diet as positive control group, group 2 fed with 100 kcal of energy less than conventional diet as a negative contrast, group 3 added 20 g/t of xylanase on the basis of the group 2, group 4, 5, and 6 added 300, 600, 1 200 g/t of cellulase on the basis of the group 3. The results showed:(1) In 22～42d , 42 d weight in the group 6 was higher than that in the negative contrast group 4 (P=0.071). ADG and F/G in group 1 was significantly higher than those in the negative contrast and group 3, 4, and 5 on (P<0.05). In 1～42 d, the ADG of group 1 and 6 was higher than the negative control group (P=0.073), the F/G of group 1 was significantly lower than the group 2, 3, 4, 5 (P<0.05).(2) In 1～21 d, the energy utilization of positive control and experimental groups were significantly higher than those in the negative control (P<0.05); in 22～42 d, the protein utilization ratio of group 1,4 and 6 were significantly higher than those in the group 2 and 3(P<0.05).(3) In 1～21 d, the enzymatic groups displayed a tendency to reduce the muscular stomach and ileum index (P=0.067, 0.076). The duodenal pH value of the group 3 and 4 was significantly lower than that in the negative control group (P<0.05). The jejunum pH value of group 3, 4, and 5 were significantly lower than those of control groups; In 22～42 d, the muscular stomach index of the groups with enzyme were significantly lower than that in the negative control group (P<0.05). The gland stomach index reduced (P=0.081).the jejunum index of experimental groups and positive control were significantly lower than that in the negative control group (P<0.05). In conclusion, supplementation with 20 g/t xylanase and 300 g/t cellulase in the low-energy DDGS diets can effect good applications. NSP enzymes; broiler; DDGS; performance; nutrient digestibility; intestinal indicators 2015-04-02 2015-04-11 苏满春(1990-)，男，甘肃陇南人，硕士，主要从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:sumanchun@163.com *[通讯作者] 龚月生(1960-)，男，湖北武穴人，教授，硕士生导师，研究方向：动物营养原理与调控。E-mail:gongyuesheng@sohu.com；孙得发(1969-)，男，甘肃景泰人，博士，从事动物营养与饲料科学研究。E-mail: DeFa.Sun@novusint.com S811.6 A 1005-5228(2015)08-0021-07
3 讨 论
4 结 论
