非淀粉多糖酶对体外养分消化和肉鸡生长性能的影响

2020-02-20唐德富汝应俊万敏艳

饲料工业 2020年3期

■唐德富陈亮汝应俊万敏艳

（1.甘肃农业大学，甘肃兰州730070；2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京100193；3.大祥资源私人有限公司，新加坡629314）

非淀粉多糖（Non-starch polysaccharides, NSP）是指饲料中除淀粉之外的多糖，主要包括纤维素、非纤维素和果胶多糖等（阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、葡萄糖甘露聚糖等）[1]。根据在水中的溶解度将饲料中NSP分为可溶性NSP与不可溶性NSP，其中可溶性NSP可吸附大量自由水，增加动物肠道食糜黏性，降低营养物质消化吸收，而不可溶性NSP对饲料养分具有包被作用，降低饲料与肠道中相关消化酶的接触面积,进而导致饲料养分的利用率下降，同时引起肠道中微生物菌群的种类与活性变化致使肠道疾病发生[2-3]。饲粮中添加饲用酶制剂是有效消除NSP抗营养作用的方法之一。

我国肉鸡饲料主要以玉米、小麦为主要能量饲料，部分地区也使用大麦和高粱以替代玉米。早期研究表明小麦和大麦中的NSP以可溶性NSP为主,具有显著的抗营养作用[4]。尽管玉米和高粱中可溶性NSP含量没有小麦高，有学者在玉米-豆粕型饲料中添加不同来源的NSP酶后发现试验组与对照组全肠食糜黏度无显著差异，但玉米中不可溶性NSP仍对动物的生产性能有负面影响[5-6]。

尽管非淀粉多糖酶被广泛应用于家禽饲料帮助消除NSP的抗营养作用，但家禽生产者需要在众多的产品中选择性价比高的产品。由于动物试验条件变异大，数据重复性差，耗时费力等因素，应用动物试验评定酶制剂产品的可操作性受到一定限制。为此，体外消化法因其简单快速，成本低且能大批测定而得到广泛应用。本试验采用体外试验和动物试验（体内）相结合的方法，评定了两种商用非淀粉多糖酶产品的生物学效价。

1 材料与方法

1.1 试验样品

饲用NSP 酶制剂样品A 和XB 由市场购入，产品A 添加量为木聚糖酶16 000 BXU/kg 饲料，葡聚糖酶4 000 BGU/kg 饲料；产品XB 添加量为木聚糖酶7 500 BXU/kg饲料，葡聚糖酶2 000 BGU/kg饲料。一个木聚糖酶单位（BXU）定义为在测定条件下，以桦木为底物，在1 s 内释放1 nmol 的还原糖所需要的酶量。一个葡聚糖酶单位(BGU)的定义为在测定条件下，1 s钟释放1 nmol还原糖(即葡萄糖)所需要酶的量。

1.2 体外试验设计

体外试验采用单因素完全随机设计，分为3个处理组（基础饲粮，基础饲粮+NSP 酶A，基础饲粮+NSP酶XB），每个处理5个重复，每个重复1个模拟器。饲粮四分法取样后，粉碎后过60目孔径筛，充分混合均匀后置于-20 ℃冰箱中储存备用。基础饲粮干物质、粗蛋白质和总能含量见表1。

仿生消化操作过程中缓冲液的配制和仪器运行参数等实验操作基于《鸡饲料体外养分和能量测定技术规程》。

表1 基础饲粮干物质、粗蛋白质和总能

1.3 肉鸡饲养试验

1.3.1 动物与饲粮

试验选择体重接近，健康的1日龄科宝505肉仔鸡320只，随机分为4个日粮处理组，每组8个重复，每个重复10只鸡（公母各半），分别饲喂正对照(PC、正常营养水平，组1)、负对照(NC、代谢能比PC低0.63 MJ/kg，组2)、NC+NSP 酶XB（添加量为木聚糖酶7 500 BXU/kg 饲料，葡聚糖酶2 000 BGU/kg饲料，组3)和NC+NSP酶A（添加量为木聚糖酶16 000 BXU/kg 饲料，葡聚糖酶4 000 BGU/kg 饲料，组4)4 种日粮。基础饲粮参考NRC2007推荐营养水平配制。所有试鸡在23 h的光照下随意采食、自由饮水。第一周室温保持在33～35 ℃，以后逐步调低，第三周末降到24 ℃保持到试验结束。试验分前期(0～21 d)和后期(22～42 d)两个阶段。肉仔鸡饲喂粉状饲料。基础饲粮配方及营养水平见表2。

表2 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.3.2 测定指标及方法

体外试验主要计算干物质消化率（DMD）、粗蛋白消化率（CPD）、总能消化率GED 和体外消化能（IVDE）。计算公式如下：

式中：DMD——饲料体外干物质消化率(%)；

M1——上样饲料干物质重量(g)；

M2——未消化残渣干物质重量(g)。

CPD——饲料体外粗蛋白质消化率(%)；

CP1——上样饲料粗蛋白质重量(g)；

CP2——未消化残渣粗蛋白质重量(g)。

GED——饲料体外能量消化率(%)；

GE1——上样饲料总能(J)；

GE2——未消化残渣总能(J)；

IVDE——饲料体外消化能(MJ/kg)。

分别于0日龄、21日龄和42日龄按重复为单位称量肉鸡体重并结料计算各期内平均采食量、平均体增重和料重比。平均体增重为期末活禽平均体重减去初期活禽平均体重。平均采食量的计算是用饲养期内消耗的饲料总量除以动物的数量，根据饲养期内死亡动物体重换算减去校正死鸡消耗的饲料量。料重比的计算是用饲养期内总饲料消耗量除以饲养期内活鸡和死鸡的总体重。

1.4 数据处理与统计

试验采用单因素完全随机设计，用SAS 9.2 软件的MEANS 模块对基本统计量进行分析，GLM 模块对数据进行方差分析，显著水平为P＜0.05，0.05＜P＜0.10的认为有趋势。

2 结果与分析

2.1 体外消化试验

基础饲粮的粗蛋白质和总能含量分别为17.81%和17.79 MJ/kg(绝干基础)(见表1)。由表3 可见，基础日粮基础上添加NSP酶A和XB均显著提高干物质消化率、总能消化率和体外消化能(P＜0.05)。基础饲粮+酶XB 组粗蛋白质消化率最高，基础饲粮+酶A 组次之，基础饲粮组最低(P＜0.05)。两种酶制剂产品均显著提高了基础饲粮总能消化率和消化能(P＜0.05)，改善消化能幅度约0.24 MJ/kg。

表3 添加NSP酶A和XB对基础饲粮养分和能量消化率的影响

2.2 动物饲养试验

在整个试验期间，肉鸡的健康状况良好，死亡率较低（小于2%），且死淘鸡只均与饲料处理效应无关。试验开始前，各处理组初始体重间无显著性差异（P=0.93）。由表4可知，与组1相比，组2在22～42 d及0～42 d 体增重显著下降(P＜0.05)；组2 在0～21、22～42 d 和0～42 d 的料重比均显著高于组1(P＜0.05)。添加NSP 酶制剂后，组3 的肉仔鸡体增重在0～21 d 和22～42 d 均有所改善，全期（0～42 d）组3 平均体增重较组2 提高47.1 g/只，但未达到显著性水平(P＞0.05)。整个试验期内各组间平均采食量均无显著性差异(P＞0.05)。

表4 添加NSP酶制剂对肉仔鸡生长性能的影响

3 讨论

肉仔鸡玉米-豆粕型饲粮含有大量的NSP，添加NPS酶后可以有效消除NSP的抗营养作用，提高饲料干物质消化率、粗蛋白消化率、总能消化率和体外消化能值[7-9]。但是利用生物学法(动物试验)评定酶制剂的生物学效价不仅耗时、费力，且不同研究学者测得的结果存在较大变异，主要缘于测定结果受到饲料、环境、动物及试验中人为因素等诸多干扰，同时生物学法难以在短期内对大量的酶制剂产品进行筛选[10]。因此，体外仿生法被一些学者所采用，该方法规范了操作方法和测定环境，很大程度提高了测试结果的稳定性和重复性。本试验运用体外仿生法评价了两种商品酶制剂产品对肉鸡饲料体外消化率的作用效果，研究结果与现有多数报道基本一致。高理想[11]在仿生消化系统体外模拟猪消化中大肠阶段的模拟消化试验中发现饲粮中添加纤维素酶、Viscozyme酶（是一种由微生物发酵产生的降解纤维的复合酶，包括阿拉伯糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、半纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶的活性）和仿生酶均显著提高了玉米、大豆粕和大豆皮的体外干物质消化率，仿生酶与Viscozyme酶均显著提高了玉米的总能消化率，且仿生酶的作用效果更优于其他两种酶。张立兰等[12]在生长猪的体外消化系统试验中发现在小麦-豆粕-DDGS 型饲粮中添加木聚糖酶与β-葡聚糖酶，消化酶与饲料中的体外干物质消化率都呈现二次曲线关系，且模型相关系数均达显著水平。

本研究体外试验结果同时证明NSP酶XB对提高蛋白质消化率更为明显，由此推断该体外法能够检测出酶产品之间的差异性，但这种差异需要在动物体内试验进一步进行结果验证。动物试验选用了低能饲粮（较正常营养水平降低0.63 MJ/kg）以消除配方中安全量对酶制剂真实效果的影响。在负对照基础上添加两种NSP酶制剂后，受试肉仔鸡的生产性能介于正负对照之间，再次证明两种产品都不能完全改善负对照饲粮能量利用率以弥补其与正对照间的能量差异，而在整个试验期，酶制剂对肉鸡的采食量并没有显著影响，所以生产性能的改善主要源于对饲粮营养物质消化利用率的改善。张磊[13]试验证明在肉鸡饲料中添加500～1 500 U/kg 单一木聚糖酶后，使前期（0～22 d）能量消化率提高2.4%～3.9%，而后期的提高1.8%～2.8%。李晓洁等[14]也报道了类似的试验结果，即在降低饲料代谢能的饲粮中添加单一非淀粉多糖酶可以有效地提高肉鸡的生产性能。有报道显示在玉米-豆粕型肉仔鸡粉料日粮中添加三种均含有木聚糖酶、β-葡萄糖酶、纤维素酶和酸性蛋白酶的不同复合酶制剂，与对照组相比较，能量表观代谢率仅提高0.2%～1.6%，蛋白质表观代谢率提高2.5%～3.6%，各种酶处理间差异均不明显[15]，该试验中，酶制剂对能量代谢率的改善很小，可能与酶的来源、活性、添加量、配伍和饲量底物浓度相关。