低蛋白日粮添加新型毕赤酵母蛋白酶对肉鸡生长性能、胴体性状、机体免疫和氨基酸表观回肠消化率的影响

邱 凯， 张广民，2， 郑爱娟， 常文环， 刘国华， 蔡辉益， 陈志敏

1.中国农业科学院饲料研究所，生物饲料国家工程技术研究中心，北京 100081；

2.北京挑战生物技术有限公司，北京 100086

肉鸡饲粮粗蛋白质（CP）水平过高会显著降低氨基酸（AA）吸收利用率，未消化蛋白质到达消化道后段，将为条件性致病菌提供氮源，增加肠道疾病风险。此外，肉鸡消化吸收过多的蛋白质在体内会被分解供能或以尿酸排泄，既不经济又不环保（Kidd 等，2001）。我国豆粕严重依赖于进口，低蛋白日粮是缓解豆粕资源紧张，减少畜牧业氮排泄污染的一种重要策略。然而，降低饲粮CP 水平可能会导致必需或非必需AA 缺乏，损害肉鸡生长性能和机体健康，导致肉鸡腹部脂肪堆积（Fang 等，2019；Namroud 等，2008）。在实际生产中，常用植酸酶、碳水化合物酶和蛋白酶来降低饲料中的抗营养因子，以提高饲料利用率（Mahmood 等，2017a）。

蛋白酶可有效降解豆粕等饲料成分中存在的蛋白质抗营养因子（Nu 等，2018）。补充外源性蛋白酶可显著改善肉鸡和肉鸭低蛋白日粮的营养物质消化率（Wang 等，2020；Ndazigaruye 等，2019；Law 等，2018）。日粮添加蛋白酶可促进肉鸡小肠发育和消化酶分泌，其中低蛋白日粮添加蛋白酶效果更佳（张运锋等，2022）。李东东等（2015）研究表明，饲粮CP 水平降低1%后添加300 mg/kg 蛋白酶对肉鸡生产性能、血清生化指标和抗氧化功能无显著影响。本研究所用的新型蛋白酶是利用新型改良的毕赤酵母表达体系，通过液体深层发酵，筛选优化复配而成的新产品，有望提高肉鸡饲料的消化率，从而促进低蛋白日粮在肉鸡中的广泛应用。为此，本研究拟从生长性能、胴体性状、机体健康和AA 消化率的角度，系统评价新型蛋白酶在肉鸡低蛋白日粮中的应用效果。

1 材料与方法

1.1 试验设计与饲养管理

选取180 只1 日龄爱拔益加（AA）健康公雏，随机分配到3 个处理组，每组6 个重复，每重复10 只鸡。每重复饲养在一个笼位（120 cm×100 cm×48 cm），处理组各重复均匀分布在试验鸡舍内。试验采用两阶段喂养方案，即1～21 d和22～42 d。前3 d 全天光照，随后改为23 h 光照制度。前3 d 鸡舍温度维持在32 ℃，之后每周降低2 ℃，直至24 ℃。机械纵向通风，保持鸡舍内氨浓度低于20 ppm。前两周湿度维持在60%～70%，随后降至50%～60%。肉鸡自由采食和饮水，并根据当地免疫程序进行疫苗接种。本研究中使用的蛋白酶是一种毕赤酵母蛋白酶，主要由碱性蛋白酶组成，活性为20000 U，购自挑战集团（中国北京）。试验日粮为基础日粮、低蛋白日粮以及添加500 mg/kg 蛋白酶的低蛋白日粮。日粮组成和营养水平见表1。所有饲料均经冷压制粒后饲喂。肉鸡饲养试验在中国农业科学院南口动物实验基地进行。本试验获得了中国农业科学院饲料研究所实验动物伦理委员会批准（ID: AEC-CAAS-20210701）。

表1 试验饲粮组成和营养水平（风干基础）

1.2 生长性能和屠宰性状

在试验的第21 天和第42 天，禁食8 h 后，以重复为单位，对肉鸡进行称重，每周以重复为单位记录采食量。计算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）、死淘率（DCR）以及料重比（FCR）。

在试验结束时，每重复选择一只接近平均重的鸡，禁食8 h 后经心脏采血，随后屠宰，热脱毛后沥干。将装有血样的采血管（TDL-80-2B，安科生物，中国上海）在室温下斜置30 min，再1500 r/min 和4 ℃离心10 min，收集上层血清，储存在-80 ℃冰箱。对屠宰后的肉鸡进行分割称重，计算屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、腹脂率等。分离胸腺、脾脏和法氏囊，称重并计算器官指数。肉鸡养殖欧洲效益指数（EPI）的计算公式如下所示。

EPI=BW(kg)×(1-DCR)/(FCR×42)×10000。

1.3 血液生化指标

采用自动化分析系统（7600 分析仪，日立高科，日本东京）和商用试剂盒（南京建成生物工程研究所，中国南京），严格按照产品操作指南，测定血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、肌酐（CREA）、血氨（BA）和尿酸（UA）的含量，以及天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和碱性磷酸酶（ALP）的活性。

1.4 表观回肠消化率

在肉鸡36～42 日龄期间，各组试验料均添加0.4% 二氧化钛（TiO2）作为外源指示剂，用于分析CP 和AA 的表观回肠消化率。在第42 天，每重复选取3 只肉鸡进行屠宰，收集回肠内容物，立即冷冻并储存在-20 ℃冰箱。冷冻干燥后，研磨至粒径小于0.45 mm 的粉末并混匀。经前期处理后，利用自动凯氏定氮分析仪（KDY-9830，科拓，中国北京）测定样品总氮水平，AA 自动分析仪（日立L-8800，日本东京）测定AA 水平。氮（N）和AA 的AID 计算公式如下：

AID (N)=[1-(Ni×Td)/(Nd×Ti)]×100 ；

式中：Ni 为回肠食糜样品中N 浓度，%；Nd为日粮中N 浓度，%；Td 为日粮中TiO2浓度，%；Ti 为回肠食糜样品中TiO2浓度，%。

AID (AA) =[1-(Ai×Td)/(Ad×Ti)]×100；

式中：Ai 为回肠食糜样品中AA 浓度，%；Ad 为日粮中AA 浓度，%；Td 为日粮中TiO2浓度，% ；Ti 为回肠食糜样品中TiO2浓度，%。

1.5 数据分析

试验数据采用SAS 9.1 统计软件中的一般线性模型（GLM）进行单因素方差分析。P≤0.05 为差异显著，0.05＜P≤0.10 表示具有差异趋势。

2 结果与分析

2.1 生长性能和胴体性状

低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡生产性能的影响见表2。与对照组相比，低蛋白饲粮对肉鸡1～21 d 的ADG、ADFI 和DCR 均无影响，但显著增加了FCR（P≤0.05）；对肉鸡22～42 d的FCR 和DCR 无影响，但显著降低了ADG 和ADFI（P≤0.05）。与低蛋白饲粮组相比，补充蛋白酶将肉鸡1～21 d 的ADG 提高6.75%，FCR 降低3.08%（P≤0.05），但对ADFI 和DCR 无影响；将 肉 鸡22～42 d 的ADG 提 高5.16% 和ADFI提高4.53%（P≤0.05），但对FCR 和DCR 无影响。与对照组相比，低蛋白饲粮显著降低了肉鸡1～42 d 的ADG 和EPI（P≤0.05），但对ADFI、FCR 和DCR 无影响。与低蛋白饲粮组相比，补充蛋白酶将肉鸡1～42 d 的ADG 提高5.65% 和EPI 提高6.99%（P≤0.05），达到与对照组相当的水平，但对ADFI、FCR 和DCR 无影响。

表2 低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡生产性能的影响

如表3 所示，日粮处理对42 d 肉鸡的屠宰率、半净膛率和全净膛率无影响。与对照组相比，低蛋白饲粮组及其补充蛋白酶组的腿肌率显著增加（P≤0.05），但胸肌率有降低的趋势（P=0.079）。与对照组相比，低蛋白饲粮显著增加了肉鸡腹脂率（P≤0.05），低蛋白饲粮补充蛋白酶可有效降低腹脂率16.13%，且略低于对照组（P≤0.05）。

表3 低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡胴体性状的影响%

2.2 血清生化指标与免疫功能

低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡血清生化指标的影响见表4。与对照组相比，低蛋白组和低蛋白饲粮补充蛋白酶组的肉鸡血清AST、ALP 活性和UA 含量显著降低（P≤0.05）。低蛋白组肉鸡血清中CREA 含量显著低于对照组（P≤0.05），但低蛋白饲粮补充蛋白酶可明显增加其含量（P≤0.05），但仍显著低于对照组（P≤0.05）。日粮处理对肉鸡血清中ALT 活性和BA 含量无显著影响。

表4 低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡血清生化指标的影响

如表5 所示，日粮处理对肉鸡免疫器官指数无显著影响，包括胸腺、脾脏和法氏囊。与对照组和低蛋白组相比，低蛋白饲粮补充蛋白酶显著增加了肉鸡血清中IgM 含量（P≤0.05），且有增加IgG 含量的趋势（P=0.082）。血清中IgA 含量不受日粮处理影响。

表5 低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡免疫功能的影响

2.3 氨基酸表观回肠消化率

低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉鸡CP 和AA 回肠表观消化率的影响见表6。与对照组相比，低蛋白饲粮显著增加了精氨酸、胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、天冬氨酸和甘氨酸的消化率（P≤0.05），但对亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、谷氨酸、脯氨酸和丝氨酸的消化率没有显著影响。与对照组和低蛋白组相比，低蛋白饲粮补充蛋白酶显著增加了精氨酸、胱氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸的消化率（P≤0.05）。低蛋白饲粮补充蛋白酶组肉鸡的酪氨酸消化率显著高于低蛋白组（P≤0.05），但和对照组无显著差异。日粮处理对肉鸡丙氨酸消化率无影响。

表6 低蛋白饲粮添加蛋白酶对肉仔鸡粗蛋白质和氨基酸回肠表观消化率的影响%

3 讨论

肉鸡饲粮CP 水平降低超过2 个百分点通常会导致生长性能不佳 （Wang 等，2022；van Harn等，2019；Bregendahl 等，2002）。本研究再次证实，降低饲粮CP 水平显著降低了肉鸡全期ADG和EPI，不利于肉鸡生产。外源添加蛋白酶可增加肉鸡肠道蛋白消化能力，提高生长性能，是促进肉鸡低蛋白日粮的重要手段（Ndazigaruye 等，2019 ；Mahmood 等，2017b ；Law 等，2015）。在生长早期，肉鸡的消化系统尚未成熟，胰腺蛋白酶的分泌受到限制（Yuan 等，2017）。外源性蛋白酶弥补了胰蛋白酶缺乏，对于增强肠道消化能力有益，可增加肠道蛋白的降解 （Lourenco等，2020）。此外，饲粮添加外源酶可提高棉籽粕、菜籽粕、玉米蛋白粉和干酒糟中难消化成分的消化率（Babatunde 等，2021），以往有报道指出饲料蛋白酶补充剂增加了氮的利用率 （Wang 等，2020 ；Olukosi 等，2015）。然而，也有不一致的研究报道，低蛋白日粮添加蛋白酶对肉鸡的生长性能影响较小，甚至在育肥期对肉鸡的ADG、ADFI 和FCR 有 负 面影 响（Lin Law 等，2019），这可能是添加过多外源性蛋白酶抑制了内源性分泌及活性 （Qiu 等，2023 ；Walkowiak 等，2003）。饲粮补充蛋白酶不影响肉鸡腹脂率，这与之前的结果一致（Law 等，2018）。低蛋白饲粮会导致肉鸡腹脂率较高 （Law 等，2018；Mabudabos，2012），在本研究中再次得到证实。饲粮CP 水平降低后，净能被低估（Zhang 等，2020），这可能是导致肉鸡腹脂沉积增加的原因。

饲粮CP 水平降低1% 后补充300 mg/kg 蛋白酶，肉鸡的生产性能、血清生化指标和抗氧化功能均无显著变化（李东东等，2015）。本研究与先前报道不一致，发现饲粮CP 水平降低两个百分点，是否补充蛋白酶，均会显著改变肉鸡血清生化指标，表现为肝脏健康的改善和氮代谢能力增强。这可能由于饲粮蛋白水平降低幅度不同。饲粮添加不同来源的蛋白酶均能提高肉鸡抗氧化能力，并在一定程度上可改善生产性能（侯振平等，2017）。蛋白酶可降低饲粮中抗营养因子的抑制作用，提高肉鸡对饲粮的消化吸收能力，改善生产性能，部分蛋白酶还具有提高肉鸡免疫力的作用（刘干等，2018；王雄和陈清华，2016）。本研究结果与上述一致，低蛋白饲粮补充蛋白酶可显著改善肉鸡的血清免疫力。

日粮添加蛋白酶可促进肉鸡小肠发育和消化酶分泌，改善CP 的消化吸收及AA 利用，其中低蛋白日粮添加蛋白酶效果更佳，具有节约AA营养需要和提高饲料转化率的效果（张运锋等，2022 ；李忠荣等，2021）。在不同蛋白质水平饲粮中，添加酸性蛋白酶均能提高肉鸡的生长性能和养分表观消化率，并降低死淘率（李洪滨等，2023）。外源蛋白酶添加可以提高内源胰蛋白酶的活性，改善肠道形态，提高蛋白质的表观消化率和抗氧化能力，增强机体健康，从而提高肉鸡的料重比，增加经济效益（侯振平等，2018；李宗锐，2015）。玉米- 豆粕型基础饲粮中添加适量外源蛋白酶，可显著提高肉鸡饲粮体外降解效率（王雄等，2018）。添加不同外源蛋白酶对肉鸡生长性能和屠宰性能无显著影响，但可在一定程度上提高营养物质利用率，从而降低肉鸡粪便氮排泄量（燕磊等，2021）。肉鸡饲粮中添加适量蛋白酶能够在一定程度上提高饲粮蛋白质的消化率，从而改善其生长性能（刘胜利等，2019）。

4 结论

低蛋白日粮添加新型毕赤酵母蛋白酶可显著改善肉鸡生长性能，增加腿肌率，降低腹脂率，起到节约饲粮蛋白的作用。饲粮CP 水平的降低可有效改善肉鸡肝脏健康和机体氮代谢，且补充蛋白酶可在一定程度上改善肉鸡免疫功能。低蛋白日粮可提高肉鸡饲粮CP 和部分AA 的消化率，并且在补充蛋白酶后得到进一步增强，这可能是蛋白酶改善肉鸡生产性能的原因。由此可见，饲粮添加500 mg/kg 蛋白酶可推动低蛋白饲粮在肉鸡生产中的应用。