日糧中添加α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞生產性能的影響及相關機理研究

戴求仲 張 民

豆粕和棉籽粕等豆科類蛋白質飼料是養雞生產中必不可少的飼料原料，但這些飼料原料中含有α-半乳糖苷類抗營養因子，這些物質的存在會影響營養物質的利用，甚至會引起腸道脹氣、腹瀉等不良癥狀。因此，如何降低這類物質的抗營養作用，提高飼料利用率，節約飼料原料，目前已成為動物營養研究領域的熱點問題。近年來，國內外對α-半乳糖苷酶大量研究結果表明，α-半乳糖苷酶作為一種水解糖苷酶，能專一性地分解α-半乳糖苷中的糖苷鍵，若在單胃動物飼料中添加α-半乳糖苷酶，能夠提高飼料中營養成分的利用率，并促進腸道有益微生物的增殖。基于對α-半乳糖苷酶作用效果認識的不斷提高，近年來市場上對α-半乳糖苷酶的需求也不斷增加。為滿足市場需求，湖南尤特爾公司經過幾年的研究，于2008年1月成功研制出畜禽飼料用α-半乳糖苷酶，并先后在仔豬、肉鴨等方面進行了飼喂試驗，取得了明顯的飼喂效果。本試驗以快長型黃羽肉雞作為試驗動物，研究α-半乳糖苷酶添加水平對肉雞生產性能指標、飼料養分消化率、免疫和生化指標以及后腸道菌群的影響，目的是探明α-半乳糖苷酶對快長型黃羽肉雞生產性能的影響及其相關機理，并確定其在肉雞日糧中的最佳添加劑量，為α-半乳糖苷酶在肉雞飼料生產中的應用提供參考依據。

1 試驗設計

1.1 試驗分組

選擇500只1日齡健康快長型黃羽肉雞（公母各半）隨機分為5個處理，每處理設4個重復，每個重復25只。試驗為期56 d，分前后兩期。試驗日糧設計見表1。

表1 試驗日糧設計

1.2 試驗日糧及營養水平

參照NRC(1994)和《家禽營養與飼料》(1997)黃羽肉雞飼養標準配制日糧，其組成及營養水平見表2。其中Ⅰ組為正對照基礎日糧（目前市場典型配方），Ⅱ組為負對照基礎日糧（正對照基礎日糧能量降低209 kJ/kg）、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組在負對照日糧基礎上每噸添加100、150和200 ml α-半乳糖苷酶。試驗用液體α-半乳糖苷酶制劑，由湖南尤特爾生化有限公司提供。

表2 試驗日糧配方及營養水平(風干基礎)

1.3 飼養管理

試驗在湖南省畜牧獸醫研究所試驗雞場進行。試驗雞采用網上平養，人工持續光照制度，育雛時采用紅外燈供暖，保持正常溫度（第1周33～34℃，第2周27～31℃），其后視具體氣溫情況供暖；雞舍自然通風，相對濕度保持在55%～65%；自由飲水和采食（計量不限量），按常規免疫。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 生產性能

試驗期間每天記錄雞只死亡情況，按重復記錄飼料消耗量，分別于1、21和56日齡早晨8:00稱試驗雞空腹重（提前12 h停飼），稱各重復剩余料重，并計算各處理各階段雞只死亡率、平均耗料量、平均日增重和料肉比。

1.4.2 屠宰性能

在56日齡早晨8:00，從每處理隨機選取8只接近該處理平均體重的雞（每重復2只），稱活重后頸靜脈放血致死，用濕法拔毛瀝干水分后稱重，取出肝臟、胰腺、（肌+腺）胃、十二指腸、空回腸、盲腸，清除消化道中內容物（收集后烘干，備測常規養分及氨基酸組成）后稱重記錄，計算器官指數；并分離出腹脂、胸肌、腿肌，記錄屠體重、半凈膛重、全凈膛重、腿肌重、胸肌重以及腹脂重，計算全凈膛率、腹脂率、胸肌率和腿肌率。

①活重是指在屠宰前停飼12 h后的重量，一律以g為單位（以下同）；②屠體重是指活雞放血后，用濕拔法去羽毛并將水瀝干后的重量；③半凈膛重是指屠體剔除氣管、食道、嗉囊、腸、脾、胰和生殖器官，留心、肝臟（去膽）、腎臟、肌胃（除去內容物及角質膜）和腹脂的重量；④全凈膛重是指半凈膛去除心臟、肝臟、腺胃、肌胃、腹脂及頭腳后的重量；⑤腹脂重：包括腹部板油及肌胃周圍的脂肪。

1.4.3 血液指標

于56日齡時從每處理隨機抽取8只雞（每重復2只），翼靜脈采血8 ml左右,集入10 ml離心管傾斜放置,讓血液自然凝固。在血凝0.5 h后以3000 r/min離心15 min分離血清，收集離心管上層血清，于-20℃下保存，以測定各項生化和免疫指標。其中，血清三碘甲腺原氨酸（T3）、甲狀腺素（T4）、胰島素（INS）、生長激素（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）測定；葡萄糖（GLU）和尿素氮（BUN）含量用CX4Pro全自動生化分析儀（Beckman Coulte公司生產）分析。

1.4.4 后腸道菌群

在進行步驟1.4.3節的同時，于回腸和盲腸入口處用消毒棉線扎緊，然后將扎口的盲腸取出，放入已滅菌的樣品袋，并立即帶回實驗室作菌群測定。

具體測定方法如下：在超凈工作臺無菌取樣1 g左右，加入到裝有9 ml稀釋液的無菌試管中，并放置5～8粒小玻璃珠振蕩30 s，待食糜混勻后，再進行逐級10倍稀釋，直到稀釋度達到10-8。在10-2～10-8的每個稀釋度，分別吸取0.1 ml稀釋液接種于：①麥康凱（Maconkey Αgar）平板培養基中進行大腸桿菌培養和計數；②Rogosa SL平皿培養基中進行乳酸桿菌培養和計數；③BS平皿培養基進行雙歧桿菌培養和計數。接種時，每種菌的每個稀釋度均做3個平行樣。接種后分別置于35、35和37℃恒溫培養箱中倒置培養24和48 h后進行菌落計數（乳酸桿菌和雙歧桿菌為厭氧培養）。通常以含50～150個菌落的稀釋度平皿用作計數，結果以細菌的Lg值（Lg CFU/g腸道內容物）表示。

1.4.5 養分消化率

生長試驗結束前2周分別從各處理中選擇接近平均體重、采食正常、無怪癖的健康公雞5只進行單籠代謝試驗測定兩種酶制劑對飼料蛋白質、氨基酸、能量的利用效率。試驗雞于排泄腔口外圍處縫合1個無底瓶蓋，用于連接塑料瓶收集糞尿。手術后試驗雞恢復5 d，并作為預飼期。正飼期4 d，前2 d為禁食排空期，禁食期間通過飲水每只雞每日補充葡萄糖50 g，于第3 d強飼2次（上午8:00和下午5:00），每次準確強飼40～50 g飼料并及時按個體記錄時間,強飼后分別收集每只雞48 h的糞便，每日收集若干次，每次收集后加0.1 mol/l HCl攪拌均勻，并立即保存于4℃下；或直接在60～65℃烘箱干燥至恒重，置室內回潮24 h，稱重、記錄，作為風干糞重；粉碎、過40目篩；再將排泄物混合均勻，裝瓶封存并立即取樣，在100～105℃下測定其絕干糞重。能量用全自動氧彈測熱儀測定（國產）；粗蛋白質含量用凱氏定氮法測定；氨基酸使用全自動氨基酸分析儀（美國，HP）測定。養分消化率計算公式如下：

1.5 數據處理及統計

試驗數據經過Excel初步整理后采用SΑS 8.1統計軟件Anova程序進行分析，對方差分析顯著者作Duncan's法多重比較，數據均以平均值±標準差表示。

2 試驗結果

2.1 α-半乳糖苷酶添加水平對黃羽肉雞生產性能的影響（見表3）

表3 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞生產性能的影響

表3結果表明，肉雞的平均日增重、日采食量、前期料重比和全期存活率試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組與正對照Ⅰ組和負對照Ⅱ組相比差異不顯著（P＞0.05）。但后期料重比和全期料重比卻以負對照Ⅱ組最高，分別為2.98和2.64，分別比正對照Ⅰ組和試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組高 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）；正對照Ⅰ組后期料重比略高于加酶的各試驗組，全期料重比卻比各試驗組低，但各處理組間差異不顯著（P＞0.05）；后期料重比和全期料重比3個加酶的試驗組間差異均不顯著（P＞0.05）。

2.2 α-半乳糖苷酶添加水平對黃羽肉雞屠宰性能的影響（見表4）

表4 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞胴體性狀及免疫器官指數的影響

表4結果表明，肉雞的屠宰率、全凈膛率各組間差異不顯著（P＞0.05），但以正對照Ⅰ組和試驗Ⅴ組較低，負對照Ⅱ組最高，其次是試驗Ⅲ組和Ⅳ組。半凈膛率Ⅱ組、Ⅲ組與正對照組相比差異顯著（P＜0.05），負對照Ⅱ組最高，為84.12%，分別比正對照Ⅰ組、試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組高 3.06%（P＜0.05）、0.03%（P＞0.05）、1.22%（P＞0.05）、2.01%（P＞0.05）；胸肌率以試驗Ⅲ組最高，而腿肌率卻以試驗Ⅴ組為最高，但胸、腿肌率各組間差異均不顯著（P＞0.05）；腹脂率以正對照Ⅰ組最高，為12.43%，分別比負對照Ⅱ組和試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組高 8.18%（P＞0.05）、20.91%（P＜0.05）、47.45%（P＜0.01）和 23.80%（P＜0.05）；胸腺指數和法氏囊指數加酶的各試驗組較正對照和負對照組均有所提高，尤其是法氏囊指數加酶的試驗Ⅴ組明顯高于負對照Ⅱ組（P＜0.05）；但脾臟指數并未表現出以上規律。

2.3 α-半乳糖苷酶添加水平對黃羽肉雞血液生化指標的影響（見表5）

表5 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞血液生化指標的影響

血液生化指標分析的結果表明，添加不同劑量α-半乳糖苷酶制劑的試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組肉雞的血糖濃度均高于正對照Ⅰ組和負對照Ⅱ組，但各處理組間僅試驗Ⅲ和Ⅴ組與負對照組相比達到顯著水平（P＜0.05）；血漿尿素氮含量以負對照Ⅱ組最高，為1.94 mmol/l，分別比正對照、試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組高4.30%、3.74%、5.43%和1.57%，但各處理組間差異不顯著（P＞0.05）。

T3和T4水平各處理組中均以負對照Ⅱ組最低，分別為1.09 mmol/l和33.91 mmol/l，分別比正對照Ⅰ組和試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組低 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）；血液中胰島素（INS）和生長激素（GH）的含量也表現出相似的規律，以負對照Ⅱ組最低，試驗Ⅲ組的INS含量明顯高于正對照Ⅰ組（P＜0.05）和負對照Ⅱ組（P＜0.01），也比試驗Ⅳ、Ⅴ組高，但加酶的各試驗組間差異不顯著（P＞0.05），GH的含量各處理組間差異均不顯著（P＞0.05）；與不加酶的正、負對照組相比，添加不同劑量的α-半乳糖苷酶制劑均提高了肉雞血液中分泌型免疫球蛋白IgΑ的含量，試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組分別比正、負對照組提高了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 表出與IgΑ相同的規律，以負對照組最低，正對照組其次，加酶的各試驗組較高。

2.4 α-半乳糖苷酶添加水平對黃羽肉雞飼料養分利用率的影響（見表6）

表6 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞能量和蛋白質利用效率的影響

表6代謝試驗結果表明，加酶的試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組肉雞對飼料干物質的消化率均略高于不添加α-半乳糖苷酶制劑的負對照組，但與正對照組接近；而蛋白質的表觀消化率也基本表現出與干物質消化率相似的規律。與不加酶的負對照相比，添加不同劑量的α-半乳糖苷酶制劑分別提高了肉雞能量表觀代謝率2.44、2.72和3.0個百分點，即分別提高日糧代謝能濃度 0.18 MJ/kg（43 kcal/kg）、0.22 MJ/kg（53 kcal/kg）和 0.26 MJ/kg（62 kcal/kg）。

表7氨基酸消化率分析結果表明，黃羽肉雞日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑對氨基酸的消化率均有不同程度的改善，總氨基酸的表觀消化率盡管各組間無明顯差異（P＞0.05），但加酶的各組均高于不加酶的正對照組和負對照組，分別高2.23%、1.59%、0.82%和3.33%、2.69%、1.90%。就具體的單個氨基酸表觀消化率而言，負對照組除蛋氨酸和丙氨酸外，其余各氨基酸均最低，正對照組其次，加酶的各試驗組較高，其中天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸、精氨酸和脯氨酸幾組中以試驗Ⅲ組最高；蘇氨酸、絲氨酸、纈氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸以試驗Ⅳ組最高，而組氨酸的表觀消化率卻以試驗Ⅴ組最高。

表7 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞氨基酸表觀消化率的影響(%)

2.5 α-半乳糖苷酶添加水平對黃羽肉雞后腸道微生物菌群的影響（見表8）

由表8可知，黃羽肉雞日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑顯著降低了后腸大腸桿菌數，且增加了雙歧桿菌數和乳酸菌數。其中，大腸桿菌數隨α-半乳糖苷酶添加劑量的增加呈遞降趨勢，各處理組中以試驗Ⅴ組最低，為7.68 CFU/g，分別比正對照組和負對照組低 7.25%（P＜0.01）和 9.11%（P＜0.01），也比試驗Ⅲ和Ⅳ組低 5.65%（P＜0.05）和 2.04%（P＞0.05）；雙歧桿菌數和乳酸菌數各處理組中均以負對照組最低，分別為6.98 CFU/g和6.32 CFU/g，比正對照組和試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組低 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-半乳糖苷酶對黃羽肉雞后腸道菌群的影響（Lg CFU/g）

3 討論與分析

3.1 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞生產性能的影響

肉雞方面的眾多研究表明，在玉米-豆粕（或雜粕）型日糧中添加α-半乳糖苷酶，能夠降低或消除豆粕及雜粕類飼料中存在的α-半乳糖苷含量，減少這類低聚糖的抗營養作用，從而促進肉雞對能量和蛋白的消化和利用，提高采食量和日增重，改善飼料報酬（王春林，2004；Ghazi等，1997a、b；Knap 等，1996）。本試驗中也發現，盡管日糧中添加不同劑量的α-半乳糖苷酶并沒有影響肉雞的平均日增重、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-半乳糖苷酶各組均低于不加酶的負對照Ⅱ組，且接近于采食高能量的正對照Ⅰ組，表明α-半乳糖苷酶可提高肉雞的生產性能，且在代謝能低209 kJ/kg的玉米-豆粕（或雜粕）型日糧中添加α-半乳糖苷酶與代謝能正常的玉米-豆粕（或雜粕）型日糧具有同等的飼喂效果。此外，試驗中添加不同劑量α-半乳糖苷酶的各試驗組間生產性能并沒有明顯差異，提示在本試驗基礎配方條件下，日糧中添加100 ml α-半乳糖苷酶含量為100 U/l的液態酶制劑已基本消除了日糧中存在的α-半乳糖苷。

3.2 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞免疫功能的影響

有報道證實，肉雞對α-半乳糖苷酶的連續攝入可能會刺激機體免疫反應，但細胞免疫和體液免疫反應測定結果沒有明顯差異（Kidd等，2001a、b）。王春林（2004）的研究還表明，α-半乳糖苷酶的添加可以增加血清GLOB（球蛋白）水平以及21日齡胸腺和脾臟的相對重量。本試驗也得到了相似的結果，發現加酶的各試驗組胸腺指數、法氏囊指數、血液中分泌型免疫球蛋白IgΑ和IgM均較不加酶的負對照組高，特別是法氏囊指數，加酶的試驗Ⅴ組明顯高于負對照Ⅱ組（P＜0.05），表明α-半乳糖苷酶可以增強機體免疫功能。但目前尚未探明α-半乳糖苷酶影響肉雞免疫的機制，從本試驗血液指標分析的結果看，可能是α-半乳糖苷酶改變了與免疫有關內分泌激素的分泌。試驗中添加α-半乳糖苷酶的各組甲狀腺素（T3、T4）和GH的分泌水平高于不加酶的負對照組。由于甲狀腺素和GH在個體發育過程中，是維持免疫系統功能所必不可少的，甲狀腺切除或抗甲狀腺藥物可使胸腺和其他淋巴器官重量減輕，淋巴細胞數量下降，抗體生成減少；同時，T3、T4水平也與T淋巴細胞活性呈正相關，在雞日糧中添加T3，可使血液中T淋巴細胞數量增加和活性增強（徐日福等，1999）。表明本試驗中添加α-半乳糖苷酶提高免疫器官發育和體液免疫可能是通過提高T3、T4和GH的分泌來實現的。

3.3 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞飼料養分利用率的影響

關于α-半乳糖苷酶對飼料養分利用效率影響的研究報道較多，但不同研究者得到的結果存在差異。大多數的研究認為，在肉仔雞玉米-豆粕型日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑能夠使日糧的代謝能提高5%，氮的存留率提高了10%以上，并可提高飼料中Met和Cys的真消化率，以及 DM、OM、NDF、CP、Ca和 P 的表觀消化率（王春林，2004；Ghazi等，1997a、b）。但 Αngel等（1988）的研究認為，α-半乳糖苷酶并沒有顯著提高豆粕的營養價值。不同試驗間結果存在差異的原因可能與所用的試驗條件、試驗動物、日糧水平、所用α-半乳糖苷酶的來源、酶活力等因素不同有關。本試驗中α-半乳糖苷酶采用液體后噴涂技術添加，發現加酶的試驗Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組肉仔雞飼料DM、CP的表觀消化率和能量表觀代謝率均高于不添加α-半乳糖苷酶制劑的負對照組，特別是日糧代謝能濃度分別提高了 0.18 MJ/kg（43 kcal/kg）、0.22 MJ/kg（53 kcal/kg）和0.26 MJ/kg（62 kcal/kg）；進一步對飼料氨基酸消化率的分析也發現，肉雞日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑提高了總氨基酸和多數單個氨基酸的表觀消化率，這些結果與前期的大多數研究基本一致，證實在肉仔雞玉米-豆粕（或雜粕）型日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑確實能夠提高日糧養分的利用效率。

3.4 α-半乳糖苷酶對黃羽肉雞后腸微生物區系的影響

關于α-半乳糖苷酶對動物后腸微生物區系影響的研究報道較少。潘寶海（2002）在仔豬方面研究發現，日糧中添加1%的水蘇糖對小豬的生長不利，而添加α-半乳糖苷酶可以降低水蘇糖的不利影響，并改善腸道微生物區系結構，增加有益微生物的數量。本試驗在黃羽肉雞日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑也得到了相似的結果。試驗發現，加酶顯著降低了肉雞后腸中大腸桿菌數，并明顯增加有益菌雙歧桿菌和乳酸菌的數量。對于α-半乳糖苷酶影響肉雞微生物區系的作用機理目前還不太清楚，筆者認為可能是由于α-半乳糖苷酶降解了日糧中存在的α-半乳糖苷，消除其對飼料中半纖維素、纖維素和淀粉等碳水化合物消化利用的副作用，提高了這些物質在消化道前段的利用效率，從而改變了后腸微生物發酵底物的組成和比例，使其有益于益生菌的生長所致。

4 結論

本試驗結果表明，日糧中添加α-半乳糖苷酶能夠明顯降低肉雞的后期和全期料重比，改善試驗雞生產性能。進一步分析發現，α-半乳糖苷酶改善肉雞生產性能的機理在于：一方面是α-半乳糖苷酶通過提高T3、T4和GH的分泌，促進了肉雞免疫器官發育和分泌型免疫球蛋白IgΑ和IgM的分泌，從而增強機體免疫功能；另一方面，α-半乳糖苷酶制劑提高了黃羽肉雞對飼料DM、CP、氨基酸的表觀消化率和能量的表觀代謝率，增加了日糧中可利用養分濃度和有效能含量；其次是日糧中添加α-半乳糖苷酶制劑降解了日糧中存在的α-半乳糖苷，提高了飼料中半纖維素、纖維素和淀粉等碳水化合物在消化道前段的利用效率，從而改變了后腸微生物發酵底物的組成和比例，促進了有益菌的生長和抑制有害菌的繁殖，從而改善了肉雞的健康狀況，促進其生長和發育。

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