超量添加植酸酶

僅僅利用植酸酶來釋放植酸中磷的時代已經過去了。超量添加植酸酶——以高于傳統水平添加植酸酶，也已產生了所謂的“超磷效應”，其結果是給養豬生產帶來了更高的生產性能。

中圖分類號：S816 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2015）08-0017-03

近年來，隨著飼用植酸酶使用的不斷深入，人們不但開始關注釋放結合于飼料原料內植酸中的高價值磷上獲得的潛在益處，而且還開始關注消除植酸本身所產生的益處。超量添加是指添加足量的植酸酶以迅速降解日糧中所有的植酸，這種方法目前已被證明能夠提高豬和家禽的生產性能（圖1）。

植酸既是一種營養物質，又是一種抗營養因子，歸入前者的原因是因為它含有磷，而被列入后者是因為它會對營養物質的消化和吸收產生不利影響。植酸會結合腸道內的必需營養物質，降低它們與動物消化酶的接觸，并迫使腸道分泌更多的消化液來試圖解決與營養物質接觸不良的問題——這是對營養供應不足和對脆弱的腸壁內襯潛在損壞的一種反應。

1 抗營養作用

有研究已表明，植酸可降低鈣、鋅、鐵、錳、鈉和銅的表觀吸收率，同時還會使氨基酸的表觀吸收率降低3 %～16 %，具體下降程度則取決于日糧的組成成分。胃腸道中的額外消化液和營養物質損失所產生的能量成本，也會降低豬的表觀能量代謝率（圖2）。研究豬日糧中植酸的抗營養作用一直都非常困難，因為飼料原料的任何變動不僅僅會改變植酸的含量，而且還會影響其他營養物質和抗營養因子如非淀粉多糖（纖維）的含量。

一個方法是使用合成植酸鹽（以植酸的形式），而且這種方法已在多項試驗中被證明有效，并確定了植酸對斷奶仔豬日均采食量（ADFI）、日增重（ADG）和飼料轉化率（FCR）的影響程度（圖3）。

但是，也許消除植酸所帶來的最大益處源自超量添加植酸酶產生的作用。一直以來，人們使用植酸酶來釋放植物植酸中被結合的磷，而之前這些植酸被視為不可用的。常用推薦添加量500 FTU/kg的現代植酸酶可釋放0.10 %～0.15 %的有效磷。這是一種在飼料制造中足以帶來成本效率的水平。

2 超量添加的益處

相反，超量添加是指在飼料中添加500 FTU/kg以上水平的植酸酶，以試圖完全降解飼料中的所有可溶性植酸，從而有效消除其抗營養的作用。

益處通常是指額外的磷（換言之不僅僅是簡單地釋放磷）和從增加采食量、提高營養消化率和更多地釋放礦物質及減少消化的能量成本所產生的好處。

在生產實踐中，高劑量地使用植酸酶主要可通過兩種基本途徑提高盈利：一是由通過使用植酸酶（超越磷釋放的常用作用模式）產生的超磷效應帶來豬生產性能的顯著提高；二是通過使用之前不可使用的高植酸（成本低）型飼料原料來最大限度地節約配方成本，同時又保持了動物的生產性能。

截至目前，大部分利用豬進行的試驗都聚焦于第一點，飼料配方成本節約加上生產性能大幅提高，要遠高于額外添加植酸酶所產生的成本。圖4列出了研究人員在19項試驗中，超量添加Quantum植酸酶后與相對應的對照日糧（橙色線，100 %，配方營養充足，包括鈣和磷）在生產性能上的比較結果。其中，在16項試驗中，試驗組豬的平均日增重超過（84 %）對照組豬；另外，在14個試驗中，試驗組豬的飼料轉化率超過對照組豬，只有兩項試驗在1～2個測定值上無法證實存在收益。由于對照日糧富含磷，因此采食試驗日糧的豬在生產性能上得到的任何改善完全源自消除了植酸酶的抗營養影響。

超量添加植酸酶成功的關鍵，在于在植酸進入胃腸道的早期能夠被快速高效地降解，因此最大限度延長消化和吸收過程可帶來益處。重要的是，即使在低濃度下，仍能持續地降解植酸，以進一步消除植酸的抗營養作用，而不是活性下降或隨著可溶性植酸含量的減少而停止降解。否則，這將會降低日糧中植酸的水平，而不是達到完全消除其不良作用的目的。

3 降解植酸

如果要消除植酸不良的抗營養作用，通常需要降解飼料中80 %～85 %的植酸。假如某些植酸是不溶的，那么如要高水平地降解植酸，可能要求胃內可溶性植酸濃度降至0.05 %或更低。

因此，超量添加植酸酶產生的最佳植酸酶活性，與僅僅簡單釋放有效磷時所要求的植酸酶活性不同。這不僅僅取決于在植酸酶一開始在腸道內低pH值環境（胃內的酸度）中的活性，而且還取決于其他特性，如固有的熱穩定性（以免熱穩定包被導致活性的激活時間延長）、蛋白酶抗性（以免植酸酶本身在胃內被降解）和在低底物濃度下的活性。簡而言之，用于超量添加的理想植酸酶在本質上要具有耐熱性，能夠抵抗胃內環境條件，在低pH值（2.5～3.5）環境中能夠發揮較高的活性，且能夠在非常低的濃度下降解植酸。

4 滿足需求

Quantum Blue是第三代增強型大腸桿菌植酸酶，專門用于滿足超量添加的需求。這種植酸酶的使用不依賴于劑量依賴性基質的使用，并更多地在于優化動物性能。但在選擇產品時，了解會影響植酸酶超量添加效果的因素非常關鍵。超劑量添加導致植酸抗營養作用消除后所帶來的潛在益處非常可觀，而且在未來很可能會提高植酸酶的使用量，因為養豬生產者會抓住這種能夠進一步提高飼料使用率和豬生產性能的機會。

原題名：Superdosing - A chance to unlock gains in swine （英文）

原作者：Gustavo Cordero博士和Rob ten Doeschate博士（AB Vista公司）