蛋白酶的生物學意義及在肉雞日糧中的應用研究進展

劉 干，姜 寧，張愛忠

（黑龍江八一農墾大學動物科技學院，黑龍江 大慶 163319）

近幾年，由于飼料工業的不斷發展，選用一種綠色無污染且能提高日糧營養物質利用率的添加劑是人們首先要考慮的問題，因此酶制劑呈現出巨大的價值與作用。其中蛋白酶在全球酶制劑市場中的推廣銷售額高達60%[1]。應用蛋白酶重要意義在于其能促進動物水解更多各種聚肽和蛋白質為小分子的蛋白胨、肽和氨基酸。蛋白酶的種類繁多廣泛存在動植物體和微生物（主要為細菌、放線菌、霉菌）體內。蛋白酶的應用屬于外源性消化酶，大多數的蛋白酶來源于微生物，可以有效改善畜禽特別是幼齡畜禽的生產性能，可以提高動物機體的免疫力，促進內源酶的分泌，降低日糧中抗營養因子抑制作用。目前，由于蛋白酶的種類繁多，在AA肉雞中的實際應用研究不深，試驗結論也不同。因此，本文以飼用蛋白酶的種類、作用原理及其在肉雞日糧中的應用作為切入點，探究蛋白酶更深層次的生物學意義。

1 蛋白酶的分類

蛋白酶可按來源將其分為動物源性蛋白酶、植物源性蛋白酶和微生物源性蛋白酶3 種。動物源蛋白酶存在于牛、羊和豬的胰腺中。植物源蛋白酶主要分為木瓜蛋白酶和菠蘿蛋白酶，存在未成熟的木瓜和菠蘿中。微生物源性蛋白酶主要通過細菌、霉菌、酵母和放線菌等培養提取而得[2]。由于動物源蛋白酶有攜帶病毒（如瘋牛病）隱患，目前多飼料和食品中添加的蛋白酶是以植物源和微生源為主。作為飼料補充蛋白酶多是微生物源蛋白酶，因菌源的不同、制備方法和技術不同，活性與功能差別很大，動物應用效果也不同。

2 蛋白酶的應用及生物學意義

2.1 改善動物生長性能、提高蛋白質利用率

在日糧中添加蛋白酶制劑可以有效提高動物對營養成分特別是蛋白質的吸收與利用，提高其生長性能。由于幼齡動物早期的消化系統和酶系統發育還不夠完善，添加效果更為明顯。楊久仙等在斷奶仔豬日糧中添加角蛋白酶0.12%，結果表明，能顯著提高仔豬日糧中干物質和粗蛋白質的消化率，顯著提高仔豬日增重、飼料轉化率和清蛋白水平；外源性蛋白酶可以提高蛋白中營養成分的消化率，還可以補充內源蛋白酶的不足增強內源酶的活性[3]。Inborr 等認為，大多從細菌和真菌中發酵培養出來的酶，因其自身結構的需求且分解的營養成分增加會反饋性刺激動物體內源性酶分泌，從而有效提高動物生長性能，提高蛋白質的利用率[4]。但對肉雞的應用鮮有報道。

2.2 降低日糧中的抗營養因子抑制作用

抗營養因子（ANF）是日糧中營養物質的代謝、消化、吸收和利用產生不利影響以及使動物產生不良生理反應的物質。胰蛋白酶抑制因子（KTI）、胰蛋白酶抑制劑（BBI）和大豆抗原蛋白等抑制因子存在于豆粕中，而玉米-豆粕型日糧也經常在肉雞生產中被廣泛使用。

蛋白酶抑制因子抑制作用主要表現在降低蛋白酶活性及其消化率，引起胰腺增生、腫大，促進胰腺分泌，造成必需氨基酸內源性損失，加劇氨基酸不平衡，降低飼料中干物質、氮的消化率，危害動物的健康，抑制動物生長[5]。蛋白酶可有效降解豆粕中抗原蛋白，提高豆粕的營養價值。

2.3 提高動物機體免疫力

蛋白酶通過降低抗原蛋白的變應原性從而減少腸道炎癥。研究表明，在21 d 肉雞籠養試驗中，在豆粕型日糧中添加蛋白酶對抗原性大豆蛋白的先天免疫反應使白細胞介素-8 在14 d 的表達量明顯升高，抑制白細胞介素-10的表達量，減少空腸中抗炎因子的產生及日糧引起的炎癥，從而提高動物機體免疫力[6]。

2.4 減少氮排放量

添加蛋白酶會使畜禽糞便中未被消化吸收的蛋白質減少，在環境中釋放的氨氣和硝酸鹽會減少，氨氣揮發到大氣中會造成水體酸化，而硝酸鹽則能污染水源，對生物多樣性造成損害，并直接威脅人類健康[7]。

3 蛋白酶在肉雞日糧中的應用

在肉雞日糧蛋白質不足的情況下添加蛋白酶能起到補償作用，研究表明，在蛋白質降低1%的玉米－豆粕型肉雞日糧中添加蛋白酶，1～21 d 肉雞生產性能可達到正常蛋白質水平且可以提高抗氧化功能和生產性能[8]。周梁在21 d 肉雞低蛋白玉米-豆粕-肉骨粉型日糧（粗蛋白質降低1.00%及代謝能降低83.68 kJ·kg-1）中添加外源蛋白酶0.02%，肉雞血清總抗氧化能力均有提高能改善由于蛋白不足抑制肉雞生長性能的問題[9]。由此可見，在肉雞日糧中添加不同梯度的蛋白酶能有效改善肉雞生產性能，提高養分消化率，且生長前期的生產性能、粗蛋白質和氨基酸表觀消化率與蛋白酶量呈二次曲線關系。

隨著對蛋白酶研究的不斷深入，試驗證明，蛋白酶能改善肉雞生長性能，提高對養分的消化與吸收，促進內源酶分泌及消化器官發育，降低動物糞便對環境污染的影響。隨著酶技術的發展，蛋白酶產品的穩定性得到加強，成本降低，在肉雞日糧中添加蛋白酶能提高經濟效益。

4 小 結

從目前蛋白酶的應用開發發展趨勢來看，作用機理及表達受體作用位點不是很明確，也不夠穩定，生產工藝不明確，缺少一套規范統一的標準制度；就蛋白酶而言，其組合酶、復合酶的互作機制、互作關系的研究不夠深入；對蛋白酶用途在成年動物的方向開發不夠，酶用途較為單一。日糧中添加蛋白酶后對動物機體內的消化酶的活性及其消化系統，消化器官發育方面研究不多，應用到肉雞生產中對其機體所產生的影響是否為良性作用也還不夠明確。隨著不斷的探索發展，相信蛋白酶會為飼料工業與畜禽業的發展做出貢獻。