添加蛋白酶對肉鴨菜籽粕代謝能值的影響

于 爽 王建萍 曾秋鳳 丁雪梅 白世平 張克英

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，動物抗病營養(yǎng)教育部重點實驗室，動物抗病營養(yǎng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點實驗室，動物抗病營養(yǎng)四川省重點實驗室，成都 611130)

蛋白酶是催化分解蛋白質(zhì)肽鍵的一類酶的總稱。飼料中外源蛋白酶的添加彌補了內(nèi)源蛋白酶分泌不足的缺陷，還會提高飼料的飼用品質(zhì)，提高代謝能和養(yǎng)分利用率[1]。因此，關(guān)于蛋白酶的研究引起了人們的關(guān)注。Ghazi等[2]研究發(fā)現(xiàn)，添加蛋白酶提高了豆粕的氮表觀消化率和真代謝能(TME)，彌補了家禽內(nèi)源蛋白酶的不足。汪銀鋒等[3]報道，在飼糧中添加蛋白酶可彌補體內(nèi)蛋白酶分泌的不足，加速對家禽蛋白質(zhì)的消化吸收，提高飼糧中蛋白質(zhì)的利用率，改善家禽的生長性能。Angel等[4]和Rubio等[5]研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加蛋白酶能提高肉雞的生長性能。有研究表明，飼糧中添加外源性蛋白酶不僅能提高肉雞的生長性能，還能提高養(yǎng)分利用率[6-7]。由此可見，蛋白酶在肉雞上的應(yīng)用相對廣泛，同樣的，蛋白酶在肉鴨上也有相關(guān)研究。張開心等[8]研究表明，在肉鴨飼糧中添加蛋白酶，可提高肉鴨菜籽粕標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率。Adeola等[9]研究得出，添加蛋白酶可提高肉鴨對大豆的能量利用率并有提高干物質(zhì)(DM)利用率的趨勢。目前，關(guān)于蛋白酶對肉鴨菜籽粕代謝能影響的研究較為缺乏。因此，本研究旨在采用TME結(jié)合套算法評定添加蛋白酶對5種不同蛋白質(zhì)溶解度的菜籽粕肉鴨代謝能值的改善效果，為合理利用蛋白酶改善菜籽粕代謝能提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選用19周齡以上健康的櫻桃谷肉公鴨，平均體重為(3.35±0.45) kg，采取TME結(jié)合套算法進(jìn)行代謝試驗。試驗設(shè)13個組，包括1個玉米組、1個豆粕組、1個饑餓內(nèi)源組、5個菜籽粕不加酶組、5個菜籽粕加蛋白酶組(蛋白酶制劑添加量為200 mg/kg，蛋白酶制劑中蛋白酶活性為1×105U/g)。每個組設(shè)12個重復(fù)，每個重復(fù)1只鴨。玉米組和豆粕組也進(jìn)行加酶處理，菜籽粕按40%替代玉米，豆粕按35%替代玉米。選用5種不同蛋白質(zhì)溶解度的菜籽粕(分別命名為A1、A2、A3、A4、A5)，5種菜籽粕的理化特性見表1。本試驗中使用的蛋白酶制劑的蛋白酶活性定義參考李東東等[10]，蛋白酶添加量參考張開心等[8]。

表1 不同來源菜籽粕的理化特性(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2 飼養(yǎng)管理與樣品采集

代謝試驗在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所科研試驗基地進(jìn)行。所有試驗用鴨都單獨飼養(yǎng)在代謝籠中，按照常規(guī)方式進(jìn)行飼養(yǎng)管理。適應(yīng)期飼喂維持飼糧(參考NY/T 2122—2012《肉鴨飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》中北京鴨的營養(yǎng)需要配制)，泄殖腔縫合集糞瓶蓋后適應(yīng)1周的時間，稱量試驗鴨體重并記錄；饑餓內(nèi)源組試驗鴨饑餓36 h，繼續(xù)饑餓，收集排泄物36 h；其他組試驗鴨饑餓36 h，然后按體重的2%強飼對應(yīng)的待測飼糧，旋上集糞袋，記錄時間，收集排泄物36 h；排泄物間隔6 h收集1次，并置于對應(yīng)的自封袋中-20 ℃保存。樣品采集結(jié)束后，將收集的排泄物置于65 ℃烘箱內(nèi)烘至恒量，室溫回潮24 h后稱重并記錄，作為風(fēng)干排泄物總量，然后粉碎，過40目篩，封存?zhèn)錅y。

1.3 測定指標(biāo)

菜籽粕蛋白質(zhì)溶解度參考豆粕蛋白質(zhì)溶解度的測定方法(DB13/T 812—2006)測定。菜籽粕和排泄物中總能(GE)采用氧氮測熱法測定，DM(GB/T 6435—2006)、粗脂肪(EE)(GB/T 6433—2006)、粗蛋白質(zhì)(CP)(GB/T 6432—1994)、粗纖維(CF)(GB/T 6434—2006)、中性洗滌纖維(NDF)(GB/T 20806—2006)、粗灰分(Ash)(GB/T 6438—2007)、鈣(Ca)(GB/T 6436—2002)、磷(P)含量(GB/T 6437—2002)均參照對應(yīng)的國標(biāo)方法測定，酸性洗滌纖維(ADF)含量參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《飼料中酸性洗滌纖維的測定》(NY/T 1459—2007)測定。

1.4 計算公式

養(yǎng)分真利用率計算公式：

某養(yǎng)分真利用率(%)=[(食入飼糧中某養(yǎng)分量-排泄物中該養(yǎng)分量+內(nèi)源性該養(yǎng)分量)/食入飼糧中該養(yǎng)分量]×100。

代謝能計算公式：

表觀代謝能(AME)=(食入總能-排泄物中總能)/食入量；真代謝能(TME)=[食入總能-(排泄物中總能-內(nèi)源總能)]/食入量；菜籽粕AME=(飼糧AME-玉米AME×飼糧中玉米的比例)/飼糧中待測菜籽粕的比例；菜籽粕TME=(飼糧TME-玉米TME×飼糧中玉米的比例)/飼糧中待測菜籽粕的比例。

氮沉積量計算公式：

RN1=(食入飼糧總氮-排泄物氮)/食入飼糧干物質(zhì)重量；RN2=(食入飼糧總氮-排泄物氮+內(nèi)源排泄物氮)/食入飼糧干物質(zhì)重量。

式中：RN1表示家禽每攝入1 kg飼糧干物質(zhì)的表觀氮沉積量；RN2表示家禽每攝入1 kg飼糧干物質(zhì)去除內(nèi)源氮部分的真氮沉積量。

氮校正表觀代謝能(AMEn)=AME-34.39×RN1；氮校正真代謝能(TMEn)=TME-34.39×RN2。

式中：34.39為雞每克尿氮的產(chǎn)熱量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

用SAS 9.0的GLM程序?qū)υ囼灁?shù)據(jù)先進(jìn)行單因素方差分析，再進(jìn)行2×5二因素方差分析(加酶與否，5個菜籽粕來源)，主效應(yīng)包括蛋白酶、菜籽粕來源以及兩者間的互作效應(yīng)。試驗結(jié)果用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)表示，以P<0.05為差異顯著性判定標(biāo)準(zhǔn)。對菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與其代謝能值和飼糧養(yǎng)分利用率進(jìn)行相關(guān)性分析，P<0.05為顯著相關(guān)，P<0.01為極顯著相關(guān)。

2 結(jié) 果

2.1 各組間肉鴨平均體重、強飼量、氮沉積量、氮排泄量、內(nèi)源能排泄量的比較

從表2可以看出，不同組間肉鴨的平均體重、強飼量、內(nèi)源能排泄量無顯著差異(P>0.05)，但表觀氮沉積量、真氮沉積量、氮排泄量存在顯著差異(P<0.05)。其中，表觀氮沉積量以A4不加蛋白酶組最高，玉米組最低；真氮沉積量以A4不加蛋白酶組和豆粕組較高，玉米組最低；氮排泄量以A1和A5不加蛋白酶組較高，玉米組最低。

表2 不同組肉鴨平均體重、強飼量、氮沉積量、氮排泄量及內(nèi)源能排泄量的比較(干物質(zhì)基礎(chǔ))

2.2 添加蛋白酶對飼糧養(yǎng)分真利用率的影響

從表3可以看出，除菜籽粕來源對飼糧DM和Ash真利用率、蛋白酶對CF和Ca真利用率以及蛋白酶與菜籽粕來源的交互作用對Ca真利用率無顯著影響(P>0.05)外，菜籽粕來源、蛋白酶及兩者的交互作用均顯著影響飼糧的養(yǎng)分真利用率(P<0.05)。

表3 添加蛋白酶對菜籽粕飼糧養(yǎng)分真利用率的影響(風(fēng)干基礎(chǔ))

從菜籽粕來源對不同菜籽粕飼糧養(yǎng)分真利用率的影響來看：菜籽粕來源對飼糧養(yǎng)分真利用率的影響不同，顯著影響EE、CP、NDF、ADF、CF、Ca、P真利用率(P<0.05)，但對DM、Ash真利用率影響不顯著(P>0.05)。其中，A3、A4、A5菜籽粕飼糧的EE真利用率顯著高于A1和A2菜籽粕飼糧(P<0.05)；A3、A4菜籽粕飼糧的CP真利用率顯著高于A1菜籽粕飼糧(P<0.05)，同時A1和A2菜籽粕飼糧顯著高于A5菜籽粕飼糧(P<0.05)；A1、A4、A5菜籽粕飼糧的NDF真利用率顯著高于A2和A3菜籽粕飼糧(P<0.05)；A3菜籽粕飼糧的ADF真利用率顯著高于A5菜籽粕飼糧(P<0.05)，另外3種菜籽粕飼糧之間差異不顯著(P>0.05)；A1、A3菜籽粕飼糧的Ash真利用率顯著高于A2和A4菜籽粕飼糧(P<0.05)，同時A2和A4菜籽粕飼糧顯著高于A5菜籽粕飼糧(P<0.05)；A3菜籽粕飼糧的Ca真利用率顯著低于另外4種菜籽粕飼糧(P<0.05)；A5菜籽粕飼糧的P真利用率顯著高于A1、A3、A4菜籽粕飼糧(P<0.05)，同時A1、A3和A4菜籽粕飼糧顯著高于A2菜籽粕飼糧(P<0.05)。

從蛋白酶對不同菜籽粕飼糧養(yǎng)分真利用率影響來看：添加蛋白酶有升高飼糧CF和Ca真利用率的趨勢，對飼糧DM、EE、CP、NDF、ADF、Ash、P真利用率具有顯著的改善作用(P<0.05)。添加蛋白酶使飼糧DM、EE、CP、NDF、ADF、CF、Ash、Ca、P真利用率分別提高了3.73%、9.92%、8.51%、15.78%、17.09%、2.12%、8.55%、2.81%、12.96%，其中改善效果較好的是NDF、ADF、P真利用率。

2.3 添加蛋白酶對菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響

從表4可以看出，菜籽粕來源、蛋白酶及兩者的交互作用均顯著影響菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn(P<0.05)。

表4 添加蛋白酶對菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響(絕干基礎(chǔ))

從菜籽粕來源對菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響來看：菜籽粕來源顯著影響菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn(P<0.05)。其中，A3、A4和A5之間AME、TME、AMEn、TMEn差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于A1和A2(P<0.05)。

從添加蛋白酶對菜籽粕AME、TME、AMEn、TMEn的影響來看：添加蛋白酶對菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn均有顯著的提高作用(P<0.05)，使其分別提高了2.01、2.01、1.80、1.80 MJ/kg。不同來源菜籽粕添加蛋白酶后，AME、TME、AMEn、TMEn的提高程度不同，A4和A5的TME、AMEn、TMEn提高程度不顯著(P>0.05)，A1、A2和A3的AME、TME、AMEn、TMEn提高程度顯著(P<0.05)。綜上所述，添加蛋白酶對不同來源的5種菜籽粕的代謝能值均有提高作用，但主要是對蛋白質(zhì)溶解度為40%～50%的菜籽粕的代謝能值有顯著提高作用。

2.4 菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與養(yǎng)分真利用率和代謝能值的相關(guān)性分析

從表5可以看出，菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與飼糧EE真利用率呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與飼糧CF、Ca、ADF真利用率呈負(fù)相關(guān)，與菜籽粕AME、TME呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與菜籽粕AMEn、TMEn呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。由此可見，菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與其AME、TME、AMEn、TMEn相關(guān)性很高。

表5 菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與養(yǎng)分真利用率、代謝能值的相關(guān)系數(shù)

3 討 論

近年來的研究表明，飼糧添加外源性蛋白酶可以改善肉雞的生長性能和養(yǎng)分利用率[6-7]。Freitas等[11]研究了在玉米、豆粕、肉骨粉中添加外源蛋白酶的效果，添加蛋白酶可提高脂肪和蛋白質(zhì)的消化率和AME。Yang等[12]對淀粉酶、蛋白酶和木聚糖酶組成的復(fù)合酶在肉雞飼糧中的耐熱性和有效性進(jìn)行了研究，得出添加復(fù)合酶對36日齡肉雞飼喂玉米粉和豆粕飼糧的養(yǎng)分消化率有明顯的改善作用。Ghazi等[2]在肉雞上的應(yīng)用研究表明，蛋白酶P2處理提高了氮表觀消化率和TME。郭正富等[13]研究表明，飼糧添加蛋白酶顯著提高了肉雞的AME、總能和氮的利用率。本研究結(jié)果表明，蛋白酶對菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn有提高作用，且對飼糧不同養(yǎng)分的真利用率有不同程度提高，與上述學(xué)者研究結(jié)果一致。

蛋白酶主要是通過補充內(nèi)源消化酶的不足來提高養(yǎng)分的利用率[14]。奚剛等[15]的研究表明，加酶組絲毛烏骨雞37和67日齡胃蛋白酶活性分別比對照組增加了5.39%和5.37%，小腸中胰蛋白酶和總蛋白酶活性與對照組相比也有所提高。此外，外源蛋白酶有助于中和飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的的負(fù)面影響，并將大的蛋白質(zhì)分子分解成較小的可吸收的片段[16]。Douglas等[17]和Ghazi等[18]的研究表明，蛋白酶可以最小化與大豆蛋白相關(guān)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。唐德富等[19]的研究顯示，添加含木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶的外源復(fù)合酶制劑A和B均可提高3種菜籽粕的AME和AMEn，推測其原因是添加外源性復(fù)合酶制劑使部分抗?fàn)I養(yǎng)因子得到降解，抗?fàn)I養(yǎng)作用得到解除，進(jìn)而促進(jìn)了養(yǎng)分的消化利用。此外，蛋白酶還可改善家禽的生長性能，提高家禽對飼糧的消化效率，提高機(jī)體免疫力，且減少氮排放量[20]。

蛋白質(zhì)溶解度低于35%時，表示加熱過度，蛋白質(zhì)遭到了破壞，而蛋白質(zhì)溶解度在35%～88%時，蛋白質(zhì)品質(zhì)無太大差別[21]。Pastuszewska等[22]的研究顯示，蛋白質(zhì)溶解度在55%～60%的菜籽粕具有較高的營養(yǎng)價值。目前，關(guān)于菜籽粕蛋白質(zhì)溶解度與其代謝能值關(guān)系的研究相對較少，更多的是關(guān)于加熱過程對菜籽粕蛋白質(zhì)溶解度影響的研究。唐精等[23]的研究表明，加熱會使游離氨基酸與其他化合物的基團(tuán)形成牢固的不能被消化酶所打開的分子間和分子內(nèi)的結(jié)合鍵，從而降低蛋白質(zhì)溶解度。初雷等[24]在研究菜籽粕的品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律及相互關(guān)系時也指出菜籽粕加熱時，還原糖會與某些氨基酸的N-末端或賴氨酸的ε-側(cè)鏈結(jié)合，使較多的氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的一部分，因而降低菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度，升高纖維水平。纖維作為菜籽粕的抗?fàn)I養(yǎng)因子，其水平的升高勢必會造成代謝能值的降低。本試驗結(jié)果也同樣發(fā)現(xiàn)，菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與菜籽粕飼糧的CF、NDF、ADF真利用率呈負(fù)相關(guān)，印證了這一觀點。

4 結(jié) 論

① 添加蛋白酶顯著提高菜籽粕飼糧的DM、EE、CP、NDF、ADF、Ash、P真利用率。

② 添加蛋白酶顯著提高菜籽粕的AME、TME、AMEn、TMEn，蛋白酶對蛋白質(zhì)溶解度為40%～50%的菜籽粕代謝能值的改善程度較大。

③ 菜籽粕的蛋白質(zhì)溶解度與其AME、TME呈顯著正相關(guān)，與其AMEn、TMEn呈極顯著正相關(guān)。