外源性酶在促進家禽生長和提高營養消化率中的作用

林子怡譯

林子怡 譯自Iranian Journal of Veterinary Research，Vol.19（2018），№3：157～164

靳文廣 校 王晶晶 審

摘? 要：日糧中添加外源性酶在促進家禽生長和提高飼料利用率方面的價值已得到業界一致認可。近年黃玉米價格高漲，部分飼料生產商選用小黑麥、小麥、大麥或高粱等營養價值較低的其他原料來替代黃玉米。這些作物富含非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP），而飼料中NSP的含量與其營養價值呈反比。日糧中添加酶可以提高富含可溶性NSP作物的營養價值。大量研究表明，在小麥、大麥、高粱或小黑麥型日糧中添加外源性酶，家禽可以獲得與采食玉米-大豆型日糧相當的生產性能。家禽的胃腸道可以分泌酶來幫助消化營養物質，但其分泌的酶由于數量有限還不足以完全消化纖維，需要在日糧中額外添加一些商用外源性酶來提高消化能力。在家禽飼料中使用商用酶的優點包括提高家禽生產性能和飼料利用率，通過減少糞便中的養分最大限度地減少環境污染。本文綜述了酶的用途及其在家禽生產中的應用。此外，本文證明外源性酶是研究代謝和生理機制的一種非常重要的因素。這些數據將提高我們對商用酶在家禽飼料中作用的理解。

關鍵詞：消化酶；外源性酶；營養；生產性能；家禽

由于黃玉米和豆粕等主要用于配制家禽日糧的傳統飼料原料的價格上漲，發展中國家的家禽業正面臨一系列挑戰。開發營養豐富、價格合理的飼料迫在眉睫。

在動物生產中，飼料成本約占總生產成本的75％。家禽飼料原料價格的上漲促使人們密切關注比傳統飼料原料價格更低的其他作物和農業副產物。實踐證明，水果和蔬菜在收獲和處理后的廢棄物可作為家禽飼養的能量、蛋白質、氨基酸、維生素和其他營養素的替代品。近年來，在發展中國家，非傳統飼料原料對家禽飼養的有益作用得到了極大關注。

含有抗營養因子的飼料原料可能會對家禽的生產性能產生不利影響。添加商用酶可以提高可溶性非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP）含量高的作物的營養價值。家禽對NSP的消化率極低，會通過排泄物將大量的NSP排出。NSP能夠結合大量水，導致腸道內容物黏度增加，這可能會導致碳水化合物、蛋白質和脂肪的消化出現障礙。此外，高黏度的腸道內容物會導致糞便黏稠。這些問題都可以通過在家禽日糧中添加酶解決。無論是從營養和經濟方面來看，還是從健康和環境角度考慮，預計未來外源性酶的使用量會進一步增加。酶可以提高營養物質的消化率和利用率，因此可減少營養物質的排出，特別是氮、磷、鋅和銅等。

家禽本身可能無法產生大量的酶，建議在日糧中添加。植物細胞壁中的NSP的抗營養活性會影響家禽的生長速度和飼料利用率。目前飼料生物技術的優勢可以提高高纖維飼料原料的利用率。Attia等研究表明，在日糧中添加橄欖果肉和酶可提高肉雞的生長速度。本文旨在提供一些關于商用酶作為飼料添加劑及其在家禽營養和提高生產力、營養物質消化率、胴體性狀和肉品質的作用方面的一些信息和研究結果。此外，本文還介紹了消化酶的相關情況。

1? 酶活性

Ferket指出，酶在生物學上是一種功能性蛋白質，可刺激或加速特定化學反應的速率。酶的活性依賴于底物的隨機方式或底物上的特定位點。一些分解酶可以水解具有相同化學特征的不同類型分子的化學鍵。例如，在蛋白質中，肽鍵的水解由肽酶催化，肽酶可與多個不同來源或一種分子類型的蛋白質反應，并且具有高度特異性，因此酶是按反應底物和特異性進行分類的。酶具有多種特異性，如絕對特異性、廣泛特異性和光學特異性。目前已知的酶大約有2 500種。

家禽對多酶復合物的反應取決于多種因素，如日糧營養水平、日糧類型、酶劑量、家禽品種和年齡等。酶使用技術是提高飼料營養價值的基本原理。經濟因素也決定了飼用酶在全球養殖業中的重要性。由于向日葵含有較高水平的纖維，導致其在家禽日糧中的使用受到了限制。Tavernari等（2008）建議，可以使用外源性酶來解決該問題，這些酶可以水解NSP，水解產物可被家禽吸收利用，并提高能量利用率。

2? 酶的來源

在認識酶之前，人們就已經用它來制備食物。100年前，西方國家利用米曲霉（Aspergillus oryzae）生產α-淀粉酶，開創了微生物酶工業生產的先河。從簡單的單細胞生物到高級的動植物，每一種生物都會產生酶。目前飲料和食品工業中使用的酶大多來自曲霉，而纖維素酶和半纖維素酶則來自木霉。最近，人們開始用基因編輯技術來克隆各種酶，包括植酸酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶等，并在各種表達系統（植物和微生物）中表達。通過不斷地選擇合適的微生物，在現代發酵系統中增加這些微生物，并有效地調節酶的提取和純化，人們已經能大量生產廉價的酶。

這些酶通常是由微生物產生的，如細菌（芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌和淀粉液化芽孢桿菌）、酵母（釀酒酵母）和真菌（黑曲霉、米曲霉和長梗木霉）等。

3? 酶在家禽營養中的應用

商用酶在家禽營養中的應用具有重要意義。飼料原料價格上漲幾乎是所有發展中國家家禽業發展的主要障礙。因此，人們開始考慮使用非傳統且便宜的飼料原料。這些原料含有較高水平的NSP與淀粉。NSP是一種高分子碳水化合物，其結構和組成與淀粉不同，因此不能被家禽完全消化。

部分NSP是水溶性的，在家禽腸道中會形成凝膠狀黏性結構，導致腸道性能降低。大多數情況下，β-葡聚糖對營養物質，特別是淀粉和蛋白質的利用率有負面影響，因為其在雛雞小腸內會形成非常黏稠的環境。家禽自身無法生成能水解谷物細胞壁NSP的酶，不能分解NSP，因此導致飼料利用率下降。在日糧中添加外源性酶是解決NSP不利影響的一種改良方法。酶可分解NSP，降低腸道黏度，進而通過改善腸道性能提高動物對營養物質的消化率。酶可破壞植物細胞壁的完整性，從而釋放被細胞壁包裹的營養物質。

未完，待續。

原題名：The role of exogenous enzymes in promoting growth and improving nutrient digestibility in poultry（英文）

原作者：Alagawany M、Elnesr Sh S和Farag M R