添加復合酶制劑對肉羊全混合顆粒日糧體外營養物質消化率、瘤胃發酵參數及育肥效果的影響

張淑枝，吳振洲，栗文鈺，王麗娟*，劉仰知，喬 梁，陳玉艷，孫玉飛，王 影，楊慧杰

（1.禾豐食品股份有限公司，遼寧沈陽 110164；2.遼寧省檢驗檢測認證中心，遼寧沈陽 110016）

酶制劑在單胃動物飼料上的應用已經有多年的歷史，但對于反芻動物，由于瘤胃中的微生物可以降解外源添加的酶制劑，進而限制了酶制劑在反芻動物飼料中的推廣應用。隨著生物技術的進步，近30 年來，研究者開展了許多有關纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶和木聚糖酶等在反芻動物中應用的試驗[1-5]，表明酶制劑可以在一定程度上抗瘤胃微生物降解，提高營養物質的消化率。

育肥肉羊通常采用放牧或者精粗料搭配使用的飼喂模式，近年來，隨著養殖規模的擴大，為了減少對勞動力的依賴程度和提高飼養效率，越來越多的養殖戶選擇全混合顆粒日糧（total mixed pellet ration，TMPR），即將高纖維原料與精飼料原料混合加工而成的顆粒飼料。因飼喂TMPR 顆粒飼料減少了育肥肉羊長纖維的攝入量，因此本試驗的另一個目的是評估飼喂TMPR 是否會造成瘤胃酸中毒。為了提高TMPR 的消化率和改善生長性能，本試驗選擇使用兩種復合酶制劑，采用體外發酵培養的方法[6]評估兩種不同復合酶制劑對肉羊TMPR 體外營養物質消化率和瘤胃發酵參數的影響。同時，由于反芻動物個體、日糧、以及環境之間都存在巨大的差異，酶制劑應用效果受酶的種類、性質、底物和添加水平等多種因素的影響[7]，本研究同步開展動物飼養試驗以評估不同復合酶制劑對肉羊育肥效果的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 復合酶制劑

復合酶制劑I 和II 分別由商業公司提供，兩種復合酶的組成及酶活含量見表1。兩種原料均為細小粉狀，具有耐高溫屬性，在日糧制備的時候可以直接添加于混合機中予以混合加工。

表1 酶制劑的組分及含量單位：U/g

1.1.2 試驗日糧制備、組成及營養成分

全混合顆粒日糧由沈陽禾豐反芻動物飼料有限公司加工制造，加工參數如下：石粉、磷酸氫鈣、糊化尿素、膨潤土、食鹽、酶制劑不粉碎，玉米的粉碎粒度為2mm，豆粕、花生粕、蘋果渣、大豆皮的粉碎粒徑為4mm，苜蓿草粉的粉碎粒度為6mm；混合時間為110s；使用布瓦壓縮機進行調質，調質溫度為85℃左右，調質時間30s；制粒機的壓縮比為13∶1；顆粒料的直徑和長度分別為8 和10mm。

分別取對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組代表性樣品200g，使用泰斯特FW-100 粉碎機將樣品粉碎至1mm，用于樣品的化學分析。干物質（Dry matter，DM）使用105℃烘箱烘干3h 的方法測定；粗蛋白（Crude protein，CP）采用凱氏定氮法測定；中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）以Van Soest[8]方法為基礎，采用濾袋分析法。試驗基礎日糧配方組成及營養成分見表2。

表2 基礎日糧組成及營養成分

1.2 試驗方法

1.2.1 添加復合酶制劑對肉羊體外發酵參數和營養物質消化率的影響

采用兩階段消化試驗法，于2022 年10 月份在禾豐集團研發與檢測中心開展。第一階段模擬瘤胃的消化過程，混合培養液的配制參照Eun[6]等方法。發酵48h 后取出樣品，迅速用冷水沖洗，以終止微生物發酵反應。收集發酵液，測定pH 值。發酵液離心（10000r/min，15min），保存于-20℃，用于揮發性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）和氨態氮的測定。揮發性脂肪酸采用氣相色譜儀進行測定，氨態氮采用苯酚-次氯酸鈉比色法[9]進行測定。

在模擬瘤胃消化過程結束之后，進行第二階段消化試驗。將濾袋逐一放入培養管中，加入35mL 胃蛋白酶溶液，在39℃恒溫水浴鍋中培養24h，每天振動兩次。

兩階段消化試驗結束后，對消化殘渣進行過濾、干燥（65℃、48 h）、稱重，檢測烘干殘渣的CP、NDF 和ADF 含量，用以計算DM、CP、NDF 和ADF 的體外消化率。

1.2.2 添加復合酶制劑對肉羊育肥效果影響

飼養試驗于2022 年10 月12 日至2023 年1月10 日在沈陽某育肥肉羊養殖場開展，選取體重(20.83±0.42)kg、50～60 日齡的120 只小尾寒羊公羊，隨機分為3 組，每組40 只，分別為對照組、試驗I 組、試驗II 組，對照組為基礎全混合顆粒日糧，試驗Ⅰ組、II 組分別在基礎日糧基礎上添加復合酶Ⅰ（100g/t）和復合酶Ⅱ（100g/t）。試驗分為7d 預飼期，3 組動物均飼喂對照組全混合顆粒日糧，每日飼喂2 次；預飼期結束后，晨飼前稱重作為初體重W1（kg）。正式試驗期共持續83d，記錄每組動物每天的飼料采食量，用以計算干物質采食量（Dry matter intake，DMI）。試驗期結束晨飼前再次稱重，作為末體重W2（kg）。各組動物的平均日增重（Average daily gain，ADG）、飼料轉化率（Feed conversion ratio，FCR），根據所記錄的初體重、末體重和DMI 計算而得。

1.3 數據統計與處理

數據用Excel 軟件進行初步處理，使用IBM SPSS 22.0 軟件，采用單因素GLM 線性模型進行方差分析，使用Duncan 法進行多重比較。P≤0.05 表示差異顯著，P＞0.05 表示差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 復合酶對肉羊TMPR 體外瘤胃發酵參數的影響

由表3 可知，不同處理對瘤胃pH 值均無顯著影響（P＞0.05），但與對照組相比，兩種復合酶均顯著降低了瘤胃中氨態氮濃度（P＜0.05）。與對照組相比，復合酶II 顯著提高了總揮發性脂肪酸的濃度（P ＜0.01）和丙酸的比例（P ＜0.05）。與對照組相比，復合酶I 對乙酸、丙酸、丁酸摩爾比例均無顯著影響（P＞0.05）。

表3 復合酶對肉羊TMPR 體外瘤胃發酵參數的影響

2.2 復合酶對肉羊TMPR 體外營養物質消化率的影響

由表4 可知，與對照組相比，復合酶II 顯著提高了DM、NDF 和ADF 體外消化率（P ＜0.01），提高幅度分別為8.72%、11.52% 和19.62%；但不同處理對CP 的消化率無顯著影響（P＞0.05）。

表4 復合酶對肉羊TMPR 體外營養物質消化率的影響單位：%

2.3 復合酶對育肥肉羊育肥性能的影響

由表5 可知，與對照組相比，復合酶II 顯著提高了育肥期肉羊的ADG 和DMI（P＜0.05），顯著降低了FCR（P＜0.05）。

表5 復合酶對育肥肉羊育肥性能的影響

3 討論

飼糧中添加纖維素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，能夠破壞植物性原料的細胞壁結構，增加瘤胃微生物與飼料的接觸面積，增強瘤胃纖維消化能力，提高日糧干物質消化率，進而提高飼料轉化率[7]。大量研究表明，添加外源酶制劑可以提高反芻動物對干物質和纖維物質的消化率[10-13]，但也有研究報道酶制劑對營養物質的消化率無顯著影響[14]；酶制劑提高營養物質的消化率可能與酶的使用方法有關[15]。Yang[16]等報道，將酶制劑預先與精料混合的使用方法可以提高奶牛的日糧消化率和產奶量，而酶制劑添加于全混合日糧中馬上飼喂的方法則無效。Nsereko[17]等證實，酶制劑可以改變飼料的纖維結構。本試驗中，在體外消化及動物采食之前，酶制劑已經與TMPR 混合均勻充分接觸，有助于TMPR 被瘤胃微生物降解和皺胃的消化。復合酶II 顯著提高了育肥肉羊全混合顆粒日糧ADF 和NDF 的消化率，這與前人發現纖維素酶提高了纖維素的消化率結果相一致[1]。本試驗中的復合酶I 和II 在對DM、NDF、ADF 消化率的作用方面有一定差異，可能歸結于兩種酶制劑的不同酶譜組成和不同酶性質，因為不同微生物或者同一微生物的不同加工工藝所產生的酶制劑性質存在不同[2]。

瘤胃發酵參數是反映瘤胃健康的重要指標，其中，瘤胃pH 值是反映反芻動物健康狀況的最重要指標，瘤胃pH 值呈現動態變化模式。飼料被動物采食進入瘤胃并降解產生揮發性脂肪酸，瘤胃pH 值在采食2h 后達到最低值。同時，揮發性脂肪酸不斷地被瘤胃壁吸收和動物反芻所產生的唾液中和，瘤胃pH 值逐漸恢復至6～7；隨著下次采食飼料，瘤胃pH 值呈現再次下降和逐漸升高的現象。對照組結果表明，本試驗的日糧設計可以維持瘤胃pH 穩態（理想的pH 值）；復合酶II 則實現了本研究所提出的假設，添加復合酶能夠影響瘤胃發酵，提高纖維消化率，在不增加瘤胃酸中毒風險的前提下，為育肥肉羊提供了較多的可利用營養物質。

瘤胃氨態氮是日糧粗蛋白在瘤胃中降解的產物，為微生物提供氮源用于合成微生物蛋白。本試驗添加復合酶I 和II 都降低了氨態氮濃度，說明氨態氮被用于合成瘤胃微生物蛋白質，這可能是添加復合酶制劑提高了瘤胃微生物對氮的利用能力；另一方面，可能是歸因于纖維消化率的提高，供給了更多的碳源與氮匹配以合成微生物蛋白質。但是，本試驗中3 個日糧組的氨態氮濃度都過高，這表明日糧的能氮平衡仍有很大的改善空間。可以適當降低日糧粗蛋白水平，避免造成氮的浪費和對動物體以及環境的破壞，同時降低飼料成本。

復合酶II 顯著提高了瘤胃液中的總揮發性脂肪酸濃度，這是日糧消化率改善的另一體現，說明有更多的營養物質被微生物發酵產酸，與復合酶II 提高了DM、NDF 和ADF 的消化率是相一致的。類似地，復合酶I 對TMPR 的營養物質消化率沒有顯著影響，同樣總揮發性脂肪酸的濃度也未受到復合酶I 的顯著影響，但是在數值上有所改善。這說明，復合酶II 中的蛋白酶和淀粉酶有可能提高了蛋白和淀粉的溶出率，增加了瘤胃中可發酵的碳水化合物數量，從而增加了總揮發性脂肪酸的產量。丙酸通常是淀粉、糖類快速降解碳水化合物的主要產物，本試驗觀察到復合酶II 顯著提高了揮發性脂肪酸中的丙酸比例，這說明該組日糧中有更多的淀粉被微生物用作底物進行發酵產酸。據此推測，復合酶II 有可能提高了淀粉的瘤胃降解率和總體的淀粉消化率。但本試驗并未測定復合酶制劑對淀粉消化率的影響，這需要在今后的試驗中進一步驗證。

復合酶II 提高了育肥肉羊的干物質采食量，這可能是由于飼喂試驗II 日糧的肉羊具有較高的DM 和NDF、ADF 消化率，這一點可根據體外消化試驗的結果推測而得。因為高日糧營養物質消化率將伴隨著較快的腸道排空速度，從而有助于促進肉羊采食量的提高。較高的采食量帶來的直接貢獻便是動物采食了更多的營養物質，這可能是試驗II 組顯著改善了育肥肉羊日增重的原因所在。FCR 是衡量單位增重所需飼料采食量的指標，FCR 數值越低說明飼料轉化為增重的效率越高。本試驗的結果表明，復合酶II 不僅促進育肥肉羊采食更多的飼料，而且改善了其飼料轉化效率，具有一定的經濟利用價值。

4 結論

在本試驗中，添加100g/t 復合酶制劑，復合酶II 改善顆粒飼料體外營養物質消化率和瘤胃發酵參數的效果優于復合酶I，并在飼養試驗中展現出顯著改善肉羊日增重的效果。