蛋白酶及其除了节约成本外的其他好处

翁善钢

蛋白酶可以提高蛋白质的消化率和利用率，通过允许低品质蛋白替代物在日粮中的使用来优化日粮成本。在谷物及油籽粕的价格持续出现波动时，这有助于节约饲料成本。研究人员也一直在挖掘蛋白酶的额外益处，以及其跟家禽和猪的肠道健康与细菌平衡之间的联系。

中图分类号：S816 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2014）05-0009-03

蛋白酶是蛋白质消化的一个重要因素，因为它们能够水解动物饲料中不易消化的蛋白质，将其分解成更有用的肽。用高质量的蛋白酶来提高日粮蛋白质的消化率，能够降低饲料成本。其途径是通过使用粗蛋白含量较低、氨基酸质量差的饲料来实现，这可以有效的降低多达10 %的源自饲料的蛋白质和可消化氨基酸水平。

最近对家禽和猪进行的研究显示，跟未添加蛋白酶的日粮相比，日粮添加蛋白酶能够维持肠道健康和优化动物的生产性能。理解未消化蛋白在动物后肠中的抗营养作用有助于解释这种效应（图1）。

豆粕（SBM）的替代性蛋白源，如棉籽粕（CSM）和玉米干酒糟及其可溶物（DDGS），具有较低水平的蛋白质和较低的消化率。添加蛋白酶有助于缺乏充足内源性酶的单胃动物消化日粮中的蛋白质，这可以减少未消化蛋白质的流量以及其他抗营养因子进入大肠。这些消化蛋白质可以成为肠道中一些不受欢迎的细菌菌株，如大肠杆菌、产气荚膜梭菌、沙门氏菌和弯曲杆菌的发酵底物。这些蛋白质会被此类有害细菌作为营养物质。随后这些致病菌会增殖，改变肠道菌群向不利于有益菌方向的平衡。

致病性细菌还能产生有毒成分，如细菌毒素，也会产生发酵代谢物，如生物胺、氨和挥发性含硫化合物。所有这些易于引发氧化应激、肠道炎症和病变，增加死亡率和发病率，从而损害生产性能。

1 肠道形态

绒毛可以增加肠壁的吸收面积。测量肠绒毛高度与隐窝深度的比值是一个可以鉴别肠道效率的标准参数。该比率越高，肠道功能越好。Wang等研究了源自地衣形芽孢杆菌（PWD-1）发酵物的一种丝氨酸蛋白酶，对食用两种蛋白源的肉鸡肠道形态的作用。

一组肉鸡饲喂SBM作为可消化蛋白质，第二组饲喂CSM作为难消化的蛋白质。CSM饲喂组肉鸡的肠道形态有损坏，显示出肠道中蛋白质发酵率较高和小肠受到了更多的挑战。结果显示，无论蛋白质来源如何，日粮中添加蛋白酶可显著提高肠道的效率。它克服了CSM的不良作用。

图2左侧照片是一组饲喂不含蛋白酶的CSM型日粮肉鸡的数据。它显示出肠道受损，绒毛小、畸形，隐窝较深。右侧的图一组采食添加了蛋白酶日粮的肉鸡数据，显示肠道形态更适合充分吸收营养元素，绒毛较长，且高度一致，跟对照组相比隐窝更浅。

2012年，Yan等测试了添加蛋白酶对饲喂高蛋白水平的日粮和用三倍剂量的球虫疫苗攻毒的肉鸡的效果。对照组饲喂标准的22 %蛋白含量的日粮；另一组饲喂30 %水平的超量蛋白质，以便在后肠形成难消化的蛋白质食糜，并测量添加的蛋白酶的影响。

正如前面提到的，发酵蛋白可以促进有害细菌在肠道中的生长—本研究测定了产气荚膜梭菌的水平。当饲料蛋白质含量提高时，产气荚膜梭菌的数量显著增加 （图3） 。然而，当蛋白酶添加到额外的蛋白质中后，跟对照组相比，发酵蛋白上的致病性细菌减少了。

蛋白酶有助于克服因发酵作用分解了饲料中的蛋白质而产生的负面影响。除了有助于减少致病性细菌数量外，也能够减少急性期蛋白的分泌。通过测定血清α-1-酸性糖蛋白水平来指示肠道屏障功能和炎症。结果表明，高水平蛋白日粮中添加蛋白酶，能明显改善动物的炎症状态。

2 性能增强

研究最显著的成果之一源自检测禽类总体性能指标。性能指标计算方法是存活率（28日龄存活的鸡数量）乘以体重除以料重比。高水平蛋白日粮中添加蛋白酶后，肉鸡的生产性能提高了21 %。先前的研究表明这并不只是源自于更好的消化率，它也跟炎症减少、肠道形态改善和更少的发酵蛋白有关。

3 蛋白质对仔猪的挑战

蛋白酶在仔猪中的研究也已经完成。虽然大部分SBM蛋白质很容易被日龄较大的猪消化，但刚断奶的仔猪缺乏内源性蛋白酶活性，因此有些蛋白质对它们而言非常难消化。仔猪对肠道中过量的蛋白质发酵也非常敏感。

营养学家所面临的挑战是，仔猪需要较高水平的易消化蛋白质，以促进早期生长和肌肉沉积。然而，正如前面提到的，高水平蛋白质的日粮引起诸多问题，如致病菌引起的腹泻、肠道功能紊乱和发病率。虽然常规做法降低饲料的蛋白质水平来减少健康问题，但这是以牺牲生长和生产性能为代价的。SBM中也含有致敏性蛋白质大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，这会导致肠道炎症，并引起绒毛萎缩、肠屏障功能破坏和食欲不振。低采食量对仔猪是非常危险的，会导致整体性能降低。

4 改善肠道健康

Wang 等在2011年发表的研究成果显示了丝氨酸蛋白酶对断奶后21 d的仔猪营养物质利用率、肠道健康和生长性能的影响。一组断奶仔猪饲喂蛋白含量为19 %、添加或不加蛋白酶的对照日粮，另一组则饲喂22 %高蛋白水平、含有或不含有蛋白酶的试验日粮。

研究结果表明，日粮中添加蛋白酶后仔猪具有更高的生产性能，生长速度加快，饲料效率改善14 %，且与日粮蛋白质水平无关。部分原因是消化率提高了。但是，研究人員也发现，蛋白酶能在体外分解SBM中90 %的过敏成分，这也可能是为何添加蛋白酶后仔猪表现更好的另一个原因。蛋白酶的使用因肠道形态的改善而提高了肠道功能，正如本研究中绒毛高度隐窝深度的比值得到提高就证明了这一点。

同在肉鸡上的研究结果类似，仔猪日粮中添加蛋白酶后可以减少蛋白质发酵，抑制肠道中的致病性细菌-大肠杆菌的生长，在这种情况下，大肠杆菌总数的减少可以减少肠道健康问题。这显示在粪便指数测试中（图4）。当蛋白酶添加到日粮中，饲喂低和高蛋白水平日粮的仔猪粪便指数没什么区别，而典型的粪便指数是低蛋白水平日粮，指数较好，而高蛋白水平日粮则是较差。

虽然家禽和猪的日粮中使用酶的主要目的是降低日粮费用，但是这些研究结果表明添加高效的丝氨酸蛋白酶也能够优化动物的健康和性能，会给生产者带来更多的益处。□□

原题名：Higher value of NSP enzymes with an eye on high raw material costs（英文）

原作者：Marc Decoux，执行经理，家禽应用解决方案，诺伟司国际，美国