将植酸酶利益最大化

章　薇，杨家军译自 World Poultry，Vol.30(2014)，№10：10～11贾良梁　校　何 闪　制图表



将植酸酶利益最大化

章薇，杨家军*译自 World Poultry，Vol.30(2014)，№10：10～11贾良梁校何 闪制图表

植酸酶在单胃动物饲用酶制剂市场中占主导地位，年销售额超过5亿美元。通过促进磷的消化吸收以及提高能量和氨基酸的利用率，当前优质的植酸酶有望使生产成本成倍缩减。

尽管植酸酶已被广泛使用，其作用方式也已得到大量的证实，但有关确保其在动物体内发挥最大效益的最适添加剂量的探讨尚无定论。

20年前，植酸酶添加剂量的行业标准是：肉鸡饲料添加500 FTU/kg，蛋鸡饲料添加300 FTU/kg，那时各类植酸酶的生物效应较低，植酸酶的价格较高，且对植酸也知之甚少。

继续按照上述推荐剂量使用植酸酶，可能会导致生产者与实现植酸酶投入收益的最大化失之交臂。在计算将植酸酶效益最大化所需的最佳剂量时有些关键因素需要考虑。

1　植酸因素

植酸是自然存在于饲料原料中的一种抗营养物质。据估计，植酸因其对家禽生产性能的负面影响会给全球养禽业每年造成210万美元的损失。理论上说，植酸盐应该是磷的有益来源，但不添加植酸酶，这一磷源对家禽来说大多无法利用，因为靠家禽自身的酶不能有效降解植酸盐。植酸还会降低动物体内钙、蛋白质/氨基酸、铁及锌等必需营养素的利用能力，因其会在消化道的不同部位与这些营养素结合。市场压力促使生产者不断增加替代性饲料原料(如菜籽饼、葵花子粉和米糠)的使用量，在这样的日粮中植酸盐含量会增加(图1)，从而加剧植酸盐的威胁。毋庸置疑的证据表明，添加高于传统行业标准的植酸酶添加剂量能提高效益。超剂量植酸酶可以加速分解消化道中的植酸盐，能提前向胃肠道释放更多营养素，从而促进机体生长性能的提高，减少与骨盐沉积、钙磷代谢和骨骼疾病相关的不良影响。

研究表明，最大程度降解植酸盐是决定“磷之外的”营养(如氨基酸和能量)释放的关键因素。Sands等(2004)指出，大肠杆菌植酸酶可在较大的植酸盐浓度范围内提高回肠中蛋白质和氨基酸的消化率，但是当植酸酶浓度很高时这种效果最佳。

Schothorst饲料研究中心(2012)采用布氏菌植酸酶所做的10项肉鸡研究确切证实了Sands等最初提出的饲料植酸盐水平与氨基酸消化率的变化有关。Plumstead等(2013)近期所做的7项肉鸡试验也表明，在同种布氏菌植酸酶作用下，氨基酸消化率的提高程度取决于植酸酶的加添剂量和饲料中植酸盐的水平。

当植酸酶添加剂量和饲料中植酸盐水平在一定范围内，将饲料植酸盐水平作为变量的非线性模型能够预期增加植酸酶的反应效果。由于植酸酶常与其他添加剂一起使用(如钙和磷)，证明这些不同饲料成分如何在酶的作用下相互影响从而实现酶制剂利益的最大化，这对生产者来说也很重要。

2　生物效应植酸酶的选择

选择一种正确的具有快速高效特性的植酸酶也许是获得效益最重要的一步。关键基准是能从植酸盐分解释放的以及家禽吸收的磷数量，尤其是考虑到近年来无机磷成本增加的趋势——从1999年起，已经增加了六倍。饲料中的植酸酶在胃肠道中通过促进植酸盐的早期快速降解从而取代价格昂贵的氨基酸的能力是其价值提升的另一趋动因素。

植酸酶具有特异的最适pH，在此条件下才能发挥最大功效。为了促进磷的吸收，降低植酸盐的抗营养效应，需要植酸酶在低pH的上消化道中具有很高的酶活性。植酸酶活性发挥地越早，就越能有效地抑制上消化道中植酸盐的抗营养效应，从而释放更多的营养物质供动物吸收。2003年推出的第一种大肠杆菌植酸酶，与传统的真菌植酸酶相比，其生物效应提高了20 %，同时节约了饲料成本。但是，最新研发的高效布氏菌属植酸酶性价比更高，因为它能更早地在胃肠道发挥更高的活性。图2表明，在pH 3.5条件下，优质的布氏菌属植酸酶与其他三种早期商用植酸酶相比，生物效应几乎是后者的二倍，表明了该植酸酶在pH较低的环境下效率较高。这也在确保植酸盐的抗营养作用被最小化的同时，使营养消化和吸收的时间最大化。

Schothorst饲料研究中心2012年的独立试验表明，布氏菌属植酸酶比大肠杆菌属植酸酶的生物效应提高了79 %。与大肠杆菌属植酸酶相比，在标准添加剂量下，布氏菌属植酸酶快速降解植酸盐的卓越能力，能使营养吸收最大化，相当于节省饲料成本约1.5美元/t。

打破那些更高效植酸酶可以在低剂量时使用的惯例也同样重要。事实上，由于高效植酸酶在相同剂量下能释放出更多的磷，因此应该在饲料中添加更高剂量的植酸酶，以将其能带来的利益最大化，从而取代日粮昂贵的无机磷。

Barnard等(2014)采用的剂量是依据蛋鸡在小麦型基础日粮条件下布氏菌属植酸酶的最佳剂量确定的。在这项试验中，根据无机磷和植酸酶的费用(以2013年前市场价上下浮动20 %进行计算)，理想剂量确定在580 FTU/kg～985 FTU/kg之间。无论如何，最佳剂量都比之前使用的推荐剂量要高，这是因为在布氏菌属植酸酶作用下释放的磷浓度升高。由于之前限定植酸酶的添加量为300 FTU/kg饲料，植酸酶损失了约31 %的潜在价值(图3)。此外，这一剂量的确定只考虑了磷释放后增加的价值，而忽略了之前提及的“磷之外”营养的效应。

3　有据可依的剂量

在计算适宜的植酸酶剂量时，要把家禽的年龄和类型，及其健康状况和日粮因素考虑在内。要通过动物试验证实植酸酶的生物效应，估计不同植酸酶添加量产生的效应花费巨大，尤其对于像蛋鸡这类生长周期较长的家禽，但这仍然非常必要。隐藏在植酸酶背后的物种特异性生产性能和消化率数据，将决定生产者能够在饲料配方中应用此产品价值的信心。

4　预期回报丰厚的剂量

近年来的进展包括：开发了生物效应更高的植酸酶，植酸酶会对蛋白质以及淀粉造成负面影响的认识加深，以及磷的使用加上正在上升的无机磷价格，所有这些都给植酸酶理想剂量的传统观点带来了挑战。植酸酶因为能提升饲料配方的价值而一直在不断发展。我们对植酸酶在能量和蛋白质释放上的作用的认识也将随着动物试验的新发现而发展。在科学给植酸酶带来新的效益和机遇成为可能的时候，生产者也应该和供应商紧密合作，以确保他们的使用剂量能将带来最大投入产出比。

*译者简介：章薇，杨家军现就职于安徽省农业科学院畜牧兽医研究所。

中图分类号：S816.79

文献标识码：C

文章编号：1001-0769(2016)01-0050-03