■李晓洁 唐德福 石学刚 李 敬 宫 官
(1.ABVista Asia Pte Ltd,新加坡 329682;2.甘肃农业大学,甘肃兰州 730070)
代谢能是家禽日粮的主要营养指标,来源于饲料养分被动物吸收后氧化所释放的能量,日粮代谢能水平与家禽生产性能密切相关。在小麦型日粮中添加木聚糖酶可改善动物生产性能已得到广泛认可,但在玉米-豆粕型日粮中添加木聚糖酶的报道结果还不尽一致,主要原因在于小麦中含有较高的可溶性木聚糖,占总木聚糖的25%,表现出明显的食糜黏性,而玉米中可溶性木聚糖含量相对较低,占总木聚糖的3%,食糜黏性所表现的抗营养作用不明显。但是,木聚糖占总非淀粉多糖的含量在小麦和玉米中非常接近,分别为61.0%和70.6%。换言之,小麦和玉米中绝大部分木聚糖均是以不可溶性木聚糖的形式存在,这类木聚糖的主要抗营养作用体现在包被养分,阻碍养分与内源酶的接触,降低植物原料养分利用率。因此,这部分木聚糖的降解将同样对提高日粮养分利用率起到非常重要的作用。
相关研究表明,在肉鸡日粮(小麦型或者玉米型)中添加木聚糖酶和葡聚糖酶,可改善体增重、饲料转化效率和日粮代谢能水平。Mirzaie等(2012)研究发现,给25~47周龄蛋鸡饲喂不同比例的玉米-小麦型日粮,添加木聚糖酶均可不同程度地改善或消除其所带来的负效应。Meng等(2006)的研究结果表明,非淀粉多糖酶可改善脂肪消化率和日粮的代谢能水平。Souza等(2012)研究发现,添加木聚糖酶可提高14周龄蛋鸡日粮粗蛋白代谢相关指数和氮的存留,以及80周龄蛋鸡的AME和AMEn。本试验旨在研究低能玉米-豆粕型基础日粮中添加木聚糖酶和葡聚糖酶对肉鸡生产性能和养分利用的影响,为木聚糖酶和葡聚糖酶的应用提供参考。
选用720只1日龄Cobb肉鸡,称重并按照体重相近原则进行分组,三层笼养,自由采食,自由饮水,16 h连续光照。试验第一周,室温控制在33~35℃,到第3周时逐渐降低至24℃。试验分3个处理组,每个处理组设8个重复,每个重复10只鸡,分别饲喂正对照(常规营养水平)、负对照(正对照日粮基础上降低836 kJ/kg代谢能)和试验组(负对照+20 g/t Econase WPP复合非淀粉多糖酶)3种饲粮。试验分为两个阶段:前期1~21 d和后期22~42 d。基础日粮组成及营养水平见表1。日粮为粉料,添加二氧化钛(TiO2,0.40%)作为测定养分消化率内源性指示剂。本试验所用酶制剂Econase WPP由ABVista公司提供,主要由木聚糖酶和葡聚糖酶组成。
分别于试验开始时、21日龄和42日龄对试鸡以重复为单位称重,并记录各试验期内采食量,计算各阶段平均日增重、平均日采食量和料肉比。
料肉比=该阶段饲料消耗量/试验鸡体增重(包括死淘鸡);
估测的死淘鸡饲料消耗量=死淘鸡体重×料重比(包括死淘鸡);
平均采食量=(饲料消耗量-估测的死淘鸡饲料消耗量)/饲养活鸡只数;
平均增重=(期末平均体重-起始平均体重)/饲养活鸡只数(死淘鸡不计入平均日增重的计算)。
表1 日粮组成及营养水平(风干基础)
分别于试验第18~21 d和38~41 d进行两期代谢试验,每天收集粪便,以测定AME、AMEn和其它养分全肠道表观消化率。粪便收集后于65℃烘干,回潮24 h后贮存于4℃冰箱。试验结束时(42日龄),通过颈椎错位法处死全部试鸡,分离位于麦克尔憩室和回盲瓣之间的回肠肠段,使用蒸馏水冲洗收集回肠食糜,经冷冻干燥后贮存于4℃冰箱备用。
所有样品的检测均为两个重复。日粮和粪便样品分别检测干物质(DM)、TiO2、氮、中性洗涤纤维(NDF)和总能,并计算AME和AMEn。总能的测定使用IKA-WERKE氧弹量热仪完成。DM、氮和NDF采用AOAC(2005)所述方法进行分析。TiO2检测参考Short等(1996)所述步骤。
试验数据经Excel 2013初步整理后,采用SAS统计软件(SAS Institute,2008)的单因素方差分析(Oneway ANOVA)模型进行统计分析。差异显著时使用Duncan's法进行多重比较,P<0.05为差异显著。
在玉米-豆粕型日粮中添加复合非淀粉多糖酶对肉鸡生长性能的影响见表2。与正对照组相比,负对照组日粮能量水平降低836 kJ/kg后,前期、后期平均增重和饲料转化率(料肉比)均显著降低(P<0.05),且前期采食量也显著下降(P<0.05)。
表2 添加复合非淀粉多糖酶对肉鸡生长性能的影响
在负对照基础上添加非淀粉多糖酶后,全期料肉比显著优于负对照组(P<0.05),全期平均增重较负对照组提高了4.2%(P>0.05),三个处理组平均采食量无显著差异(P>0.05)。
复合非淀粉多糖酶对42日龄肉鸡回肠表观消化率的影响见表3。与负对照组相比,试验组干物质、粗蛋白的回肠表观消化率和回肠消化能均有改善,且干物质消化率和回肠消化能显著高于负对照(P<0.05),并且干物质消化率与正对照组相当。
添加复合非淀粉多糖酶对肉鸡粪中养分表观消化率的影响见表4。同样,添加复合非淀粉多糖酶试验组的干物质和氮利用率显著优于负对照组(P<0.05),且达到正对照组水平。前期和后期的AME也显著优于负对照组(P<0.05)。
表3 添加复合非淀粉多糖酶对42日龄肉鸡回肠表观消化率的影响
表4 添加复合非淀粉多糖酶对肉鸡粪中养分表观消化率的影响
本试验中,高能日粮组(前期料:12.33 MJ AME/kg;后期料13.17 MJ AME/kg)肉鸡的增重和料肉比显著优于低能日粮组(前期料:11.50 MJ AME/kg;后期料12.33 MJ AME/kg),但对全期采食量并无影响,生长性能数据证实了日粮所存在的能量差异。先前研究报道高能组(大于418 kJ ME/kg的差异)会降低0~35日龄肉鸡的采食量并改善料肉比,体增重并未受能量变化的影响。由于日粮能值水平与肉鸡采食量具有一定的相关性,肉鸡会根据日粮代谢能水平来调节采食量,本研究中育成鸡部分数据也得到同样的结果。因此,肉鸡饲喂低AME水平的日粮,会通过提高采食量,达到与饲喂高AME水平日粮同等的能量摄入量。但是,本研究中前期正对照的采食量要高于负对照,有可能是因为油脂的添加提高了日粮的适口性。
本试验负对照组与正对照组比较能量水平降低非常大,旨在研究所添加非淀粉多糖酶的营养赋值水平,负对照组日粮添加非淀粉多糖酶后,提高了体增重,并显著改善了料肉比,显著提高18~21 d 418 kJ AME/kg,和38~41 d 359 AME kJ/kg,充分说明非淀粉多糖酶对日粮非淀粉多糖的有效降解作用,显著改善能量利用率,从而提高生长性能指标。
添加复合非淀粉多糖酶后,与低能日粮处理组相比,可显著提高干物质和氮的消化率,并达到正对照组水平。同时,也显著提高了回肠消化能和表观代谢能值。由于本试验日粮为玉米-豆粕型,玉米中所含木聚糖主要为不可溶性木聚糖,不会造成肠道食糜黏度的增加,其主要抗营养作用表现为组成细胞壁结构,包被养分。本研究结果显示复合非淀粉多糖酶可高效降解植物细胞壁,使包裹在其中的养分(蛋白、淀粉)充分释放,提高养分的利用效率,从而改善了动物的日增重和料肉比,该结果与Williams等(2014)的研究相一致。张铁鹰等(2003)认为玉米-豆粕型日粮有必要添加外源酶,其中木聚糖酶和β-葡聚糖酶可水解细胞壁中的阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖,破坏细胞壁结构,进而提高玉米-豆粕型日粮养分消化率,改善畜禽生产性能。Hanczkowska等(2012)研究也表明,添加木聚糖酶可显著改善生长肥育猪体增重,缩短达到上市体重时间,并提高肥育期干物质、脂肪和纤维的消化率。Cowieson等(2010)研究表明,在肉鸡玉米-豆粕型日粮中添加木聚糖酶和葡聚糖酶具有一定的协同作用,可显著改善肉鸡生长性能。
寡糖类物质作为益生元可调节后肠道微生态平衡已被广泛研究。木聚糖酶和葡聚糖酶可改善养分消化率的一个重要因素,是其降解木聚糖和葡聚糖产生木寡糖和葡寡糖类物质。氮的各表观消化率数据结果表明,回肠中蛋白表观消化率,非淀粉多糖酶处理组和正对照组在数值上均高于负对照组,但是差异不显著;而粪中氮的表观消化率,非淀粉多糖酶处理组和正对照组则显著高于负对照组,可能与降解非淀粉多糖成为寡糖有关,可有效促进后肠道微生物的菌群平衡和发酵过程,或者提高了发酵利用氮的菌群数量,显著提高了氮的利用效率。另一方面,Goodlad等(1987)研究表明,大鼠结肠发酵过程可诱导肠道激素肽YY(PYY)的分泌,从而延长食糜在胃中的停留时间,可提高胃对于养分的消化率。Singh等(2012)在肉鸡上研究也证实了木聚糖酶的添加与PYY的释放具有正相关性,木寡糖可促进后肠道有益微生物增殖,产生挥发性脂肪酸,从而刺激肠道激素肽YY的分泌,进而提高养分的消化率。
本试验并未额外添加蛋白酶和淀粉酶,但是加酶组仍显著提高氮和能量的消化率,说明释放出的养分刺激动物胃肠道分泌足够的内源蛋白酶和淀粉酶,从而改善养分利用率。费卓群等(2012)的研究也表明,在肉鸡玉米-豆粕型日粮中添加木聚糖酶,能显著降低肉鸡料肉比,提高肉鸡对日粮的蛋白利用率,提高肉鸡前肠食糜中的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性。
木聚糖酶在小麦型日粮中的作用已得到普遍认可,本研究表明,木聚糖酶配合葡聚糖酶在玉米型日粮中同样有效,可改善能量和养分的利用率(显著提高18~21 d AME 418 kJ/kg,和38~41 d AME 359 kJ/kg)。在低能玉米-豆粕型日粮中,肉鸡的日粮能量严重缺乏,添加复合非淀粉多糖酶,可显著提高肉鸡生产性能,干物质、氮和能量利用效率,这与本复合非淀粉多糖酶可同时降解可溶性与不可溶性木聚糖/葡聚糖,打开细胞壁释放养分和可生成寡糖类产物有关。