文│王勇 张淑梅 吴斌(江苏省连云港市赣榆区畜牧兽医站)
在肉鸡养殖中,机体对饲料营养物质的吸收利用直接影响其生产性能,如何进一步提高饲料转化率成为现阶段肉鸡养殖产业中重点关注的问题。复合酶制剂对改善肉鸡消化道机能、饲料消化率等方面均有积极影响,在肉鸡养殖中获得了广泛应用。笔者将对肉鸡养殖中复合酶制剂的分类、作用机理及其在肉鸡养殖生产中的应用效果进行介绍,以期为肉鸡的科学养殖及酶制剂的广泛应用提供帮助。
酶制剂是现阶段畜禽养殖饲料中一种常见的饲料添加剂,可以和畜禽消化系统产生协同作用,帮助胃肠道吸收利用饲料营养物质,进而提高饲料的饲用价值和畜禽生产性能。酶本质上是一种具有催化作用的蛋白质,通过和底物的结合降低催化反应所需要的活化能,并提高催化反应速度。酶具有催化效率高,对反应条件要求低,催化反应专一性强等特点,而且酶本身是一种蛋白质,没有毒副作用,相对于常见的催化剂在生物安全上更具优势。
1.淀粉酶。淀粉等能量饲料原料是畜禽养殖中占比最高的一类,通常可达60%~70%,淀粉酶的科学应用对提高饲料消化率有关键作用。通常我们可以将分解淀粉糖苷键的一类酶制剂称为淀粉酶,其中由于分解不同的糖苷键又划分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、异淀粉酶等。α-淀粉酶可通过分解淀粉长链中的α-1,4糖苷键将长链淀粉分解为麦芽糖,麦芽糖是一种以葡萄糖为单位的寡糖结构,易被肉鸡消化道吸收利用。β-淀粉酶可以通过在α-1,4糖苷键的非还原性末端发挥作用,将淀粉分解为糊精和麦芽糖,辅助肉鸡消化淀粉结构。
2.蛋白酶。蛋白质是肉鸡生长发育中重要的营养物质来源,体蛋白沉积也是影响肉鸡产肉率的关键指标。蛋白酶可以有效分解饲料中蛋白质的肽键结构,进而将蛋白质降解为多肽、游离氨基酸和蛋白胨等小分子物质。蛋白酶的种类非常多,在所有生物体中均有存在,研究学者按照蛋白酶对蛋白质的分解作用位点将其划分为内切蛋白酶和外切蛋白酶,其中内切蛋白酶的作用位点在蛋白质结构中的肽键内部,通过水解作用后将蛋白质分解为多肽和小肽的小分子结构,而外切蛋白酶可以直接作用于蛋白质的N端和C端,进而分解为氨基酸结构供肉鸡消化道直接吸收利用。大部分内切蛋白酶作用后不会直接生成氨基酸,而在外切蛋白酶的作用下则主要生成游离氨基酸。不同的蛋白酶对最佳酶解环境的pH要求不同,按照蛋白酶最适宜的pH条件可以将其划分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶3种,肉鸡饲料中最常用的是中性蛋白酶和酸性蛋白酶。酸性蛋白酶的最适pH为2.0~5.0,它可以通过在蛋白质的芳香族氨基酸连接处进行酶解作用,直接生成多肽和氨基酸分子。中性蛋白酶作用的最适pH为7~8,包括胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶等,在适宜环境下可以发挥良好的蛋白质分解作用。
3.脂肪酶。肉鸡养殖中对饲料中脂类营养物质的吸收需要依赖脂肪酶和胆汁酸盐,饲料中的脂类物质在采食后首先需要通过胆汁酸盐的乳化作用形成乳糜微粒,随后通过脂肪酶的作用分解脂肪组织结构中的酯键,最终分解为脂肪酸和甘油供机体利用。由于脂肪酶在肉鸡体内无法对未乳化的脂肪进行分解代谢,所以肉鸡饲料中脂肪酶的应用主要是为了提高饲料中脂肪的分解速率,而且通常会配合乳化剂同时使用,以辅助肉鸡肠道对饲料中脂类物质的消化、吸收。
4.非淀粉多糖酶。非淀粉多糖酶包含很多种类,如常见的纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等,这些酶制剂可以降解植物源饲料中的细胞壁,使植物细胞中蛋白质、淀粉等营养物质与肉鸡肠道中的内源酶充分接触,有助于饲料营养物质的消化吸收。非淀粉多糖酶在肉鸡饲料中的应用可以有效降低肠道中的食糜黏度,改善饲料营养物质与肠道上皮细胞的接触,降低肉鸡腹泻率。果胶酶对果胶有非常强的降解作用,是一种多酶复合体,主要包括果胶酸酶、果胶甲酯水解酶和果胶酶3种类型,分解果胶质后有助于消化吸收。
1.辅助内源酶消化能力。肉鸡自身成熟的胃肠道中含有丰富的消化酶,但是在肉鸡生命早期,消化系统发育不够成熟,分泌的消化酶种类较少且活性相对较低,此时外源酶制剂的添加可以辅助内源消化酶的分泌,同时提高消化酶的活力水平。研究发现,肉仔鸡肠道系统中的消化酶大部分在肉仔鸡发育到10日龄的时候分泌量达到最佳水平,且随着日龄的增长,各种消化酶的活性不断提高,但由于现阶段肉鸡养殖中追求快速生长,肉鸡采食量快速提高,内源消化酶难以满足肉鸡的需要,在饲料中合理添加复合酶制剂可以缓解这种情况,辅助内源酶的消化。复合酶制剂的生产主要是通过微生物的分解代谢获得,大部分酶制剂的理化性质和肉鸡肠道中的内源酶有一定差异,所以在饲料中添加酶制剂并不会影响肠道内源酶的分泌,而且部分酶制剂对内源酶的分泌有一定的激活作用,从而使肉鸡获得更好的生产性能。肉鸡养殖中添加非淀粉多糖酶后发现,肉鸡肠道中淀粉酶的含量和活性均得到提高,同时肠道中脂肪酶和蛋白酶的活性也有提高趋势。
2.降解植物源原料细胞壁,提高消化率。肉鸡饲料中绝大部分饲料原料为植物源饲料,植物细胞组织中存在细胞壁结构,这种致密的细胞结构将细胞中的营养物质包裹起来,限制了消化酶与营养物质的接触面积,使得营养物质的吸收利用率下降。在肉鸡饲料中添加复合酶制剂后,如常见的纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等非淀粉多糖酶,可以有效破坏植物细胞壁,使植物细胞中的营养物质和肉鸡肠道内源性消化酶充分接触,提高营养物质的消化吸收能力。
3.消除饲料中的抗营养因子。肉鸡饲料中的部分饲料原料含有抗营养因子,不仅降低了饲料适口性,同时还会造成消化利用率下降等负面影响,如小麦、大麦等饲料原料中含有大量的非淀粉多糖,尤其是部分可溶性非淀粉多糖可以在肠道组织中会结块,导致营养物质消化利用率下降。可溶性淀粉多糖还会导致肉鸡小肠中食糜黏性加大,给肠道机械消化能力造成负面影响。燕麦和大麦中的可溶性非淀粉多糖主要是β-葡聚糖,与对照组相比,在肉鸡饲料中添加葡聚糖酶可以有效改善肉鸡对饲料中大麦、燕麦等饲料原料的消化利用率,同时提高肉鸡采食量和生产性能。在肉鸡大麦日粮中添加葡聚糖酶还可以有效降低肉鸡小肠中的食糜黏度,改善肉鸡肠道健康。肉鸡饲料原料中阿拉伯木聚糖也会增加肠道中的食糜黏度,一般黑麦和小麦原料中阿拉伯木聚糖的含量较高,对肉仔鸡的料肉比和平均日增重具有负面影响。而在饲料中补充木聚糖酶后,肉鸡小肠食糜的黏度显著降低,肉鸡生产性能也获得显著改善。
4.降低肉鸡肠道中有害微生物丰度。肉鸡肠道组织中含有丰富的微生物区系,尤其是小肠后端微生物最为丰富,这些微生物可以通过发酵作用生成挥发性脂肪酸,为肠上皮细胞和微生物提供营养。但未消化完全的蛋白质进入后肠会通过微生物的发酵作用生成大量胺类物质,这些胺类物质会导致肠道出现炎症病变,进而使后肠段中的有害微生物的相对丰度增加,肉鸡肠道健康状况下降,诱发腹泻、肠炎等疾病问题。复合酶制剂在肉鸡饲料中的应用可以有效改善肠道对饲料中蛋白质的消化利用率,使进入后肠段的食糜中蛋白质含量显著降低,避免后肠段出现胺类物质,降低有害微生物的相对丰度。
5.提高肉鸡机体免疫力。在肉鸡饲料中添加复合酶制剂对提升肉鸡免疫力有一定的辅助作用,可有效降低肉鸡死亡率。如添加非淀粉多糖酶可以帮助肉鸡将饲料中的非淀粉多糖降解为寡糖类物质,很多寡糖类物质具有一定的益生作用,有助于维持肉鸡肠道健康,降低肠道中病原微生物的相对丰度,对肠道免疫系统的发育有积极影响。豆粕中含有大量的甘露聚糖,添加非淀粉多糖酶可以使甘露聚糖降解为甘露寡糖,甘露寡糖在肉鸡肠道中可有效抑制病原菌定殖,从而维持肉鸡肠道内环境稳态,促进免疫系统的发育。在雏鸡养殖中,添加复合酶制剂可以提高雏鸡脾脏和胸腺的重量,同时改善机体中淋巴细胞的转化功能,促进雏鸡免疫系统的成熟。