添加复合酶制剂对肉羊全混合颗粒日粮体外营养物质消化率、瘤胃发酵参数及育肥效果的影响

张淑枝，吴振洲，栗文钰，王丽娟*，刘仰知，乔 梁，陈玉艳，孙玉飞，王 影，杨慧杰

（1.禾丰食品股份有限公司，辽宁沈阳 110164；2.辽宁省检验检测认证中心，辽宁沈阳 110016）

酶制剂在单胃动物饲料上的应用已经有多年的历史，但对于反刍动物，由于瘤胃中的微生物可以降解外源添加的酶制剂，进而限制了酶制剂在反刍动物饲料中的推广应用。随着生物技术的进步，近30 年来，研究者开展了许多有关纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶和木聚糖酶等在反刍动物中应用的试验[1-5]，表明酶制剂可以在一定程度上抗瘤胃微生物降解，提高营养物质的消化率。

育肥肉羊通常采用放牧或者精粗料搭配使用的饲喂模式，近年来，随着养殖规模的扩大，为了减少对劳动力的依赖程度和提高饲养效率，越来越多的养殖户选择全混合颗粒日粮（total mixed pellet ration，TMPR），即将高纤维原料与精饲料原料混合加工而成的颗粒饲料。因饲喂TMPR 颗粒饲料减少了育肥肉羊长纤维的摄入量，因此本试验的另一个目的是评估饲喂TMPR 是否会造成瘤胃酸中毒。为了提高TMPR 的消化率和改善生长性能，本试验选择使用两种复合酶制剂，采用体外发酵培养的方法[6]评估两种不同复合酶制剂对肉羊TMPR 体外营养物质消化率和瘤胃发酵参数的影响。同时，由于反刍动物个体、日粮、以及环境之间都存在巨大的差异，酶制剂应用效果受酶的种类、性质、底物和添加水平等多种因素的影响[7]，本研究同步开展动物饲养试验以评估不同复合酶制剂对肉羊育肥效果的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 复合酶制剂

复合酶制剂I 和II 分别由商业公司提供，两种复合酶的组成及酶活含量见表1。两种原料均为细小粉状，具有耐高温属性，在日粮制备的时候可以直接添加于混合机中予以混合加工。

表1 酶制剂的组分及含量单位：U/g

1.1.2 试验日粮制备、组成及营养成分

全混合颗粒日粮由沈阳禾丰反刍动物饲料有限公司加工制造，加工参数如下：石粉、磷酸氢钙、糊化尿素、膨润土、食盐、酶制剂不粉碎，玉米的粉碎粒度为2mm，豆粕、花生粕、苹果渣、大豆皮的粉碎粒径为4mm，苜蓿草粉的粉碎粒度为6mm；混合时间为110s；使用布瓦压缩机进行调质，调质温度为85℃左右，调质时间30s；制粒机的压缩比为13∶1；颗粒料的直径和长度分别为8 和10mm。

分别取对照组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组代表性样品200g，使用泰斯特FW-100 粉碎机将样品粉碎至1mm，用于样品的化学分析。干物质（Dry matter，DM）使用105℃烘箱烘干3h 的方法测定；粗蛋白（Crude protein，CP）采用凯氏定氮法测定；中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）以Van Soest[8]方法为基础，采用滤袋分析法。试验基础日粮配方组成及营养成分见表2。

表2 基础日粮组成及营养成分

1.2 试验方法

1.2.1 添加复合酶制剂对肉羊体外发酵参数和营养物质消化率的影响

采用两阶段消化试验法，于2022 年10 月份在禾丰集团研发与检测中心开展。第一阶段模拟瘤胃的消化过程，混合培养液的配制参照Eun[6]等方法。发酵48h 后取出样品，迅速用冷水冲洗，以终止微生物发酵反应。收集发酵液，测定pH 值。发酵液离心（10000r/min，15min），保存于-20℃，用于挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）和氨态氮的测定。挥发性脂肪酸采用气相色谱仪进行测定，氨态氮采用苯酚-次氯酸钠比色法[9]进行测定。

在模拟瘤胃消化过程结束之后，进行第二阶段消化试验。将滤袋逐一放入培养管中，加入35mL 胃蛋白酶溶液，在39℃恒温水浴锅中培养24h，每天振动两次。

两阶段消化试验结束后，对消化残渣进行过滤、干燥（65℃、48 h）、称重，检测烘干残渣的CP、NDF 和ADF 含量，用以计算DM、CP、NDF 和ADF 的体外消化率。

1.2.2 添加复合酶制剂对肉羊育肥效果影响

饲养试验于2022 年10 月12 日至2023 年1月10 日在沈阳某育肥肉羊养殖场开展，选取体重(20.83±0.42)kg、50～60 日龄的120 只小尾寒羊公羊，随机分为3 组，每组40 只，分别为对照组、试验I 组、试验II 组，对照组为基础全混合颗粒日粮，试验Ⅰ组、II 组分别在基础日粮基础上添加复合酶Ⅰ（100g/t）和复合酶Ⅱ（100g/t）。试验分为7d 预饲期，3 组动物均饲喂对照组全混合颗粒日粮，每日饲喂2 次；预饲期结束后，晨饲前称重作为初体重W1（kg）。正式试验期共持续83d，记录每组动物每天的饲料采食量，用以计算干物质采食量（Dry matter intake，DMI）。试验期结束晨饲前再次称重，作为末体重W2（kg）。各组动物的平均日增重（Average daily gain，ADG）、饲料转化率（Feed conversion ratio，FCR），根据所记录的初体重、末体重和DMI 计算而得。

1.3 数据统计与处理

数据用Excel 软件进行初步处理，使用IBM SPSS 22.0 软件，采用单因素GLM 线性模型进行方差分析，使用Duncan 法进行多重比较。P≤0.05 表示差异显著，P＞0.05 表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 复合酶对肉羊TMPR 体外瘤胃发酵参数的影响

由表3 可知，不同处理对瘤胃pH 值均无显著影响（P＞0.05），但与对照组相比，两种复合酶均显著降低了瘤胃中氨态氮浓度（P＜0.05）。与对照组相比，复合酶II 显著提高了总挥发性脂肪酸的浓度（P ＜0.01）和丙酸的比例（P ＜0.05）。与对照组相比，复合酶I 对乙酸、丙酸、丁酸摩尔比例均无显著影响（P＞0.05）。

表3 复合酶对肉羊TMPR 体外瘤胃发酵参数的影响

2.2 复合酶对肉羊TMPR 体外营养物质消化率的影响

由表4 可知，与对照组相比，复合酶II 显著提高了DM、NDF 和ADF 体外消化率（P ＜0.01），提高幅度分别为8.72%、11.52% 和19.62%；但不同处理对CP 的消化率无显著影响（P＞0.05）。

表4 复合酶对肉羊TMPR 体外营养物质消化率的影响单位：%

2.3 复合酶对育肥肉羊育肥性能的影响

由表5 可知，与对照组相比，复合酶II 显著提高了育肥期肉羊的ADG 和DMI（P＜0.05），显著降低了FCR（P＜0.05）。

表5 复合酶对育肥肉羊育肥性能的影响

3 讨论

饲粮中添加纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶，能够破坏植物性原料的细胞壁结构，增加瘤胃微生物与饲料的接触面积，增强瘤胃纤维消化能力，提高日粮干物质消化率，进而提高饲料转化率[7]。大量研究表明，添加外源酶制剂可以提高反刍动物对干物质和纤维物质的消化率[10-13]，但也有研究报道酶制剂对营养物质的消化率无显著影响[14]；酶制剂提高营养物质的消化率可能与酶的使用方法有关[15]。Yang[16]等报道，将酶制剂预先与精料混合的使用方法可以提高奶牛的日粮消化率和产奶量，而酶制剂添加于全混合日粮中马上饲喂的方法则无效。Nsereko[17]等证实，酶制剂可以改变饲料的纤维结构。本试验中，在体外消化及动物采食之前，酶制剂已经与TMPR 混合均匀充分接触，有助于TMPR 被瘤胃微生物降解和皱胃的消化。复合酶II 显著提高了育肥肉羊全混合颗粒日粮ADF 和NDF 的消化率，这与前人发现纤维素酶提高了纤维素的消化率结果相一致[1]。本试验中的复合酶I 和II 在对DM、NDF、ADF 消化率的作用方面有一定差异，可能归结于两种酶制剂的不同酶谱组成和不同酶性质，因为不同微生物或者同一微生物的不同加工工艺所产生的酶制剂性质存在不同[2]。

瘤胃发酵参数是反映瘤胃健康的重要指标，其中，瘤胃pH 值是反映反刍动物健康状况的最重要指标，瘤胃pH 值呈现动态变化模式。饲料被动物采食进入瘤胃并降解产生挥发性脂肪酸，瘤胃pH 值在采食2h 后达到最低值。同时，挥发性脂肪酸不断地被瘤胃壁吸收和动物反刍所产生的唾液中和，瘤胃pH 值逐渐恢复至6～7；随着下次采食饲料，瘤胃pH 值呈现再次下降和逐渐升高的现象。对照组结果表明，本试验的日粮设计可以维持瘤胃pH 稳态（理想的pH 值）；复合酶II 则实现了本研究所提出的假设，添加复合酶能够影响瘤胃发酵，提高纤维消化率，在不增加瘤胃酸中毒风险的前提下，为育肥肉羊提供了较多的可利用营养物质。

瘤胃氨态氮是日粮粗蛋白在瘤胃中降解的产物，为微生物提供氮源用于合成微生物蛋白。本试验添加复合酶I 和II 都降低了氨态氮浓度，说明氨态氮被用于合成瘤胃微生物蛋白质，这可能是添加复合酶制剂提高了瘤胃微生物对氮的利用能力；另一方面，可能是归因于纤维消化率的提高，供给了更多的碳源与氮匹配以合成微生物蛋白质。但是，本试验中3 个日粮组的氨态氮浓度都过高，这表明日粮的能氮平衡仍有很大的改善空间。可以适当降低日粮粗蛋白水平，避免造成氮的浪费和对动物体以及环境的破坏，同时降低饲料成本。

复合酶II 显著提高了瘤胃液中的总挥发性脂肪酸浓度，这是日粮消化率改善的另一体现，说明有更多的营养物质被微生物发酵产酸，与复合酶II 提高了DM、NDF 和ADF 的消化率是相一致的。类似地，复合酶I 对TMPR 的营养物质消化率没有显著影响，同样总挥发性脂肪酸的浓度也未受到复合酶I 的显著影响，但是在数值上有所改善。这说明，复合酶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，增加了瘤胃中可发酵的碳水化合物数量，从而增加了总挥发性脂肪酸的产量。丙酸通常是淀粉、糖类快速降解碳水化合物的主要产物，本试验观察到复合酶II 显著提高了挥发性脂肪酸中的丙酸比例，这说明该组日粮中有更多的淀粉被微生物用作底物进行发酵产酸。据此推测，复合酶II 有可能提高了淀粉的瘤胃降解率和总体的淀粉消化率。但本试验并未测定复合酶制剂对淀粉消化率的影响，这需要在今后的试验中进一步验证。

复合酶II 提高了育肥肉羊的干物质采食量，这可能是由于饲喂试验II 日粮的肉羊具有较高的DM 和NDF、ADF 消化率，这一点可根据体外消化试验的结果推测而得。因为高日粮营养物质消化率将伴随着较快的肠道排空速度，从而有助于促进肉羊采食量的提高。较高的采食量带来的直接贡献便是动物采食了更多的营养物质，这可能是试验II 组显著改善了育肥肉羊日增重的原因所在。FCR 是衡量单位增重所需饲料采食量的指标，FCR 数值越低说明饲料转化为增重的效率越高。本试验的结果表明，复合酶II 不仅促进育肥肉羊采食更多的饲料，而且改善了其饲料转化效率，具有一定的经济利用价值。

4 结论

在本试验中，添加100g/t 复合酶制剂，复合酶II 改善颗粒饲料体外营养物质消化率和瘤胃发酵参数的效果优于复合酶I，并在饲养试验中展现出显著改善肉羊日增重的效果。