最大限度地提高家禽營養中能量和蛋白質的利用

摘 要：配制含高水平蛋白質和脂肪的高濃度飼料，可以生產出大量的低成本食品，但加劇了對植物蛋白源飼料的依賴。通過優化飼料纖維，補充復合酶制劑，配制低營養濃度、低成本飼料，可以最大限度地提高日糧能量和蛋白質的利用，確保胃腸道菌群的健康。

關鍵詞：營養濃度；復合酶系統；能量利用；蛋白質利用；家禽營養

中圖分類號：S816 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2014）12-0022-02

現代動物生產食品安全上已經取得了巨大的成功，即能夠生產大批量低成本食品。事實上，人們認為這是理所當然的。為了實現生產商目前為食品安全所需要的優良性能，需要配制含有高水平蛋白質和脂肪的高濃度飼料。

然而，現代養殖業的發展加劇了飼料對植物性蛋白的依賴。

豆粕仍是飼料中植物蛋白的主要來源，不過替代性油籽粕（如葵花粕和菜籽粕）和豆科植物種子（如豌豆、蠶豆和羽扇豆）受到越來越多的關注。使用這些替代性原料將不可避免地提高日糧的纖維含量，并降低可消化蛋白質含量。這可能會引發各種健康問題，如痢疾綜合征，現代家禽品種心力衰竭、猝死綜合征，特別是肉雞腹水綜合征。然而，作為腸道微生物菌群的營養底物，日糧纖維可能也會對家禽健康產生有益的影響。

底物發酵所產生的短鏈脂肪酸（SCFA）主要成分是乙酸、乳酸和丁酸，它們可降低大腸內容物的pH值，并促進有益微生物的生長。

優化飼料中纖維的組成、最大限度地提高能量和蛋白質利用率必須確保胃腸道菌群健康，術語為“生態平衡”。“生態營養”是關鍵的策略，且可通過合理利用復合酶系統來實現。

1 復合酶系統

在利用高水平植物蛋白質配制飼料時，我們必須考慮可能存在的抗營養因子（ANFs）以及由非淀粉多糖（NSPs）和不可消化低聚糖（NDOS）組成的不能利用的碳水化合物（NAC）。不同來源的NAC可以被通過添加外源性酶進行降解，這些碳水化合物最終以NDOS的形式進入大腸，從而被發酵成為各種有機酸和某些氨基酸。

纖維降解酶在家禽營養和調節從上消化道至下消化道的微生物發酵方面發揮著非常重要的作用。這就是為什么飼料中的纖維素水平不再被視為配方中的最大制約因素。

“優化飼料中的纖維”成為現代家禽營養上的新挑戰。

飼料中碳水化合物、脂肪、蛋白質和氨基酸總體含量及其生物利用率上的差異，已經導致開發出了用于釋放那些不能利用養分的各種酶。

鑒于養分消化時有許多生化過程參與其中，復合酶系統很可能在消化中，特別是能量和蛋白質的利用方面發揮著更大的作用。

飼料用酶制劑可提高飼料原料的消化率，降低腸道內容物的粘性，并釋放包裹在植物細胞結構內的營養物質。

更多的能量從飼料中釋放出來，可產生能量節約效應，同時更多的蛋白質可被利用，結果產生氨基酸節約效應，兩者都可歸因于消化酶，均用于最低成本飼料配方中。

基于木聚糖酶和β-葡聚糖酶的酶產品，通常也含有纖維素酶，已經能改善糞便狀況，特別是能改善采食以小麥和大麥為基礎日糧的飼料后所產生的糞便性能。

2 養分釋放

玉米型日糧消化率很高，但玉米-豆粕型日糧中碳水化合物、脂肪、蛋白質和氨基酸的總含量及其生物利用率上的差異已經產生了含有專為釋放日糧中不可利用養分的各類酶的配方。

玉米淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，前者難以消化。在玉米型日糧中添加α-淀粉酶——幼齡動物（如：肉雞雛苗）體內分泌量很低的一種酶，已經越來越受到人們的關注。盡管豆粕的總能量值大大地高于代謝能（18.83 MJ/kg對10.25 MJ/kg），但是過去人們普遍認為在玉米-豆粕型基礎日糧中添加酶制劑在一定程度上將不會提高有可能會改善經濟效益的肉雞生產性能。

大豆粕含有非淀粉多糖，如阿拉伯木聚糖、果膠和β-葡聚糖，但是豆科植物種子還含有大量的α-半乳糖苷，如棉子糖、水蘇糖、毛蕊花糖以及不利于養分吸收的較低水平β-甘露聚糖。

這些低聚糖在胃和小腸中似乎不能消化。然而，小腸后段內的細菌能夠分解這些糖，并轉化為CO2、H2以及會引起消化功能紊亂的CH4。

進一步的研究已經證明了利用酶，如α-半乳糖苷酶和β-甘露聚糖酶對畜牧學性能和降解這些低聚糖的成本效益。

此外，豆類和油籽中的NSPs主要是由半乳糖醛酸聚糖或更常見的鼠李半乳糖醛酸聚糖組成的果膠多糖。

以側鏈連接的其它糖類有D-半乳糖、L-阿拉伯糖和五碳醛糖。含有以果膠聚合體和其他天然NSP為作用目標的果膠酶的復合酶肯定會受到極大的關注。

家禽日糧含有高水平的蛋白質。然而，過量的日糧蛋白質可能會使腸道菌群含有更多可水解蛋白質的菌群，如梭狀芽胞桿菌、大腸桿菌。難以消化的蛋白質飼料可能會導致后腸中未消化的蛋白質發酵，進而產生具有潛在毒性的代謝產物。

這些是生命活動產生的氨和其他有毒化合物，它們會對腸道健康產生不利影響。我們可以認為，外源性蛋白酶能夠溶解蛋白質，并提高蛋白質的利用率，特別是幼齡動物日糧中的植物蛋白源。幼齡動物體內不能生產足量的這種酶。

最大限度地利用日糧蛋白質是非常重要的，這可以通過使用包括蛋白酶在內的酶系統來實現。

良好的結果已經在玉米-豆粕型肉雞日糧中添加Framelco Fra E-line產品（復合酶制劑產品）實現了。在荷蘭，向最高密度日糧中添加此復合酶產品，總體生產性能2.47 %；而在匈牙利，向低密度日糧添加后，生產性能提高高達8.5 %（表1）。

顯然，當飼料和生產性能已達到最高水平時，可獲得收益越少（回報遞減法則）。

3 結論

現在我們必須超越傳統營養。傳統的觀念是飼料要配制成高濃度、低成本的日糧。現在，配制的低濃度、低成本的飼料創造了一項能夠將低養分密度飼料的健康益處與能夠維持良好畜牧學性能的復合酶系統結合起來的實用方法。由復合酶系統（Framelco Fra E-line酶制劑）引起的生物學過程，能夠讓飼料中更多的能量和氨基酸為動物利用。這被稱為養分節約效應（NSE），歸因于可以配制低濃度飼料的酶系統（表2）。

在經濟學上，低營養濃度飼料是非常有吸引力的。事實上，隨著養分濃度的增加，尤其是當它們用全植物性原料配制時，其飼料成本呈指數級增加（圖1）。在本例子中，養分濃度由135降至130 （NSE），每噸飼料可節省成本109.11元（13歐元）。

高濃度飼料可以重新配制，降低飼料成本。這需要根據飼料中的可消化氨基酸進行配制。添加復合酶系統以調控胃腸道內的微生物活性（稱之為“生態營養”），日糧纖維的利用可達到最佳。所面臨的挑戰是如何合理配制日糧，以實現動物良好的健康、最佳的生產性能和較低的成本，進而獲得最大的經濟回報。

原題名：Maximising energy and protein utilisation in poultry nutrition（英文）

原作者：Ir. André Meeusen（荷蘭拉姆斯東克斯費爾Framelco公司營養學家、咨詢顧問）