酶與益生菌之間重要的協同作用

據全球媒體調查，并且有充分的證據顯示，雖然家禽行業在近幾年中發生了顯著的改變，然而自2013年以來家禽健康和疾病一直是位列該行業的兩個首要問題。許多疾病可以引起較大的損失，并且已經得到充分的證明。據估計，2015年，僅僅由壞死性腸炎（Necrotic enteritis，NE；由細菌產氣莢膜梭菌引起）造成的家禽行業損失就接近60億美元。

除了疾病引發的損失外，如何使家禽維持最佳的健康仍然是最重要的問題，因為它在家禽將飼料轉化為蛋白質的效率方面發揮著重要作用。全球肉類消費預計到2050年將翻一番，從飼料中獲得更好的價值以提供高品質的蛋白質，仍將是生產者面臨的最大挑戰之一。生產周期縮短、飼料原料、消化率和成本的多變將會加劇這一挑戰?？紤]到飼料原料占總生產成本的70%左右，需要采用創新策略來滿足不斷增長的蛋白質需求，同時保持盈利。多項研究指出，聯合使用酶和益生菌將是滿足盈利需求的一個關鍵策略。

1 生產性能與飼料的關系

當生產者對降低生產成本的壓力做出反應時，飼料的質量及其后續的消化率可能會成為犧牲品。由于最佳的營養水平和平衡的腸道微生物菌群組成是共同取得良好生產性能的兩個組成部分，因此重要的是要了解日糧及其消化率是如何影響腸道微生物菌群組成的。

對腸道微生物菌群組成和非有益菌數量影響最大的因素是胃腸道各個區段中未消化營養底物的類型、數量和可用性。流向后腸的未消化的營養物質會影響動物的生長性能，并會直接導致腸道微生物菌群組成向不利于腸道健康的方向轉變，進而對飼料轉化率（Feed Conversion Ratio，FCR）和家禽健康造成負面影響。

2 釋放飼料的營養價值

為了應對降低飼料成本的需求，飼料生產者可能會用其他具有較低營養價值的谷物，如小麥、谷物副產品、小麥、干酪、玉米酒精糟及可溶物（Distiller’s Dried Grains with Solubles，DDGS）或大麥，替代玉米（圖1）。雖然這些谷物原料更便宜，但它們富含非淀粉多糖（Non-starch Polysaccharides，NSPs），而NSPs會對單胃動物的消化和生產性能產生顯著的負面影響。

酶首次用于家禽生產是在20世紀80年代，現在90%以上的肉雞日糧均添加了酶。含有木聚糖酶、植酸酶、淀粉酶、蛋白酶和其他酶的日糧可用來提高含有高水平可溶性NSPs的谷物的營養價值，以將動物的生產性能提高到與采用玉米型日糧時相同的水平。人們普遍認為，單種飼料原料的價值越低且越多變，飼用酶的作用潛力發揮就越大。因此，在含有廉價的高纖維原料的日糧中，各種酶按正確比例組合起來后再使用顯得特別重要，因為這類日糧含有高水平的抗營養因子（Anti-nutritional Factors，ANFs），如NSP。

酶通過提高飼料消化率可以對腸道微生物菌群產生積極的影響。總體來講，酶可以促進飼料的消化以產生明顯的益處，如吸收營養物質和改善雞群生長的均勻性。

3 平衡的腸道微生物菌群組成

益生菌[在美國稱為直接飼用微生物（Direct-fed Microbials，DFMs）]是指能夠維持動物腸道微生物菌群的正常組成和協助可抵抗非有益菌入侵的天然防御機制的多種有益菌的混合產物，普遍認為其能夠維持動物腸道微生物菌群的平衡。腸道微生物菌群在抑制潛在病原菌的定植、支持腸道免疫系統的發育和為宿主提供營養方面起著至關重要的作用。一個成熟的腸道微生物菌群可以幫助幼雛應對各類應激情況，如運輸、飼料調整、溫度變化以及過度使用治療性抗生素等引發的應激。然而，建立一個成熟有益的腸道微生物群需要花費一定的時間。

從出生后的第1天起飼喂益生菌，可以促進腸道快速建立有益的微生物菌群，并可以防止可能會對生長期動物的生產性能產生不良影響的大腸菌群的定植。由于它們能夠在飼料制粒期間耐受惡劣的條件并通過抵抗酶的消化和胃的強酸環境而成功地到達腸道下端，產芽孢的芽孢桿菌通常被優先用于動物飼料。研究還表明，含有芽孢桿菌的益生菌產品可以促進腸道絨毛層的發育。

多項試驗顯示，當將含有3株芽孢桿菌的益生菌添加到日糧中時，飼料轉化率提高了4%～5%。使用壞死性腸炎（NE）攻毒模型的其他研究發現，當將益生菌添加到飼料中時，肉雞在受到NE攻毒期間能夠保持良好的生產性能。綜合分析兩項NE攻毒研究結果后發現，攻毒的對照組和飼喂含有這3株芽孢桿菌的益生菌組在飼料轉化率上存在17個點的差異（圖2）。此外，與攻毒的對照組相比，飼喂芽孢桿菌組肉雞的增重提高了1.71%，成活率提高了7.5%。

通過添加含有這3株芽孢桿菌的益生菌產品，肉雞的生產性能恢復到了未攻毒的對照組的水平，死亡率降至2.43%，腸道病變評分降至0.12。在42日齡時，飼喂這3株芽孢桿菌的攻毒組肉雞經過死亡率校正后獲得的飼料轉化率，相當于每百萬羽肉雞節省了13萬美元（基于2016年的飼料價格）。由于抗生素使用減少，這3株能夠維持腸道微生物菌群正常平衡的芽孢桿菌，在抗生素使用減少的今天將變得更加重要。

4 在無抗生素生產中的協同效應

充分的證據表明，酶和益生菌通過增強營養物質的消化吸收和促進雞群生長的均勻性，可以提高肉雞的生產性能。研究還表明，多種益生菌聯合使用可能會產生協同效益。由在無抗條件下進行的多項肉雞試驗獲得的結果顯示，由于酶與益生菌的聯合合作可以提高營養物質的消化率和肉雞腸道的健康水平，因此可以產生約3倍的投資回報，即使對于攻毒程度較低的肉雞而言也可獲得可觀的回報。此外，當植酸酶、木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶和此3株芽孢桿菌聯合使用以替代抗生素生長促進劑時，發現有2.5%的改善。

在悉尼大學家禽研究基金會進行的一項試驗顯示，相比飼喂僅含有酶制劑的日糧的肉雞，飼喂含有Axtra XB（木聚糖酶和β-葡聚糖酶）和此3株芽孢桿菌Enviva PRO的小麥型日糧的肉雞，其生產性能和消化率均有改善（圖3）。在普渡大學進行的另一項試驗評估了在玉米-豆粕型日糧中聯合使用植酸酶Axtra PHY和由這3株芽孢桿菌組成的Enviva PRO益生菌產品后對肉雞生產性能和營養消化率的益處。雖然每個添加劑量都能明顯改善肉雞的生產性能，但當酶的添加劑量較高時，生產性能的改善最大，這說明了此產品的相容性（圖4）。

在另外一項將含這3株芽孢桿菌的Enviva PRO益生菌產品與Axtra XB和Axtra XAP（木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶）酶制劑聯合使用的試驗中，研究人員發現可消化的鈣和磷水平得到了提高。在悉尼大學家禽研究基金會進行的研究中，在最高添加劑量（50 g/t Axtra XAP +75 000 CFU/g Enviva PRO）下，可消化的鈣和磷的水平分別增加了55.9%和26.9%。

5 市場條件推動協同解決方案

飼料多變、抗生素使用減少以及降低生產成本的壓力日益增加，這已經引發了多種矛盾，從而需要有能夠充分釋放飼料營養價值潛力的創新型解決方案。酶和益生菌的協同效應已經證明兩者的聯合使用是能夠使生產者改善家禽生產性能和消化率以及雞群均勻性的一個重要解決方案——所有這一切都能夠帶來巨大的投資回報。

原題名：Valuable synergistic effects between enzymes and probiotics（英文）

原作者：Kirsty Gibbs博士