酶的組合雙重效應

付亞楠

摘 要：任何提高動物飼料利用率的方法都會帶來益處。就這一點而言，木聚糖酶和蛋白酶等酶是動物營養學中需要考慮的關鍵添加劑。本文綜述了蛋白酶、木聚糖酶及其酶組合使用所帶來的優勢。

關鍵詞：木聚糖酶；蛋白酶；組合

飼料成本通常占動物生產總成本的60%～70%，因此飼料利用率是優化生產成本時需要考慮的主要參數。除了品種、管理或飼料加工等其他層面的操作外，飼料的優化也是提高飼料利用率——動物利用飼料營養成分用于生長的能力——以及肌肉沉積的關鍵因素之一。酶的使用增加了飼料成分的消化率，因此有利于提高增重和飼料轉化率。蛋白酶可以增加粗蛋白（CrudeProtein，CP）、肽和氨基酸（Amino Acid，AA）的消化率；而能降解阿拉伯木聚糖（Arabinoxylans，AX）的木聚糖酶可以增加能量的消化率，并減少黏度相關的問題，其中以在富含秸稈類谷物的日糧中添加效果最為顯著。

1 選擇適宜的酶

酶的使用以及由此帶來的動物對富含能量和蛋白質原料需求的減少，直接導致了生產成本的降低。然而，如果不加以控制，這種減少會對飼料利用率產生不利影響。因此，應慎重考慮酶的選擇和使用。

酶具有底物特異性，熟悉底物化學結構的基本知識對于選擇合適的酶以達到目標效果至關重要。酶活性與底物的匹配并不能保證效果。即使屬于同一家族，每種酶的來源、結構和親和力都是獨特的，并且可以在其他生理活動中發揮作用，如在胃腸道的完整性或益生菌的生成中所顯示。這些都是需要關注的額外因素，以便充分利用這些添加劑來提高飼料利用率。

1.1 蛋白酶

蛋白酶是自然產生的，存在于動物的胃腸道中。因此，動物營養中選擇的外源性蛋白酶應該比內源性蛋白酶發揮更多樣化的作用。它們應該補充天然蛋白水解酶的活性，例如對抗營養因子的抗性以及對飼料蛋白更廣泛的潛在水解能力。在家禽和豬中，各種試驗和現場條件下的大量試驗都證實了蛋白酶具有改善生產性能或在維持生產性能的前提下降低飼料成本的功效，但效果大小取決于試驗的營養水平。蛋白酶的使用為動物營養師提供了一個控制和降低日糧CP水平的機會。

最近在巴西開展的一項試驗說明了配方中減少營養的后果，以及使用蛋白酶改善生產性能和飼料利用率的后續優勢。試驗將392羽肉用公雞分為4個處理，每個處理7個重復，自由采食四階段飼料42 d。試驗使用兩種日糧：1） 根據巴西家禽和豬的營養推薦標準配置的標準日糧；2） 低營養日糧，減少6%的CP和可消化賴氨酸（其他必需AA與賴氨酸的比值與標準日糧一致）。這兩種日糧均補充或不補充特定的蛋白酶。通過降低日糧CP水平，家禽生產者可以節約飼料成本、減少環境中氮的排泄，并最大限度地降低腸道感染的風險。然而，這種減少會導致更高的飼料轉化率。

如圖1所示，添加特定的蛋白酶可以提高家禽的生產性能，并在不損失生產性能的情況下實現降低飼料成本的優勢。

1.2 木聚糖酶

木聚糖酶在秸稈類谷物型飼料中的應用被廣泛地認為可以通過降低消化道內容物的黏度來減輕與可溶性AX相關的負面作用。然而，如果可溶性AX是秸稈類谷物型日糧中的一個問題，那么AX的不可溶部分——改變了養分的有效性——也在大部分的飼料原料中占據著最重要的成分。然而，所有的木聚糖酶對AX的可溶性部分和非可溶性部分起的作用并不相同。

因此，選擇一種可以作用于所有AX的木聚糖酶對于優化能量釋放以及其在原料選擇前的通用性至關重要。細菌來源的木聚糖酶具有特定的屬性，通過充分利用AX可溶性以及不可溶性部分的降解，它們能夠進一步發揮對飼料原料的作用，從而解釋了這種特定類型的木聚糖酶對玉米或高粱等其他谷物的作用，而這些飼料原料對不同類型的飼料配方具有重要意義。事實上，96%的玉米AX是不溶性的，細菌來源的木聚糖酶對不溶性AX的活性比真菌來源的木聚糖酶的高4倍。選擇對所有AX都具有活性的廣譜木聚糖酶，使得營養師在配方變化上具有更大的靈活性，即無論谷物類型（玉米、高粱、小麥等）如何都可以使用并保證能量穩定。

美國的一項試驗表明，在飼喂顆粒料的肉雞（7組，每組60羽雞）中，特定的木聚糖酶可以使肉雞從減少100 kcal/kg代謝能的玉米-豆粕型日糧中恢復能量（圖2）。由于木聚糖酶的固有特性，這種細菌來源的木聚糖酶使得評估各種原料中可溶性和不可溶性的AX成為可能，對于小麥、玉米等谷物也是如此。

2 尋找最適的匹配

由于蛋白酶和木聚糖酶擁有不同的底物，它們代表了最適的匹配，可以最大限度地發揮CP和AA結合的原料潛力和能量價值。美國一項試驗使用玉米-豆粕基礎型日糧飼喂公雞至42 d，探討細菌來源的木聚糖酶和特定的蛋白酶的作用，試驗證明了單一特定酶組合的正向效應，如歐洲生產效率因子所示（圖3）。

綜上所述，單獨使用特定酶或組合使用，可以在節約成本以及維持生產性能的前提下提高飼料利用率。酶，特別是蛋白酶或木聚糖酶都是獨特且不同的。準確地描述它們的起源、被證實的特性和優勢是充分利用它們的必要步驟。具有良好特性的細菌源性木聚糖酶和特定蛋白酶的組合使用，已被證實是最佳協同作用的有利保證，以釋放多樣化飼料原料的全部潛力。□□

原題名：The double benefits of combined enzyme use（英文）

原作者：Ludovic Lahaye和Jean-Christophe Bodin