最大化植酸酶性能

付亞楠

摘? 要：在動物營養中，鈣在磷的利用上起著重要作用，這對肉雞的生產性能來說至關重要。因此，優化可利用鈣水平（相對于日糧中磷的含量）有助于改善日糧的利用率。最大限度發揮植酸酶的作用始于優化日糧中鈣的水平。

關鍵詞：植酸酶;鈣;性能

中圖分類號：S816.7 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2020）01-0060-03

當配制的日糧能夠使養殖場的生產效益達到最大化時，營養師通常很少會關注日糧中鈣的情況。鈣是一種廉價的飼料原料，通常來自石灰石。傳統上，石灰石在飼料生產和配方中被用作載體或填充物。它在磷的利用上所發揮的作用被人們低估。

1? 鈣和磷之間的關系

飼料配方的目標通常是利用斷點法（break-point method）滿足動物對活性磷的最低需求，也稱為需求估計，目的是減少環境中的磷含量。動物對鈣的需求量是由家禽育種公司限定的最佳鈣/磷比決定的。維持鈣/磷比需要采用精準的平衡手段，因為其涉及復雜的分子反應。

重要的是要注意，有可能影響動物生產性能的是日糧中的鈣/磷比，而不一定是鈣含量本身。鈣/磷比過高會導致動物的生產性能下降。當磷僅能滿足動物生長的最低需求時，鈣會與小腸中的植酸發生螯合反應，使來自植酸的磷酸難以被家禽吸收。結果可能會造成動物缺磷，從而降低它們的消化率和生產性能。高水平的鈣還會提高家禽腺胃和肌胃內容物的pH，這也會對它們的消化產生不良影響。當日糧中磷的含量可以滿足或超過家禽的最低需求量時，過量的鈣所產生的影響較小。家禽會通過尿液排出過量的鈣，并提高機體維持鈣/磷平衡的能量消耗。

植酸酶常用于降解日糧中的植酸，它可釋放出植酸中的可消化磷。理想情況下，植酸酶在pH較低的家禽上消化道中有很高的活性，因此它可以在植酸與鈣結合之前迅速將其降解。在植酸酶存在的情況下，動物有可能維持體內磷和鈣的平衡。

2? 鈣基質

眾所周知，鈣水平以及鈣源的顆粒大小（溶解度的影響因素）會影響植酸酶的功效。例如，在一項研究中，在缺乏植酸酶的情況下，僅添加0.5%的石灰石型鈣，磷的消化率會下降63%;如果日糧添加3-植酸酶，磷的消化率降低26%;如果添加6-植酸酶，則降低41%。鈣對植酸酶功效的影響與胃腸道（Gastrointestinal Tract，GIT）上段的植酸酶活性直接相關，由于GIT上段內容物的pH較低，植酸酶更易溶。在GIT上段低pH環境中，高活性的植酸酶將會更快更完全地降解植酸，因此較少的植酸會與小腸中過量的鈣結合，從而減少了過量鈣帶來的不良影響。通過這種方式，植酸酶也可以提高鈣的可利用率。因此，當在日糧中添加植酸酶時，要使鈣/磷平衡維持在合適的水平上，營養師就需要一個清晰的鈣貢獻值或基質值。沒有它，動物機體中的鈣/磷比就可能會失去平衡，從而對消化和生產性能產生負面影響。

由于每一種植酸酶都有一個獨特的pH譜，因此營養師應該確定每一種植酸酶的鈣基質值。在兩項研究中，研究人員針對肉雞日糧中的Axtra PHY確定了最佳的總鈣/可消化磷貢獻值比。一項研究表明，總鈣/可消化磷貢獻值比為1.25∶1時可以優化飼料轉化率，而另一項研究表明，提高總鈣/可消化磷貢獻值比可以提高回腸的磷消化率（圖1）。當在日糧中添加植酸酶時，提高鈣/可消化磷貢獻值比也會降低家禽的飼料轉化率和每千克增重的飼料成本。這些數據表明，在肉雞日糧中，當總鈣/可消化磷的貢獻值比為1.25∶1時，肉雞體內鈣和磷的平衡可得到較好維持。

3? 快速動員植酸酶的功效

最大化植酸酶的功效在動物生產中起著重要的作用，因為植酸酶除可釋放磷外，還有很多其他功能。植酸酶已被證明可提高氨基酸、能量和礦物質的可利用率，這是改善動物生長性能和飼料轉化率的關鍵因素。植酸降解得越快對動物越有利。為了實現這一點，在GIT上段的酸性環境中植酸酶必須具有極高的活性。

在一項研究中，研究人員在體外檢測了6種不同植酸酶在不同pH中的活性，以確定其在正常腸道環境中的活性水平。Axtra PHY （顯示為植酸酶1）在典型的胃pH環境中活性最大，這表明其降解植酸的能力比競爭性產品更強（圖2）。

Axtra PHY出眾的生物學功能在第二個體外試驗中得到了進一步證明，該研究表明，當環境pH為2.5時，其在很短的時間內就能夠減少植酸鈣在小腸中的沉淀量（圖3）。這種快速反應非常重要，因為食糜通過GIT上段的時間通常非常短。

除了在GIT上段快速降解植酸，促進養分被更好地釋放出以及更快地吸收外，Axtra PHY還可以提高骨骼礦化、氨基酸的消化率和養分的總體吸收。

4? 優化劑量的工具

盡管一些飼料生產商在配制日糧時使用可利用鈣濃度，但大多數生產商仍使用鈣的總水平。然而，很明顯，對于植酸酶來說，經過充分驗證的定制化的鈣貢獻值是維持最佳鈣/磷比的一個重要組成部分，因為貢獻值越大并不總是越好。事實上，一個不切實際的高鈣貢獻值可能會給家禽帶來腿部無力的風險，特別是當使用鈣消化率較差的石灰石時。植酸酶的最佳鈣貢獻值隨著日糧組成、動物年齡及品種和日糧鈣水平的變化而變化。使用最佳鈣貢獻值可為每噸飼料節約0.4～0.7美元的成本。

要想通過定制劑量獲得成功就需要對相關的研究和創新進行持續的投資，以生成可供營養師應用的品種、生長階段和特定日糧的數據。

丹尼斯克動物營養公司可通過“優化飼料”（“Optimize Feed”）程序產生讓動物獲得最佳生產性能的最佳植酸酶劑量。“優化飼料”程序是一個獨特的在線工具，它使用了10項肉雞試驗的薈萃分析結果，這些試驗得到了磷和鈣的回腸消化率以及消化道總留存率的基質值。

它計算出可獲得最佳生產性能和最低成本的植酸酶劑量。如，在使用推薦的可消化磷和鈣基質值時，每噸飼料可節省4美元的成本;如果加上能量和可消化氨基酸的基質值，則可節省13美元的成本。

原題名：Maximising phytase performance（英文）

原作者：Yueming Dersjant-Li