不同植酸酶对生长育肥猪生产性能和养分利用的影响

kiroco

大量研究结果表明，猪日粮中添加植酸酶可提高日增重和采食量，改善料肉比(Young等，1993；Lei等，1993a；Beers，1992)。植酸酶主要通过以下两个方面改善动物的生长性能，一是降低或消除了植酸极其盐的抗营养作用，提高了动物对营养物质的利用效率，二是提高动物的采食量。植酸酶对生长猪采食量的影响其可能的机制是磷利用率的改善提高了生长猪的任意采食量，因为磷的不足明显影响动物的食欲(杨凤，1993)。本试验结果与上述研究结果一致，在生长猪阶段，用植酸酶替代0.5％的磷酸氢钙不仅未影响生长猪的生长性能，反而提高了生长猪的日增重，改善了生长猪的料肉比；但在育肥阶段，用植酸酶替代0.4％的磷酸氢钙，育肥猪生长性能与饲喂高磷日粮无显著差别。从生长性能来看，植酸酶Ⅰ的效果要优于植酸酶Ⅱ。
植酸酶能使日粮中的养分从与植酸的结合状态中释放出来在仔猪中添加植酸酶，明显提高了蛋白质和氨基酸在小肠的消化率(张克英等，2001；Ketaren等，1993)。陈文等报道，日粮中添加植酸酶可以改善蛋白质的生物学利用率(陈文等，2006)。Gebert等(1999)研究表明，植酸酶能解除植酸对蛋白质、淀粉、脂肪酸、胰脂肪酸酶、蛋白质分解酶的螯合，提高蛋白质、氨基酸、干物质、粗纤维、脂肪的利用率。在本试验中，用植酸酶替代0.5％的磷酸氢钙后，显著提高了生长猪日粮中干物质、粗蛋白的消化率。在试验条件下，猪日粮中添加微生物植酸酶能有效水解植酸磷，使磷的消化率提高9%～24%，磷的利用率提高50%～70%(Cromwell，1992；张兴全，2000)。在玉米-豆粕型日粮中添加植酸酶在改善磷利用率的同时，显著降低粪中的磷排泄量，减少30%～ 50%( Young，1993)。在本试验中用植酸酶替代0.5％的磷酸氢钙后，磷的消化率与对照组相比分别提高了15.58%、21.35%，植酸酶的添加显著的降低了粪中磷的排泄量，同时显著降低了粪中氮的排泄量与上述研究结果一致。在本试验中，日粮中钙的消化率也因植酸酶的添加而明显提高，这主要归因于以下两个方面。第一，植酸分子能够在中性pH条件下螯合二价与三价阳离子形成不溶性无机盐，而植酸酶能解除这种螯合作用(Vohra，1965)；第二，当日粮中有效磷水平降低时，日粮中磷的消化率降低而钙的消化率提高(Lei，1993b)。
植酸酶的添加提高了日粮中能量的消化率，这主要是植酸酶对日粮中磷、蛋白质以及其它养分的利用率改善的结果。因为磷是能量代谢的重要参与者，而且蛋白质利用率的提高可以减少氨基酸分解代谢与尿素形成、排泄的能量消耗(Brody，1994)。Johnston等(2004)的研究表明，用植酸酶替代部分无机磷后，钙、磷、粗蛋白、氨基酸以及淀粉的回肠表观消化率提高，血清中血糖与胰岛素的浓度升高，提高了猪对能量的利用率。在本试验中，用植酸酶替代部分磷酸氢钙后，显著提高了生长猪日粮中干物质、粗蛋白、总磷、钙以及总能的表观消化率，与上述研究结果一致。而植酸酶Ⅰ对改善生长猪粗蛋白、钙、磷的表观消化率的效果优于植酸酶Ⅱ，与本试验不同植酸酶对生长猪生长性能的影响是一致的。
猪处于应激状态时，细胞免疫功能受到抑制，猪血清蛋白的含量显著下降，这是因为体内蛋白代谢机制发生了重大变化，使得组织蛋白质分解多而快，血液中的非蛋白氮含量升高。在本试验中，用植酸酶替代部分无机磷后，血清总蛋白、球蛋白含量显著上升，而BUN含量显著下降，这应是日粮中添加植酸酶后，生长猪蛋白代谢、细胞免疫功能改善的结果。AKP活性主要是反映猪成骨细胞活性，AKP由成骨细胞产生，主要见于骨化的软骨组织中，可以催化无机磷酸盐水解。Stahl等(2004)的研究表明，日粮中添加大肠杆菌植酸与添加黑曲霉植酸酶相比，血清磷浓度显著升高，AKP活性显著下降(正效应),更能有效提高日粮中磷的营养学价值。本试验结果与此一致，添加植酸酶Ⅰ磷酸酶活性显著下降，这可能是添加植酸酶Ⅰ后，磷利用率提高影响生长猪成骨细胞活性的结果。Gebert等（1999）与陈文等（2006）研究报道，添加植酸酶后血清磷浓度呈升高趋势，而血清钙浓度呈下降趋势，本试验的研究结果也与此一致。血清磷浓度升高应是日粮中磷利用率提高的结果，而血清钙浓度降低可能是血清磷浓度升高反馈引起降钙素分泌的结果。Johnston等(2004)的研究表明，在日粮中添加植酸酶后，血糖浓度升高反应了日粮能量利用率的提高，而在本试验中，添加植酸酶Ⅰ血糖浓度升高，但添加植酸酶Ⅱ后，血糖浓度显著降低，其原因有待进一步的研究。
大肠杆菌和黑曲霉来源的植酸酶其最适pH值、温度、对胃蛋白酶的抗逆性以及作用于植酸磷的起始位点均不同，其作用效果也不同(Gentile等，2003；Liu等，1997)。研究表明，以生长性能、骨骼强度、磷沉积等为评价指标时，在鸡或猪日粮中添加大肠杆菌植酸酶比添加黑曲霉植酸酶效果更好(Applegate等，2003)。Stahl等(2004)的研究表明，在生长猪日粮中添加来源于大肠杆菌的植酸酶，明显改善了试验猪的生长性能。Jendza等(2005)的研究表明，用500、1000U/kg的大肠杆菌植酸酶替代仔猪（11kg）日粮中全部的无机磷（0.9％）与空白组相比其日增重与饲料报酬线性改善(P<0.05)；替代生长猪(23kg)日粮中全部的无机磷（0.9％）与空白组相比其日增重与饲料报酬线性改善(P<0.05)，骨中灰分含量线性升高(P<0.01)；替代育肥猪(53kg)日粮中全部的无机磷（0.9％）与空白组相比其日增重与饲料报酬线性改善(P<0.01)；消化代谢试验表明，大肠杆菌植酸酶显著提高了仔猪(15kg)磷的利用率。Augspurger等(2003)的研究报道，在鸡日粮中添加500U/kg的大肠杆菌植酸酶替代全部的无机磷，极显著提高了日增重与胫骨灰分含量，与添加500U/kg的黑曲霉植酸酶相比，其日增重与胫骨灰分含量极显著提高；而猪试验结果表明，以腓骨灰分为指标时，在断奶仔猪日粮中，400U大肠杆菌来源植酸酶相当于0.108％的无机磷，而400U黑曲霉来源的植酸酶仅相当于0.081％的无机磷。在本试验中，从生长猪生长性能、养分表观消化率、血液生化指标的结果来看与大肠杆菌效果要优于黑曲霉植酸酶，与上述研究结果一致。
一些共生细菌如大肠杆菌通过调整其代谢机理与其分泌酶的特性，而能在猪的肠道中定殖，但真菌如黑曲霉则缺乏这种必要调整的能力，而无法在猪的胃肠道中定殖，从而可以假定大肠杆菌来源的植酸酶能更好的适应猪胃肠道内环境，其作用效果更好。事实上，大肠杆菌植酸酶与黑曲霉植酸酶相比，其最适pH更低、催化能力更强、对胃蛋白酶抗逆性更强(Greiner等，1993；Rodriguez等，1999a；Golovan等，2000)，综合本试验以及上述研究结果表明，大肠杆菌植酸酶更适应猪胃肠道的内环境，水解植酸磷的效果更好。
另外，虽然大肠杆菌来源植酸酶（6－植酸酶）及黑曲霉来源的植酸酶（3－植酸酶）水解植酸磷的起始位点不同，但是这并不影响植酸酶的应用效果 (Augspurger等，2003)。Stahl等(2004)认为，在理论上混合3－植酸酶和6－植酸酶添加于日粮中，两者之间应存在协同作用，其添加效果应优于单独添加，但从其试验结果来看，并未证实这点，目前相关报道较少，还有待进一步研究。
4 小结

在本试验中，在生长猪阶段，添加植酸酶替代0.5％的磷酸氢钙（0.08％的无机磷），能提高生长猪对日粮养分的表观消化率，改善生长猪的生长性能，显著降低粪中氮、磷的排泄量；在肥育阶段，添加植酸酶替代0.4％的磷酸氢钙（0.07％的无机磷），对育肥猪生长性能无显著影响。植酸酶Ⅰ与植酸酶Ⅱ相比，其在生长育肥猪生产中的应用效果更好。