酶的组合双重效应

付亚楠

摘 要：任何提高动物饲料利用率的方法都会带来益处。就这一点而言，木聚糖酶和蛋白酶等酶是动物营养学中需要考虑的关键添加剂。本文综述了蛋白酶、木聚糖酶及其酶组合使用所带来的优势。

关键词：木聚糖酶；蛋白酶；组合

饲料成本通常占动物生产总成本的60%～70%，因此饲料利用率是优化生产成本时需要考虑的主要参数。除了品种、管理或饲料加工等其他层面的操作外，饲料的优化也是提高饲料利用率——动物利用饲料营养成分用于生长的能力——以及肌肉沉积的关键因素之一。酶的使用增加了饲料成分的消化率，因此有利于提高增重和饲料转化率。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，并减少黏度相关的问题，其中以在富含秸秆类谷物的日粮中添加效果最为显著。

1 选择适宜的酶

酶的使用以及由此带来的动物对富含能量和蛋白质原料需求的减少，直接导致了生产成本的降低。然而，如果不加以控制，这种减少会对饲料利用率产生不利影响。因此，应慎重考虑酶的选择和使用。

酶具有底物特异性，熟悉底物化学结构的基本知识对于选择合适的酶以达到目标效果至关重要。酶活性与底物的匹配并不能保证效果。即使属于同一家族，每种酶的来源、结构和亲和力都是独特的，并且可以在其他生理活动中发挥作用，如在胃肠道的完整性或益生菌的生成中所显示。这些都是需要关注的额外因素，以便充分利用这些添加剂来提高饲料利用率。

1.1 蛋白酶

蛋白酶是自然产生的，存在于动物的胃肠道中。因此，动物营养中选择的外源性蛋白酶应该比内源性蛋白酶发挥更多样化的作用。它们应该补充天然蛋白水解酶的活性，例如对抗营养因子的抗性以及对饲料蛋白更广泛的潜在水解能力。在家禽和猪中，各种试验和现场条件下的大量试验都证实了蛋白酶具有改善生产性能或在维持生产性能的前提下降低饲料成本的功效，但效果大小取决于试验的营养水平。蛋白酶的使用为动物营养师提供了一个控制和降低日粮CP水平的机会。

最近在巴西开展的一项试验说明了配方中减少营养的后果，以及使用蛋白酶改善生产性能和饲料利用率的后续优势。试验将392羽肉用公鸡分为4个处理，每个处理7个重复，自由采食四阶段饲料42 d。试验使用两种日粮：1） 根据巴西家禽和猪的营养推荐标准配置的标准日粮；2） 低营养日粮，减少6%的CP和可消化赖氨酸（其他必需AA与赖氨酸的比值与标准日粮一致）。这两种日粮均补充或不补充特定的蛋白酶。通过降低日粮CP水平，家禽生产者可以节约饲料成本、减少环境中氮的排泄，并最大限度地降低肠道感染的风险。然而，这种减少会导致更高的饲料转化率。

如图1所示，添加特定的蛋白酶可以提高家禽的生产性能，并在不损失生产性能的情况下实现降低饲料成本的优势。

1.2 木聚糖酶

木聚糖酶在秸秆类谷物型饲料中的应用被广泛地认为可以通过降低消化道内容物的黏度來减轻与可溶性AX相关的负面作用。然而，如果可溶性AX是秸秆类谷物型日粮中的一个问题，那么AX的不可溶部分——改变了养分的有效性——也在大部分的饲料原料中占据着最重要的成分。然而，所有的木聚糖酶对AX的可溶性部分和非可溶性部分起的作用并不相同。

因此，选择一种可以作用于所有AX的木聚糖酶对于优化能量释放以及其在原料选择前的通用性至关重要。细菌来源的木聚糖酶具有特定的属性，通过充分利用AX可溶性以及不可溶性部分的降解，它们能够进一步发挥对饲料原料的作用，从而解释了这种特定类型的木聚糖酶对玉米或高粱等其他谷物的作用，而这些饲料原料对不同类型的饲料配方具有重要意义。事实上，96%的玉米AX是不溶性的，细菌来源的木聚糖酶对不溶性AX的活性比真菌来源的木聚糖酶的高4倍。选择对所有AX都具有活性的广谱木聚糖酶，使得营养师在配方变化上具有更大的灵活性，即无论谷物类型（玉米、高粱、小麦等）如何都可以使用并保证能量稳定。

美国的一项试验表明，在饲喂颗粒料的肉鸡（7组，每组60羽鸡）中，特定的木聚糖酶可以使肉鸡从减少100 kcal/kg代谢能的玉米-豆粕型日粮中恢复能量（图2）。由于木聚糖酶的固有特性，这种细菌来源的木聚糖酶使得评估各种原料中可溶性和不可溶性的AX成为可能，对于小麦、玉米等谷物也是如此。

2 寻找最适的匹配

由于蛋白酶和木聚糖酶拥有不同的底物，它们代表了最适的匹配，可以最大限度地发挥CP和AA结合的原料潜力和能量价值。美国一项试验使用玉米-豆粕基础型日粮饲喂公鸡至42 d，探讨细菌来源的木聚糖酶和特定的蛋白酶的作用，试验证明了单一特定酶组合的正向效应，如欧洲生产效率因子所示（图3）。

综上所述，单独使用特定酶或组合使用，可以在节约成本以及维持生产性能的前提下提高饲料利用率。酶，特别是蛋白酶或木聚糖酶都是独特且不同的。准确地描述它们的起源、被证实的特性和优势是充分利用它们的必要步骤。具有良好特性的细菌源性木聚糖酶和特定蛋白酶的组合使用，已被证实是最佳协同作用的有利保证，以释放多样化饲料原料的全部潜力。□□

原题名：The double benefits of combined enzyme use（英文）

原作者：Ludovic Lahaye和Jean-Christophe Bodin