低营养水平饲粮中添加植酸酶、纤维素复合酶对蛋鸡产蛋性能及蛋壳质量的影响

关键词： 蛋鸡 植酸酶 纤维素复合酶 生产性能 蛋壳质量

饲料谷物及其加工副产品含有植酸（盐）、非淀粉多糖（Non-Starch Polysaccharide, NSP）等抗营养因子，家禽消化道缺乏水解这些抗营养因子的酶，这些抗营养因子不但本身不能利用，还要影响其它养分的利用，结果常造成家禽生长不良、饲料利用率下降以及产生粘粪、污染环境等。
业已证明，添加植酸酶可提高植酸磷、Ca、蛋白质等养分的利用。肉鸡日粮中添加450U／kg的植酸酶，可将日粮的CP水平降低一个百分点而不影响生长性能、胴体品质和AA的消化率，同时可使氮排出量减少10％[1]。磷消化试验和长期饲养试验的研究表明，300FTU／kg的植酸酶相当于磷酸一钙中的1.0克磷[2]。蛋鸡日粮中添加300FTU／kg植酸酶，日粮磷（无论是总磷（TP）或有效磷（AP））含量应降低0.1％，Ca水平应减低0.3－0.4个百分点[3,4]。小麦日粮中添加β－葡聚糖酶可使表观代谢能（AME）提高6％，AA或蛋白质的利用率提高10％[5]，在肉鸡的玉米／豆粕日粮中添加α－半乳糖苷酶可提高ME和可利用AA的利用率5％－10％[6]。以冬黑麦为基础的肉鸡日粮中添加纤维素复合酶可使增重和料重比分别提高20％和15％，日粮的AME和表观蛋白质消化率分别提高12％和4％[7]。研究认为在配合日粮中使用酶制剂可将日粮中的能量含量和蛋白质含量估计得高一些[8]。Grahan（1991）研究表明将标准日粮的能量和蛋白质的利用率估计得高一些添加NSP酶可保持原有生产水平。因此，用酶的充分益处可以通过降低日粮营养浓度来认识。降低营养水平可提高非常规饲料用量，本试验的目的：在低营养水平的非常规日粮中，添加植酸酶、纤维素复合酶对蛋鸡产蛋性能和蛋壳质量的影响。
本试验结合西部地区饲料资源和蛋鸡的生产实践，研究结果对于指导酶制剂的合理应用和提高蛋鸡的养殖效益具有重要的实践意义。
一 材料和方法
1、 试验设计 试验共设5个处理，其中，处理1为不加酶制剂的正常营养水平饲粮组，处理2为不加酶制剂的低营养水平饲粮组，处理3、处理4、处理5分别是在低营养水平饲粮中添加植酸酶、纤维素复合酶（VP酶）、植酸酶+VP酶。酶制剂的添加量见表1。
表1、植酸酶和纤维素复合酶的添加量

酶制剂由罗氏（中国）有限公司提供。纤维素复合酶包括真菌β－葡聚糖酶(50FBG/g) 、内切β－葡聚糖酶(200EGU/g)、半纤维素酶（120KVHCU/g）、果胶酶(5000PSU/g) 。 植酸酶，酶活性：2500FYT／g。酶制剂保存于低温干燥处。
2、 试验饲粮 饲粮组成及营养价值见表2。正常营养水平组参照我国产蛋鸡饲养标准
（产蛋率>80%）设计；低营养水平组参照生产实践，在正常营养水平饲粮基础上将营养水平（ME、CP、Ca、P、AA）降低6％设计。添加200g/吨植酸酶时，饲粮AP和Ca分别降低1.2g/ kg、3.0g/ kg；饲粮AP、Ca减少后的差额部分用小麦麸补充。
表2、 饲粮配方及营养水平

饲粮营养水平

注：括号内为实测值。微量元素添加量分别为：Fe（65mg/kg）, Cu（70mg/kg）,
Mn（100mg/kg）, Zn（40mg/kg）, Se（0.1mg/kg）, I（0.05mg/kg）
3、试验动物 试验用开产日龄相同，产蛋率一致的25周龄健康海兰灰蛋鸡720只，
随机分为5组, 每组144只，每组设4个重复，每重复36只。试验全期共9周，试鸡采用3层阶梯式常规笼养，饲养管理与生产实际保持一致。
4、代谢试验 采用Cr2O3指示剂法。在正试试验结束后进行代谢试验。每重复随机选一笼鸡（3只），每组选4笼，共12只鸡。用加有0.5%的Cr2O3的试验日粮预饲三天，然后连续3天收粪。
5、测定指标
5.1生产性能 每日定时（上午10:30和下午3:00）记录各组产蛋量、蛋重、破、软、脏蛋量。以组为单位统计全期各组产蛋率、平均蛋重、耗料量、料蛋比和破蛋率、脏蛋率。
5.2蛋壳质量 试验期末随机从各重复组中取5枚蛋，测定蛋壳强度、厚度。以FHK卵壳强度计测定蛋壳强度，以FHK厚度仪测定蛋的大、中、小端蛋壳厚度计算平均值。
5.3养分利用率 测定饲料及粪样的干物质(DM)、CP、Ca、TP、植酸磷含量，计算养分表观消化率。CP用半微量凯氏定氮法、Ca、TP的测定分别用高锰酸钾法和钼黄法，植酸磷用 TCA法，详见杨胜（1993）[20]。
6、数据处理 采用SPSS软件对数据进行方差分析和LSD多重比较。
二 结果与分析
1、生产性能：见表3。处理1的产蛋率最大，料蛋比最小；处理2的产蛋率最小，采食量和料蛋比最高；两处理的产蛋率、采食量差异显著（P<0.05），料蛋比差异极显著（P<0.01）。其余处理的生产性能间于处理1和2之间。
2、蛋壳质量：见表4。 各处理组间，破蛋率、蛋壳强度、厚度差异不显著（P>0.05），处理3、处理4和处理5的破蛋率都比处理2低。处理1和处理4脏蛋率极显著地低于处理2、处理3（P<0.01），处理5脏蛋率显著地低于处理1、处理2、处理3（P<0.05），与处理4差异不显著（P>0.05）。
3、养分利用率 见表5。处理1的Ca、TP、CP的利用率极显著高于处理2（P<0.01），处理1的植酸磷利用率与处理2差异不显著（P>0.05）。处理3的Ca、TP、植酸磷的利用率都极显著高于处理2（P<0.01）。处理4的CP利用率、极显著高于处理2（P<0.01），处理3与处理2差异不显著（P>0.05）。处理5的总磷和植酸磷的表观利用率均极显著高于处理1（P<0.01）；处理5的钙、蛋白质的表观利用率与处理1相当或略高，差异不显著（P>0.05）。

表3 、生产性能

注：同列中肩注不同小写字母者，表示差异显著（P<0.05）；肩注不同大写字母者，表示差异极显著（P<0.01）肩注相同小写字母者，表示差异不显著（P＞0.05）。

表4 蛋壳质量

注：同列中肩注不同小写字母者，表示差异显著（P<0.05），肩注不同大写字母者，表示差异极显著（P<0.01），肩注相同小写字母者，表示差异不显著（P＞0.05）。

表5、养分表观利用率

肩注不同大写字母者，表示差异极显著（P<0.01）
三 讨 论
1 降低营养水平对蛋鸡产蛋性能及蛋壳质量的影响
从表3可知，低营养水平组（处理2）的产蛋率比正常营养水平组（处理1）显著下降了6.48个百分点（P<0.05），采食量提高了3.64个百分点，饲料转化率极显著下降了13.33%（P<0.01）,表明营养水平下降使蛋鸡的生产性能下降。但从蛋壳质量分析表明，营养水平下降对蛋壳质量的影响不大，尽管处理2的营养水平比处理1低6%，但两组Ca/P一样，蛋鸡通过提高采食量从而也提高了Ca、P的摄入，因而两组破蛋率差异不显著。处理2的脏蛋率比处理1 高，这主要与日粮组成有关，处理2含粗纤维高的非常规原料麦麸，玉米胚芽粕等比例较高，其中富含粘性物质的NSP比处理1高，因而其脏蛋率高。
2植酸酶对蛋鸡的生产性能及蛋壳质量的影响
大量研究表明，植酸酶可提高饲粮钙磷利用率和蛋白质利用率，改善蛋鸡的产蛋性能，从而可减少磷酸氢钙的添加量[9,10,3]。本试验发现（表5），在低营养水平饲粮中单独添加200g/t植酸酶（处理2），饲粮钙、总磷和植酸磷利用率均极显著提高，分别提高10.67%、14.19%和52.15%。添加植酸酶后，虽然饲粮不再添加磷酸氢钙，饲粮钙磷水平进一步分别下降1.2g/kg和3.0g/kg，蛋鸡日摄入的钙磷总量下降，但由于Ca、TP、植酸磷的利用率的提高，使饲粮的有效钙磷仍能够满足产蛋和蛋壳形成需要，对蛋壳质量无不良影响，而破蛋率有所下降。
植酸酶在水解植酸的同时，也打破了与蛋白质螯合形成的植酸蛋白质复合物，提高了AA和N 的利用率（[1,11]。研究表明，蛋鸡日粮中添加200u/kg的植酸酶使N吸收率由79.2% 提高到81.3%[2]；在低AP和低CP水平的玉米-豆粕型肉鸡日粮中添加750u/kg植酸酶时，鸡的必需AA、非必需AA的回肠消化率和N存留均提高2%-3%[11]。本试验中单一添加200g/t的植酸酶组的CP利用率与处理2比仅提高0.40 %，这与前人报道的差异大。此差异可能与植酸酶添加量及植酸酶活性不同，也可能与蛋白质来源或不同饲料类型有关。本试验的非常规原料的比例较高，而在众多研究报道中，植酸酶提高AA和N 的利用率多是以玉米-豆粕型日粮为基础，植酸酶对CP利用率与不同饲料类型而异，其原因可能是植酸与蛋白质复合物的数量与分布有关。由于饲料种类不同，植酸蛋白质复合物形成的位置不同。如玉米中90%的植酸盐在胚中，而油料种籽（如大豆）的植酸盐与蛋白体结构存在于整个种籽，花生、棉籽中的植酸盐集中在蛋白体膜内的晶状体或球状体的亚结构中，因此，植酸与蛋白质形成复合物的可能性大小有差异，不同来源蛋白质与植酸的络合能力不同，故植酸酶对CP利用率有差异。因此，在使用非常规原料比例较高的蛋鸡日粮中应用植酸酶有待进一步研究的是适宜的添加量及添加方式（例与NSP 酶、蛋白酶等复合添加）。
在本试验条件下, 添加200g/t植酸酶也降低了脏蛋率，比处理2的脏蛋率降低了1.64百分点。这可能与降低粪粘度有关。肉鸡的体外试验表明：植酸酶还附带有木聚糖酶的活性，减少食糜粘度至27%[12]。
3 纤维素酶对产蛋性能及蛋壳质量的影响
NSP能与消化酶或消化酶必需的其它成分（胆汁酸、无机离子等）结合，从而影响消化酶活性。本试验所用纤维素复合酶包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶，此三种酶共同作用破坏了结构复杂富含纤维的细胞壁，使被包围的淀粉、蛋白质和矿物质释放出来，也使消化道环境pH值降低，酸度增强，从而使饲粮Ca、TP、植酸磷、CP的利用率分别提高了2.15%、1.50%、4.90% 、11.83%。产蛋率接近正常营养水平的日粮组（处理1），蛋重高于所有处理组，破蛋率、蛋壳厚度、蛋壳强度与处理1差异不显著（P>0.05）。顾宪红摘译（2000）[13]也有类似报道。从表5可见，添加纤维素复合酶提高了采食量，采食量的提高可能是纤维素复合酶降低了食糜粘度、加速营养物质吸收，使不能吸收的物质迅速排空，从而提高了养分利用率。本试验添加200g/ t纤维素复合酶，与处理2比，脏蛋率极显著降低了67.21%（P<0.01），与处理1比，显著降低了19.46%（P<0.05）。脏蛋率的下降主要是因为纤维素复合酶降低了食糜粘度，从而减少粪中水分含量。
4 植酸酶和纤维素酶合用对产蛋性能及蛋壳质量的影响
从表5的养分利用率来看，植酸酶与纤维素复合酶合用（处理5）对Ca、TP、植酸P的利用率表现出极显著地协同效应（高于处理3、4）（P<0.01），CP的利用率与单独添加纤维素复合酶组（处理4）差异不显著（P>0.05）,但极显著高于单独添加植酸酶组（处理3）。在本试验条件下，植酸酶主要提高Ca、TP、植酸磷的利用率，对CP利用率提高不大；而纤维素复合酶除提高CP的利用率外，也提高了饲粮Ca、TP、植酸磷的利用率，因而，两者合用表现出极显著的协同效应。这与前人报道一致[14,15,16,12]。有研究表明，肉鸡（4-11日龄）的小麦?菜籽饼基础日粮中，蛋白酶和碳水化合物酶可以加强微生物植酸酶的效果。在含AP0.35%的日粮中添加0.01%的植酸酶的效果甚微,但同时添加0.05%的蛋白酶和碳水化合物酶,植酸磷的利用率大大提高,家禽的生产性能相当于含AP0.45%的对照组[17]。
大量的体外和体内试验研究发现，植酸酶对植酸的水解并不充分，在家禽肠道内植酸酶对植酸盐的水解不到65%[12]。此不完全水解可能是由于蛋白质、脂肪、淀粉等对植酸的吸留（或堵塞）及消化道内的条件（例pH值）影响了植酸复合物（植酸?金属?蛋白质）的溶解性及植酸酶的稳定性[18,12]，同时，植酸酶对植酸的水解还取决于植酸酶与植酸的接触程度。由于植酸可与其它抗营养因子交织或掩蔽在一起构成支架，将植酸酶限制在狭小的范围内，难以达到有效部位，也使降解后的产物网络于其中不能被吸收，从而使局部浓度升高抑制植酸酶活性[4]。本试验中添加纤维素复合酶一方面可能降低了肠道食糜粘度，改善了肠道环境，另一方面纤维素复合酶对底物的解聚作用破坏了细胞壁结构为植酸酶与植酸的接触提供了更多的机会，从而加速了植酸从植酸复合物中释放。此外，植酸可与内源性蛋白酶如淀粉酶、脂肪酶等络合而降低酶的活性[19]，因此，添加植酸酶后，植酸水解程度增加，减少了植酸对消化酶的负面效应，使消化道分泌的各种酶得以发挥正常生理功能。同时，植酸酶在打破植酸-金属-蛋白质螯合物时可能影响了细胞壁结构，因此，植酸酶与纤维素复合酶同时添加，表现出提高养分利用率的协同效应。肉鸡、火鸡的体外试验中研究也发现，单一添加植酸酶（250FTU/kg）不仅提高透析液中P的量，也提高了透析液中蛋白质和还原糖的量，在植酸酶+戊聚糖酶的透析液中也进一步提高还原糖量[12,16]。
但本试验中植酸酶与纤维素复合酶合用对产蛋率未表现出协同作用，原因不明确，尚值得进一步研究，但可能与饲粮的AP有关。因单独添加纤维素复合酶组（处理4）饲粮的AP为0.30％，而单独添加植酸酶（处理3）或两种酶合用组（处理9）的AP为0.18%， 降低AP可能对纤维素复合酶的作用有影响。
5 添加植酸酶和纤维素复合酶的经济效益及社会效益
5.1添加酶制剂的经济效益
由表7可见，降低饲粮营养水平，虽然100kg饲粮总成本可降低11.99元，但由于产蛋性能下降，生产100kg鸡蛋的饲料成本反而增加12.23元；在低营养水平饲粮
表7、 试验各处理的经济效益分析

注：饲料成本未包括饲料加工费用。
中添加植酸酶和纤维素复合酶，虽不同程度的提高了饲粮总成本，但生产100 kg鸡蛋的饲料成本却不同程度下降；同时添加两种酶制剂（处理5），鸡蛋的饲料成本甚至低于正常营养水平组，100kg鸡蛋的饲料成本比正常营养水平饲粮节约1.25元，比未加酶制剂的低营养水平饲粮节约13.48元，可见植酸酶和纤维素复合酶合用不仅可提高蛋鸡的生产性能，而且可大大降低鸡蛋的饲料成本，大幅度提高蛋鸡的养殖效益，不失为提高非常规饲料原料利用的最佳途径。在本试验条件下，植酸酶和纤维素复合酶配合使用，可使饲粮营养水平降低6%、无需再添加磷酸氢钙、非常规饲料用量提高，蛋鸡的生产性能不变、养殖效益提高。
本试验发现，植酸酶与纤维素复合酶合用，还可显著降低脏蛋率。高比例的脏蛋率与食糜粘度高而产生粘粪有关。在许多国家，脏蛋不适于作为二级蛋销售，这对于家禽业是一个巨大的净损失，尤其在种禽饲养中，脏蛋不适合作种蛋用于孵化。根据目前种蛋的市场价格估算，每增加一枚脏蛋，则直接损失1-0.3=0.7元，按生产上的脏蛋率1-2%估算，每产1000枚种蛋，大概就损失7～14元。粘粪也能引起鸡舍内氨和硫化氢等气体的增加，并使鸡舍内苍蝇、老鼠增多，这样会增加应激及气体质量变差而影响动物的健康，也会影响舍内工作人员的健康。
5.2添加酶制剂的社会效益 当前，畜禽粪尿中的磷和氮造成的富营养化已成为全球的生态问题，21世纪的畜牧生产成为“绿色产业”，对环境无污染才能可持续发展，以牺牲环境质量为代价来换取动物生产性能的改善和提高经济效益的手段将受到很大程度的限制，从营养学途径来降低畜牧业对环境所带来的不利影响将是动物营养研究的重要领域。研究证实，酶制剂可提高养分利用率，为有效减少环境污染的重要途径。一些国家已通过立法来强制规定在畜禽饲粮中添加植酸酶。本试验也表明，单独添加200 g/t植酸酶，每日粪磷排泄量可降低14.29％；同时添加植酸酶和纤维素复合酶，粪磷排泄量可进一步降低。可见，饲料中合理使用植酸酶和纤维素复合酶不但可解决我国饲料原料紧缺问题及降低饲料成本，而且对减少环境污染，使畜牧业向可持续方向发展具有重要的社会意义。
四 结论
1 在低营养水平（非常规原料的比例较高）的日粮中，单一添加200g/t的植酸酶提高了饲粮钙、磷、植酸磷利用率。
2 在本试验条件下添加200g/ t纤维素复合酶，蛋鸡的生产性能和蛋壳质量得到了提高，且能达到正常营养水平饲粮的效果。
3 在低营养水平日粮中，植酸酶与纤维素复合酶合用具有协同效应，可进一步提高饲粮钙磷、植酸磷和蛋白质利用率，提高蛋鸡的生产性能。

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