随时间的推移 调整饲料中酶的组成和水平, 帮助雏鸡在生命初期获取充足的营养

刚出壳时,雏鸡不能有效地消化饲料。此外,肉鸡生产过程中饲料中的非淀粉多糖(NSP)组合和水平不断变化。因此,调整饲料中添加的酶制剂就成为了必需。

在雏鸡生命初期为其发育不全的肠道系统提供适当的营养是家禽营养学家面临的挑战。在出壳后,幼雏从高品质的饲料中获取能量、氨基酸和其他营养素,但其生理上受到获取的这些营养素水平的限制(Batal和Parsons,2002)。

NSP因阻碍营养物质和影响消化性而导致消化过程更加复杂。这对幼龄雏鸡的影响更大,因为NSP所带来的影响在幼年雏鸡身上体现得更为明显。

尽管如此,消化率不佳可能并不仅仅是因为肠道不成熟或NSP的存在。劣质原料、疾病状况、过量的淀粉等因素都会增加饲料成本。

当然,早期生长对于后续表现和产肉量至关重要(Ross,2009)。卫星细胞—非常依赖早期营养—为成鸡的肌肉发育奠定了基础(Halevy等,2003)。

在生命的最初几天里,细胞的形成迅速而短暂。这一阶段的营养如果未达最佳标准, 可能会影响寿命并限制产肉量(Noy和Sklan,1999;Halevy等,2001)。

底物可及性

碳水化合物酶、蛋白酶和植酸酶可能可以解决一些消化性问题并且改善底物利用率(Adeola和Cowieson,2011)。许多营养学家会使用复合酶,但通常并不确定适当的组合方式,以及在使用最低成本配方软件时如何才能最合理地利用它们的营养附加值。

针对NSP的碳水化合物酶的重要性体现在它们对于代谢能(ME)的贡献,因为代谢能是饲料成本主要驱动因素。

木聚糖酶和葡聚糖酶对于小麦和大麦型日粮中与可溶性NSP相关的垫料潮湿、糊状粪便以及其他生产问题具有明显的作用。然而,碳水化合物酶在玉米/豆粕型日粮中作用表现远远没有在小麦和大麦型日粮中表现得那么明显(Cowieson,2010;Slominski,2011)。玉米的NSP含量与小麦相当,不过营养低效并不明确,因为玉米对于动物生长的约束不那么明显。

碳水化合物酶的有效性受到NSP可及性或酶与NSP物理接触的极大影响。Ouhida等人(2001)以及其他人报告称,相对于完整的豆粕细胞壁,依次分离的细胞壁碎片中的酶促NSP降解发生显著增加。

早先评论报道(Feedstuffs,1月27日),任何谷物中的NSP都是由重叠并交织在一起的不同化学结构和化学键所组成的复杂合成物。细胞壁基质的绝对密度会阻碍酶向内核的渗透;因此,应当采用多种酶的系统降解策略。具单一酶活的纯克隆酶可能无法有效降解豆粕或谷物中的NSP,另外,NSP组分的暴露有利于降解(Huisman等,1999)。

广泛的酶选择

研磨、调质、造粒以及肌胃的作用都可使NSP更多的暴露出来,被酶降解。NSP的可溶性、侧链的存在以及来自不同原料的各类NSP纤维的复杂性使得复合酶的选择至关重要。

在使用木聚糖酶或葡聚糖酶或者蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶组合的家禽试验中,Slominski(2011)指出,饲喂玉米/豆粕日粮的肉鸡对于酶制剂的反应不足,这表明我们需要提供一组更加多样化的NSP酶。

曼尼托巴大学(University of Manitoba)研究发现,复合酶的复杂性与改善后的回肠蛋白质消化率和料重比高度相关(Meng等,2005)。两个简单但重要的因素得以确定:需要一组适当的酶;复合酶必须针对特定的NSP。

因此,与NSP底物不匹配的酶不会产生任何益处。可以预见的是,最适合豆粕、菜油籽和豌豆的酶组合对于小麦而言并非最佳选择,因为豆科NSP与谷物NSP存在着显著差异(Meng等,2005)。

例如,木聚糖酶对大豆和 菜籽中的NSP将几乎不起任何作用,因为这种酶的底物在豆类中含量很低。

其他研究一致认为,针对原料中的NSP需要特定的碳水化合物酶(Malathi和Devegowda,2001)。针对玉米/豆粕日粮,半纤维素酶或半纤维素酶加纤维素酶的果胶酶组合较非酶对照,通常都会改善蛋白质和有机质消化率以及表观代谢能(Tahir等,2006)。体外试验中,七种酶复配的复合酶改善了玉米/豆粕日粮的的消化率,但单独使用每一种酶的话,仅纤维素酶具有相同的效果(Saleh等,2004)。

当然,具有脱支副活性的酶也不应被忽视(Huisman等,1999)。玉米阿拉伯木聚糖以及豆粕中果胶均居于天然的的高支化属性,这表明了使用该类酶制剂的必要性。去除分支可让更多的阿拉伯木聚糖和果胶暴露出来,被木聚糖酶以及果胶酶所讲解。

饲料蛋白酶的主要作用是改善氨基酸消化率和生产性能(Dozier等,2010年;Angel等,2011;Freitas等,2011)。

蛋白酶和几种糖酶的组合与使用高浓度单一酶相比,能更有效地讲解了豆粕中的蛋白质和细胞壁组分(Marsman等,1997)。关注玉米/豆粕日粮中的蛋白酶加果胶酶或半乳糖苷酶的研究很少,可能是因为果胶酶不能广泛获得。

一些NSP可以螯合植酸(Kim等,2005),这与蛋白泡高度相关(Bohn等,2007)。与单独的植酸酶相比,使用NSP酶和植酸酶的组合能更为有效地改善了回肠磷消化率(Woyengo等,2010)。在植酸酶存在的情况下,碳水化合物酶与蛋白酶的适当组合可能会更有效地降解植酸。

补充说明

上图展示了在典型的生长期发生的动态。在此期间,以最低成本的配方满足营养需求,饲料原料自然变化。。日粮NSP组成和水平也会随着变化,其变化幅度可能占到饲料的10-15%。

与此同时,新生儿的肠道正在迅速发育。氨基酸消化率在生命初期和晚期较差,使得大量未消化的日粮蛋白质。一旦消化系统成熟,氨基酸消化率便会提升,从而导致外源蛋白酶改善消化的机会减少。

从雏鸡料到大鸡料,NSP水平至少会改变30%。例如,在玉米/豆粕日粮中,来自豆粕的果胶和寡糖等NSP在初始阶段是个更大的问题。随着成长期的推进,豆粕的含量有所下降,而玉米和DDGS的含量有所增加,这就意味着阿拉伯木聚糖变得更为普遍。

随着NSP底物的变化,主要NSP酶发生变化才是合理的。蛋白质等其他底物也是如此,其中蛋白酶在蛋白质含量最高的喂养早期可以发挥更大的作用。

酶研究

我们进行了一系列研究,旨在通过添加复合酶来解决肠道成熟问题,同时应对肉鸡生命周期中的底物水平和类型问题。酶的作用底物是果胶和低聚糖以及谷物NSP、蛋白质、淀粉和植酸盐。

以前的实验工作帮助建立了酶添加水平的基础,从而可以解决生理年龄和饲料底物水平问题。其中包括果胶酶、木聚糖酶、淀粉酶、葡聚糖酶、脱支酶、蛋白酶和植酸酶。

呼吸室研究

间接测热法可测量耗氧量和二氧化碳产量,以量化养分利用率(McLean和Tobin, 1987年)。带有活体动物的封闭式呼吸室系统可以评估能量消耗,并可以量化由球虫病等挑战引起的能量损失(Teeter,2010年)。间接测热法还可以就酶对改善ME 的功效提供依据(Caldas等,2014年)。

在使用呼吸室的试验中,Cobb肉鸡被喂食含有和不含酶制剂的商用日粮。这种酶制剂降低了代谢耗氧量(P < 0.0006)和二氧化碳产量(P < 0.001)(表1),表明饲料得到了更为有效的利用。最终,这表现为最终饲料的ME提升了51千卡/千克。

此前,俄克拉荷马州立大学(Oklahoma State University)的研究人员在使用呼吸室时发现了一种类似的酶组成,可以改善肉鸡饲料中的 “有效热值”(ECV) (P < 0.05)(Teeter等,2012年)。在同一项研究中,ECV的升高与体重和料重比的改善相对应(P < 0.05),表明呼吸室研究与平养肉鸡生产性能之间有着良好的一致性。

多层笼养研究

早期研究扩展到了多层笼养肉鸡,用以测试酶制剂对体重和饲料转化率的影响。在一次试验中,0日龄的Ross 708肉仔公鸡被随机分配到饲喂含3%玉米DDGS的玉米豆粕型日粮的处理中。酶制剂被添加到阴性对照的日粮中(阴性对照较于阳性对照,其配方的ME、磷和蛋白质含量较低)。

酶制剂分别于第10天和第17天提高了肉鸡体重6.7%和5.5%,且改善了肉鸡料重比 6.2%和3.9%(表2)。

阳性对照组饲喂的起始日粮与典型商用日粮相似,但阴性对照加酶组的表现优于该对照组。这表明在此试验中,酶制剂去除了正常起始日粮中的某些抗营养组分。

幼龄动物生长性能是动物最终生长性能的一个指示。而本试验中,酶制剂组幼龄雏鸡的生长性能优于其他两个处理组。

平养研究

发育的最后阶段关注对肉鸡的平养研究,在商用实际的类似条件下测试酶制剂。在一项实验中,0日龄的Cobb x Cobb 500 雏鸡随机分配到围栏中,每栏45只,每个处理12个重复。

日粮与商用配方保持一致。在阴性对照日粮中,ME、氨基酸、磷和钙的含量不足。在整个生命周期中,复合酶弥补了营养不足,而体重和饲料转化率都没有出现表现损失(表3)。

每个阶段都提供有不同的复合酶,用以支持生理发育和讲解底物。这就避免了针对所有饲料应用使用一种酶或一组酶的常规静态方法-这种方法不考虑肠道和底物的改变。

总结

在出壳时,雏鸡还不能有效地消化饲料。加上NSP的水平和组成在生产期间不断变化,这就要求对酶制剂进行调整。针对饲料原料中的NSP组成和动物生理成熟度选择适当的酶是至关重要的。我们并未了解所有的酶协同作用,但可以肯定的是,我们有充足的信息用于开发玉米/豆粕日粮的复合酶,用以改善肉类生产效率。

参考资料

订阅用户可在线获取参考资料:www.Feedstuffs.com, 亦可向tlundeen@feedstuffs.com索取。

发布时间:

2018年9月5日

发布时间

27 March 2019

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