■黃遵錫
(云南師范大學生命科學學院,云南昆明650500)
玉米等植物飼料原料中的淀粉是畜禽能量的主要來源,其利用效率對畜禽生產性能有重要影響。植物飼料原料中的淀粉主要由α-1,4-糖苷鍵和α-1,6-糖苷鍵連接葡萄糖而成,雖然α-1,6-糖苷鍵只占總糖苷鍵的4%~6%,卻使淀粉鏈形成分支結構(蔣蘇蘇等,2012)。由于單胃動物消化道缺乏分解α-1,6-糖苷鍵的消化酶,支鏈淀粉含量越高,畜禽對飼料能量的消化能力越差,影響畜禽生產性能。因此,理論上分支點的α-1,6-糖苷鍵是降低畜禽對飼料淀粉能量利用率的重要因素之一,盡管這一效應目前尚未評估。
異淀粉酶(isoamylase)又稱淀粉脫支酶或支鏈淀粉酶,特異性水解α-1,6-糖苷鍵(段緒果等,2013)。異淀粉酶最早在酵母抽提液中發(fā)現(xiàn),能夠作用于支鏈淀粉、糖原、某些分支糊精和寡聚糖分子(Park等,2007)。在食品工業(yè)領域,異淀粉酶單獨或與其它淀粉酶配合,已經(jīng)用于水解α-1,6-糖苷鍵,以生產直鏈淀粉、麥芽糖以及葡萄糖等,極大提高了淀粉質原料的利用效率和生產效率(喬宇等,2011;王紅梅等,2011)。當前,有關異淀粉酶制劑在畜禽飼料中的試驗研究及飼用異淀粉酶的飼喂應用報道極為少見(王曉燕等,2010)。為了拓展飼用酶制劑的研究領域,開發(fā)飼用異淀粉酶制劑產品,本試驗在常規(guī)玉米-豆粕型肉雞日糧中添加不同劑量的異淀粉酶,觀察肉雞的生長性能及腸道淀粉酶活性,初步探討飼用異淀粉酶對肉雞生長性能的影響及作用機理。
本試驗所用異淀粉酶制劑產品由云南師范大學生科院提供,異淀粉酶活性3 000 U/g。酶活單位定義為:在溫度45℃、pH值7.0條件下,1 min水解支鏈淀粉產生相當于1 μg葡萄糖的還原糖的酶量為1個酶活單位,以U/g表示。
選擇660只1日齡科寶肉雞用于本次試驗。試驗采用隨機區(qū)組設計,試驗雞隨機分為5個處理組,見表1。每個處理組6個重復,每個重復22只肉仔雞。
表1 試驗處理組設計
試驗日糧參考農業(yè)部《雞飼養(yǎng)標準(NY/T 33)》及科寶肉雞的營養(yǎng)需要量(王冬群等,2013),同時考慮云南特殊高原環(huán)境及肉雞飼料市場進行配制(程志斌等,2013),基礎日糧配方及營養(yǎng)水平見表2。試驗設計正對照組(positive control,PC)和負對照組(nega?tive control,NC)。正對照組日糧代謝能為正常能值,負對照組降低210 kJ/kg能量,試驗組(experimental treatment,E)1~3組分別在負對照組的基礎上添加300、600、900 mg/kg(日糧)的異淀粉酶制劑(酶活性3 000 U/g)。所有處理組試驗日糧制成顆粒飼料。
表2 試驗基礎日糧配方及營養(yǎng)水平(%)
試驗肉雞采用籠養(yǎng)方式飼養(yǎng)于同一雞舍。1~3周杯式飲水器,盤式采食;3~6周乳頭式飲水器,料槽采食;自由采食。舍溫第1~2 d 33 ℃,第3~7 d 30~32 ℃,第2周27~29 ℃,第3周24~26 ℃,第4周21~23℃,第5周和第6周20~21℃。7日齡首免新城疫與傳染支二聯(lián)弱毒苗,滴鼻、點眼;14日齡免疫法氏囊,飲水;21日齡新城疫二次免疫,飲水。試驗周期42 d。
1.5.1 生產性能
在1日齡、21日齡和42日齡分別以重復為單位稱重,統(tǒng)計耗料量,計算平均日增重、平均日采食量和料肉比。
1.5.2 飼料養(yǎng)分及能量消化率
分別在肉雞15~21日齡、36~42日齡飼喂含0.3%Cr2O3指示劑的飼料,并連續(xù)收集19~21日齡、40~42日齡的糞便,做2個階段的代謝試驗。試驗方法參考陳紅艷等(2012)報道。
1.5.3 組織淀粉酶活性測定
在第21和42日齡時,記錄好當天的采食量后,每個處理隨機選取6只雞立即宰殺,剖開腹腔,對胰腺、十二指腸黏膜及食糜樣品取樣,保存在-20℃的冰箱待分析淀粉酶活性(程志斌等,2011a;程志斌等,2011b)。
淀粉酶活性采用碘-淀粉比色法測定,參見GB/T 24401—2009。酶活力定義為:1 g固體酶(或1 ml液體酶),在60℃、pH值6.0條件下,1 h液化1 g可溶性淀粉,即為1個酶活力單位,以U/g(U/ml)表示。
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和組間多重比較,P<0.05差異顯著。
表3 不同劑量異淀粉酶對肉雞生長性能的影響
體重指標顯示:21日齡肉雞體重,E2組最大,NC組最小,E2組與NC組相比差異顯著(P<0.05),PC、E1、E3三組之間差異不顯著(P>0.05);42日齡肉雞體重,PC組最大,NC組最小,E1、E2、E3三組之間差異不顯著。1~21日齡階段,肉雞平均日增重指標,E1、E2、E3三組之間差異不顯著,且三組數(shù)值顯著高于NC組(P<0.05)。試驗全期,平均日采食量指標,PC、E1、E2 、E3四組之間差異不顯著,且顯著低于NC組(P<0.05)。料肉比指標,1~21日齡階段,E2組顯著優(yōu)于PC組和NC 組(P<0.05),與 E1和 E3組相比差異不顯著(P>0.05);21~42日齡階段及試驗全期,PC組顯著優(yōu)于NC組和E1組(P<0.05),與E2和E3二組相比差異不顯著(P>0.05)。
干物質表觀消化率指標顯示:3和6周齡肉雞,E2組顯著大于NC組(P<0.05),與E1和E3二組相比差異不顯著(P>0.05)。蛋白質表觀消化率顯示:3和6周齡肉雞,E2組顯著大于NC組(P<0.05),與PC組肉雞相比差異不顯著(P>0.05)。3周齡階段,E2 和E3組代謝能利用率顯著大于PC組和NC組;6周齡階段,NC組肉雞代謝能利用率顯著低于PC、E2、E3組。
表4 不同劑量異淀粉酶對肉雞日糧養(yǎng)分和能量消化率的影響(%)
圖1胰腺淀粉酶活性顯示:21日齡肉雞,E2組和PC組相比差異不顯著(P>0.05),且顯著高于其他三組(P<0.05);42日齡,所有處理組肉雞胰腺淀粉酶活性差異均不顯著(P>0.05)。
圖1 不同劑量異淀粉酶對21日齡和42日齡肉雞胰腺淀粉酶活性的影響
圖2十二指腸黏膜淀粉酶活性顯示:21日齡肉雞,E2組和E3組差異不顯著(P>0.05),顯著高于E1組和NC組(P<0.05);42日齡,E2組和PC組差異不顯著(P>0.05),但顯著高于NC組(P<0.05)。
圖2 不同劑量異淀粉酶對21日齡和42日齡肉雞十二指腸黏膜淀粉酶活性的影響
圖3十二指腸食糜淀粉酶活性顯示:21日齡肉雞,PC組與E2組差異不顯著(P>0.05),且顯著高于其他三組(P<0.05);42日齡,E2組和PC組差異不顯著(P>0.05),顯著高于NC組和E1組(P<0.05)。
圖3 不同劑量異淀粉酶對21日齡和42日齡肉雞十二指腸食糜淀粉酶活性的影響
異淀粉酶對谷物中支鏈淀粉的分解作用及在食品工業(yè)中的應用已經(jīng)得到廣泛認可(喬宇等,2011;王紅梅等,2011;段緒果等,2013),然而異淀粉酶對飼料谷物淀粉的分解效果及對畜禽生產性能影響的應用研究報道卻十分少見。劉小英(2009)試驗證明:每噸日糧中添加100 g或200 g異淀粉酶(4 000 U/g),能夠顯著提高育成期蛋雞生長性能。據(jù)我們掌握的國內外文獻報道,除了以上簡單的生長蛋雞試驗報道外,國內外沒有系統(tǒng)研究飼用異淀粉酶制劑對肉雞生長性能的作用,且市場也沒有飼用異淀粉酶制劑商業(yè)產品的推廣和應用。
理論上飼用異淀粉酶能夠分解飼料谷物淀粉中的α-1,6-糖苷鍵,打開支鏈淀粉結構,尤其是能降解熱作用形成的抗性淀粉(Park等,2007),從而改善畜禽對制粒的全價配合飼料的能量利用率,從而改善畜禽生產性能(Park等,2007;王曉燕等,2010)。正是基于這個假設,本次試驗的肉雞試驗日糧設計了正對照組(正常能值)和負對照組(低能值),且根據(jù)劉小英(2009)的試驗報道及課題組的預試驗,試驗1~3組分別在負對照的基礎上添加300、600、900 mg/kg(日糧)的異淀粉酶制劑(酶活性3 000 U/g)。本次試驗不僅簡單觀察飼用異淀粉酶制劑對肉雞生產性能的影響,且通過代謝試驗及十二指腸淀粉酶的測定,初步探索飼用異淀粉酶制劑對肉雞生產性能影響的作用及機理。
表3結果顯示,日糧添加600、900 mg/kg(日糧)異淀粉酶制劑的試驗2組和3組,肉雞日增重、飼料轉化效率等生產性能與正對照組相似,顯著高于負對照組肉雞。這些結果說明,試驗2組和3組,肉雞平均日采食量和飼料轉化效率與正對照組相似,顯著優(yōu)于負對照組。然而,最終肉雞體重,正對照組肉雞顯著大于負對照組,但正對照組與3個試驗組肉雞之間差異不顯著。這些結果說明,日糧添加1.8×106~2.7×106U/t(日糧)的飼用異淀粉酶制劑能一定程度的改善肉雞生長性能。我們的試驗結果與劉小英(2009)的報道基本相符。我們進一步試驗測定了飼用異淀粉酶制劑對肉雞日糧養(yǎng)分和能量消化率的影響,結果顯示(見表4):試驗全期日糧添加600 mg/kg(日糧)異淀粉酶制劑的試驗2組肉雞的干物質表觀消化率和代謝能利用率最高。表4的結果充分印證了飼用異淀粉酶制劑能夠改善肉雞生長性能的結果。表4試驗結果顯示:試驗2組肉雞代謝能利用率比負對照組提高約2.8個百分點,據(jù)此我們初步得出以下結論:肉雞日糧中添加1.8×106~2.7×106U/t的飼用異淀粉酶制劑,能夠提高日糧210 kJ以上代謝能,有利于提高肉雞的生長性能。
小腸前端十二指腸是肉雞消化吸收飼料淀粉的主要腸段,因為這一腸段是胰臟淀粉酶及小腸淀粉酶集中分泌區(qū)域(Noy等,1995;程志斌等,2011c)。圖1~3結果總體顯示:試驗2組肉雞胰臟、十二指腸黏膜及食糜中淀粉酶活性總體與對照組肉雞相當,顯著高于負對照組。這一結果充分證明,日糧添加飼用異淀粉酶制能夠通過改善小腸中淀粉酶對飼料淀粉的分解效率,提高肉雞對日糧能量的利用(表4),從而提高肉雞的生長性能(表3)。此外,表4結果顯示,異淀粉酶提高了試驗2組肉雞對日糧蛋白的利用率。這一結果可能是因為異淀粉酶打開了熱制粒顆粒飼料的支鏈淀粉粒結構,降解了部分抗性淀粉,從而有利于胰臟及小腸分泌的蛋白酶充分接觸和分解飼料蛋白。當然,這一推測有待于我們進一步通過體內和體外的試驗進行驗證。
肉雞日糧中添加1.8×106~2.7×106U/t的飼用異淀粉酶制劑,能夠提高肉雞對飼料營養(yǎng)物質及能量的利用率,從而改善肉雞的生長性能。