蛋白酶對(duì)豬氨基酸消化率的影響

作為動(dòng)物本身可以分泌的內(nèi)源酶的一種——蛋白酶，由于其特殊性、復(fù)雜性，一直以來(lái)都是作為復(fù)合酶的一個(gè)組分被使用。近年來(lái)由于養(yǎng)殖者對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)最大潛能的開發(fā)、蛋白原料價(jià)格的上漲以及由簡(jiǎn)單日糧向復(fù)雜日糧的轉(zhuǎn)變，科研工作者對(duì)于單一蛋白酶和復(fù)合蛋白酶的研究也日漸增多。蛋白酶針對(duì)蛋白質(zhì)中的肽鍵進(jìn)行水解，最終的產(chǎn)物是氨基酸，因此外加蛋白酶改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能的前提主要是其能否對(duì)動(dòng)物氨基酸消化利用率產(chǎn)生有利影響。

蛋白酶在家禽上的研究開始較早，近年來(lái)在豬上的研究也顯示，添加蛋白酶可以降低豆粕中的大豆球蛋白和β伴大豆球蛋白抗?fàn)I養(yǎng)因子，進(jìn)而減少仔豬腹瀉、促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)性能、改善仔豬和生長(zhǎng)豬的氨基酸消化率。

1 對(duì)豬必需氨基酸(EAA)和非必需氨基酸(NEAA)消化率的影響

圖1 蛋白酶對(duì)豬日糧總必需氨基酸和非必需氨基酸消化率的影響

必需氨基酸的營(yíng)養(yǎng)對(duì)動(dòng)物機(jī)體至關(guān)重要，而非必需氨基酸尤其是其中一些功能性的NEAA不足也會(huì)影響豬的免疫和生產(chǎn)性能。通過(guò)添加有效的蛋白酶不僅可以提高EAA的消化率，同時(shí)蛋白酶也可以提高NEAA的消化率(圖1)。

Wang 等(2011)研究了兩個(gè)不同劑量(0.05%vs.0.10%)蛋白酶處理組對(duì)32.3kg生長(zhǎng)豬的氨基酸消化率的影響，發(fā)現(xiàn)EAA的平均AID由對(duì)照組的80.83%分別提高至83.56%和84.26%，改善了3.38%和4.24%；NEAA的平均AID由對(duì)照組的77.60%分別提高至80.00%和80.75%，改善了3.09%和4.06%。Guggenbuhl 等(2012)對(duì)28日齡斷奶仔豬進(jìn)行了分階段消化率的測(cè)定：第一階段是從斷奶開始并在第14d進(jìn)行屠宰取回腸末端食糜測(cè)定，結(jié)果顯示蛋白酶對(duì)粗蛋白、總氨基酸、EAA、NEAA的AID影響都不顯著；第二階段是斷奶后第15～29d，于第29d測(cè)定，結(jié)果顯示蛋白酶顯著改善了粗蛋白、EAA、NEAA及支鏈氨基酸的AID，改善率分別為6.68%、5.24%、7.22%和5.81%。Yu等(內(nèi)部資料)在13.5kg仔豬階段添加包被的復(fù)合蛋白酶，顯著提高了仔豬對(duì)粗蛋白、總氨基酸的消化率，改善率分別為5.90%和3.33%；平均EAA和NEAA的改善率分別為2.91%和5.17%。Yang 等(內(nèi)部資料)對(duì)20.23kg的生長(zhǎng)豬日糧添加包被的復(fù)合蛋白酶，顯著地將粗蛋白的消化率由對(duì)照組的76.39%提升至82.85%，改善率為8.46%；總氨基酸的AID由73.34%顯著升高到77.07%，改善了5.09%；平均EAA和NEAA的AID改善率分別為4.61%和5.46%。

圖2 蛋白酶對(duì)豬日糧每種氨基酸消化率的影響

2 對(duì)豬單一氨基酸消化率的影響

Wang等(2011)的試驗(yàn)中，兩個(gè)蛋白酶梯度組對(duì)于氨基酸AID提升趨勢(shì)相似，色氨酸、異亮氨酸、丙氨酸提升幅度較大，其中0.10%添加組對(duì)色氨酸提升幅度最高達(dá)到9.42%；其他顯著改善的氨基酸還包括精氨酸、組氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、谷氨酸和脯氨酸。Guggenbuhl等(2012)的研究中第一階段(斷奶后1～14d)沒(méi)有任何氨基酸被顯著改善，第二階段(斷奶后15～29d)提升幅度最高的氨基酸分別是甘氨酸、纈氨酸和脯氨酸，改善率分別為12.41%、8.86%和8.65%；其他被顯著改善的氨基酸包括：總含硫氨基酸、精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸。作者在分析第一階段蛋白酶沒(méi)有發(fā)揮作用時(shí)給出的可能原因是該階段正處于斷奶后胰腺分泌蛋白酶的指數(shù)增長(zhǎng)期，因此外加蛋白酶的活性可能被內(nèi)源酶的新陳代謝所掩蓋。但是這個(gè)解釋也是值得商榷的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)第二階段的結(jié)果可以看出，外加蛋白酶的水解位點(diǎn)與內(nèi)源蛋白酶有區(qū)別，即使內(nèi)源蛋白酶分泌處于指數(shù)增長(zhǎng)，但是并不能對(duì)原料中的蛋白質(zhì)完全分解，因此似乎不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。其原因值得進(jìn)一步研究。

Yu等(內(nèi)部資料)測(cè)定了包被的復(fù)合蛋白酶對(duì)仔豬18種氨基酸的AID，其中有9種得到顯著改善，分別是異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸、甘氨酸、絲氨酸；提高幅度最高的是胱氨酸、丙氨酸和蘇氨酸，分別改善了18.25%、7.13%和6.40%。而Yang等(內(nèi)部資料)在對(duì)生長(zhǎng)豬的研究中證明，該蛋白酶顯著提升了組氨酸、酪氨酸、丙氨酸等，提升幅度最高的這3種氨基酸改善率都超過(guò)了10%。

3 展望

有效的蛋白酶可以提高動(dòng)物對(duì)日糧氨基酸的消化率、促進(jìn)生長(zhǎng)性能、減少氮排放、提高疾病狀態(tài)下動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，也可以降低飼料成本、在低蛋白日糧中使用而不影響動(dòng)物生長(zhǎng)性能。未來(lái)對(duì)飼用蛋白酶的研究應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：①單胃動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的消化主要在胃和小腸中進(jìn)行，因此理想的外源添加蛋白酶應(yīng)該是在兩個(gè)消化部位都可以發(fā)揮活性，這就需要酸性蛋白酶和中性、堿性的蛋白酶共同作用(如果是中堿性蛋白酶還需要考慮胃酸的影響)；②考慮各種原料中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，如大豆球蛋白和高粱醇溶蛋白等，這些動(dòng)物內(nèi)源分泌的蛋白酶并不能對(duì)其高效降解，因此需要針對(duì)性的進(jìn)行篩選，復(fù)合蛋白酶酶切位點(diǎn)更多、組成更為合理；③大多數(shù)飼料都是需要高溫制粒的，因此也不應(yīng)該忽視蛋白酶的熱穩(wěn)定性；④外源添加的蛋白酶只能是作為輔助手段彌補(bǔ)內(nèi)源酶分泌不足或者不能高效降解的缺點(diǎn)，而不是通過(guò)盲目添加高蛋白酶活影響內(nèi)源酶的分泌。總之，只有有效的蛋白酶才能成為“飼料中的多種氨基酸”?！?/p>

(來(lái)源：建明工業(yè)。作者：張澤虎)