植酸和有效磷水平對植酸酶作用效果的影響

劉佳適

植酸和有效磷水平對植酸酶作用效果的影響

(巴斯夫中國有限公司，香港)

　

摘  要

     900只7日齡肉雞，試驗期19天，小麥－高粱－豆粕型日糧。試驗設計為3×2×3，即3個植酸水平，2個有效磷水平，3個酶他富植酸酶水平。試驗結果表明：肉雞的生產性能和蛋白質、氨基酸的消化率隨植酸含量增加而降低.。添加植酸酶可提高肉雞日增重、飼料報酬、表觀代謝能、磷、蛋白質和氨基酸的消化率以及干物質和氮的沉積。

前  言

    植物籽實中大約60－80％的磷以植酸的形式存在。由于單胃動物豬和雞以植物性飼料為主，所以植酸的營養作用尤為重要。典型的玉米－豆粕型家禽日糧中植酸含量達0.8－0.9(植酸磷0.22－0.25%)，如果日糧中有谷物副產品如麩皮等,植酸的含量將更高。家禽對植酸的利用率很低，植酸不僅降低磷的利用率，而且還和其它重要礦物元素、蛋白質、氨基酸等絡合，從而降低它們的利用率。
    大部分已發表的植酸酶研究文獻都用玉米－豆粕典型日糧、單水平植酸含量。不同植酸水平條件下，微生物植酸酶對家禽生產性能、營養物質利用率的研究資料明顯不足。可以假定：在高植酸水平日糧條件下，添加植酸酶對相關生物指標的影響可能更大。本試驗旨在研究：（1）在3水平植酸和2水平有效磷的小麥－高粱－豆粕日糧中，添加酶他富對肉雞生產性能的影響。（2）酶他富對肉雞蛋白質、氨基酸和能量利用率的影響。

試驗材料和方法

    日糧：
    3×2×3因子，小麥－高粱－豆粕基礎日糧。3個植酸水平(10.4,13.2和15.7g/kg,相當于植酸磷2.9,3.7和4.4g/kg)，2個有效磷水平(2.3和4.5g/kg)和3個酶他富水平(0、400和800FTU/kg)。
    低植酸(10.4g/kg)日糧以小麥、豆粕和肉骨粉為主，中等和高植酸(13.2和15.7g/kg)日糧為基礎日糧加稻糠配成(表1.)。每一個植酸水平再配成2個有效磷水平(2.3和4.5g/kg)日糧。低有效磷組始終低于NRC（1994）標準，以觀察酶他富的作用，高有效磷組旨在觀察酶他富的額外效應。上述6種日糧再分別添加0，400或800FTU/kg酶他富，每種日糧添加20g/kg才利持粉作為非消化標記。所有日糧粗蛋白、代謝能、賴氨酸和蛋氨酸水平一致，Ca:總P比保持1.4:1。
試驗用料批量購進，分析各種原料的植酸磷、總磷、鈣和粗蛋白含量。小麥先經90C處理使內源植酸酶失活，然后粉碎混入日糧，經低溫制粒，最后噴涂液體酶他富。

    肉雞管理：
    統一購進1日齡公雛1200只，放入電熱育雛器，自由采食肉雛開食料（CP-230g/kg)。在第7天，選擇體重在120－150g范圍內的雛雞900只放入90個欄，每欄10只，共18個處理，每個處理5個重復。整個選雞過程采用計算機隨機抽樣，以盡量減小處理間差異。
    雛雞連續白熾燈光照，自由飲水和采食，從7天齡至25天齡喂試驗日糧，在第18天肉雞被轉入鐵籠，整個雞舍環境完全自動控制。在第7天、14天、21天和25天記錄每只肉雞的體重和每欄采食量，每日記錄死亡率。

    樣本收集和處理：
    在第3周(21－25天)，每天收集排泄物，在烘箱80C溫度下干燥，隨機取樣分析，連續4天測定每欄雞的采食量和排泄量,計算表觀代謝能(AME)。試驗最后一天(25天)，所有肉雞經心臟注射藥物致死。立刻暴露小腸，用蒸餾水沖洗回腸末端內容物，裝入塑料盒。然后對每欄雞回腸內容物取樣，1個處理5個樣本，迅速凍干、粉碎，儲存在零下4C以備化學分析。切斷所有雞的左側中趾，同欄雞趾骨取樣，在100C干燥至恒重，然后在600C蒙莩爐燃燒6小時，趾灰按干重的百分比表示。

    結果
    整個試驗期死亡率在允許范圍內(2.4%)，說明死亡與日糧處理無相關性。基礎日糧中植酸酶的平均活性分別為100、543和955FTU/kg，說明90C的高溫處理并不能使小麥中的植酸酶全部失活。扣除這些因素，2個添加酶他富組的酶活性分別為443和855FTU/kg，基本符合要求。總磷與計算值相符，但鈣水平稍高，所以Ca:總P比為1.6:1，比要求稍高。植酸磷的測定結果比計算值高，這可能與分析方法有關（Caldwell，1992)。

    肉雞生產性能：
    肉雞日增重隨植酸含量增加而降低（P<0.001），隨有效磷(P<0.02)含量和植酸酶(P<0.001)添加量增加而提高(表.2)。同時觀察到了有效磷×植酸酶效應（P<0.001），這表明植酸酶的作用效果取決于配方有效磷水平。添加植酸酶，2個有效磷水平組肉雞體重都增加，但低有效磷組作用更明顯。
    采食量的變化和日增重變化一致，植酸(P<0.001)、有效磷（P<0.001)和植酸酶（P<0.001）的影響都明顯。植酸×有效磷×植酸酶效應（P<0.001）表明：植酸酶對采食量的影響隨日糧植酸和有效磷的水平而變。在低植酸，低有效磷組日增重隨植酸酶添加量增加而線型增加，而高有效磷組日增重的變化則呈二次曲線型；在中等植酸水平、低和高有效磷組的采食量都隨植酸酶添加而呈曲線變化；在高植酸水平，低有效磷組的采食量隨酶他富的添加量呈曲線變化且在800FTU/kg時采食量最低，而高有效磷組在植酸酶800FTU/kg時,采食量最高。
    植酸（P<0.001）和植酸酶（P<0.001）對料肉比的影響見表3。日糧有效磷水平對肉雞料肉比無影響（P＝0.22）。植酸×有效磷×植酸酶效應對料肉比的作用明顯，說明植酸酶對料肉比的影響隨植酸和有效磷水平而變。在低有效磷水平，中等和高植酸日糧的料肉比隨植酸酶添加量增加而線性降低；在高有效磷水平，低植酸日糧的料肉比只在植酸酶添加量800FTU/kg組有影響。
    植酸酶添加量超過400FTU/kg，所有生產性能指標并無明顯改善。

    趾灰含量：
    所有植酸水平，趾灰含量與植酸酶添加量呈曲線關系。但在高植酸水平較明顯，表現出典型的植酸×植酸酶效應。同時也觀測到了有效磷×植酸酶效應（P<0.001),在2個有效磷水平，添加植酸酶(400FTU/kg)提高了趾灰含量，添加量再增加趾灰含量并無進一步改進(表4)。

    表觀代射能：
    植酸水平不影響表觀代射能（P＝3.5），但有效磷和植酸酶的作用明顯（P<0.001)。同時測到了有效磷×植酸酶效應（P<0.001），說明植酸酶對表觀代謝能的影響取決于日糧有效磷水平。在低有效磷水平，表觀代謝能隨植酸酶添加量增加稍有提高；而在高有效磷水平，所有植酸水平日糧表觀代謝能都隨植酸酶增加而穩定增加。平均而言，添加植酸酶可使低有效磷組表觀代謝能改進1－2％，使高有效磷組改進5－6％,而且植酸酶添加量在400FTU/kg，效果最好。

    磷的回腸末端消化率
    雖然在無植酸酶組，磷的表觀回腸末端消化率隨植酸增加而降低(45.3－42.4－38.7)，而植酸的總體效果卻不顯著。有效磷和植酸酶對磷的回腸末端消化率的影響顯著（P<0.001），植酸酶的作用在低有效磷組比高有效磷組顯著，表明了顯著的有效磷×植酸酶效應（P<0.001）。在低有效磷水平，植酸酶添加量在0、400和800FTU/kg組，磷的回腸末端消化率分別為40.2%、67.9%和64.8%；在高有效磷組，則分別為44.1%，48.4％和52.9%。

    氮的回腸末端消化率
    氮的回腸末端消化率隨植酸增加而顯著降低（P<0.001），降低的幅度在高植酸組最大。另一方面，氮的表觀回腸末端消化率隨植酸酶添加量的增加而顯著提高（P<0.001)，植酸酶400FTU/kg組和無植酸酶組比，氮的消化率由80.5%提高到82.8%。沒有發現任何互作效應對氮的回腸消化率的影響，這說明植酸酶對氮消化率的影響不受日糧植酸和有效磷水平的影響。整個試驗中，氮消化率的提高范圍在1.6%－4.7%，在低植酸組最顯著。

    氨基酸的回腸末端消化率
    在低和中等植酸水平，提高有效磷對賴氨酸消化率無影響，但在高植酸組賴氨酸的消化率由85.7％降到了83.1％。同樣，精氨酸也有顯著的影響(P<0.07-0.001)，并觀測到了有效磷x植酸酶效應。
對植酸酶的反應在低有效磷組比高有效磷組明顯。在低有效磷日糧中添加植酸酶，各種氨基酸回腸消化率的平均增長率為：賴氨酸3.0,精氨酸3.7,蘇氨酸6.9,異亮氨酸4.6,亮氨酸6.4,纈氨酸5.4,苯丙氨酸5.1,和組氨酸4.6％。在高有效磷日糧添加植酸酶，各種氨基酸回腸消化率的增加為：1.4,1.8,3.0,2.4,2.9,2.4,2.7和1.8％。但植酸酶添加量提高到800FTU/kg，氨基酸的消化率再無進一步提高。

    干物質沉積：
干物質的沉積顯著受植酸（P<0.001）、有效磷（P<0.001）和植酸酶（P<0.001)的影響,同時觀測到了植酸×有效磷效應（P<0.06）。在所有植酸和有效磷水平，干物質的沉積隨植酸酶添加量增加而提高，但添加量超過400FTU/kg時無進一步提高。

    氮沉積：
    表觀氮沉積受植酸（P<0.001）和有效磷（P<0.001）的影響，同時有植酸×有效磷效應。在高和低植酸組，氮沉積隨有效磷含量增加而降低，但在中等植酸組無影響。添加植酸酶可促進氮沉積（P<0.001），且與日糧植酸磷和有效磷水平無關。

討  論

    本試驗結果證明：在低有效磷肉雞日糧中添加微生物植酸酶可有效促進植酸磷的利用、骨絡的鈣化和肉雞生長；肉雞體重的增加不僅歸功于采食量的增加，而且與飼料報酬的改善有關，添加酶他富400和800FUT/kg，料肉比分別下降了3.11%和4.52%，這與前人的報告相一致（Simons1990，Saylor1991,Farrell1993）。飼料利用率的提高清楚地表明添加植酸酶促進了除磷以外的其它營養物質的消化率。
    植酸酶對肉仔雞生產性能和趾灰含量的作用與日糧有效磷有關，且在低有效磷組效果顯著，這主要是因為植酸酶促進了磷的利用率。植酸酶對高有效磷日糧肉雞生產性能的促進作用具有重要的實踐意義，同樣的現象在斷奶仔豬也有表現（Campbell1995），顯然這一額外效應與植酸酶對氮和氨基酸消化率的促進作用有關。
    植酸的抗營養作用已有大量研究。本試驗也驗證了植酸的抗營養作用和降低肉雞生產性能的事實。試驗中植酸的含量是通過在日糧中添加稻糠來調整，而不是添加純植酸（植酸、植酸鈣或植酸鈉）獲得。這一探索可能被提出疑問，因為飼料成份含有纖維素，而纖維素對日糧蛋白質和礦物元素的利用率有不良影響，但本試驗日糧的粗纖維含量在允許范圍，不致于對肉雞生產性能造成影響。另一疑問是，稻糠中的胰蛋白酶抑制因子可能有不良影響，但事實是添加植酸酶后，這一負面影響被完全克服，說明植酸可能是主要的影響因子。而且在日糧中添加純植酸來調整日糧與實際不符，當然會被否定。
    研究家禽日糧中添加微生物植酸酶對能量利用率影響的文獻有限。最早的報告來自Rojas和Scott（1977），他們發現用粗酶處理棉籽粕和豆粕日糧，日糧代謝能顯著提高。Farrell（1993）報道在肉雞高粱－豆粕日糧（12.8、13.1MJ/kg)中添加酶他富表觀代謝能有所提高。在本試驗中，酶他富對低有效磷組的表觀代謝能提高了6%，作用機理不很清楚，但不能僅用氨基酸的消化率提高來解釋。值得注意，日糧中通過添加磷酸氫鈣提高磷含量，表觀消化率卻降低,這一現象營養學家早已熟悉，其主要原因是添加無機磷的"溶解效應"造成的。而添加植酸酶后這種不良效果會被克服，這說明植酸鹽水平可能與表觀代謝能的降低有關。可以假定:在高有效磷水平日糧中，高的Ca與植酸鹽形成不溶性的植酸鹽－Ca復合物,從而降低了表觀代謝能。可能是因為植酸鹽－Ca復合物與腸道脂肪形成不溶性肥皂，降低了脂肪的消化率（Leeson1993）。另一種可能是植酸鹽－Ca復合物：（1）直接與淀粉結合（2）抑制淀粉酶活性，從而降低了淀粉的溶解性和消化率（Knuckles和Betschart1987）。
    低有效磷組添加植酸酶顯著地提高了磷的回腸末端消化率。在植酸水平分別為10.4、13.2和15.7g/kg的3組平均增加了21.8%,28.9%和27.8%，相當于日糧磷平均增加了1.17、2.18和1.94g/kg。假設磷的增加來自于植酸酶水解植酸的效果，可計算出在低、中等和高植酸水平日糧中添加酶他富，植酸的消化率提高了40.3%、58.9%和44.1%，這樣植酸酶替代無機磷的重要性在高磷日糧更大。在高有效磷日糧中添加植酸酶對磷的消化率影響很小。
    植酸除了降低家禽日糧中磷的生物利用率外，還可與蛋白質發生絡合作用。體外試驗表明，植酸－蛋白質絡合物溶解性差，不易被蛋白水解酶消化（Cheryan1980）。植酸還可與消化酶如胰蛋白酶、胃蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶作用，從而降低氮和氨基酸的消化率（Ravindran1995）。很可能是當植酸酶水解植酸釋放磷的時候，它同時：（1）釋放被植酸絡合的蛋白質（2）消除植酸對蛋白水解酶的不良作用，促進蛋白質和氨基酸的消化和吸收。
    本試驗中，植酸酶促進了肉雞小麥－高梁－豆粕日糧回腸氮和氨基酸的消化率，說明植酸利用率的提高釋放了被植酸絡合的蛋白質和氨基酸。氨基酸消化率的提高范圍在1－7％，主要與氨基酸的種類和有效磷的含量有關，而且植酸酶的作用效果比一些豬（Mroz1994）、火雞（Yi1996）試驗（玉米－豆粕日糧）結果顯著。其中蘇氨酸的消化率提高最大，其次是苯丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸和組氨酸，基本氨基酸－賴氨酸和精氨酸改善最小。與高有效磷日糧比，低有效磷日糧氨基酸的消化率顯著提高（3.0－6.9%vs1.43%)。有趣的是這一結果與Yi(1996)的試驗一致。他報道：植酸酶對氨基酸消化率的作用在足夠蛋白質、低有效磷日糧中較明顯；當蛋白質和有效磷充足時，植酸酶對氨基酸的消化率無明顯影響。有三種解釋，第一：當日糧中有效磷充足時，添加植酸酶對磷的消化率影響不大，從植酸中釋放的磷也少。這與假設的一致：氮和氨基酸消化率的提高主要取決于植酸－蛋白質復合物中磷的水解數量。第二：如Qian（1996）報道，高有效磷的日糧中Ca通過以下方式影響植酸水解（1）與植酸絡合成極難溶解的植酸－Ca復合物,（2）直接抑制植酸酶作用（Wise1983）。第三：高的無機磷水平可能抑制植酸酶活性（Lasztity1991），這仍需進一步研究。
    植酸酶可以促進干物質和氮的表觀沉積率。這與磷、氮和氨基酸消化率的提高相一致，其它研究也有同樣報道（Farrell1993，Sebastian1996，Yi1996）。
    本試驗條件下，植酸酶對肉雞生產性能和營養物質利用率的影響，在所有植酸水平日糧中，添加量在400FTU/kg時效果最好，多加再無改善，原因還不很清楚。但這一發現與玉米－豆粕日糧（0.24%植酸磷）和粗豆粕日糧（0.18％植酸磷）的研究結果相反，在這些試驗中，植酸酶添加量在500－700FTU/kg時效果最好（Kornegay1996）。
    一個很實際的問題是：在家禽小麥－高梁－豆粕肉雞日糧中，植酸酶與無機磷的替代量是多少?已發表的文獻說法不一，從290（Kornegay1997）到1146FTU植酸酶/g磷，這種不一致是預料之中的，因為影響植酸酶作用的因素和估測方法都不同。一般的推薦量是：家禽日糧中500FTU/kg植酸酶可取代1.0g/kg無機磷。本試驗中，根據肉雞生產性能、趾灰含量和可消化磷資料，每噸飼料中添加100克酶他富取代了肉雞小麥－高梁－豆粕－稻糠日糧中2.2g/kg的無機磷(或11－12kg磷酸氫鈣/噸)。

結  論

    植酸一直被認為是限制植物性飼料中磷利用率的重要因子。現有足夠的事實證明植酸的危害不僅如此，植酸還影響蛋白質、氨基酸的利用率，從而降低肉雞的生產性能。在肉雞小麥－高粱－豆粕－米糠日糧中添加植酸酶可有效提高日增重、飼料報酬、骨灰含量、表觀消化能、蛋白質和氨基酸的消化率，以及干物質和氮的沉積。而且有效磷越低，表現越明顯（除表觀消化能外）。
    高有效磷組添加植酸酶驗證了它對肉雞生產性能的影響，這主要表現在高的蛋白質利用率。同時也觀測到了植酸酶對能量的影響，但這不能僅用提高蛋白質的消化率來解釋，需要做進一步的研究。試驗結果也證實了常用肉雞日糧中植酸鹽－蛋白質絡合物的存在和植酸在家禽小腸內抑制消化酶作用的事實。
參考文獻(略)

表1.試驗日糧配方(g/kg)


原料 低植酸 中等植酸 高植酸
低有效磷 高有效磷 低有效磷 高有效磷 低有效磷 高有效磷
小麥 400.0 400.0  355.0 355.0 310.0 310.0
高粱 180.0 180.0 170.2 170.2 160.4 160.4
豆粕(48%) 309.5 309.5 307.1 307.1 304.7 304.7
米糠  - - 54.0 54.0 108.0 108.0
植物油 33.7 44.3 36.6 45.4 39.5 46.7
玉米淀粉 25.0 1.0 23.2 1.0 22.7 2.0
才利特 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
石粉 12.4 13.9 15.3 16.8 15.5 17.1
磷酸氫鈣 7.6 19.5 7.0 18.9 7.6 19.5
DL-蛋氨酸 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
賴氨酸 0.2 0.2 - - - -
食鹽 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
氯化膽堿 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
營養成分 　 　 　 　 　 　
粗纖維 31.0 31.0 34.0 34.0 37.0 37.0
植酸 10.4 10.4 13.2 13.2 15.7 15.7
植酸磷 2.9 2.9 3.7 3.7 4.4 4.4
有效磷 2.3 4.5 2.3 4.5 2.3 4.5
總磷 5.2 7.4 6.0 8.2 6.7 8.9
鈣 7.3 10.4 8.4 11.5 9.4 12.5
鈣:總磷 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4

表2.肉雞增重（7－25天)

植 酸( g/kg ) 有 效 磷( g/kg ) 酶 他 富 添 加 量( FTU/kg )
0 400 800
10.4

13.2

15.7
2.3
4.5
2.3
4.5
2.3
4.5
592
691
552
624
549
593
700
699
678
698
626
590
717
701
676
698
623
622


表3.肉雞料肉比（7－25天)

植 酸( g/kg ) 有 效 磷( g/kg ) 酶 他 富 添 加 量( FTU/kg )
0 400 800
10.4

13.2

15.7
2.3
4.5
2.3
4.5
2.3
4.5
1.93
1.89
2.00
1.92
2.15
2.05
1.89
1.90
1.83
1.96
2.00
1.99
1.89
1.82
1.74
1.90
1.85
2.13


表4.肉雞骨灰分含量（7－25天)

植 酸( g/kg ) 有 效 磷( g/kg ) 酶 他 富 添 加 量( FTU/kg )
0 400 800
10.4

13.2

15.7
2.3
4.5
2.3
4.5
2.3
4.5
10.34
12.95
9.58
12.63
9.47
12.4
12.86
13.70
12.94
14.02
13.76
14.35
12.87
13.01
13.09
13.38
13.66
13.76


表5.肉雞對磷的表觀回腸末端消化率%

植 酸( g/kg ) 有 效 磷( g/kg ) 酶 他 富 添 加 量( FTU/kg )
0 400 800
10.4

13.2

15.7
2.3
4.5
2.3
4.5
2.3
4.5
43.7
47.0
39.9
45.1
37.1
40.2
68.6
49.0
70.2
46.8
65.0
49.4
62.4
49.6
67.4
53.5
64.7
55.5


表6.肉雞對蛋白質的表觀回腸末端消化率%

植 酸( g/kg ) 有 效 磷( g/kg ) 酶 他 富 添 加 量( FTU/kg )
0 400 800
10.4

13.2

15.7
2.3
4.5
2.3
4.5
2.3
4.5
80.4
81.5
81.1
81.0
79.7
79.3
85.1
83.9
83.7
82.2
81.1
80.9
83.0
84.0
83.0
82.5
82.4
81.0


表7.肉雞的表觀代謝能(MJ/kg DM)

植 酸( g/kg ) 有 效 磷( g/kg ) 酶 他 富 添 加 量( FTU/kg )
0 400 800
10.4

13.2

15.7
2.3
4.5
2.3
4.5
2.3
4.5
13.13
12.59
13.62
12.52
13.34
12.87
13.77
13.11
13.41
13.57
13.54
13.23
13.33
13.41
13.64
13.69
13.49
13.27


原 題 目：Influence of Dietary Phytic Acid and Available Phosphorus Levels on the
Response of Broilers to Supplemental Natuphos

作者:澳大利亞悉尼大學動物科學系家禽研究中心
V.Ravindram 和 W.L.Bryden
翻譯:巴斯夫廣州分公司  張興會
(510095 廣州先烈中路69號東山廣場28樓 Tel- 020-87322681-6209 )

songjs2101

資料真的很好，可惜表格版式比較雜亂，樓主如能重新編輯一下就更好。收藏了！

sunnyjmj

有點多，不過是好東西。保存下下來慢慢看