產蛋母雞飼糧補充
植酸酵素的效用
〔植酸的簡介〕
植酸(phytic acid;肌醇六磷酸鹽myo-inositol hexaphosphate)是籽實類植物內的必須組成份,且為磷的主要貯存形態(含磷28.2%)。植酸的分子式有六個磷酸基,通常會形成鈣、鎂、鉀及鋅鹽等化合物。而大多數的穀類及油脂性籽實植物之植酸的含量約為1~3%,也就是說約有60~80%的總磷位於植物的籽實裡面。
不同的籽實植物其植酸鹽亦位於不同的部位,例如小麥、大麥、燕麥及裸麥類等,其植酸鹽大部份是位於殼板的糊粉層。屬雙子葉植物的籽實,包括豆科植物及富含油脂果實植物,其植酸鹽即散佈在整個子葉內。然而,玉米則不同於大部份的其他穀物,約有90%的植酸鹽位於胚芽的位置。
植酸磷會限制家禽對於磷的生物可利用率,但有些飼料本身即具有內源性的植酸酵素。不同的飼料原料之植酸酵素活性會依原料而有差異;其中以小麥及大麥的殼皮植酸酵素活性較顯著(小麥的植酸酵素為1190單位/kg,大麥的植酸酵素為580單位/kg),其中植酸磷的利用率可達15~30%。而玉米及大豆粕的植酸酵素活性則相當的低(玉米的植酸酵素為15單位/kg,大豆粕的植酸酵素為40單位/kg),從玉米及大豆粕的有效磷值(玉米0.08%,大豆粕0.22%)的數據可看出,家禽對於這幾種原料之植酸磷的利用率差不多等於零。但整體上來說,家禽對於一般飼料原料約有60~70%的磷質無法有效的消化吸收,因此其中大部份未被消化的磷,會隨著糞便排出。這種低植酸磷可利用率的現象顯明了兩個問題,就是:1. 家禽飼糧必需再補充無機磷;2. 廄肥的磷排泄量會很大。
植酸鹽不但會影響消化道內磷質的吸收,且於家禽的消化道內,植酸也會與其他飼糧的組成份鍵合。總歸而言,在胃酸的環境中,大部份的植酸鹽,具溶解性或可與蛋白質混合;因此,在消化道中可形成各種不同的植酸鹽類混合物。若是飼糧含高濃度鈣質的話(存於產蛋飼糧的一般現象),則蛋白質-植酸鹽的鍵結會斷裂,並形成鈣-植酸鹽的沈澱物。於腸道酸鹼環境下,一克分子的植酸可結合3~6克分子的鈣,而形成不具溶解性的植酸鹽類。這種現象一旦發生,微量礦物質有可能也會與鈣-植酸鹽混合物一起沈澱。
單胃動物,如家禽和豬等,皆不能很有效利用植酸中的磷酸,其原因乃是因為缺乏所需要的酵素。
〔植酸酵素的重要性〕
植酸磷必須先水解成為無機性磷,才能被家禽所利用;藉由植酸酵素的作用即可將植酸磷水解為無機性磷。植酸酵素(又稱「肌醇六磷酸鹽磷水解酵素」:myo-inositol hexaphosphate phosphohydrolase)是一種特殊類型的酵素,對於從植酸鹽類逐步移出無機正磷酸鹽(orthophosphate)具有催化功用。
植酸酵素可分成兩種:即微生物及真菌所產生的3-植酸酵素,當植物含6-植酸酵素(6-phytase)時,酵素會從'3位置'(3-position)先移出正磷酸鹽。由於這兩種植酸酵素會持續地移出仍存留的正磷酸鹽,因而往往以游離肌醇至單磷及四磷的環己六醇之間的形態出現。
家企的消化道內用以降解植酸鹽的植酸酵素來源可有兩種:其一就是,在某些飼料原本就已存在的內源性植酸酵素;另一種是,從飼料再額外補充由微生物所生產的外源性植酸酵素。
雖然,我們從雞隻的嗉囊、胃及小腸的粘膜及內容物,可測得植酸酵素活性,但是其活性非常低;此外,亦有家禽常在菌可產生的植酸酵素的說法尚未被證實,且即使有的話,其生產量也可能很少。許多不同的微生物,例如真菌、酵母菌及細菌)如存在於反芻動物瘤胃的微生物,也能產生植酸酵素。但我們現今已可從改良式黑麴菌株製造生產低成本的微生物性植酸酵素。且微生物性植酸酵素從植酸鹽移出正磷酸鹽的效率會較植物性植酸酵素高出10%的量。另外,由一些資料也證實,當配製飼糧時,使用活性較高之植酸酵素的原料,則動物對植酸磷的吸收率可望提高;但若因如此而增加這類原料之使用量的話,實際上並不符合經濟效益。
植酸酵素的效用會因著環境的酸鹼值、濕度、曝露及或胃腸道滯留時間、植酸鹽的來源及飼糧中鈣質的含量而有不同。
一、酸鹼度:
微生物性植酸酵素有兩理想酸鹼度環境,分別為pH2.5及pH5.5。而從植物取得的植酸酵素則只有一個理想酸鹼環境,介於pH4~6。當植物性植酸酵素pH2.5時,很顯然地會遭受不可逆的不活化作用。
二、濕度:
由許多的研究中可知,植酸酵素活性需求的最低濕度為20~25%;當濕度達到30%時,可有最高的植酸酵素活性。因此,當混合飼料呈乾性時,任可植酸酵素的活性都無法作用,除非飼料混合成稀泥狀。
〔相關實驗報告〕
為瞭解植酸酵素對產蛋母雞生產性能的影響,本篇收覽許多的田間研究報告以評估在一般生產狀況下添加植酸酵素的效用。
在一項使用25000隻Babcock B 300母雞餵與玉米-大豆粉基礎產蛋配方的研究中,其中半數的雞隻餵與添加300植酸酵素單位(FTU)/kg的飼糧,添加植酸酵素飼糧組之有效磷含量降低0.1%,鈣含量降低0.4%(與平常飼糧比較時)。結果兩組之飼養成績或蛋殼品質並無差異。而兩飼糧組之產蛋量及不合格蛋(例如裂縫蛋、畸型蛋、軟殼或無殼蛋)的結果可視下圖(略)。且由四個間隔時間所測得的蛋比重數據類同(平均1.086),而兩飼糧組之母雞的死亡率亦無差異。
於第二個實驗中共使用104,000隻Hyline W36商業蛋雞。蛋雞餵與符合營養需求的標準產蛋飼糧直到32週齡。於32週齡時,關養在同一禽舍的35,000隻產蛋雞飼糧換成添加300FTU/kg的植酸酵素飼糧,而第二禽舍的69,000隻產蛋雞則仍維持最初的餵養計劃(母雞皆關養在鄰接的產蛋舍)。添加植酸酵素的飼糧組於配製時之有效磷及鈣量較平常飼糧減低至少0.1%有效磷及0.25%鈣的量。
雖然,產蛋母雞於產蛋高峰時期的時候轉換成添加植酸酵素的飼糧,但其產蛋量之變數與對照組的結果類同,且兩組的蛋殼品質亦無改變。由於,產蛋母雞於轉換成添加植酸酵素飼糧組可較其他雞群提早達到產蛋高峰,因此飼糧的轉換時間對於每蛋每母雞每雞舍有利,且對每蛋每母雞每雞舍的有利性可持續14個星期。
蛋雞對於飼糧微生物性植酸酵素添加後的反應較肉雞或豬隻強烈。從磷的可消化率之實驗及長期飼養研究指出,添加300植酸酵素單位,相當於從單磷酸取得1.0g的磷量。因此當蛋雞飼糧添加300FTU/kg的植酸酵素時,飼糧中的磷量(包括總磷及有效磷)應該要減少0.1%的量。
由於植酸酵素會解除"植酸結合鈣"的現象,因此,較低含鈣量的飼糧有助於提昇植酸酵素的效應,所以可以降低產蛋飼糧之鈣及磷的含量。故而,當產蛋飼糧添加300FTU/kg植酸酵素時,建議降低飼糧鈣量約0.3~0.4%。也就是說,在大部份的情況下,應降低家禽飼糧鈣含量3.5~3.6%(每100g飼料/日)。
藉由產蛋飼糧植酸酵素的添加,可降低飼糧中及鈣的使用量,因而在飼糧配製時能有大的彈性,可使用成本較低的能量原料,因而降低了飼料成本。
根據研究顯示,當肉雞飼糧補充微生物植酸酵素,且降低飼糧之無機磷含量時,磷的排泄會減少,且骨骼的完整也不受影響。縱覽相關的報告認為,添加植酸酵素,可平均增加28%的磷有效性。
當今的產蛋雞對飼糧中營養的含量均有極高度的敏感性,尤其是磷和鈣。若飼糧磷含量缺乏時,對蛋雞的產蛋量、蛋品質及骨骼完整性呈現負面作用。然而,飼糧中過多的磷量,一樣也儲降低產蛋量及蛋殼品質,同時也會提高飼料的成本。低鈣量的飼糧會增加磷的排泄,但高鈣量會降低磷的吸收,因此產蛋母雞應保持在安全範圍內的鈣磷適當比例,俾使這兩種營養物能符合母雞的需求。此外,精確地鈣磷使用比例,非但能提高植酸酵素的效用,又可增加植酸磷的生物利用率。
一項蛋雞實驗中,組合了兩種不同鈣量(3.0%及4.0%);此外,磷的添加量為0.34%(總磷)(屬負性對照)及0.44%(屬正性對照)。飼糧所添加的微生物性植酸酵素補充量為250或500FTU/kg飼料。結果兩種不同鈣量飼糧組,皆可因植酸酵素的添加而提高迴腸對磷的吸收性,其中且以含鈣量為3.0%的迴腸磷吸收性較含鈣量為4.0%組為高。
〔結論〕
由以上許多的田間試驗結果證實,商業蛋雞在餵與含有額外添加的植酸酵素後,可帶來以下幾項利益:
1. 可促進磷質的吸收,且對於蛋雞的產蛋量或蛋殼品質不會造成不良的影響。
2. 於配製飼料時,植酸酵素的添加亦可降低蛋雞飼料的成本。
3. 更重要的是:植酸酵素的添加可提高植物原料中磷的利用率及降低無機磷的使用量。因而降低蛋雞廄肥約20~25%的含磷量,對於環境的衝擊也可以有些許幫助。
飼料營養雜誌(p.23∼28)─沙粒、九六年七期