Effects of Low-Protein Diet Supplemented with Exogenous Protease on Net Energy Efficiency of Broilers

CHEN Simiao; YAN Xiaogang; YAN Lei; LU Changji; AN Sha; ZHAO Xiaodong; LIANG Hao; LI Lijia; ZHANG Qiyu; GUO Yuming; BAN Zhibin

doi:10.12418/CJAN2025.084

Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 2: 961 - 972

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.084

RESEARCH PAPER

Effects of Low-Protein Diet Supplemented with Exogenous Protease on Net Energy Efficiency of Broilers

CHEN Simiao ^,¹^,² ,
YAN Xiaogang ² ,
YAN Lei ³ ,
LU Changji ⁴ ,
AN Sha ⁵ ,
ZHAO Xiaodong ² ,
LIANG Hao ² ,
LI Lijia ² ,
ZHANG Qiyu ² ,
GUO Yuming ^,¹^,^* ,
BAN Zhibin ^,¹^,²^,^*

Expand

¹ State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
² Institute of Animal Nutrition and Feed, Jilin Academy of Agricultural Sciences, Gongzhuling 136100, China
³ Laiyang Liuhe Feed Co., Ltd., Laiyang 265200, China
⁴ Fujian Sunner Development Co., Ltd., Guangze 354100, China
⁵ Shandong New Hope Liuhe Group Co., Ltd., Qingdao 266000, China

*GUO Yuming, professor, E-mail: guoyum@cau.edu.cn;

BAN Zhibin, associate professor, E-mail: banzb0620@163.com

Received date: 2024-06-27

Online published: 2025-02-16

Fold

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of adding exogenous protease in low-protein diet on growth performance, slaughter performance and net energy utilization efficiency of broilers. A 2×2 factorial design was adopted in the experiment, in which the two dietary crude protein (CP) levels were decreased by 1 (22%) and 2 percentage points (21%) according to the “Arbor Acres (AA) Broiler Feeding Management Manual 2019”, and the two protease supplemental levels were 0 and 300 mg/kg, respectively. A total of 288 one-day-old AA broilers with similar body weight were randomly divided into 4 groups with 6 replicates per group and 12 broilers per replicate. The experiment lasted for 21 days. The respiratory calorimetry test was carried out from 14 to 17 days of age (the pre-test period was 1 day and the experimental period was 3 days), and the slaughter test was carried out at 10 and 21 days of age, respectively. The results showed as follows: 1) dietary CP level had no significant effect on growth performance of broilers (P>0.05); compared with no protease supplementation, dietary 300 mg/kg protease supplementation extremely significantly increased the average daily gain (ADG) from 1 to 10 and 11 to 21 days of age (P<0.01), and significantly decreased the feed to gain ratio (F/G) from 1 to 10 days of age (P<0.05). 2) Compared with 22% CP level diet, 21% CP level diet significantly decreased the breast muscle percentage of broilers at 21 days of age (P<0.05); dietary protease supplementation had no significant effect on slaughter performance (P>0.05). 3) Compared with 22% CP level diet, 21% CP level diet extremely significantly decreased the total heat production (THP) and heat increment (HI) of broilers (P<0.01), significantly decreased the protein deposition energy and nitrogen deposition energy (P<0.05), and significantly increased the fat deposition energy (P<0.05). Compared with no protease supplementation, dietary 300 mg/kg protease supplementation extremely significantly decreased THP and HI (P<0.01), significantly increased the fat deposition energy (P<0.05), extremely significantly increased the net energy (P<0.01), and extremely significantly increased the net energy to apparent metabolizable energy ratio and net energy to nitrogen corrected apparent metabolizable energy ratio (P<0.01). In conclusion, reducing dietary CP level by 1 to 2 percentage points has no significant effect on growth performance of broilers, and adding exogenous protease in low-protein diet can improve the net energy utilization efficiency, affect energy allocation, and increase ADG. Dietary net energy parameters are consistent with growth performance and slaughter performance indices of broilers, and net energy system can be used as an evaluation index of the effects of exogenous enzyme preparations on dietary energy utilization.

Key words： broilers; low-protein diet; protease; net energy efficiency

Cite this article

CHEN Simiao , YAN Xiaogang , YAN Lei , LU Changji , AN Sha , ZHAO Xiaodong , LIANG Hao , LI Lijia , ZHANG Qiyu , GUO Yuming , BAN Zhibin . Effects of Low-Protein Diet Supplemented with Exogenous Protease on Net Energy Efficiency of Broilers[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(2) : 961 -972 . DOI: 10.12418/CJAN2025.084

2023年,我国农业农村部制定印发《饲用豆粕减量替代三年行动方案》,要求深入实施饲用豆粕减量替代行动,持续开展饲料原料营养价值参数评定,健全饲料原料营养和加工参数基础数据。肉鸡是我国畜牧业的重要支柱,在饲用蛋白质资源紧缺的背景下,低蛋白质饲粮配制技术和外源酶制剂的添加将是产业的必然选择。净能体系相比于代谢能体系考虑了动物采食和消化过程产生的热增耗(HI),能更准确地反映动物对能量的真实需要量。目前,肉鸡产业主要以代谢能体系作为评价外源酶制剂对家禽饲粮能量利用率的指标,随着净能体系的发展,饲粮能量营养参数与需要量的对接更加精准。燕磊等^[1]分别采用代谢能体系和净能体系配制饲粮饲喂肉鸡,结果表明使用净能体系对肉鸡生长性能无负面影响,且有降低料重比(F/G)的趋势;同时,净能体系组肉鸡每千克体增重能量摄入量比代谢能体系组低0.494 MJ/kg,增重饲料成本较代谢能体系组降低0.123元/kg,说明净能体系在产业内推广已初见成效。不过,在饲粮净能体系下探究饲粮蛋白质与外源酶互作关系研究的报道较少。因此,本试验通过在净能体系下探究外源酶制剂对家禽饲粮能量利用的影响,判断净能体系的适用性,以期为肉鸡精准饲养提供部分数据支撑。

1 材料与方法

1.1 动物试验伦理声明

本试验所有程序均按照吉林省农业科学院(中国农业科技东北创新中心)科技伦理(审查)委员会批准的方案进行,批准文号为JNK20230115-1。

1.2 试验设计

试验采用2×2析因设计,其中2个饲粮粗蛋白质(CP)水平为参照《爱拔益加(AA)肉鸡饲养管理手册2019》分别降低1(22%)和2个百分点(21%),2个蛋白酶(市售产品,酶活性≥100 000 U/g)添加水平分别为0和300 mg/kg。

试验选取1日龄体重接近的AA肉鸡288只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复12只。采用玉米-豆粕型饲粮,各日龄阶段均为颗粒料,饲粮组成及营养水平见表1。试验期21 d。呼吸测热于14~17日龄开展(其中预试期1 d,正试期3 d),屠宰试验分别于10和21日龄开展。

表1 饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %

项目 Items	1~10日龄1 to 10 days of age			11~21日龄11 to 21 days of age
项目 Items	22%粗蛋白质 22% CP	21%粗蛋白质 21% CP		22%粗蛋白质 22% CP	21%粗蛋白质 21% CP
原料Ingredients
玉米Corn	52.32	55.92		55.40	58.73
豆粕Soybean meal	39.41	35.96		35.40	32.41
大豆油Soybean oil	3.89	3.36		5.07	4.62
玉米干酒糟及其可溶物Corn DDGS	0.10	0.15		0.10	0.10
碳酸氢钠NaHCO₃	0.14	0.19		0.18	0.16
磷酸氢钙CaHPO₄	1.43	1.47		1.27	1.30
氯化胆碱Choline chloride (50%)	0.20	0.20		0.20	0.20
DL-蛋氨酸DL-Met	0.36	0.39		0.31	0.34
L-赖氨酸盐酸盐L-Lys·HCl	0.16	0.27		0.25	0.21
L-苏氨酸L-Thr	0.14	0.19		0.10	0.14
L-异亮氨酸L-Ile	0.06	0.11		0.04	0.09
L-缬氨酸L-Val	0.00	0.04		0.00	0.01
氯化钠NaCl	0.25	0.21		0.22	0.23
石粉Limestone	1.04	1.04		0.96	0.96
预混料Premix¹⁾	0.50	0.50		0.50	0.50
合计Total	100.00	100.00		100.00	100.00
营养水平Nutrient levels²⁾
代谢能ME/(MJ/kg)	12.56	12.56		12.98	12.98
粗蛋白质CP	22.14	21.08		20.62	19.48
可消化蛋氨酸+可消化胱氨酸DMet+DCys	0.95	0.95	0.87		0.87
可消化赖氨酸DLys	1.28	1.28	1.25		1.15
可消化蛋氨酸DMet	0.67	0.68	0.61		0.61
可消化苏氨酸DThr	0.86	0.86	0.77		0.77
可消化缬氨酸DVal	0.97	0.96	0.90		0.87
可消化异亮氨酸DIle	0.86	0.86	0.78		0.78
可消化精氨酸DArg	1.42	1.37	1.31		1.23
钠Na	0.16	0.16	0.16		0.16
氯Cl	0.23	0.23	0.23		0.23
钙Ca	0.97	0.96	0.87		0.85
可利用磷AP	0.48	0.48	0.44		0.44

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 12 500 IU,VD₃ 3 500 IU,VE 20 IU,VK₃ 3 mg,VB₁ 0.01 mg,VB₂ 8.00 mg,VB₆ 4.5 mg,VB₁₂ 0.02 mg,生物素 biotin 0.2 mg,叶酸 folic acid 0.5 mg,D-泛酸 D-pantothenic acid 12 mg,烟酸 nicotinic acid 34 mg,Cu (as copper sulfate) 8 mg,Fe (as ferrous sulfate) 80 mg,Mn (as manganese sulfate) 80 mg,Zn (as zinc sulfate) 80 mg,I (as potassium iodide) 0.70 mg,Se (as sodium selenite) 0.30 mg。

2)粗蛋白质(GB/T 6432—2018)和钙(GB/T 6436—2018)为实测值,其余为计算值[参照《中国饲料成分及营养价值表(2020年第31版)》计算]。CP (GB/T 6432—2018) and Ca (GB/T 6436—2018) were measured values, while the others were calculated values referred to Tables of Feed Composition and Nutritive Values in China (31st ed, 2020).

1.3 饲养管理

动物试验在吉林省农业科学院动物营养与饲料研究所进行,饲养管理参照《爱拔益加(AA)肉鸡饲养管理手册2019》,采用笼养的饲养方式,试验期间试验鸡自由采食和饮水,舍内环境根据肉鸡日龄进行调节。

1.4 样品采集

1.4.1 饲粮样品采集

采集制备后已冷却的颗粒饲料样品,每组3个样品,各个样品均不少于2 kg,均装入自封袋于4 ℃冰箱中保存待测。

1.4.2 排泄物样品采集

采用全收粪法,收集呼吸测热试验中正试期3 d的排泄物,然后喷洒10%稀硫酸固氮,置于-20 ℃冰箱中保存。正试期结束后,将每个重复的排泄物样品混合,置于65 ℃烘箱中烘72 h,室温下回潮24 h,粉碎过40目筛留样备用。

1.5 检测指标及方法

1.5.1 生长性能

分别于1、10和21日龄对肉鸡进行称重,试验期间以重复为单位记录耗料量,计算肉鸡平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和F/G。计算公式如下:

ADG=总增重/(试验鸡只数×试验天数);

ADFI=总耗料量/(试验鸡只数×试验天数);

F/G=总耗料量/总增重。

1.5.2 屠宰性能

分别于10和21日龄,每个重复选择1只接近平均体重的肉鸡称活体重,然后颈静脉放血处死,褪毛、去角质后称重,即屠体重;屠宰后分别取胸肌和腿肌称重,计算屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率。

1.5.3 能量代谢指标

于14日龄,每组选择6只体重相近的肉鸡,采用家禽12室联排开路式呼吸测热装置开始呼吸测热试验,每2只随机放入呼吸测热装置的1个代谢室中,试验期4 d(其中预试期1 d,正试期3 d)。饲粮和排泄物中干物质(DM)和CP含量分别参照GB/T 6435—2014和GB/T 6432—2018方法测定;总能参照国际标准ISO 9831:1998方法,采用氧弹式测热仪(C3000,IKA,德国)测定。能量代谢指标计算参考Barzegar等^[2]和班志彬等^[3],计算公式如下:

总产热量(THP,kJ)=16.18×氧气消耗量(L)+5.02×二氧化碳排出量(L);

HI(kJ)=THP(kJ)-绝食产热(FHP,kJ);

总能摄入量(GEI,kJ)=饲粮总能(kJ/kg)×采食量(kg);

总能排出量(kJ)=排泄物总能(kJ/kg)×排泄物量(kg);

表观代谢能摄入量(AMEI,kJ)=GEI(kJ)-总能排出量(kJ);

净能摄入量(NEI,kJ)=AMEI(kJ)-HI(kJ);

表观代谢能(AME,MJ/kg)=AMEI(MJ)/采食量(kg);

净能(MJ/kg)=NEI(MJ)/采食量(kg);

氮沉积量(g)=氮摄入量(g)-氮排出量(g);

氮校正表观代谢能(AMEn,MJ/kg)=[AMEI(MJ)-氮沉积量(kg)×34.39(MJ/kg)]/采食量(kg);

沉积能(kJ)=AMEI(kJ)-THP(kJ);

蛋白质沉积能(kJ)=氮沉积量(g)×6.25×23.84(kJ/g);

脂肪沉积能(kJ)=沉积能(kJ)-蛋白质沉积能(kJ)。

1.6 家禽12室联排开路式呼吸测热装置

本试验所用的家禽12室联排开路式呼吸测热装置由吉林省农业科学院动物营养与饲料研究所研制(图1)。动物的呼吸代谢情况通过设备的气体分析检测及数据采集系统进行实时监控,氧气消耗量和二氧化碳排出量通过红外线传感器反馈到数据平台并在电脑数据采集控制界面上显示,由系统自动计算,试验结束后将数据导出到Excel 2021中进行数据的保存和整理。

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图1 家禽12室联排开路式呼吸测热装置

Fig.1 Open-circuit respiratory calorimetry instrument with 12 chambers in parallel for poultry

1.7 数据统计分析

试验数据采用SPSS 27.0软件进行双因素方差分析(two-way ANOVA),差异显著者采用Duncan氏法进行多重比较,结果数据以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡生长性能的影响

由表2可知,饲粮CP水平对肉鸡1~10日龄和11~21日龄ADG、ADFI和F/G均无显著影响(P>0.05);与未添加蛋白酶相比,饲粮添加300 mg/kg蛋白酶极显著提高1~10日龄和11~21日龄ADG(P<0.01),显著降低1~10日龄F/G(P<0.05)。饲粮CP水平与蛋白酶添加水平对肉鸡生长性能无显著交互作用(P>0.05)。

表2 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡生长性能的影响

Table 2 Effects of low-protein diet supplemented with exogenous protease on growth performance of broilers

项目 Items		初始体重 IBW/g	1~10日龄1 to 10 days of age			11~21日龄11 to 21 days of age
项目 Items		初始体重 IBW/g	平均日增重 ADG/ (g/d)	平均日采食量 ADFI/ (g/d)	料重比 F/G	平均日增重 ADG/ (g/d)	平均日采食量 ADFI/ (g/d)	料重比 F/G
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)
22	0	46.14	306.02	354.76	1.16	908.65	1 203.73	1.33
	300	46.10	317.52	350.89	1.11	918.41	1 195.12	1.30
21	0	46.25	307.31	350.07	1.14	910.27	1 198.48	1.31
	300	46.57	329.67	351.26	1.11	925.04	1 213.97	1.31
SEM		0.40	4.37	3.65	0.15	2.86	11.98	0.02
主效应Main effect
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	22	46.12	311.77	352.83	1.13	913.53	1 199.42	1.31
	21	46.41	318.49	350.67	1.12	918.16	1 206.22	1.31
蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)	0	46.19	306.67^B	352.41	1.15^a	909.96^B	1 201.10	1.32
	300	46.34	323.59^A	351.08	1.11^b	921.73^A	1 204.54	1.31
P值P-value
饲粮CP水平Dietary CP level		0.53	0.19	0.60	0.55	0.17	0.58	0.74
蛋白酶添加水平 Protease supplemental level		0.76	<0.01	0.75	0.04	<0.01	0.78	0.41
饲粮CP水平×蛋白酶添加水平 Dietary CP level×protease supplemental level		0.69	0.28	0.54	0.49	0.54	0.33	0.24

	同列数据肩标无字母或相同小写字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。
	In the same column, values with no letter or the same small letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean extremely significant difference (P<0.01). The same as below.

2.2 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡屠宰性能的影响

由表3可知,与22% CP水平饲粮相比,21% CP水平饲粮显著降低肉鸡21日龄胸肌率(P<0.05);饲粮CP水平对其他屠宰性能指标均无显著影响(P>0.05)。蛋白酶添加水平对肉鸡屠宰性能均无显著影响(P>0.05),饲粮CP水平与蛋白酶添加水平对屠宰性能也无显著交互作用(P>0.05)。

表3 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡屠宰性能的影响

Table 3 Effects of low-protein diet supplemented with exogenous protease on slaughter performance of broilers %

项目 Items		10日龄10 days of age					21日龄21 days of age
项目 Items		屠宰率 Dressing percentage	半净膛率 Semi- eviscerated percentage	全净膛率 Eviscerated percentage	胸肌率 Breast muscle percentage	腿肌率 Leg muscle percentage	屠宰率 Dressing percentage	半净膛率 Semi- eviscerated percentage	全净膛率 Eviscerated percentage	胸肌率 Breast muscle percentage	腿肌率 Leg muscle percentage
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)
22	0	94.33	79.98	65.81	32.12	36.50	93.81	85.62	76.42	32.84	31.72
	300	94.47	80.83	65.71	32.64	39.51	94.33	85.74	73.56	32.27	32.62
21	0	94.82	81.45	63.76	32.82	39.68	94.07	85.37	73.21	31.92	32.09
	300	91.12	79.68	66.08	32.52	38.68	93.95	86.37	73.95	30.88	31.26
SEM		1.01	1.06	1.54	0.41	0.58	0.45	0.50	1.17	0.40	0.98
主效应Main effect
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	22	94.40	80.40	65.76	32.38	38.00	94.07	85.68	74.99	32.56^a	32.17
	21	92.97	80.56	64.92	32.67	39.18	94.01	85.87	73.58	31.40^b	31.68
蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)	0	94.57	80.72	64.78	33.13	39.10	93.94	85.49	74.81	32.38	31.91
	300	92.79	80.25	65.89	33.21	40.07	94.14	86.06	73.75	31.57	31.94
P值P-value
饲粮CP水平Dietary CP level		0.18	0.89	0.61	0.50	0.09	0.89	0.71	0.23	0.04	0.69
蛋白酶添加水平Protease supplemental level		0.10	0.68	0.50	0.80	0.14	0.67	0.28	0.36	0.05	0.98
饲粮CP水平×蛋白酶添加水平 Dietary CP level×protease supplemental level		0.08	0.25	0.47	0.51	0.75	0.50	0.40	0.13	0.55	0.50

2.3 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡能量代谢的影响

由表4和表5可知,与22% CP水平饲粮相比,21% CP水平饲粮极显著降低肉鸡THP和HI(P<0.01),显著降低蛋白质沉积能和氮沉积量(P<0.05),显著提高脂肪沉积能(P<0.05);与未添加蛋白酶相比,饲粮添加300 mg/kg蛋白酶极显著降低THP和HI(P<0.01),显著提高脂肪沉积能(P<0.05),极显著提高净能(P<0.01),并极显著提高净能/AME和净能/AMEn值(P<0.01)。饲粮CP水平与蛋白酶添加水平对肉鸡能量代谢无显著交互作用(P>0.05)。

表4 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡能量摄入和沉积的影响

Table 4 Effects of low-protein diet supplemented with exogenous protease on energy intake and deposition of broilers kJ/(kg BW^0.75·d)

项目 Items		总能摄入量 GEI	表观代谢能摄入量 AMEI	净能摄入量 NEI	总产热量 THP	热增耗 HI	沉积能 RE	蛋白质沉积能 RE as protein	脂肪沉积能 RE as fat
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)
22	0	2 573.29	1 987.94	1 289.10	927.91	477.91	1 060.03	498.39	561.64
	300	2 546.82	2 004.13	1 416.79	859.86	409.86	1 144.28	497.29	646.99
21	0	2 598.84	2 000.70	1 354.82	890.02	440.02	1 110.68	430.91	679.78
	300	2 560.92	1 981.32	1 426.95	829.85	379.85	1 151.47	454.83	696.65
SEM		32.25	28.68	35.58	5.19	5.19	32.43	16.74	16.03
主效应Main effect
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	22	2 560.05	1 996.04	1 352.95	893.88^A	443.88^A	1 102.15	497.84^a	604.32^b
	21	2 579.88	1 991.01	1 390.88	859.93^B	409.93^B	1 131.08	442.87^b	688.22^a
蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)	0	2 586.06	1 994.32	1 321.96	908.96^A	458.96^A	1 085.36	464.65	620.71^b
	300	2 553.87	1 992.73	1 421.87	844.85^B	394.85^B	1 147.87	476.06	677.44^a
P值P-value
饲粮CP水平Dietary CP level		0.57	0.87	0.35	<0.01	<0.01	0.42	0.03	0.02
蛋白酶添加水平Protease supplemental level		0.38	0.96	0.05	<0.01	<0.01	0.13	0.53	0.03
饲粮CP水平×蛋白酶添加水平 Dietary CP level×protease supplemental level		0.87	0.57	0.48	0.49	0.49	0.54	0.50	0.10

表5 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡氮平衡和能量效率的影响

Table 5 Effects of low-protein diet supplemented with exogenous protease on nitrogen balance and energy efficiency of broilers

项目 Items		有效能值 Effective energy values/(MJ/kg DM)			氮平衡 Nitrogen balance/(g/d)			能量效率 Energy efficiency/%
项目 Items		表观代谢能 AME	氮校正表观代谢能 AMEn	净能 NE	氮摄入量 Nitrogen intake	氮排出量 Nitrogen output	氮沉积量 Nitrogen deposition	表观代谢能/总能 AME/GE	氮校正表观代谢能/ 总能 AMEn/GE	净能/表观代谢能 NE/AME	净能/氮校正表观代谢能 NE/AMEn
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)
22	0	14.95	14.87	9.70	3.38	1.10	2.29	77.25	76.84	64.83	65.17
	300	15.34	15.26	10.84	3.34	1.01	2.33	78.69	78.28	70.69	71.07
21	0	14.39	14.33	9.73	3.15	1.18	1.98	76.99	76.62	67.69	68.02
	300	15.12	15.05	10.89	3.11	1.02	2.09	77.38	77.01	72.02	72.37
SEM		0.38	0.38	0.17	0.06	0.04	0.08	0.51	0.51	0.92	0.94
主效应Main effect
饲粮CP水平 Dietary CP levels/%	22	15.14	15.06	10.27	3.36^a	1.05	2.31^a	77.97	77.56	67.76	68.12
	21	14.76	14.69	10.31	3.13^b	1.10	2.03^b	77.18	76.82	69.86	70.19
蛋白酶添加水平 Protease supplemental levels/(mg/kg)	0	14.67	14.60	9.71^B	3.27	1.14	2.13	77.12	76.73	66.26^B	66.59^B
	300	15.23	15.15	10.87^A	3.23	1.01	2.21	78.04	77.65	71.36^A	71.72^A
P值P-value
饲粮CP水平Dietary CP level		0.37	0.38	0.81	0.03	0.42	0.03	0.20	0.22	0.08	0.09
蛋白酶添加水平Protease supplemental level		0.22	0.23	<0.01	0.58	0.06	0.39	0.15	0.15	<0.01	<0.01
饲粮CP水平×蛋白酶添加水平 Dietary CP level×protease supplemental level		0.68	0.69	0.97	0.98	0.47	0.69	0.36	0.36	0.45	0.46

3 讨论

3.1 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡生长性能的影响

蛋白质是一切生命的物质基础,满足家禽对蛋白质的需求,有利于最大限度发挥遗传潜力,保证生产性能^[4]。低蛋白质饲粮指的是在降低饲粮CP水平的同时添加晶体氨基酸,以减少降低蛋白质对肉鸡的影响。本试验中,饲粮CP水平降低1和2个百分点,同时保证氨基酸的水平不变,结果表明2种饲粮CP水平对肉鸡1~21日龄生长性能并无显著影响。李葱晓等^[5]采用CP水平降低1和3个百分点的饲粮饲喂1~21日龄肉鸡,结果表明对肉鸡生长性能无显著影响。崔玉铭^[6]研究发现,饲粮CP水平降低1.5个百分点对1~42日龄肉鸡生长性能并无影响。Ospina-Rojas^[7]研究表明,在满足肉鸡不同生长阶段对缬氨酸需求的前提下,饲粮CP水平降低2个百分点对其生长性能不显著影响。以上试验结果均与本试验结果相同,表明在保证氨基酸充足的情况下,在一定范围内适当降低饲粮CP水平并不影响肉鸡生长性能。Law等^[8]研究表明,1~21日龄肉鸡生长性能随饲粮CP水平的降低而降低;崔玉铭^[6]研究发现,饲粮CP水平降低3个百分点对肉鸡生长性能有显著影响,说明饲粮CP水平降低到一定程度时,再

添加氨基酸并不足以弥补蛋白质不足的负效应。同时,本试验结果表明,饲粮添加外源蛋白酶均极显著提高肉鸡1~10日龄和11~21日龄ADG。张运锋等^[9]研究发现,在CP水平降低1个百分点的饲粮中添加200 mg/kg蛋白酶可显著提高肉鸡1~21日龄ADFI。Park等^[10]研究表明,饲粮添加蛋白酶对肉鸡ADG有积极影响,且当添加水平为0.09%时,F/G也会显著降低。以上试验结果均与本试验结果一致,表明饲粮添加蛋白酶对肉鸡生长性能有积极影响,这是因为在CP水平较低的饲粮中添加蛋白酶能靶向提高动物对营养物质的利用率,从而有效减轻低蛋白质饲粮对肉鸡生长造成的负面影响^[11]。

3.2 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡屠宰性能的影响

屠宰性能是反映畜禽肉用性能的重要指标。周安国等^[12]认为,饲粮蛋白质和能量对控制体组成起决定性作用。方立超等^[13]分别用CP水平为18.4%、23.0%和27.6%的饲粮饲喂1~21日龄肉鸡,结果表明肉鸡的腿肌率随饲粮CP水平提高而提高。曹赞^[14]研究发现,饲粮CP水平对1~21日龄肉鸡胸肌率和腿肌率有显著影响,当饲粮CP水平逐渐提高时影响效果会显著下降。本试验结果表明,降低饲粮CP水平会显著降低肉鸡21日龄胸肌率,但对10日龄屠宰性能并无显著影响,与上述试验结果不尽一致,说明饲粮CP水平对肉鸡屠宰性能的效果受其日龄因素的影响,且蛋白酶对肉鸡早期肌肉发育影响较弱。目前对于添加蛋白酶对肉鸡屠宰性能影响的研究结果不尽一致,但饲粮蛋白质和氨基酸的利用与肉鸡屠宰性能密切相关。Lee等^[15]研究表明,饲粮添加蛋白酶对33日龄白羽肉鸡胴体性状无显著影响。但邱凯等^[16]在低蛋白质饲粮中添加蛋白酶可显著提高42日龄肉鸡腿肌率,并降低腹脂率。本研究结果表明,在低蛋白质饲粮中添加蛋白酶对肉鸡屠宰性能指标均无显著影响,原因可能是由于本试验的蛋白酶种类与添加水平以及肉鸡种类等不同相关,关于蛋白酶对肉鸡屠宰性能的影响还需进一步研究。

3.3 低蛋白质饲粮添加外源蛋白酶对肉鸡净能效率的影响

家禽为能而食,其本质是通过能量的转化维持机体正常的生命活动。评定家禽能量的体系主要有代谢能和净能体系,这2种体系是对同一问题的互补思考^[17],但净能体系考虑了HI^[18],所以家禽的能量利用可以从净能测量中获得更准确的有效能值。本试验结果表明,降低饲粮CP水平会降低THP和HI,因为HI受饲粮营养成分的影响,不同营养成分被家禽代谢时会产生不同水平的HI。在三大有机营养物质中,蛋白质比碳水化合物和脂肪更能影响HI^[19]。此外,降低饲粮CP水平会显著降低蛋白质沉积能,提高脂肪沉积能,这是因为固定了代谢能,降低CP水平会导致能量与蛋白质比例提高,多余的能量被用来沉积脂肪。唐建伟等^[20]采用降低2个百分点CP水平的饲粮饲喂1~42日龄肉鸡,结果表明低蛋白质饲粮可显著提高肉鸡腹脂率。Jabbar等^[21]研究指出,饲喂低蛋白质饲粮可提高15~28日龄肉鸡腹脂率,且饲粮CP水平为17%时腹脂率最高。以上研究结果均与本试验结果相同,表明代谢能水平不变时,降低蛋白质水平会导致体内脂肪的沉积。

本试验中,饲粮添加蛋白酶对肉鸡AME和AMEn并无影响,但极显著提高了净能以及净能/AME和净能/AMEn值。McCafferty等^[22]在玉米-小麦型饲粮中添加蛋白酶,结果表明净能提高(提高0.19 MJ/kg),HI降低(降低0.22 MJ/kg)。Cowieson等^[23]在玉米-小麦型基础饲粮中添加蛋白酶后,净能提高(提高0.45 MJ/kg),HI降低(降低0.15 MJ/kg)。本试验结果与以上研究结果相近。McCafferty等^[22]指出蛋白酶真正改善的是“净指标”,如直接代谢率和净能等,本试验采用的间接测热法利用呼吸测热装置测定动物在采食前后所消耗的氧气和产生的二氧化碳计算产热量,可更直观地看出这些“净指标”的变化。本试验中,饲粮添加蛋白酶极显著降低肉鸡THP和HI。产生HI的原因包括消化道在吸收过程中的运动产热、参与代谢的各种器官组织产热、营养素代谢产热以及肾脏排泄代谢产物过程中的产热等^[4],本试验中蛋白酶制剂是通过降低饲粮的热值,改善能量分配,从而促进机体生长。

本试验结果表明,低蛋白质饲粮添加蛋白酶会显著提高肉鸡脂肪沉积能,对蛋白质沉积能并无显著影响,这可能与氨基酸的代谢过程有关。机体蛋白质是一个动态平衡体系,蛋白质在消化道内经过盐酸、内切酶和外切酶等作用后,逐步生成多肽、寡肽和游离氨基酸。这些外来吸收的、体蛋白质降解的以及体内合成的氨基酸均进入氨基酸库,经过转氨基、脱氨基及脱羧基等反应,生成酮酸、氨、胺化物和非必需氨基酸参与机体蛋白质的合成过程。蛋白质在消化道消化和吸收需要大量的能量^[24],蛋白酶主要作用是将蛋白质分解成肽类、氨基酸等小分子物质,这可能是蛋白酶这种促进作用导致消化道的能量消耗降低,多余的能量进入机体以脂肪形式沉积。同时,蛋白酶被称为饲料中的“多种氨基酸”,因为其可以降低饲料原料中不可消化氨基酸的比例,使可消化氨基酸的比例相应提高,氨基酸代谢产生的酮酸可用于合成葡萄糖和脂肪,也会促进脂肪的沉积。由此说明,在低蛋白质饲粮中添加蛋白酶,能够促进机体对蛋白质的吸收,同时也促进机体对脂肪的沉积。

净能体系是判断外源酶制剂对家禽饲粮能量利用的有效评价指标^[25]。本试验中,降低饲粮CP水平对1~21日龄肉鸡生长性能未产生影响,而添加外源蛋白酶制剂可显著提高ADG。通过呼吸测热法判断肉鸡对饲粮能量的利用效率,结果表明降低饲粮CP水平会使净能利用效率发生改变,而AME利用效率未发生变化,同样的结果也出现在添加酶制剂方面,说明净能利用效率与肉鸡生长性能是完全对应的。同时,低蛋白质饲粮添加蛋白酶对肉鸡胸肌率和腿肌率等并无显著影响,但在添加酶时ADG显著提高,通过净能指标的分析,表明添加酶可能是通过提高脂肪沉积而改善了肉鸡生长性能。这些指标的对应充分说明,在判断外源酶制剂对家禽饲粮能量利用效率的影响时,净能体系更加真实有效。Olukosi等^[26]探究了饲粮添加植酸酶对1~21日龄肉鸡能量利用的影响,结果表明添加植酸酶可提高1~14日龄和1~21日龄肉鸡净能;同时,添加木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶也提高了净能,且与代谢能相比,净能与生长性能指标相关性更强,这与本试验结果一致。

4 结论

① 降低饲粮CP水平1~2个百分点对肉鸡生长性能无显著影响,在低蛋白质饲粮中添加外源蛋白酶可以提高净能利用效率并影响能量分配,提高肉鸡ADG。

② 饲粮净能参数与肉鸡生长性能和屠宰性能指标一致,净能体系可作为外源酶制剂对饲粮能量利用效果的评价指标。

References

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[1]

燕磊, 安沙, 吕孝国, 等. 净能体系和代谢能体系配制的日粮对肉鸡生长性能、屠宰性能和血清生化指标的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2024, 60(5):288-292.

YAN

, AN

, LV

X G

, et al. Effects of diets formulated with net energy system and metabolizable energy system on growth performance,slaughter performance and serum biochemical indices of broilers[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2024, 60(5):288-292. (in Chinese)

[2]	BARZEGAR S, WU S B, NOBLET J, et al. Energy efficiency and net energy prediction of feed in laying hens[J]. Poultry Science, 2019, 98(11):5746-5758. DOI PMID

[3]	班志彬, 张芳毓, 武斌, 等. 产蛋期蛋鸡不同类型玉米净能研究[J]. 动物营养学报, 2020, 32(4):1650-1657. DOI BAN Z B, ZHANG F Y, WU B, et al. Study on net energy of different types of corn in laying hens[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(4):1650-1657. (in Chinese)

[4]	呙于明. 家禽营养[M]. 2版. 北京: 中国农业大学出版社, 2004. GUO Y M. Poultry nutrition[M]. 2nd ed. Beijing: China Agricultural University Press, 2004. (in Chinese)

[5]	李葱晓, 许丹娜. 低蛋白日粮对肉鸡生长性能、养分表观代谢率和血清生化指标的影响[J]. 中国饲料, 2023(20):70-73. LI C X, XU D N. Low protein diet on broiler growth performance,diet,apparent digestibility and the influence of the serum biochemical indicators[J]. China Feed, 2023(20):70-73. (in Chinese)

[6]	崔玉铭. 低蛋白日粮对肉仔鸡生产性能、免疫功能及营养物质代谢的影响[D]. 硕士学位论文. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2010. CUI Y M. Effects of low protein diets on production performance,immune function and metabolism of nutrients in broilers[D]. Master’s Thesis. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2010. (in Chinese)

[7]	OSPINA-ROJAS I C, MURAKAMI A E, DUARTE C R A, et al. Leucine and valine supplementation of low-protein diets for broiler chickens from 21 to 42 days of age[J]. Poultry Science, 2017, 96(4):914-922.

[8]	LAW F L, ZULKIFLI I, SOLEIMANI A F, et al. The effects of low-protein diets and protease supplementation on broiler chickens in a hot and humid tropical environment[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2018, 31(8):1291-1300. DOI PMID

[9]	张运锋, 李丹蕾, 占秀安. 新型饲用蛋白酶对肉鸡生产性能和消化功能的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2022, 58(11):212-218. ZHANG Y F, LI D L, ZHAN X A. Effects of a new protease supplementation on performance and digestive function in broilers[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2022, 58(11):212-218. (in Chinese)

[10]	PARK J H, LEE S I, KIM I H. The effect of protease on growth performance,nutrient digestibility,and expression of growth-related genes and amino acid transporters in broilers[J]. Journal of Animal Science and Technology, 2020, 62(5):614-627.

[11]	MOHAMMADIGHEISAR M, KIM I H. Addition of a protease to low crude protein density diets of broiler chickens[J]. Journal of Applied Animal Research, 2018, 46(1):1377-1381.

[12]	周安国, 漆良国, 刘永前. 日粮粗蛋白水平对肉鸭生长和体组成影响的研究[J]. 四川农业大学学报, 1995(3):321-326. ZHOU A G, QI L G, LIU Y Q. Effects of dietary crude protein level on growth and body composition of meat ducks[J]. Journal of Sichuan Agricultural University, 1995(3):321-326. (in Chinese)

[13]	方立超, 宋代军, 阚宁, 等. 饲粮能量和蛋白质水平对肉鸡肉质的影响[J]. 西南农业学报, 2002, 15(3):98-104. FANG L C, SONG D J, KAN N, et al. Effects of various levels of dietary energy and protein on meat quality of broilers[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2002, 15(3):98-104. (in Chinese)

[14]

曹赞. 代谢能和粗蛋白水平对科宝肉鸡生长性能、屠宰性能及养分表观代谢率的影响[D]. 硕士学位论文. 湛江: 广东海洋大学, 2015.

CAO

. Effects of energy and crude protein levels on production performance,slaughter performance and nutrient apparent metabolic rate in Cobb broilers[D]. Master’s Thesis. Zhanjiang: Guangdong Ocean University, 2015. (in Chinese)

[15]

LEE

, OH

, KIM

, et al. Effects of exogenous protease on performance, economic evaluation,nutrient digestibility,fecal score,intestinal morphology,blood profile,carcass trait,and meat quality in broilers fed normal diets and diets considered with matrix value[J]. Poultry Science, 2023, 102(5):102565.

[16]

邱凯, 张广民, 郑爱娟, 等. 低蛋白日粮添加新型毕赤酵母蛋白酶对肉鸡生长性能、胴体性状、机体免疫和氨基酸表观回肠消化率的影响[J]. 中国饲料, 2023(22):171-177.

QIU

, ZHANG

G M

, ZHENG

A J

, et al. Effects of the addition of novel Pichia protease to low-protein diets on growth performance,carcass traits,immunity and apparent ileal digestibility of amino acids in broilers[J]. China Feed, 2023(22):171-177. (in Chinese)

[17]	ZUIDHOF M. A review of dietary metabolizable and net energy:uncoupling heat production and retained energy[J]. Journal of Applied Poultry Research, 2019, 28(2):231-241.

[18]	NOBLET J, DUBOIS S, LASNIER J, et al. Fasting heat production and metabolic BW in group-housed broilers[J]. Animal, 2015, 9(7):1138-1144. DOI PMID

[19]	NOBLET J. Recent advances in energy evaluation of feeds for pigs[J]. Recent Advances in Animal Nutrition, 2005(1):1-26.

[20]	唐建伟, 胡琳华. 不同蛋白质日粮补充蛋白酶对热应激肉鸡生长性能、肠绒毛形态及胴体性状的影响[J]. 中国饲料, 2021(14):13-16. TANG J W, HU L H. Effects of different protein diets addition of protease on growth performance,intestinal villus morphology and carcass traits of broilers under heat stress[J]. China Feed, 2021(14):13-16. (in Chinese)

[21]	JABBAR A, TAHIR M, ALHIDARY I A, et al. Impact of microbial protease enzyme and dietary crude protein levels on growth and nutrients digestibility in broilers over 15-28 days[J]. Animals, 2021, 11(9):2499.

[22]	MCCAFFERTY K W, CHOCT M, MUSIGWA S, et al. Protease supplementation reduced the heat increment of feed and improved energy and nitrogen partitioning in broilers fed maize-based diets with supplemental phytase and xylanase[J]. Animal Nutrition, 2022, 10:19-25. DOI PMID

[23]

COWIESON

A J

, TOGHYANI

, KHERAVII

S K

, et al. A mono-component microbial protease improves performance,net energy,and digestibility of amino acids and starch,and upregulates jejunal expression of genes responsible for peptide transport in broilers fed corn/wheat-based diets supplemented with xylanase and phytase[J]. Poultry Science, 2019, 98(3):1321-1332.

[24]

李富伟, 蔡辉益, 刘国华, 等. 寡肽对肉鸡生长性能的影响及其机理研究[C]// 中国畜牧兽医学会2003年学术年会论文集. 北京: 中国畜牧兽医学会, 2003.

F W

, CAI

H Y

, LIU

G H

, et al. Effects of oligopeptide on growth performance of broilers and its mechanism[C]// Proceedings of the 2003 Academic Annual Meeting of Chinese Association of Animal Science and Veterinary Medicine. Beijing: Chinese Association of Animal Science and Veterinary Medicine, 2003. (in Chinese)

[25]	刘伟, 廖瑞波, 闫海洁, 等. 家禽净能的测定方法、影响其测定的因素及研究现状[J]. 动物营养学报, 2015, 27(12):3655-3662. DOI LIU W, LIAO R B, YAN H J, et al. Net energy determination for poultry:methods,influential factors and current research situation[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2015, 27(12):3655-3662. (in Chinese)

[26]	OLUKOSI O A, COWIESON A J, ADEOLA O. Energy utilization and growth performance of broilers receiving diets supplemented with enzymes containing carbohydrase or phytase activity individually or in combination[J]. The British Journal of Nutrition, 2008, 99(3):682-690.

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