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在动物饲料中使用蛋白酶通常是为了降低饲料成本。然而，通过最大限度地提高蛋白饲料的消化率，动物生产者可以降低日粮的粗蛋白水平，使用低成本的蛋白饲料，且不会影响动物的健康和生产性能。
中图分类号：S815.9 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2017）05-0096-02
玉米-豆粕型日粮对添加外源酶已显示了积极的、可预测的反应模式，并且确实可以提高日粮氨基酸的消化率。但是，一些原料如菜籽粕会出现不同的反应，表明抗营养因子和/或抑制因子在干扰蛋白酶的降解效果上扮演着重要角色。在实验条件下，酶在效果上的差异取决于很多因素，包括营养素的固有消化率、动物品种、年龄以及环境和营养因素。虽然为什么蛋白酶的效果随着饲料组成的不同而变化的确切原因需要进一步的研究，但是似乎有理由可以得出结论，蛋白酶对动物健康的作用不仅限于提高日粮中蛋白质的消化率。
1 降解抗原蛋白的潜能
例如，豆粕含有一系列特定的抗营养因子，通过萃取法及热调质它们可能不会被完全灭活。Ghazi等（2002）指出，添加单一组分的蛋白酶可显著降低饲喂玉米-豆粕型日糧的肉鸡血清中抗豆粕特异性免疫球蛋白G，这表明外源蛋白酶能够降解豆粕中的抗原蛋白和/或降解蛋白质抗营养素，如胰蛋白酶抑制因子和凝集素，这些抗营养素可刺激肠黏膜，并激活免疫系统。这些研究结果表明，蛋白酶对肠道健康具有潜在的作用，值得进一步研究。
1.1 营养回收
Rooke等（1998）发现，蛋白酶可以优先降解豆粕中引起过敏免疫反应的一类抗原蛋白（β-伴大豆球蛋白）。由于免疫应答与日粮之间存在密切的联系，通过外源蛋白酶的降解作用来抑制这些作用，可能对营养物质的回收具有直接益处，并因此对养分的消化和吸收也有益处。
1.2 分泌黏蛋白
Cowieson和Roos（2014）指出，使用外源蛋白酶提高氨基酸消化率的效应模型与肠黏蛋白的氨基酸组成有显著的相关性。这种相关性表明，与在猪和家禽日粮中添加的蛋白酶相关的氨基酸表观消化率上有某些益处，与回肠黏蛋白损失的减少有关。
2 使用基因表达检测蛋白酶
在Adeola教授的领导下，普渡大学的一个研究小组利用基因表达方法研究了蛋白酶的其他潜在作用机理。正确调配可以解释本研究中两种对照日粮上作用差异的外源蛋白酶会有多种结果。
在21 d的笼养试验中，研究人员对肉仔鸡进行了测试，旨在评估日粮蛋白质与外源蛋白酶（Ronozyme ProAct）之间的相互作用（表1）。第1周，肉鸡饲喂普通的开食料，并在添加或不添加外源蛋白酶的情况下，利用2种主要的蛋白质原料——豆粕和菜籽粕，设计成4个玉米型日粮处理组。无豆粕型日粮的饲料收益增加了9%，而豆粕型日粮增加了近14%。蛋白酶对提高饲喂豆粕型日粮肉鸡的生产性能更有效，而且两种日粮的回肠氮消化率都有所提高。因此，在豆粕型日粮（～80 kcal/kg）中添加蛋白酶，肉鸡回肠氮消化率的提高必定与提高蛋白质消化率以外的作用有关。
在空肠，与炎症反应有关的空肠中白细胞介素-8（Interleukin-8，IL-8）的表达在第14天升高。这可能是由于对抗原性大豆蛋白的先天免疫反应。与IL-8相反，IL-10是一种抗炎细胞因子，较高的水平通常与炎症减轻有关。在本试验中，应用外源蛋白酶降低了IL-10的表达，表明空肠中抗炎细胞因子的产生减少。这表明蛋白酶或许能够减少日粮引起的炎症。
3 对肠道健康的影响
在第21天，在饲喂添加了外源蛋白酶的菜籽粕型日粮的肉鸡中，与肠上皮紧密连接完整性（即肠道健康状况良好）相关的基因——紧密连接蛋白Claudin 1的表达上调。该结果表明，添加菜籽粕以及利用外源蛋白酶可改善肠道的完整性，或至少是空肠紧密连接的完整性。
这些作用可通过改变蛋白质的微生物发酵以及蛋白质回收位点的近端位移间接调节，或通过增加胶原合成的赖氨酸和脯氨酸的供应直接调节。添加外源蛋白酶也可导致与肠黏蛋白分泌有关的空肠MUC-2基因的表达显著降低。在第14天，研究人员检测到空肠MUC-2基因，添加外源蛋白酶可导致空肠MUC-2的表达显著降低，这与肠黏蛋白产生减少有关，通常与能量损失相关。黏蛋白作为消化过程的一部分天然产生，但也可能与能量损失有关。结果表明，外源蛋白酶可持续消化过程，减少黏蛋白的产生，从而限制消化所用的能量。
4 结语
总之，外源蛋白酶能够有效提高饲喂玉米-豆粕型日粮肉鸡的生产性能。并且本研究的结果表明，外源蛋白酶由于降低了抗原蛋白的变应原性，减少了肠道炎症。本研究还证实，外源蛋白酶通过改变肠黏蛋白的分泌，改善肠上皮细胞紧密连接的完整性，改变了氨基酸转运的侧重点，对消化动力学产生了潜在的影响。□□
原题名：Boost immunity with exogenous proteases （英文）
原作者：José Otávio B. Sorbara（帝斯曼公司全球酶类产品经理）
中图分类号：S815.9 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2017）05-0096-02
玉米-豆粕型日粮对添加外源酶已显示了积极的、可预测的反应模式，并且确实可以提高日粮氨基酸的消化率。但是，一些原料如菜籽粕会出现不同的反应，表明抗营养因子和/或抑制因子在干扰蛋白酶的降解效果上扮演着重要角色。在实验条件下，酶在效果上的差异取决于很多因素，包括营养素的固有消化率、动物品种、年龄以及环境和营养因素。虽然为什么蛋白酶的效果随着饲料组成的不同而变化的确切原因需要进一步的研究，但是似乎有理由可以得出结论，蛋白酶对动物健康的作用不仅限于提高日粮中蛋白质的消化率。
1 降解抗原蛋白的潜能
例如，豆粕含有一系列特定的抗营养因子，通过萃取法及热调质它们可能不会被完全灭活。Ghazi等（2002）指出，添加单一组分的蛋白酶可显著降低饲喂玉米-豆粕型日糧的肉鸡血清中抗豆粕特异性免疫球蛋白G，这表明外源蛋白酶能够降解豆粕中的抗原蛋白和/或降解蛋白质抗营养素，如胰蛋白酶抑制因子和凝集素，这些抗营养素可刺激肠黏膜，并激活免疫系统。这些研究结果表明，蛋白酶对肠道健康具有潜在的作用，值得进一步研究。
1.1 营养回收
Rooke等（1998）发现，蛋白酶可以优先降解豆粕中引起过敏免疫反应的一类抗原蛋白（β-伴大豆球蛋白）。由于免疫应答与日粮之间存在密切的联系，通过外源蛋白酶的降解作用来抑制这些作用，可能对营养物质的回收具有直接益处，并因此对养分的消化和吸收也有益处。
1.2 分泌黏蛋白
Cowieson和Roos（2014）指出，使用外源蛋白酶提高氨基酸消化率的效应模型与肠黏蛋白的氨基酸组成有显著的相关性。这种相关性表明，与在猪和家禽日粮中添加的蛋白酶相关的氨基酸表观消化率上有某些益处，与回肠黏蛋白损失的减少有关。
2 使用基因表达检测蛋白酶
在Adeola教授的领导下，普渡大学的一个研究小组利用基因表达方法研究了蛋白酶的其他潜在作用机理。正确调配可以解释本研究中两种对照日粮上作用差异的外源蛋白酶会有多种结果。
在21 d的笼养试验中，研究人员对肉仔鸡进行了测试，旨在评估日粮蛋白质与外源蛋白酶（Ronozyme ProAct）之间的相互作用（表1）。第1周，肉鸡饲喂普通的开食料，并在添加或不添加外源蛋白酶的情况下，利用2种主要的蛋白质原料——豆粕和菜籽粕，设计成4个玉米型日粮处理组。无豆粕型日粮的饲料收益增加了9%，而豆粕型日粮增加了近14%。蛋白酶对提高饲喂豆粕型日粮肉鸡的生产性能更有效，而且两种日粮的回肠氮消化率都有所提高。因此，在豆粕型日粮（～80 kcal/kg）中添加蛋白酶，肉鸡回肠氮消化率的提高必定与提高蛋白质消化率以外的作用有关。
在空肠，与炎症反应有关的空肠中白细胞介素-8（Interleukin-8，IL-8）的表达在第14天升高。这可能是由于对抗原性大豆蛋白的先天免疫反应。与IL-8相反，IL-10是一种抗炎细胞因子，较高的水平通常与炎症减轻有关。在本试验中，应用外源蛋白酶降低了IL-10的表达，表明空肠中抗炎细胞因子的产生减少。这表明蛋白酶或许能够减少日粮引起的炎症。
3 对肠道健康的影响
在第21天，在饲喂添加了外源蛋白酶的菜籽粕型日粮的肉鸡中，与肠上皮紧密连接完整性（即肠道健康状况良好）相关的基因——紧密连接蛋白Claudin 1的表达上调。该结果表明，添加菜籽粕以及利用外源蛋白酶可改善肠道的完整性，或至少是空肠紧密连接的完整性。
这些作用可通过改变蛋白质的微生物发酵以及蛋白质回收位点的近端位移间接调节，或通过增加胶原合成的赖氨酸和脯氨酸的供应直接调节。添加外源蛋白酶也可导致与肠黏蛋白分泌有关的空肠MUC-2基因的表达显著降低。在第14天，研究人员检测到空肠MUC-2基因，添加外源蛋白酶可导致空肠MUC-2的表达显著降低，这与肠黏蛋白产生减少有关，通常与能量损失相关。黏蛋白作为消化过程的一部分天然产生，但也可能与能量损失有关。结果表明，外源蛋白酶可持续消化过程，减少黏蛋白的产生，从而限制消化所用的能量。
4 结语
总之，外源蛋白酶能够有效提高饲喂玉米-豆粕型日粮肉鸡的生产性能。并且本研究的结果表明，外源蛋白酶由于降低了抗原蛋白的变应原性，减少了肠道炎症。本研究还证实，外源蛋白酶通过改变肠黏蛋白的分泌，改善肠上皮细胞紧密连接的完整性，改变了氨基酸转运的侧重点，对消化动力学产生了潜在的影响。□□
原题名：Boost immunity with exogenous proteases （英文）
原作者：José Otávio B. Sorbara（帝斯曼公司全球酶类产品经理）