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畜牧新知-使用飼料級蛋黃尿酸酶抗體減少氮排放之可行性
發文日:103/06/30

畜牧新知-使用飼料級蛋黃尿酸酶抗體減少氮排放之可行性

撰文者 林義福

家禽糞便及其含氮化合物的處理或利用為業者要面對的環保壓力,降低禽糞氮排放可減少對環境之衝擊,首要方式為從營養配方改善,蛋白質過量或胺基酸不平衡會使氮的排泄增加,另一種方式為抑制禽糞微生物尿酸酶(uricase)活性,本文主要探討此種方式對減少氮排放之可行性,加拿大Manitoba大學Kim等人綜論一些研究結果,發表於2013年世界家禽學會期刊—World’s Poultry Science Journal 第69卷第1期p. 45-55可供相關業者之參考,茲摘錄如下:

前言
基於環保意識抬頭,來自畜禽糞便汙染的減量或控制方法日益受到關注,家禽產業也面對與禽糞處理有關的挑戰,肉雞飼料中的50%氮及57%磷由糞便排出,蛋雞飼料中更有接近65%氮及70%磷由糞便排出,禽糞因含有大量的氮及磷,為植物所需的重要營養素,被認為是理想的肥料來源,但氮與磷亦會汙染地表及地下水,禽糞氮會有超過50%以氨氣形式散發至空中亦造成空氣汙染問題,雞舍氨氣高亦會降低生長性狀、產蛋性狀、抗病力及免疫反應。雖然降低氨氣有許多對策,最新進展為利用蛋黃生產具專一性之尿酸酶抗體(IgY),用以抑制微生物之尿酸酶活性,減少禽糞氨氣散發。

降低禽糞氨氣散發對策與抗體之使用
微生物活性會促進氨氣散發,好氣性尿酸降解有五個酵素步驟,從尿酸經過四個步驟至尿素,最後尿素被尿素酶(urease)水解成氨氣及二氧化碳。將尿酸降解中任一酵素抑制可減少氨氣生成,降低禽糞氨氣散發,抑制特定酵素可生產此酵素之專一抗體,直接施用於禽糞中或添加於飼料中,或以尿酸酶免疫雞隻來限制氨氣產生。以商業生產而言,添加於飼料中會是比較省工方式,惟抗體要能耐受飼料加工與貯存以及在腸道消化過程可能受到的破壞等之影響。此外,要能操作簡易並能大量生產,近年來,使用雞隻生產抗體並從蛋黃中萃取專一性抗體在科學界已越來越受重視。母雞將抗體轉移至蛋黃中提供後代免疫力,於哺乳動物胎盤亦有類似之轉移情形,蛋黃之免疫球蛋白(抗體)型式為IgY,等同於哺乳動物之IgG,血清中IgY於卵生成過程以主動運輸方式轉移至蛋黃,蛋黃IgY優點為產量高並且易於萃取及純化。

蛋黃尿酸酶專一抗體之生產
Kim及Patterson(2003)將母雞免疫以生產蛋黃尿酸酶專一抗體,評估不同的分離及純化IgY方法,以及蛋黃尿酸酶專一抗體對尿素酶活性的抑制作用。其使用單冠白色來亨雞,肌肉注射來自Arthrobacter globiformis之尿酸酶,於第1週及第2週後,分別作第2次及第3次補強注射,第1次注射2週後可測到具專一性尿酸酶抗體,在第4週抗體量增加超過3倍以上。純化方法包括水萃取、硫化銨沉澱法及酒精沉澱法,回收之純度可達97%以上。最後再以體外方法測試IgY專一性,即對微生物尿酸酶活性之影響,與對照組比較,IgY降低尿酸酶活性達58%,這些結果顯示,以尿酸酶免疫母雞所生之蛋,可用來生產高濃度並具專一性之尿酸酶抗體,具利用來作為抑制劑,以減少禽糞氨氣散發之潛力。添加尿酸酶專一IgY於飼料中之實際應用及其效果,需進一步研究去證實。

與兔血清多株抗體比較,雞蛋蛋黃抗體是可能的替代方式,也較容易取得,蛋黃抗體不只生產成本低,在採集時對動物傷害最小,只是目前尚未普遍及商業化,要達此一目標,尚有些需留意之處:1.所生產之蛋黃抗體是否具有與其他多株抗體相同之專一性。2.免疫後專一性抗體產生之持續性如何。3.母雞免疫反應之個體差異多大。在環保議題日益受重視下,相信此產品未來將具開發之潛力。