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复合纤维素酶在反刍动物中的研究与应用

复合纤维素酶在反刍动物中的研究与应用

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发布时间:
2022/05/13
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       我国是一个人口大国,也是一个养殖大国,在向以畜牧业 为主的农业大国发展中,人畜争粮的矛盾十分突出,饲料原料资源的严重匮乏阻碍了畜牧业的发展。发展反刍动物养殖是我国畜牧业调整的重要内容,对反刍动物来讲粗饲料的有效供给至关重要。如何提高饲料原料的消化利用率, 有效地开发和利用纤维素作为饲料源,是解决我国饲料资源紧张这一突出矛盾的关键,也是促进我国畜牧业可持续发展的有效途径。

1、粗纤维在反刍动物中的作用及缺点

       粗纤维是反刍动物的一种必需营养素,其功能主要有:维持瘤胃正常的生理功能;促进胃肠道的消化吸收;维持瘤胃正常pH值等功能。然而粗饲料有着自身固有的营养缺陷,如:容积大、适口性差;采食量低、粗蛋白含量低,维生素含量低、总能高但消化能低等缺点

2提高粗纤维利用率的措施

       提高粗饲料饲利用价值的技术关键在于破坏植物细胞壁,弱化或破坏木质素与纤维素或半纤维素之间的酯键,促进纤维 素和半纤维素在瘤胃内的发酵,软化粗饲料,从而减少因咀嚼 导致的能量消耗。各国学者已采取了一系列体外加工处理的措施,提高粗饲料饲用价值,体外加工处理方法通常采用物理、化学、生物等方法。其中生物方法中的酶制剂—纤维素酶,它克服了成本高、设备复杂、操作繁琐、能源消耗大、污染环境等不利因素,确实有用量小,明显提高饲料效率、安全系数、使用方法简便等优点,具有广阔的应用前景。

3、饲用复合纤维素酶的分类

       复合纤维素酶的种类很多,根据功能的差异,被分为以下 3 大类[3]:内切纤维素酶、外切纤维素酶、纤维二糖酶。①内切 纤维素酶(又称内切—β—1,4—葡聚糖酶,羧甲基纤维素酶或 C1纤维素酶)。C1酶主要作用:在纤维素酶分子内部随机断裂 β-1,4糖苷键,将长链纤维素分子截短,产生大量小分子纤 维素,如纤维素糊精、纤维二糖及葡萄糖;②外切纤维素酶,(又 称外切—β—1,4—葡聚糖酶、微晶纤维素酶或纤维二糖水解酶、Cx酶)。Cx酶主要作用:可将短链的非还原性末端纤维二 糖残基逐个切下。③纤维二糖酶(又称β-1,4糖苷酶,芳基— β—葡萄糖苷酶)纤维二糖酶主要作用:可将纤维二糖、纤维三 糖及其他低分子纤维糊精水解成葡萄糖或芳基残基。实际上在 分解晶体纤维素时任何一种酶都不能单独裂解晶体纤维素,只 有这3类酶共同存在并协同作用方能完成水解过程。

4、饲用酶制剂的作用

       虽然反刍动物瘤胃内微生物自身能够合成纤维素酶,但数量有限,使粗饲料的消化吸收受到一定程度的限制。有研究证实,外源酶在瘤胃内和十二指肠内都具有稳定的活性[4]。使用酶制剂可以:(1)补充内源酶的不足,提高内源酶的分泌和 活性;(2)摧毁植物细胞壁,提高营养物质的利用率;(3)降 低消化道食糜黏度,减少疾病发生;(4)消除饲料中的抗营养因子,提高饲料的营养价值;(5)影响畜禽消化道微生物菌群, 提高畜禽免疫机能;(6)充分利用饲料资源,减少环境污染。

5、纤维素酶在奶牛营养与饲料中的作用

        在荷斯坦奶牛的配合精料中添加0.1%的纤维素酶制剂,经过60d的试验观 察结果表明,添加纤维素酶,每头牛日平均产奶量提高了14.89 %,试验组每头牛每日多收入5.41元,经济效益显著。在青贮饲料调制过程中,添加复合纤维素酶制剂可以加快青贮发酵进 程,改善青贮饲料品质,降低青贮饲料中 NDF 的含量,提高青贮饲料利用率和奶牛生产性能的目的。高产奶牛正常情况下平均每天消耗8~11Kg富含纤维的草料,在瘤胃微生物区系结构正常的情况下,添加纤维素酶能 有效提高粗纤维和其他营养物质在瘤胃的酵解速度,提高纤维 素的消化率

       通过酶的作用破坏植物细胞壁的结构提高饲料利用率,改善粗饲料的营养价值,降低饲料成本,纤维素酶具有广阔的开发应用前景

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