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纤维素酶及纤维素复合酶的应用

时间:2022-11-22 11:50:44 公文范文 来源:网友投稿

中图分类号:S816.79 文献标识码:B 文章编号:1007-273X(2008)01-0034-02

我国从20世纪70年代开始纤维素酶的研究,纤维素酶作为绿色饲料添加剂,对于充分利用自然界丰富的纤维素资源,提高饲料原料的利用率具有重要意义。现将近年来纤维素酶及纤维素复合酶在畜牧生产中的研究与应用进行综述。

1 纤维素酶的功效

在动物体内的主要功效有:①补充内源酶的不足,提高为源酶的分泌和活性;②溶解植物细胞壁,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维持小肠绒毛形态完整、促进营养物质的吸收;⑦充分利用饲料资源,减少环境污染。它能与半纤维素酶、果胶酶、B-葡聚糖酶等其他酶协同作用,因此,使用纤维素复合酶要比单独使用纤维素酶的效果好。PRITCHARD等报道,应用纤维素酶和木聚糖酶的混合物比只用纤维素酶能更加有效地提高对纤维素的消化力。近年来国内外大量的饲养试验、消化代谢试验都已证明,在畜禽饲料中添加纤维素酶能明显提高动物对粗纤维、粗蛋白等营养物质的利用率,促进生长发育和改善生产性能。

2 纤维素酶及纤维素复合酶的应用

2.1 牛

2.1.1 对奶牛草料的影响 外源纤维素酶对奶牛产奶量的影响与所用的酶的水平、奶牛的泌乳阶段和草料的湿度有关。据报道,外源纤维素酶能促进小奶牛对纤维素的消化并能促进其生长。纤维素酶和木聚酶混合剂能改善酥油干草的体外消化(TRICARICO等,1999)。姜桂侠等将纤维素复合酶添加到牦牛精料中和喷洒在麦秸秆上,饲料干物质的消化率有所提高,对照组为54.56%,而两个试验组分别为59.13%和60.74%,试验组与对照组相比差异显著(P<0.05)。但两个试验组之间相比差异不显著(P>0.05)。TITI等在奶牛上的试验结果也是如此。

2.1.2 对青贮饲料的影响 在青贮饲料中添加纤维素酶有助于植物细胞壁的分解,提供更多的碳水化合物以促进青贮发酵,使植物纤维成分含量下降,改善青贮饲料品质,降低青贮饲料中中性洗涤纤维的含量,提高青贮饲料利用率和奶牛生产性能。薛艳林等对乳酸菌和纤维素酶青贮添加剂在小麦秸黄贮中的作用结果显示:各添加剂处理均显著降低小麦秸青贮饲料的pH值、氨态氮含量(%,总氮)、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量(P<0.05),同时显著提高了乳酸、总酸和粗蛋白质含量(P<0.05)。试验表明,青贮添加剂处理能够明显改善小麦秸黄贮饲料的发酵品质。提高小麦秸的饲用价值。

2.1.3 对奶牛精料的影响 刘建昌在荷尔斯坦奶牛的配合日料中添加0.1%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。经济效益显著提高。刘德海等在奶牛饲料中添加纤维素酶复合酶53g/td,奶牛平均日产奶量提高4.50%(P<0.05),料奶比下降4.32%,对乳成分无影响。呼和等在奶牛日粮中添加0.1%以纤维素酶为主的复合酶,奶牛产奶量比试验组平均提高2.5kg,提高47%(P<0.05),试验组的乳汁率、乳蛋白、乳糖、乳中干物质并不随产奶量的增加而下降。而略有提高或保持不变,且经济效益显著提高。KNOWLTON等用纤维素酶饲喂奶牛,试验组的日增重比对照组也有显著提高㈣。

2.1.4 对牛胃肠疾病的治疗作用 据报道,应用纤维素酶治疗牛消化道疾病150例,获得全部治愈的理想效果。因为纤维素酶不仅具有促进食物酵解。加速食糜消化,促进糟粕排泄等作用。而且同时减少了消炎收敛、健胃整肠的医疗过程和费用。

2.2 羊

用秸秆生物降解剂(主要含纤维素酶),酶解小麦秸秆并饲喂育肥羊,试验结果表明,试验组羊只平均日增质量148g,比对照组高60g,日增质量提高68.2%,差异极显著(P<0.01),试验组只均盈利56.1元,比对照组高32.7元,经济效益提高139.7%。代行慧等㈣在绵羊日粮中添加纤维素酶,可以提高饲料消化率和利用率,增加动物对营养物质的吸收。其原因是纤维素酶可以把饲料中的非淀粉多糖切割成较小的聚合物。破坏细胞壁的结构,释放被细胞壁所束缚的营养物质。提高饲料中各种养分的消化率。韩增祥等在绵羊上的试验表明,在日粮中添加纤维素复合酶的处理组日增重比对照组有显著的提高。张苏江等㈣进行的粗饲料经纤维素复合酶处理后在羊瘤胃内降解的试验表明:粗饲料经纤维素复合酶处理有利于提高DM消化率和饲料CF、CP、Ash的利用率,其中对骆驼刺、苜蓿和盐穗木效果较好。

2.3 猪

在仔猪日粮中添加纤维素酶,可提高日增重,降低消化道疾病的发病率:改善饲料转化率,减少腹泻:增加采食量,提高干物质、粗纤维和粗灰分表观消化率,降低肠道内容物黏度、粪中大肠杆菌数及胃、胰和小肠的相对重量。日粮中添加0.1%纤维素复合酶,可提高仔猪日增重8.68%,料肉比降低8.24%,发病率降低12.5%,消化吸收率明显增强,减少了环境污染,从而提高了仔猪的增重率。据报道将纤维素酶添加到玉米一豆粕型日粮,对生长猪生产性能无改善作用,日增重略有下降(P>0.05);添加到玉米——豆粕——麸皮型日粮,生长猪日增重、采食量及饲料转化率均未显著改善:添加到玉米一豆粕一菜粕型日粮,提高了饲料效率和胴体重(P>0.05),但其他生长指标和胴体指标与对照组相近(LANDHLOM等,2002)。王敏奇等以36%大麦替代玉米,添加纤维素酶、B-葡聚糖酶和木聚糖酶复合酶,肥育猪日增重比玉米—豆粕型日粮组有显著提高(P<0.01),饲料转化率得到改善。

2.4 禽

在日粮中添加纤维素酶,整个试验期肉仔鸡日增重1组和2组分别是对照组的1.13倍和1.56倍,料重比分别比对照组降低了10.79%、18.26%。0.10%纤维素酶组肉仔鸡体重、日增重、饲料转化率明显好于其他两组。高纤维日粮中添加纤维素酶,可使雏鹅和生长肉鹅血液中胰岛素、T3、T4、TSH水平有不同程度的提高,使血糖素水平显著降低。在18~48周龄蛋鸡玉米一豆粕型日粮中添加0.10%纤维素酶,可降低采食量(P<0.05),提高粗纤维(P<0.05)和钙表观利用率(P<0.01)。

2.5 鱼类

纤维素酶可促进有益微生物生长,提高微生物对饲料的分解,同时增加单细胞蛋白含量。徐国武等在含大麦粉41.3%的饲料中添加B-葡聚糖酶饲喂鲤鱼,使肠道食糜粘性增加,结果使肠黏膜表层增厚,附着大量的益生菌乳酸菌、酵母菌、双歧杆菌、芽胞杆菌等,可以起到提高免疫力的作用,减少发病率和死亡率,从而保证水产动物健康快速生长。据报道在基础饲料中分别添加2g/kg酵母细胞壁和2g/kg B-葡聚糖酶,两者均能显著提高南美白对虾溶菌活力、超氧化物歧化酶和酚氧化酶活性,提高机体抗病能力。在罗非鱼饲料中添加木聚糖酶,发现能显著促进尼罗罗非鱼的生长和饲料营养物质的利用,而且0.10%的木聚糖酶就能满足尼罗罗非鱼的最佳生长。高春生等在草鱼饲料中添加纤维素酶,结果发现纤维素酶能有效地提高草鱼饲料的营养物质消化率。降低饵料系数,提高饲料利用率。刘伟发现在白鳃幼鱼饲料中添加葡聚糖酶,可以使其免疫器官增大,提高其免疫力。随着多糖在免疫增强方面优势凸现,以及对多糖提取方法的改进和研究的深入,可以预见纤维素酶在促进水产动物健康生长方面将发挥重要作用。

3 总结

为充分利用纤维素酶这一丰富的饲料资源,在今后的推广中应着重解决生产纤维素酶的菌株产量低、成本高的问题,纤维素酶的应用方法、添加量和日粮的类型是否适合添加。建立纤维素酶活性标准与检测方法。目前许多国家已利用微生物发酵法生产纤维素酶,在技术研究开发方而已初见成效。其研究和应用前景广阔。随着现代生物技术的飞速发展,饲用纤维素酶将在未来的动物生产中,产生不可低估的作用。

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