纖維素酶在畜牧業(yè)的運(yùn)用范文
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摘要：纖維素酶作為一種綠色飼料添加劑，可以改善畜禽的生產(chǎn)性能，提高飼料利用率。而在青貯中添加纖維素酶，則可以改善青貯品質(zhì)，從而為畜禽提供更有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的飼糧。文章對(duì)纖維素酶在畜禽生產(chǎn)及青貯飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用作以綜述。
關(guān)鍵詞：纖維素酶；畜禽生產(chǎn)；青貯品質(zhì)；應(yīng)用研究
纖維素作為植物光合作用的主要多糖類產(chǎn)物，是最為豐富的可再生性天然資源。目前，糧食短缺、飼料資源匱乏和環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展，因此，開發(fā)和利用纖維素就成為了迫在眉睫的重要課題。纖維素酶可將纖維素水解成可供畜禽利用的還原糖，提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和利用率。本文針對(duì)纖維素酶對(duì)畜禽生產(chǎn)及其在青貯飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用作以綜述，以期為高效利用纖維素酶提供理論依據(jù)。
1纖維素酶
纖維素酶是指所有參與降解纖維素最終轉(zhuǎn)化為葡萄糖的各種酶的總稱，是由多種水解酶組成的復(fù)雜酶系，可分為內(nèi)切纖維素酶、外切纖維素酶和葡萄糖苷酶三類。自然界中能夠分泌纖維素酶的微生物包括細(xì)菌、真菌、放線菌和一些原生動(dòng)物等。目前，研究及用于飼料的纖維素酶主要來(lái)自細(xì)菌和絲狀真菌，包括綠色木霉、李氏木霉、根霉、青霉、嗜纖細(xì)菌、產(chǎn)黃單孢菌、側(cè)孢菌等。纖維素酶作為一種生物酶，其降解纖維素的作用，受溫度、pH、酶液濃度、底物組成、酶的激活劑或抑制劑等諸多因素的影響。因此，飼料纖維素酶在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意根據(jù)動(dòng)物生理特點(diǎn)、營(yíng)養(yǎng)需要及飼料結(jié)構(gòu)選擇酶制劑；注意保持酶的穩(wěn)定性；飼用酶制劑反應(yīng)條件必需與動(dòng)物消化道生理?xiàng)l件相適應(yīng)；加工后應(yīng)盡快使用，盡量縮短貯存時(shí)間，放于干燥陰涼處，低溫貯藏。目前，國(guó)內(nèi)外利用纖維素酶的方法有體外酶解法和體內(nèi)酶解法兩種。前者把纖維素酶和秸稈飼料拌勻，在一定溫度、濕度和pH下堆積或密封發(fā)酵一定時(shí)間，晾干后直接飼喂動(dòng)物。該法效果較好，但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本高。后者則是把纖維素酶以添加劑的形式加到精料內(nèi)，拌勻后飼喂動(dòng)物，借助于動(dòng)物消化道內(nèi)環(huán)境發(fā)揮作用。該法簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣泛，但受飼料加工貯藏與動(dòng)物內(nèi)環(huán)境的影響較大。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常將纖維素酶與半纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶等組成復(fù)合酶添加到飼料中飼喂。
2纖維素酶在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用
纖維素酶能破壞植物細(xì)胞壁，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)能很好地被吸收利用，補(bǔ)充草食動(dòng)物內(nèi)源酶的不足，消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，維持小腸絨毛形態(tài)完整，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收。研究表明，在畜禽飼糧中添加纖維素酶，可以提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。
2.1反芻動(dòng)物
纖維素酶可以改善反芻動(dòng)物的瘤胃內(nèi)環(huán)境，提高飼料轉(zhuǎn)化率及生產(chǎn)性能。國(guó)春艷研究表明，在后備牛日糧中添加外源復(fù)合酶（木聚糖酶、纖維素酶）有利于瘤胃內(nèi)底物的降解；添加復(fù)合酶可以增加后備牛的腹圍和胸圍，促進(jìn)后備牛的生長(zhǎng)；添加復(fù)合酶可以增加瘤胃液中總揮發(fā)性脂肪酸和乙酸含量，提高乙酸/丙酸，改善瘤胃發(fā)酵水平；提高后備牛全混合日糧的中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和總能表觀消化率。劉建昌等在荷斯坦奶牛精飼料中添加纖維素酶0.1%，結(jié)果表明，添加纖維素酶可顯著提高奶牛日產(chǎn)奶量（P<0.05），對(duì)乳脂率的影響不顯著（P>0.05），但可提高奶牛養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。牛雪佳等研究表明，在綿羊日糧中添加纖維素酶，對(duì)血液T3、T4的影響不顯著（P>0.05），但可以顯著提高血液中胰島素和血糖濃度（P<0.05）[19]。李曉東等在薩福克羊與小尾寒羊雜交羔羊的飼糧中添加纖維素酶，研究其對(duì)羔羊消化性能的影響，結(jié)果表明，在低蛋白質(zhì)日糧中添加纖維素酶，可以提高粗纖維消化率，但對(duì)粗蛋白質(zhì)和鈣、磷消化率無(wú)顯著影響（P>0.05）[20]。此外，纖維素酶還可以治療草食性家畜胃腸疾病，纖維素酶通過(guò)促進(jìn)飼料中纖維素和半纖維素的分解，可直接降低其致病因素，還能使可溶性物質(zhì)含量增加，促進(jìn)有益微生物的活動(dòng)。同時(shí)，所形成的其他一些物質(zhì)可調(diào)整胃腸道菌群平衡，促進(jìn)廢物和一些有害物的排出。
2.2禽類
研究表明，纖維素酶可以提高禽類的生產(chǎn)性能，調(diào)節(jié)腸道菌群，改善脂質(zhì)代謝和抗氧化能力，對(duì)蛋和肉的品質(zhì)也有改善的作用。毛倩倩等在高纖維五龍鵝飼料中添加果膠酶和纖維素酶，結(jié)果表明，在基礎(chǔ)飼糧中添加果膠酶5000U•kg-1+纖維素酶40000U•kg-1可極顯著提高鵝的屠宰率、半凈膛率、胸肌率和腿肌率（P<0.01），顯著提高肉色亮度（P<0.05），極顯著降低了鵝肉的失水率（P<0.01），改善鵝肉品質(zhì)。王麗娟在玉米-豆粕型蛋雞日糧中添加植酸酶和纖維素酶，結(jié)果表明，添加纖維素酶1%可顯著降低海賽克蛋雞只日耗料量（P<0.05)，顯著提高日糧粗纖維的表觀利用率（P<0.05），極顯著提高鈣的表觀利用率（P<0.01），極顯著提高了堿性磷酸酶的活性（P<0.01），顯著降低脛骨灰分絕對(duì)重量（P<0.05）[22]。夏素銀等研究了在高水平苜蓿草粉飼糧中添加纖維素酶對(duì)海蘭褐蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)及養(yǎng)分利用率的影響，結(jié)果表明，添加纖維素酶對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋率和蛋重均無(wú)顯著影響（P>0.05），添加纖維素酶0.2%和0.3%可顯著提高蛋殼強(qiáng)度、哈夫單位和蛋黃顏色（P<0.05），添加纖維素酶0.3%可使蛋雞的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、酸性纖維消化率分別增加14.79%、8.48%、15.91%[23]。夏素銀等研究了纖維素酶對(duì)蛋雞脂質(zhì)代謝、抗氧化能力及腸道菌群的影響，結(jié)果表明，日糧中添加纖維素酶顯著提高了血清中甘油三酯和總膽固醇含量（P<0.05），蛋雞血清、肝臟及肌肉中的超氧化物歧化酶活性顯著提高（P<0.05），蛋雞血清、肝臟及蛋黃中的丙二醛（MDA）含量均顯著下降（P<0.05），盲腸和回腸中大腸桿菌數(shù)量下降，乳酸桿菌數(shù)量上升。
2.3豬
纖維素酶可提高豬的生長(zhǎng)性能，提高飼料消化率，改善胴體品質(zhì)和豬肉品質(zhì)。畢晉明等研究表明，纖維素酶處理雜交狼尾草可顯著提高育肥豬天冬氨酸、丙氨酸、鮮味氨基酸、水解氨基酸總和（P<0.05），顯著降低飽和脂肪酸含量（P<0.05），顯著提高不飽和脂肪酸含量（P<0.05），表明纖維素酶處理雜交狼尾草可提高育肥豬生產(chǎn)性能，改善肉品質(zhì)[25]。王榮蛟等研究表明，在生長(zhǎng)豬日糧中添加纖維素酶0.2%可提高日增重和飼料利用率。申瑞玲等研究表明，在苜蓿草粉日糧中添加復(fù)合纖維素酶可提高生長(zhǎng)育肥豬的飼料利用率和日增重，改善豬胴體品質(zhì)[27]。遠(yuǎn)德龍等研究不同菌種來(lái)源的纖維素酶組合對(duì)杜×魯煙白生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，添加纖維素酶0.15%可極顯著提高豬的日增重（P<0.01），顯著降低料重比（P<0.05），且纖維素酶在杜×魯煙白生長(zhǎng)豬5.8%酸性洗滌纖維（ADF）水平的高纖維日糧中的適宜添加量為0.15%。
2.4水產(chǎn)動(dòng)物
研究表明，在水產(chǎn)動(dòng)物飼糧中添加纖維素酶，可以提高水產(chǎn)動(dòng)物的生產(chǎn)性能和免疫功能。秦搏等研究表明，在幼刺參飼糧中添加纖維素酶0.025%~0.100%可以顯著提高幼刺參的特定生長(zhǎng)率（P<0.05），降低飼料系數(shù)（P<0.05），添加纖維素酶0.100%可顯著提高干物質(zhì)表觀消化率（P<0.05）和粗蛋白質(zhì)表觀消化率（P<0.05），添加纖維素酶0.100%~0.200%可提高幼刺參腸道中的超氧化物歧化酶和酸性磷酸酶活性（P<0.05），具有提高幼刺參生長(zhǎng)性能和免疫功能的作用。余豐年等研究飼料中添加纖維素酶對(duì)團(tuán)頭魴生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，試驗(yàn)組魚體增重率和飼料效率都有所提高。
3纖維素酶在青貯飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用
青貯是指以新鮮的青綠飼料作物、牧草等為原料，利用厭氧微生物的發(fā)酵作用，長(zhǎng)期保存青綠多汁飼料的營(yíng)養(yǎng)特性，擴(kuò)大飼料來(lái)源的一種簡(jiǎn)單、可靠而經(jīng)濟(jì)的方法。青貯過(guò)程中添加纖維素酶有助于植物細(xì)胞壁的分解，提供更多可發(fā)酵性的碳水化合物以供發(fā)酵，并使植物中的纖維素含量下降，從而提高牧草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和利用率。韓立英等研究纖維素酶對(duì)鵝觀草青貯發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的改善效果，結(jié)果表明，真空密封條件下貯藏90d后，添加纖維素酶的處理組pH、丙酸、丁酸和氨態(tài)氮含量均顯著低于對(duì)照組（P<0.05），乳酸、乙酸、粗蛋白質(zhì)和可溶性糖水化合物含量均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。
興麗等研究了乳酸菌和纖維素酶對(duì)全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)和微生物菌落的影響，結(jié)果表明，添加纖維素酶可使ADF和NDF的含量分別下降6.09%和5.28%，降低氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比，大幅度減少有害微生物數(shù)量。張英等研究了綠汁發(fā)酵液與纖維素酶對(duì)王草青貯品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，在整個(gè)青貯過(guò)程中，各添加組的pH均顯著低于對(duì)照組（P<0.05），乳酸、乙酸、丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸的含量以及AN/TN值隨著貯藏時(shí)間的增加而升高，混合添加綠汁發(fā)酵液與纖維素酶還可以提高粗蛋白質(zhì)含量，降低中性洗滌纖維含量，增加可溶性碳水化合物含量，且以混合添加綠汁發(fā)酵液與纖維素酶對(duì)王草青貯發(fā)酵品質(zhì)的改善效果最好。席興軍等研究了纖維素酶和乳酸菌對(duì)玉米秸稈青貯飼料品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，添加纖維素酶可使玉米秸稈青貯飼料中氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比和丁酸與總酸摩爾比分別下降28%和100%，ADF質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降20%，顯著提高了玉米秸稈青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；而乳酸菌和纖維素酶的共同作用使玉米秸稈青貯飼料的干物質(zhì)消化率提高8%，氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比降低33%，丁酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低82%，同時(shí)使NDF、ADF含量降低10%和7%，因此綜合考慮，混合添加乳酸菌和纖維素酶對(duì)玉米秸稈的青貯效果最好。
萬(wàn)里強(qiáng)等研究表明，苜蓿青貯時(shí)添加乳酸菌和纖維素酶能顯著降低青貯料的pH和氨態(tài)氮含量（P<0.05），顯著提高粗蛋白質(zhì)和乳酸含量（P<0.05）[35]。李靜等研究表明，添加纖維素酶使稻草青貯料的pH降低了3.52%（P<0.01），BA和NH3-N含量分別降低了28.74%（P<0.01）和22.23%（P<0.01）；LA、CP和WSC含量分別提高了19.93%（P<0.01）、3.82%（P<0.05）和6.43%（P<0.05）；有機(jī)物體外消化率提高了2.67%（P<0.05），因此纖維素酶可提高稻草的青貯品質(zhì)。
4小結(jié)
纖維素酶作為一種綠色飼料添加劑，具有提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、調(diào)節(jié)腸道菌群、改善脂質(zhì)代謝和抗氧化能力、提高畜產(chǎn)品品質(zhì)的作用。纖維素酶還可以有效發(fā)酵畜禽糞便，改善由畜禽糞便造成的環(huán)境污染，應(yīng)用前景十分廣闊。但在實(shí)際生產(chǎn)中還存在許多問(wèn)題，包括生產(chǎn)纖維素酶的菌株產(chǎn)量低，造成成本偏高；纖維素酶在不同動(dòng)物飼糧中的添加量、添加方式和添加時(shí)間有待進(jìn)一步研究；對(duì)纖維素酶活性的檢測(cè)方法尚未有明確的規(guī)定。相信隨著生物技術(shù)的發(fā)展和酶應(yīng)用技術(shù)的深入研究，必將加速纖維素酶在飼料工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。
[參考文獻(xiàn)]
[1]陳曉春,陳代文.纖維素酶對(duì)肉雞生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化利用率的影響[J].飼料研究,2005（11）:7-9.
作者：閆麗紅1；于洪福2 單位：1.黑龍江獸藥飼料監(jiān)察所，2.黑龍江畜禽屠宰管理所