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                    酶制劑的發展及在奶牛業生產中的應用

                    時間:2010-04-12    點擊: 次    來源:甘肅畜牧工程職業技術學院    作者:劉瑞玲 - 小 + 大

                    (劉瑞玲 甘肅畜牧工程職業技術學院 733006)

                            近年來,隨著生產中高產奶牛數目的增多,奶牛的產奶量也在不斷提高,在產奶量提高的同時,必須要增加飼料的投喂量,特別是精飼料的投喂量,但精飼料的大量投喂,會造成奶牛瘤胃內平衡失調,使各種生產性疾病出現多發趨勢。人們想利用反芻動物瘤胃內的微生物,把利用率較低的粗飼料轉變成可利用的形態,提高粗飼料的利用率。
                            在瘤胃內棲息著大量的革蘭氏陰性專性或兼性厭氧性細菌形成了自然界一種特有的微生物生態系統[1],能對奶牛攝入的飼料,進行微生物消化。奶牛一般日糧的可消化干物質,約有70%~85%由瘤胃微生物所消化,生成揮發性脂肪酸(VFA)、乳酸、二氧化碳、甲烷、氨和微生物細胞。
                            反芻動物對纖維素的消化能力,取決于多種因素:如飼料植物的種類、生長段;日糧內易消化的淀粉含量的多少;日糧內礦物質、抑制劑、生物活性物質的存在與否;飼養類型、飼料的加工調制方法;動物品種、生理狀態、瘤胃內的PH值等等。然而,主要是是否給纖維素分解微生物創造適宜的條件和飼喂的粗飼料能被微生物利用的程度。
                            雖然瘤胃微生物的作用非常大,但未達到最理想的效果,因此研究者深入研究找到一種補充瘤胃微生物消化能力的物質,并提出在畜牧業中廣泛使用外源性酶制劑,將其加入飼料中,以輔助動物消化,提高動物的消化能力,改善飼料的利用率,擴大可利用飼料資源范圍,改善養殖的生態環境。
                            外源性酶制劑的種類非常多,目前已知的酶制劑有近百種,常用的有50余種。有關外源性酶制劑對反芻動物作用的研究,始于20世紀60年代,但酶制劑的作用效果不穩定,所以也未深入探討酶制劑的作用機理。近年來發酵成本的降低,更高活性酶制劑的問世,促使研究者們重新開始了外源性酶制劑對反芻動物作用的研究。飼用酶制劑既能促進動物對營養物質的消化吸收,提高飼料利用率,促進動物生長,提高生產性能,又能防止某些疾病的發生,且無毒、無副作用、無殘留。在抗生素限用或禁用的今天作為三大“綠色添加劑”(另兩種為中草藥添加劑和微生態制劑)之一的飼用酶制劑,其應用必將日漸廣泛。
                            1 酶 
                            1.1酶的定義:  酶是一類具有生物催化活性的蛋白質,具有催化效率高,對其所催化的底物具有特異性,存在于動植物、微生物體內,一切生物的新陳代謝都是在酶的作用下進行的。酶的作用是通過生化反應促進蛋白質、脂肪、淀粉、粗纖維的分解,因此,酶有提高飼料利用率和促進動物增重的作用。
                            1.2酶的分類
                            1.2.1內源性酶: 指動物消化器官能分泌,并通過自身生理作用調節的酶,如:唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰脂肪酶等。
                            1.2.2外源性酶: 指動物機體不能分泌的酶,參與生物代謝的酶有數千種,作為飼料添加劑的主要是助消化的水解酶,品種約20~30種,飼用外源性酶制劑可分為兩大類;復合酶制劑和單一酶。單一酶主要是植酸酶。復合酶制劑大多由非淀粉多糖酶(NSP酶)構成。NSP酶包括纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶。半纖維素酶主要包括木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶等。植物性飼料中都含有纖維素、β-葡聚糖、木聚糖、果膠等非淀粉多糖,在動物消化吸收過程中起反營養作用,為了最大程度地發酵難消化的碳水化合物,使易消化碳水化合物在瘤胃中的酵解程度降到最低,最大程度地利用非蛋白氮(NPN)合成微生物蛋白,并使優質蛋白質在瘤胃中被分解的程度降到最低,對反芻動物使用酶制劑很有必要。
                            1.3酶的來源:  酶制劑產品有幾百種,但這些產品主要來自4種微生物(枯草桿菌、嗜酸乳桿菌、乳桿菌和糞鏈球菌)和3種真菌(米曲霉、里氏木霉和Sccharomyces cerevisiae)[2] 。 
                            自然情況下,活細胞能產生具有生物催化作用的酶,催化特殊的生化反應,在反芻動物飼料添加劑中,酶制劑用于催化底物(如飼料原料)的降解反應,使底物被消化成具有最基本的化學組成(如單糖、AA、FA),這些小分子物質隨后被瘤胃微生物或宿主動物本身利用。
                            實際上,復雜飼料(干草、谷物)的完全消化,需要上百種酶的共同作用。市面上反芻動物酶制劑,主要是具有降解植物細胞壁的纖維素酶和木聚糖酶。纖維素和半纖維素降解需要更多酶的共同作用,酶制劑中各種單一酶的相對比例和活性不同,就會影響其降解細胞壁的效果,甚至在同一種微生物中,由于所選擇的菌株不同,生長的底物不同和培養條件不同,所產生酶的類型和活性變化很大。商品酶制劑的活性多樣性或許是有利的,這樣,一種產品就可能對多種底物發揮作用。但是,這對控制酶制劑的質量,以及解釋酶制劑的研究結果帶來了一定的困難。對反芻動物來說,酶制劑產品用粗酶的提取物混合,得到一種、兩種或更多種特定的酶活水平,從而使產品有一定的標準,通常這些產品只規定一種酶的標準活性,而未規定其他酶的標準活性。實際上,其他酶活或許會影響整個酶制劑的有效性,但很少被測定。復合酶制劑是利用各種酶的協同作用,發揮其綜合效應。 

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