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纤维素酶的研究现状及其在畜牧生产中的应用

发布时间:2018-12-11 17:05    作者:.    来源:    查看:
    摘要:本文通过文献筛选,结合已有的实验成果,对纤维素酶当前的研究现状进行了讨论,并对纤维素酶在畜牧业生产中的应用进行研究,为促进行业健康、快速发展提供参考和借鉴。

    1  当前纤维素酶的研究现状

   (1)纤维素酶组成的相关研究。纤维素属于植物细胞壁的组成成分,大约占植物干重的40%~50%。当前对于纤维素酶的相关研究比较多,主要包括纤维素酶的分子结构、组成、实际应用以及作用机理等方面。而从其组成方面来看,纤维素酶实际上是由水解的方式使纤维素酶分解为葡萄糖和纤维二糖组成的一种复杂酶系。因此,其具体包括纤维二糖酶、内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。此外,还有研究人员采取分解晶体纤维素的方法进行实验,发现至少有三种酶通过相互协同作用方可完成水解,从而使晶体纤维素转化为葡萄糖,而单一酶并不能够使水解完成。

   (2)纤维素酶的分子结构。对于纤维素酶的分子结构,国内研究人员曾在相关著作中加以诠释,具体指出其分子结构属于一种球形催化结构,此结构可对纤维素酶所发挥的催化活动进行反应。而结构域则能够对酶的可溶性底物活力和非可溶性底物活力进行调节,从而使其形成富含脯氨酸及甘氨酸的连接桥,进而促使各酶分子成为具有稳定性的聚集体。但在目前,已知的此类结构域仅有8种,并且对于机理作用仍不知晓。而已知的催化结构域仅有拟氏木酶催化结构域的三维结构,并未能够明确连接桥实际作用,因此还应该在今后的研究过程中加以深入。

   (3)纤维素酶的作用机理。通过相关研究表明,当前纤维素酶所产生的作用机理主要表现在营养机理及降解机理方面。其中,营养机理主要表现为纤维素酶能够产生促进动物吸收和消化的一类营养物质,并使动物肠道之中的菌落更为平衡,还能够促进动物肠道中的小肠绒毛保持一个完整的形态,并且还可以使饲料中的抗营养因子所产生的负面影响得以消除。而对于其降解机理而言,学术研究方面出现了C1-Cx假说,并出现了协同作用模型等一系列观点。其中,一部分研究人员及学者比较认同C1-Cx假说,主要理解为C1酶能够使结晶纤维素向无定型纤维素进行转化,然后通过Cx酶水解形成具有可溶性物质的葡萄糖寡聚物,并且可以通过β-葡萄糖苷酶所发挥的作用以及水解形成葡萄糖。但这种说法仍是一个假设,主要是因C1酶自身的作用机理未能够得到确定,并且相关文献研究也较少,缺乏必要的依据。同时,个别假设部分还未能够通过实验来进行证实,因此其可靠性需要采取实验进一步来验证。

    2  纤维素酶在畜牧生产中的应用分析

   (1)纤维素酶在养猪业中的应用。夏友国等研究人员在对纤维素酶的具体应用进行研究的过程中表明:养猪业应用纤维素酶可使肉猪的肠道环境得以改善,但对其在添加过程中要控制好量,只有这样才能够使其消化率以及肉猪的抗疾病能力得到提升。在进行肉猪饲养实验的过程中,主要采用0.15%、0.1%以及0.05%三种纤维素酶添加方式。饲养结果表明,屠宰率与未添加纤维素酶相比,提升了2.1%、5.7%及3.7%,而料重比则下降了11%以上,肉猪的日增重则提升了10%,可见纤维素酶的应用效果较好。

   (2)纤维素酶在养鸡业中的应用。国内研究人员曾进行实验研究,主要是将0.1%及0.05%的纤维素酶向肉仔鸡的饲料中添加。结果统计显示表明,当喂养时间持续3~6周时,肉仔鸡并未产生明显的日增重差异,但从第7周开始,肉仔鸡的高酶和低酶水平便出现显性差异,并且肉仔鸡的日增重也出现了显性增长。据此相关研究人员表明,将适量纤维素酶向肉仔鸡饲料中添加,能够使能量和蛋白质等营养物质的利用率得到提升,从而使肉鸡的增重效果变得更加明显,并促进肉鸡的生长发育。

   (3)纤维素酶在反刍动物饲养中的应用。赵珊等研究人员在研究纤维素酶的应用过程中,将适量的纤维素酶向奶牛食用的精饲料中添加,并对奶牛的产奶量进行统计和分析。研究结果表明,加入适量的纤维素酶与未加入纤维素酶的正常饲养相比较发现,奶牛平均日产奶量提升了将近15个百分点。闫丽红等研究人员还将1%的纤维素酶加入到奶牛日粮中,发现奶牛的产奶量以及乳脂率均出现不同程度的提升。而相关研究人员在对羔羊进行实验研究的过程中发现,在羔羊饲料中添加纤维素酶可促进羔羊的脂肪消化及对钙的吸收。纤维素酶在反刍动物饲养应用的过程中能够发挥比较突出的饲养效果,极大地降低了畜牧业的生产成本,并使经济效益得到提升。

   (黄忠永 贵州省金沙县沙土镇农业服务中心)

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