纖維素酶及纖維素復(fù)合酶的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S816.79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1007-273X(2008)01-0034-02

我國(guó)從20世紀(jì)70年代開始纖維素酶的研究，纖維素酶作為綠色飼料添加劑，對(duì)于充分利用自然界豐富的纖維素資源，提高飼料原料的利用率具有重要意義。現(xiàn)將近年來纖維素酶及纖維素復(fù)合酶在畜牧生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 纖維素酶的功效

在動(dòng)物體內(nèi)的主要功效有：①補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，提高為源酶的分泌和活性；②溶解植物細(xì)胞壁，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率；③降低消化道食糜黏度，減少疾病發(fā)生；④消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；⑤影響畜禽消化道微生物菌群，提高畜禽免疫機(jī)能；⑥維持小腸絨毛形態(tài)完整、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；⑦充分利用飼料資源，減少環(huán)境污染。它能與半纖維素酶、果膠酶、B-葡聚糖酶等其他酶協(xié)同作用，因此，使用纖維素復(fù)合酶要比單獨(dú)使用纖維素酶的效果好。PRITCHARD等報(bào)道，應(yīng)用纖維素酶和木聚糖酶的混合物比只用纖維素酶能更加有效地提高對(duì)纖維素的消化力。近年來國(guó)內(nèi)外大量的飼養(yǎng)試驗(yàn)、消化代謝試驗(yàn)都已證明，在畜禽飼料中添加纖維素酶能明顯提高動(dòng)物對(duì)粗纖維、粗蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和改善生產(chǎn)性能。

2 纖維素酶及纖維素復(fù)合酶的應(yīng)用

2.1 牛

2.1.1 對(duì)奶牛草料的影響 外源纖維素酶對(duì)奶牛產(chǎn)奶量的影響與所用的酶的水平、奶牛的泌乳階段和草料的濕度有關(guān)。據(jù)報(bào)道，外源纖維素酶能促進(jìn)小奶牛對(duì)纖維素的消化并能促進(jìn)其生長(zhǎng)。纖維素酶和木聚酶混合劑能改善酥油干草的體外消化(TRICARICO等，1999)。姜桂俠等將纖維素復(fù)合酶添加到牦牛精料中和噴灑在麥秸稈上，飼料干物質(zhì)的消化率有所提高，對(duì)照組為54.56％，而兩個(gè)試驗(yàn)組分別為59.13％和60.74％，試驗(yàn)組與對(duì)照組相比差異顯著(P＜0.05)。但兩個(gè)試驗(yàn)組之間相比差異不顯著(P＞0.05)。TITI等在奶牛上的試驗(yàn)結(jié)果也是如此。

2.1.2 對(duì)青貯飼料的影響 在青貯飼料中添加纖維素酶有助于植物細(xì)胞壁的分解，提供更多的碳水化合物以促進(jìn)青貯發(fā)酵，使植物纖維成分含量下降，改善青貯飼料品質(zhì)，降低青貯飼料中中性洗滌纖維的含量，提高青貯飼料利用率和奶牛生產(chǎn)性能。薛艷林等對(duì)乳酸菌和纖維素酶青貯添加劑在小麥秸黃貯中的作用結(jié)果顯示：各添加劑處理均顯著降低小麥秸青貯飼料的pH值、氨態(tài)氮含量(％，總氮)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量(P＜0.05)，同時(shí)顯著提高了乳酸、總酸和粗蛋白質(zhì)含量(P＜0.05)。試驗(yàn)表明，青貯添加劑處理能夠明顯改善小麥秸黃貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。提高小麥秸的飼用價(jià)值。

2.1.3 對(duì)奶牛精料的影響 劉建昌在荷爾斯坦奶牛的配合日料中添加0.1％纖維素酶制劑，經(jīng)過60d的試驗(yàn)觀察，結(jié)果表明添加纖維素酶，每頭牛平均產(chǎn)奶量提高了14.89％，試驗(yàn)組每頭牛每日多收入5.41元。經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。劉德海等在奶牛飼料中添加纖維素酶復(fù)合酶53g/td，奶牛平均日產(chǎn)奶量提高4.50％(P＜0.05)，料奶比下降4.32％，對(duì)乳成分無影響。呼和等在奶牛日糧中添加0.1％以纖維素酶為主的復(fù)合酶，奶牛產(chǎn)奶量比試驗(yàn)組平均提高2.5kg，提高47％(P＜0.05)，試驗(yàn)組的乳汁率、乳蛋白、乳糖、乳中干物質(zhì)并不隨產(chǎn)奶量的增加而下降。而略有提高或保持不變，且經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。KNOWLTON等用纖維素酶飼喂奶牛，試驗(yàn)組的日增重比對(duì)照組也有顯著提高㈣。

2.1.4 對(duì)牛胃腸疾病的治療作用 據(jù)報(bào)道，應(yīng)用纖維素酶治療牛消化道疾病150例，獲得全部治愈的理想效果。因?yàn)槔w維素酶不僅具有促進(jìn)食物酵解。加速食糜消化，促進(jìn)糟粕排泄等作用。而且同時(shí)減少了消炎收斂、健胃整腸的醫(yī)療過程和費(fèi)用。

2.2 羊

用秸稈生物降解劑(主要含纖維素酶)，酶解小麥秸稈并飼喂育肥羊，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組羊只平均日增質(zhì)量148g，比對(duì)照組高60g，日增質(zhì)量提高68.2％，差異極顯著(P＜0.01)，試驗(yàn)組只均盈利56.1元，比對(duì)照組高32.7元，經(jīng)濟(jì)效益提高139.7％。代行慧等㈣在綿羊日糧中添加纖維素酶，可以提高飼料消化率和利用率，增加動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。其原因是纖維素酶可以把飼料中的非淀粉多糖切割成較小的聚合物。破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，釋放被細(xì)胞壁所束縛的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。提高飼料中各種養(yǎng)分的消化率。韓增祥等在綿羊上的試驗(yàn)表明，在日糧中添加纖維素復(fù)合酶的處理組日增重比對(duì)照組有顯著的提高。張?zhí)K江等㈣進(jìn)行的粗飼料經(jīng)纖維素復(fù)合酶處理后在羊瘤胃內(nèi)降解的試驗(yàn)表明：粗飼料經(jīng)纖維素復(fù)合酶處理有利于提高DM消化率和飼料CF、CP、Ash的利用率，其中對(duì)駱駝刺、苜蓿和鹽穗木效果較好。

2.3 豬

在仔豬日糧中添加纖維素酶，可提高日增重，降低消化道疾病的發(fā)病率：改善飼料轉(zhuǎn)化率，減少腹瀉：增加采食量，提高干物質(zhì)、粗纖維和粗灰分表觀消化率，降低腸道內(nèi)容物黏度、糞中大腸桿菌數(shù)及胃、胰和小腸的相對(duì)重量。日糧中添加0.1％纖維素復(fù)合酶，可提高仔豬日增重8.68％，料肉比降低8.24％，發(fā)病率降低12.5％，消化吸收率明顯增強(qiáng)，減少了環(huán)境污染，從而提高了仔豬的增重率。據(jù)報(bào)道將纖維素酶添加到玉米一豆粕型日糧，對(duì)生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能無改善作用，日增重略有下降(P＞0.05)；添加到玉米——豆粕——麩皮型日糧，生長(zhǎng)豬日增重、采食量及飼料轉(zhuǎn)化率均未顯著改善：添加到玉米一豆粕一菜粕型日糧，提高了飼料效率和胴體重(P＞0.05)，但其他生長(zhǎng)指標(biāo)和胴體指標(biāo)與對(duì)照組相近(LANDHLOM等，2002)。王敏奇等以36％大麥替代玉米，添加纖維素酶、B－葡聚糖酶和木聚糖酶復(fù)合酶，肥育豬日增重比玉米—豆粕型日糧組有顯著提高(P＜0.01)，飼料轉(zhuǎn)化率得到改善。

2.4 禽

在日糧中添加纖維素酶，整個(gè)試驗(yàn)期肉仔雞日增重1組和2組分別是對(duì)照組的1.13倍和1.56倍，料重比分別比對(duì)照組降低了10.79％、18.26％。0.10％纖維素酶組肉仔雞體重、日增重、飼料轉(zhuǎn)化率明顯好于其他兩組。高纖維日糧中添加纖維素酶，可使雛鵝和生長(zhǎng)肉鵝血液中胰島素、T3、T4、TSH水平有不同程度的提高，使血糖素水平顯著降低。在18～48周齡蛋雞玉米一豆粕型日糧中添加0.10％纖維素酶，可降低采食量(P＜0.05)，提高粗纖維(P＜0.05)和鈣表觀利用率(P＜0.01)。

2.5 魚類

纖維素酶可促進(jìn)有益微生物生長(zhǎng)，提高微生物對(duì)飼料的分解，同時(shí)增加單細(xì)胞蛋白含量。徐國(guó)武等在含大麥粉41.3％的飼料中添加B－葡聚糖酶飼喂鯉魚，使腸道食糜粘性增加，結(jié)果使腸黏膜表層增厚，附著大量的益生菌乳酸菌、酵母菌、雙歧桿菌、芽胞桿菌等，可以起到提高免疫力的作用，減少發(fā)病率和死亡率，從而保證水產(chǎn)動(dòng)物健康快速生長(zhǎng)。據(jù)報(bào)道在基礎(chǔ)飼料中分別添加2g/kg酵母細(xì)胞壁和2g/kg B-葡聚糖酶，兩者均能顯著提高南美白對(duì)蝦溶菌活力、超氧化物歧化酶和酚氧化酶活性，提高機(jī)體抗病能力。在羅非魚飼料中添加木聚糖酶，發(fā)現(xiàn)能顯著促進(jìn)尼羅羅非魚的生長(zhǎng)和飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用，而且0.10％的木聚糖酶就能滿足尼羅羅非魚的最佳生長(zhǎng)。高春生等在草魚飼料中添加纖維素酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維素酶能有效地提高草魚飼料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率。降低餌料系數(shù)，提高飼料利用率。劉偉發(fā)現(xiàn)在白鰓幼魚飼料中添加葡聚糖酶，可以使其免疫器官增大，提高其免疫力。隨著多糖在免疫增強(qiáng)方面優(yōu)勢(shì)凸現(xiàn)，以及對(duì)多糖提取方法的改進(jìn)和研究的深入，可以預(yù)見纖維素酶在促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)方面將發(fā)揮重要作用。

3 總結(jié)

為充分利用纖維素酶這一豐富的飼料資源，在今后的推廣中應(yīng)著重解決生產(chǎn)纖維素酶的菌株產(chǎn)量低、成本高的問題，纖維素酶的應(yīng)用方法、添加量和日糧的類型是否適合添加。建立纖維素酶活性標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)方法。目前許多國(guó)家已利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)纖維素酶，在技術(shù)研究開發(fā)方而已初見成效。其研究和應(yīng)用前景廣闊。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展，飼用纖維素酶將在未來的動(dòng)物生產(chǎn)中，產(chǎn)生不可低估的作用。