复合纤维素酶在反刍动物中的研究与应用

       我国是一个人口大国，也是一个养殖大国，在向以畜牧业 为主的农业大国发展中，人畜争粮的矛盾十分突出，饲料原料资源的严重匮乏阻碍了畜牧业的发展。发展反刍动物养殖是我国畜牧业调整的重要内容，对反刍动物来讲粗饲料的有效供给至关重要。如何提高饲料原料的消化利用率, 有效地开发和利用纤维素作为饲料源，是解决我国饲料资源紧张这一突出矛盾的关键,也是促进我国畜牧业可持续发展的有效途径。

1、粗纤维在反刍动物中的作用及缺点

       粗纤维是反刍动物的一种必需营养素，其功能主要有：维持瘤胃正常的生理功能；促进胃肠道的消化吸收；维持瘤胃正常pH值等功能。然而粗饲料有着自身固有的营养缺陷，如：容积大、适口性差；采食量低、粗蛋白含量低，维生素含量低、总能高但消化能低等缺点

2、提高粗纤维利用率的措施

       提高粗饲料饲利用价值的技术关键在于破坏植物细胞壁，弱化或破坏木质素与纤维素或半纤维素之间的酯键，促进纤维 素和半纤维素在瘤胃内的发酵，软化粗饲料，从而减少因咀嚼 导致的能量消耗。各国学者已采取了一系列体外加工处理的措施，提高粗饲料饲用价值，体外加工处理方法通常采用物理、化学、生物等方法。其中生物方法中的酶制剂—纤维素酶，它克服了成本高、设备复杂、操作繁琐、能源消耗大、污染环境等不利因素，确实有用量小,明显提高饲料效率、安全系数、使用方法简便等优点,具有广阔的应用前景。

3、饲用复合纤维素酶的分类

       复合纤维素酶的种类很多，根据功能的差异，被分为以下 3 大类[3]：内切纤维素酶、外切纤维素酶、纤维二糖酶。①内切 纤维素酶（又称内切—β—1,4—葡聚糖酶，羧甲基纤维素酶或 C1纤维素酶）。C1酶主要作用：在纤维素酶分子内部随机断裂 β－1，4糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量小分子纤 维素，如纤维素糊精、纤维二糖及葡萄糖；②外切纤维素酶,(又 称外切—β—1,4—葡聚糖酶、微晶纤维素酶或纤维二糖水解酶、Cx酶）。Cx酶主要作用：可将短链的非还原性末端纤维二 糖残基逐个切下。③纤维二糖酶（又称β-1,4糖苷酶，芳基— β—葡萄糖苷酶）纤维二糖酶主要作用：可将纤维二糖、纤维三 糖及其他低分子纤维糊精水解成葡萄糖或芳基残基。实际上在 分解晶体纤维素时任何一种酶都不能单独裂解晶体纤维素，只 有这3类酶共同存在并协同作用方能完成水解过程。

4、饲用酶制剂的作用

       虽然反刍动物瘤胃内微生物自身能够合成纤维素酶，但数量有限，使粗饲料的消化吸收受到一定程度的限制。有研究证实，外源酶在瘤胃内和十二指肠内都具有稳定的活性[4]。使用酶制剂可以：（1）补充内源酶的不足，提高内源酶的分泌和 活性；（2）摧毁植物细胞壁，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）充分利用饲料资源,减少环境污染。

5、纤维素酶在奶牛营养与饲料中的作用

        在荷斯坦奶牛的配合精料中添加0.1％的纤维素酶制剂,经过60d的试验观 察结果表明，添加纤维素酶，每头牛日平均产奶量提高了14.89 ％,试验组每头牛每日多收入5.41元,经济效益显著。在青贮饲料调制过程中，添加复合纤维素酶制剂可以加快青贮发酵进 程,改善青贮饲料品质,降低青贮饲料中 NDF 的含量，提高青贮饲料利用率和奶牛生产性能的目的。高产奶牛正常情况下平均每天消耗8～11Kg富含纤维的草料，在瘤胃微生物区系结构正常的情况下,添加纤维素酶能 有效提高粗纤维和其他营养物质在瘤胃的酵解速度,提高纤维 素的消化率

       通过酶的作用破坏植物细胞壁的结构提高饲料利用率，改善粗饲料的营养价值，降低饲料成本,纤维素酶具有广阔的开发应用前景