纖維水解酶對牧草青貯品質(zhì)及體外瘤胃發(fā)酵特性的研究.pdf

1、外源酶制劑用于反芻動(dòng)物的研究始于20世紀(jì)60年代，但由于作用不穩(wěn)定，直到90年代人們才開始對外源酶制劑對反芻動(dòng)物作用進(jìn)行深入研究，取得一些成效，但與單胃動(dòng)物方面研究相比，外源酶制劑應(yīng)用與研究還存在一定差距。本研究以國產(chǎn)4種纖維素酶與4種木聚糖酶為研究對象，從不同pH與不同酶劑量研究入手，篩選最適酶活力的pH反應(yīng)條件以及最高酶活力外源酶制劑產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究纖維水解酶以及纖維水解酶與甲酸在牧草青貯過程中對青貯品質(zhì)的影響，以及用體外

2、方法研究纖維水解酶與瘤胃液共培養(yǎng)后對相關(guān)酶活力和瘤胃發(fā)酵特性的影響，探索纖維水解酶與瘤胃液共培養(yǎng)下對瘤胃微生物菌群的影響，為纖維水解酶在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用提供依據(jù)。具體研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1不同pH值與不同酶添加水平對酶活力及還原糖生成量影響
　　 在pH5.0、5.5、6.0、6.5與7.0條件下，4種木聚糖酶中，A酶活力最高。在pH5.0、5.5、6.0下，A酶活力穩(wěn)定，在pH7.0時(shí)，保持65％以上酶活；B

3、酶活力最適pH范圍為5.0與5.5，當(dāng)pH上升到6.0以上時(shí)，酶活力迅速下降。C酶活力最適pH為6.0，單位酶活力最低；D酶活力在所有pH條件下，酶活力變化最小，穩(wěn)定性強(qiáng)。4種纖維素酶，在pH5.5與5.5時(shí)，羧甲基纖維素酶酶活高，隨pH上升，其酶活力下降。b酶與d酶的羧甲基纖維素酶活力顯著高于a酶與c酶；a、b、c與d酶中結(jié)晶纖維素酶活力最適pH分別為6.0、5.0、6.0與5.5；b與d酶中的結(jié)晶纖維素酶活力高于a酶與c酶。

4、　　 在pH6.0與等量純底物條件下，B木聚糖酶與a、b纖維素酶均隨著酶添加水平增加而增加反應(yīng)體系中還原糖生成量。僅A酶在使用水平為0.008 mg時(shí)木糖生成量最高。木聚糖酶與纖維素酶混合后并不能進(jìn)一步提高還原糖生成量。
　　 2纖維水解酶對象草青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響
　　 分別以250 mg·kg-1、500 mg·kg-1纖維素酶、木聚糖酶以及250 mg·kg-1木聚糖酶+250 mg·kg-1纖維素酶處理象草在實(shí)驗(yàn)

5、室小型發(fā)酵瓶中研究外源酶制劑對象草青貯過程中發(fā)酵品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，與對照組相比，酶處理顯著降低青貯pH值(P<0.01)，增加青貯料WSC含量(P<0.01)與乳酸含量(P<0.01)。青貯30 d結(jié)束時(shí)，除了復(fù)合酶處理組外，其他酶處理組NH3-N含量顯著低于對照組(P<0.05)；乙酸含量除高劑量纖維素酶組外，其他各組差異不顯著(P>0.05)。酶處理改善了象草青貯品質(zhì)。
　　 3甲酸與纖維水解酶對黑麥草與三葉草混合青貯發(fā)

6、酵品質(zhì)的影響
　　 本試驗(yàn)研究甲酸與纖維水解酶對黑麥草與三葉草混合青貯品質(zhì)的影響。試驗(yàn)共設(shè)8組：對照組、0.3％甲酸、1.0 g·kg-1纖維素酶、0.3％甲酸+1.0 g·kg-1纖維素酶、1.0 g·kg-1木聚糖酶、0.3％甲酸+1.0 g·kg-1木聚糖酶、1.0 g·kg-1纖維素酶+1.0 g·kg-1木聚糖酶與0.3％甲酸+1.0 g·kg-1纖維素酶+1.0 g·kg-1木聚糖酶。試驗(yàn)結(jié)果顯示：在青貯過程中，與對

7、照組相比，甲酸或甲酸+酶復(fù)合處理牧草后顯著降低青貯的pH值以及LA含量與氨氮含量(P<0.05)，增加WSC含量(P<0.05)；酶處理組顯著降低青貯pH值，增加青貯中WSC含量、乳酸含量、乙酸含量(P<0.05)以及降低了氨氮含量、NDF與ADF含量(P<0.05)。綜合分析得出，纖維水解酶處理混合牧草后改善青貯品質(zhì)，其效果優(yōu)于甲酸或甲酸+酶處理組。
　　 4纖維水解酶對羊草或玉米青貯體外瘤胃發(fā)酵酶活力及發(fā)酵特性的影響

8、　　 試驗(yàn)評價(jià)了纖維素酶與木聚糖酶復(fù)合處理羊草或玉米青貯后與瘤胃液體外共培養(yǎng)下有關(guān)酶活力及瘤胃發(fā)酵特性的影響。試驗(yàn)設(shè)計(jì)為三個(gè)各含纖維素酶與木聚糖酶0，10.0與50mg酶水平，與0與24h兩個(gè)預(yù)處理牧草時(shí)間。結(jié)果顯示，纖維水解酶處理羊草后與瘤胃液共培養(yǎng)能提高0與8h培養(yǎng)液中木聚糖酶活性、內(nèi)切葡聚糖酶活性以及開始時(shí)培養(yǎng)液中結(jié)晶纖維素酶活性；同時(shí)提高以玉米青貯為底物時(shí)培養(yǎng)液中木聚糖酶、內(nèi)切葡聚糖酶及結(jié)晶纖維素酶活性。酶活水平與酶添加劑量呈

9、相關(guān)關(guān)系。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間延長至24h及48h，外源酶并不能提高培養(yǎng)液中相關(guān)酶酶活。外源酶增加24h與48h時(shí)發(fā)酵液中乙酸產(chǎn)量(P<0.05)以及8h、24h與48h時(shí)TVFA產(chǎn)量(P<0.05)，具有增加乙酸與丙酸比的趨勢(P=0.138)以及增加48h體外發(fā)酵累積產(chǎn)氣量(P<0.05)，但對戊酸與異戊酸含量無影響。結(jié)果指出添加纖維水解酶能提高體外培養(yǎng)下前8h時(shí)發(fā)酵液中木聚糖酶、纖維素酶酶活，并能改善體外瘤胃發(fā)酵的特性，增加TVFA產(chǎn)量及產(chǎn)

10、氣量，但對后期發(fā)酵液中相關(guān)酶活力沒有影響。
　　 5纖維水解酶對體外發(fā)酵中瘤胃微生物菌群多樣性影響
　　 應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)分析纖維水解酶處理羊草或玉米青貯后對體外培養(yǎng)下瘤胃微生物菌群的影響。結(jié)果顯示，纖維水解酶處理并不影響細(xì)菌菌群數(shù)量，培養(yǎng)液微生物菌群呈現(xiàn)多樣性，所測得的細(xì)菌與基因庫中的細(xì)菌相似性達(dá)89％-99％。其中被鑒定的菌群有反芻獸新月形單胞菌(Selenomonas ruminantium)、丁酸弧菌(B

11、utyrivibriofibrisolvens，Butyrivibrio hungatei)、真細(xì)菌(Eubacterium uniforme)、琥珀酸弧菌(Succinivibrio dextrinosolvens)、羅斯伯里氏菌(Roseburia faecis)、瘤胃桿菌(Bovineruminisbacterium)。其余均為未培養(yǎng)瘤胃細(xì)菌。所測菌群均進(jìn)行Genebank number的申請，取得相應(yīng)的編號(hào)(HQ645848-H