[发明专利]用于反刍动物饲料的酶添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及的是含有木聚糖酶和纤维素酶的反刍动物饲料组合物。

发明背景

豆科牧草和谷物饲料是反刍动物通用的饲料。虽然豆科牧草和谷物饲料比禾本科牧草含有更高含量的可消化物质，但豆科牧草和谷物饲料均含有大量的可部分消化或难于消化的部分，主要由植物细胞壁构成。饲料的细胞壁组分常统称为总纤维部分。

豆科牧草含有多至40％的总纤维。谷物饲料的总纤维组分一般多达饲料总干物质量的20％(Van Soest，1982)。饲料的其余干物质主要由非结构性碳水化合物构成，易于被反刍动物消化。在谷物饲料和豆科牧草中，饲料的非结构性碳水化合物组分的90至100％可消化或转化为导致动物生长的能量。在谷物饲料中总纤维组分仅约25％可消化，而在豆科饲料中，总纤维组分约40％可消化(Van Soest，1982)。

豆科牧草或谷物饲料的细胞壁，或总纤维部分主要是不易降解的纤维素、半纤维素和木质素。虽然反刍动物自身不分泌能消化这些物质的酶，但在瘤胃中的细菌和真菌产生能降解细胞壁物质的酶。瘤胃的纤维消化程度是不定的，它取决于饲料类型和瘤胃微生物的纤维裂解活性。豆科牧草和谷物饲料的总纤维的纤维素和半纤维素组分可被瘤胃细菌产生的纤维素酶和木聚糖酶消化。在半纤维素和纤维素的可消化性的决定因素中有半纤维素和纤维素与不可消化的木质素缔合的程度和性质。纤维素酶和木聚糖酶将纤维素和半纤维素溶解为糖，后者又被瘤胃细菌代谢为挥发性脂肪酸，反刍动物可将脂肪酸用作直接的能量源。在高纤维牧草的情况下，少于半数的牧草可被消化，未消化部分被排泄。这导致产生大量的粪便。

改进饲料的可消化性是所期望的，因为这可导致动物更快地增长且减少粪便产量。由于豆科牧草和谷物饲料的非结构性碳水化合物部分已是可高度消化的了，几乎没有改进的余地。因而改进饲料可消化性的最大机会来自提高可消化性差的总纤维部分的可消化性。目前还未有被许可的饲料添加剂能增强反刍动物对纤维类饲料的可消化性。

由于高度水解蛋白的瘤胃环境，将能降解植物细胞壁物质的酶输送到瘤胃是一个难题。如果将自身为蛋白质的纤维裂解酶如纤维素酶和木聚糖酶简单地加入到饲料中，在它们可增加被吃进的饲料的纤维消化率之前，纤维裂解酶在瘤胃中被快速地消化掉了(Chesson，1994，McAllister et al.，1994)。将纤维裂解酶直接添加到瘤胃环境中也不会有益处，因为瘤胃含有细菌、真菌和原生动物，它们产生公知在存在于任何环境中有最大活性的纤维素酶和木聚糖酶(Gilbert，1992)。因而只有当使用极高数量的酶时，才能预期实现给反刍动物饲喂纤维裂解酶的任何益处。只有在很高的酶数量下才会有所添加的酶的小比例部分不被快速水解，并且其数量足以来增加瘤胃中自然发生的纤维裂解活性。这样的方法是不实际的和不经济的。

用酶对牧草进行预先消化已被用作牧草青贮过程中保存及强化营养价值的技术。PCT申请No.PCT/FI 91/00118(SSV-DevelopmentOy，申请日为1991年4月18日)叙述了在青贮时向湿的草本植物(水分含量为50-75％)中添加选自果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、阿拉伯糖苷酶、角质酶(cutinase)、脂肪酶和酯酶的一或多种纤维裂解酶。这导致植物细胞壁的预先消化并随后增加了乳酸菌的产酸能力。牧草的pH值保持在低于4至4.5的范围内，排除了有害细菌种类的生长。相似地，德国专利申请No.DD 296407 A5叙述了青贮时在新鲜草木植物中应用纤维裂解酶的混合物。日本专利No.6,075,238教导在贮存于真空包装中的具有高水分含量的饲料中添加酶/微生物接种物以实现微生物发酵。

由于酶的活性所要求的饲料的高水分含量(大于30％)，饲料的预先消化是不希望的。湿饲料固有是不稳定的，因为它们易于被霉菌生长而污染和腐败。由高水分含量导致的饲料重量增加，使运输不易进行，而且过量的水分要求饲料在加工前需另外进行千燥。这些限制使得以饲料预先消化作为增加饲料可消化性的途径是不能被接受的。因而在将饲料保持在低水分含量的同时来增加饲料的可消化性是有益的。

防止酶的胃或瘤胃失活的技术也是公知的。加拿大专利No 1,322,159(Ying，1993年9月14日授权)教导用不溶于酸的聚合物涂覆酶和使酶胶囊化来使酶穿经瘤胃。相似地，U.S.专利No.3,492,398(Marco等，1970年1月27日授权)教导了氨基聚酰胺树脂涂层。