用于反刍动物的酶产品制造技术

本申请描述了用于改善反刍动物的草料饲料的消化率的方法。将草料，包括苜蓿、羊草、玉米青贮、秸秆青贮、玉米秸秆、黑麦草或者ＴＭＲ，用酶产品处理，所述酶产品具有纤维素酶、木聚糖酶、β－葡聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶和α－半乳糖苷酶的活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于反刍动物的酶产品 本申请要求于2007年6月29日提交的美国专利申请序列号60/937， 840的优先权，其通过引用并入本文。
技术介绍
本专利技术概括地涉及反刍动物营养物，更具体地涉及在反刍动物营养物中使用酶混合物以改善反刍动物饲料的营养价值。 反刍动物的胃由四个隔室组成瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。在这四个隔室中，瘤胃最重要，因为大部分营养素在该隔室中被消化。瘤胃形成的囊为背囊、腹囊、后背(caudodosal)囊和后腹(caudoventral)囊。囊的形成增加有效吸收的表面积。瘤胃中的消化是在无氧环境、恒定的温度和pH以及充分混合的条件下的发酵过程。通过细菌的完全培养实现该发酵过程，细菌各自在消化如纤维素水解、半纤维素水解、蛋白质水解、酸生成、甲烷生成、维生素合成等中发挥不同的作用。发酵的产物或者在瘤胃本身中被吸收，或者流出以进行进一步消化和下游吸收。除了瘤胃之外，皱胃是另一个重要的隔室。皱胃是"真正的胃"，其与单胃动物的胃非常相似。它分泌酸以维持酸性环境。不同于单胃动物的胃，皱胃分泌溶菌酶并因此能够消化细菌。 反刍动物的饲料通常由精饲料和粗饲料组成。粗饲料通常是指草料和青贮饲料。草料是指牧草、豆类、可啃牧的乔木和纤维作物副产品。该饲料中的主要营养素包括淀粉、纤维、蛋白质、脂肪和油。淀粉通常在瘤胃或者皱胃中被降解，而纤维、蛋白质和脂肪/油一般在瘤胃中被瘤胃细菌降解。纤维被纤维素分解细菌和半纤维素分解细菌消化并转化为挥发性脂肪酸(VFA)。蛋白质或者避开瘤胃，或者被蛋白质分解细菌降解并转化为最终被皱胃利用的微生物蛋白质。脂肪/油被脂酶转化为脂肪酸，其被瘤胃壁吸收。 作为典型的反刍动物饲料的主要成分，草料通常是指牧草、豆类和纤维作物副产品例如稻草和玉米秸杆。将草料转化为生产力的效率受限于草料细胞壁的消化率。植物细胞壁通常占典型草料的干物质的40-70% ，甚至在理想条件下，总消化道内的细胞壁消化率一般仍然低于65%。因此，草料消化率成为能量利用率的瓶颈，并且使动物不能达到最佳生产力。更糟糕的是，由于缺乏高质量的草料，经常用低质量的草料喂养反刍动物。因为低质量的草料具有非常低的营养价值，进一步限制了反刍动物家畜的生产力。 近年来，已有一些尝试以改进草料的消化率。数量有限的反刍动物酶产品投放市场。这些酶产品中许多仅仅是单胃对应物的衍生品，而其它的显示出无法预测的有效性。然而，部分是由于认为添加的酶不能提高瘤胃的水解能力的看法，以及对这样的酶会因瘤胃蛋白质水解而无效的担心，研究者尚未成功地使用酶来提高反刍动物饲料的利用。 一些近期的研究已反驳了这些误解。 一些研究已表明在某些实例中，向反刍动物饲料中添加外源性纤维水解酶(fibrolytic enzymes)提高了产乳量(Schingoethe等，1999 ;Kung等，2000)和平均日增重(ADG) (McAllister等，1999)。这些改善动物性能的实例是因为增强了饲料消化。许多研究已报道了通过原位和体外方法测定的干物质(DM)和纤维的消化的增强(Beauchemin等，2000 ;Kung等，2000)。 但是，只有纤维素酶和木聚糖酶不足以对反刍动物发挥出最佳潜力。 一些其它因 素，包括P-葡聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶和a-半乳糖苷酶，可能是限制因素。因此，把 这些酶包括在内以释放植物细胞壁中的能量是非常重要的。 —些公司宣传他们的产品是乳品特异性的或者反刍动物特异性的。但是，这些产 品具有两个缺陷。首先，几乎所有他们的产品均包含淀粉酶。和其它动物一样，反刍动物需 要葡萄糖来进行正常的生理功能。淀粉通常在瘤胃中被代谢成挥发性脂肪酸，或者在皱胃 (abmason)中被代谢成葡萄糖。如果淀粉在瘤胃中消化太快并留给皱胃极少量的淀粉来产 生葡萄糖，则反刍动物可能没有充足的葡萄糖来满足正常的生物需要。因此，优选淀粉避开 瘤胃并在皱胃中被消化。因此，淀粉酶不应被包含在反刍动物的饲料添加剂中。实际上，一 些农民甚至使用淀粉酶抑制剂以帮助淀粉避开瘤胃。而且，在瘤胃添加剂中把淀粉酶包含 在内可能引起酸中毒。其次，这些产品不具有完整的酶分布。需要除了包含作为反刍动物 的酶添加剂所公知的木聚糖酶和纤维素酶之外，还包含P-葡聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶 和a-半乳糖苷酶的产品。反刍动物消耗大量的豆类和牧草，因此这些酶对理想的消化率 是重要的。但是，在出售的现有产品中缺乏这些酶。 因此，需要基于非常常见的反刍动物饲料的对纤维的消化率进行改善的酶产品。 专利技术概述 本专利技术由酶产品组成，其消除或者减少纤维中的限制因素以改善草料中纤维的消 化率。该酶产品代表若干纤维素分解酶和半纤维素分解酶的独特组合。此酶产品显著地改 善在瘤胃环境中常用的草料饲料的消化。在本专利技术的一个优选实施方案中，1克酶产品包含 约200至约800活性单位之间的纤维素酶，约750至约3000活性单位之间的木聚糖酶，约 225至约890活性单位之间的13 -葡聚糖酶，约1至约100活性单位之间的果胶酶，约50至 约800活性单位之间的P-甘露聚糖酶，和约l至约100活性单位之间的a-半乳糖苷酶。 本专利技术的一个更优选的实施方案1克产物包含约200至约600活性单位之间的纤维素酶， 约750至约2250活性单位之间的木聚糖酶，约225至约625活性单位之间的P -葡聚糖酶， 约1至约5活性单位之间的果胶酶，约100至约300活性单位之间的13 -甘露聚糖酶，和约 1至约5活性单位之间的a-半乳糖苷酶。 本专利技术的一个目的是减少或者消除在纤维消化中的限制因素并释放出更多能量。 本专利技术的另一个目的是将已报道的改善能量利用的淀粉酶排除，帮助维持正常的 葡萄糖水平，并且降低酸中毒的可能性。 附图简述 附图说明图1是本专利技术的优选实施方案对苜蓿12h和24h时的体外产气量(Gp)和24h时 的体外有机物消化率(OMD)的影响的图表；对照(左侧柱)是未经酶处理的空白；处理(右 侧柱)的剂量是1000g/T。 图2是本专利技术的优选实施方案对羊草(Chinese wildrye) 12h和24h时的体外产 气量(Gp)和24h时的体外有机物消化率(OMD)的影响的图表；对照(左侧柱)是未经酶处 理的空白；处理(右侧柱)的剂量是1000g/T。 图3是本专利技术的优选实施方案对全株玉米青贮12h和24h时的体外产气量(Gp) 和24h时的体外有机物消化率(OMD)的影响的图表；对照(左侧柱)是未经酶处理的空白； 处理(右侧柱)的剂量是1000g/T。 图4是本专利技术的优选实施方案对模拟全混合日粮(TMR)(苜蓿玉米大豆= 50 : 30 : 20)24h时的体外产气量(Gp)和24h时的体外有机物消化率(0MD)的影响图 表；对照(左侧柱)是未经酶处理的空白；处理(右侧柱)的剂量，从左侧第二柱起分别是 500g/T、1000g/T和2000g/T。 图5是本专利技术的优选实施方案对提取自黑麦草的中性洗涤纤维(NDF)24h时的体 外产气量(Gp)和24h时的体外有机物消化率的影响的图表；对照(左侧柱)是未经酶处理 的空白；处理(右侧柱)的剂量是1000g/T。 图6是本专利技术的酶产品对模拟TMR饲料24h时的体外产气量的影响的图表。 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
改善反刍动物的草料饲料的消化率的方法，其包括以下步骤：（ａ）从苜蓿、羊草、玉米青贮、秸秆青贮、玉米秸秆、黑麦草和全混合日粮中选择草料；（ｂ）用酶产品处理所述草料，所述酶产品具有纤维素酶、木聚糖酶、β－葡聚糖酶、果胶酶、甘露聚糖酶和α－半乳糖苷酶活性；和（ｃ）使经处理的草料保持在所述酶产品还原草料中碳水化合物的条件下；。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：段智勇，刘永才，劳晔，
申请(专利权)人：凯敏工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]