粗饲料中纤维素、半纤维素酶解测定方法的研究与评价

论文摘要

在草食动物营养学中一直困惑人们的问题是在草食动物的瘤胃微生物相对稳定的状态下,为什么粗饲料中半纤维素和纤维素的消化代谢率只有30～60%?代谢消化率与秸秆中纤维素和半纤维素的存在形态有何关联?这些问题的解决无疑将丰富动物营养学的知识体系,为农作物秸秆的生物有效率利用提供理论依据。本试验首先对Van Soest测定法进行了完善,用pH2硫酸洗涤液代替中性洗涤液测定NDF,用2.0mol/L盐酸洗涤剂代替酸性洗涤液测定ADF。结果显示,NDF和ADF测定值普遍比Van Soest的测定值低,半纤维素计算值较Van Soest的计算值高,而纤维素计算值较Van Soest的计算值低。说明改进的方法除去NDF中的果胶质和ADF中的半纤维素,使测定更加容易、准确。本试验首次提出用半纤维素酶对NDF进行水解,用纤维素酶对ADF进行水解,将粗饲料中半纤维素和纤维素分为可酶解和不可酶解两部分。结果显示,玉米秸秆中可酶解半纤维素和纤维素分别占总量的60.23%和44.37%;小麦秸秆中可酶解半纤维素和纤维素分别占总量的46.20%和43.04%;水稻秸秆中可酶解半纤维素和纤维素分别占总量的47.60%和51.80%;棉花秸秆中可酶解半纤维素和纤维素分别占总量的66.35%和19.31%。而木质素和灰分的含量与Van Soest法测定值没有差异。通过扫描电镜观察样品的微观形态,结果显示,NDF样品的电镜图中有三种形态的物质,即棒状体、线状体和其它不规则形状体;用2mol/l盐酸洗涤液和半纤维素酶对NDF水解后的样品的电镜图中仅有两种形态的物质,即棒状体和线状体;而经纤维素酶ADF水解后的样品的电镜图中只有一种形态的物质——棒状体。而且对动物实验的全收粪的NDF和ADF样品进行电镜显微观察,其形态都是棒状体。从形态上看,不规则形状体可能是半纤维素的游离态,易于被半纤维素酶水解;线状体可能是纤维素游离态,易于被纤维素酶水解;而棒状体则是难以被酶水解的半纤维素、纤维素与木质素的结合体——木质纤维素。本试验通过三个独立的绵羊体内消化代谢试验对本试验所建立的测定方法进行生物验证,试验结果如下:试验一:磁化水对空怀小尾寒羊消化代谢的影响。选取6只平均体重为45.1±9.2kg的2-3岁龄空怀小尾寒羊母羊,喂给相同的日粮,按自身对照试验设计进行消化代谢试验。结果显示,日粮中可酶解半纤维素和可酶解纤维素消化率分别为94.75～98.65%和95.10～98.76%;不可酶解半纤维素和不可酶解纤维素消化率为0～2.38%和0～14.34%;日粮中半纤维素总的消化率为49.73～61.10%,纤维素总的消化率为46.57～58.87%。试验二:不同精粗比对怀孕小尾寒羊母羊妊娠前期和后期消化代谢的影响。选取2～3岁平均体重为48.70±5.87kg的已怀孕小尾寒羊母羊11只,按自身对照试验设计进行两期试验,妊娠前期（妊娠50～65天）和妊娠后期（妊娠110～125天）进行消化代谢试验。结果显示,日粮中可酶解半纤维素和可酶解纤维素消化率分别为93.11～97.90%和92.73～97.21%,不可酶解半纤维素和不可酶解纤维素消化率为0～10.01%和0～16.11%;日粮中半纤维素总的消化率为53.43～62.18%,纤维素总的消化率为45.72～59.07%。试验三:口服福尔马林对空怀小尾寒羊母羊消化代谢的影响。选取5只3～4岁左右平均体重为54.32±3.56千克的小尾寒羊母羊,喂给相同的日粮,按自身对照试验设计,试验分两期即对照期和实验期进行消化代谢试验。结果显示,绵羊对日粮中可酶解半纤维素和可酶解纤维素消化率分别为93.42～97.77%和93.22～96.58%,不可酶解半纤维素和不可酶解纤维素消化率为0～10.64%和0～12.29%;日粮中半纤维素总的消化率为38.96～59.35%,纤维素总的消化率为48.47～63.59%。本试验得出结论:1、本试验表明,粗饲料中的纤维素和半纤维素可分为可酶解和不可酶解的两部分,绵羊对可酶解的纤维素和半纤维素均有很高并且很稳定的消化率,即95%左右,而对不可酶解纤维素或半纤维素的消化率很低或为0,从而表明了将粗饲料中的纤维素和半纤维素划分为可酶解和不可酶解两部分在草食动物营养中是有实际意义的。2、绵羊个体间对纤维素、半纤维素消化率的差异性,在于其对不可酶解部分的消化性,凡是对不可酶解部分消化性高的,其总消化率也就高。因此,对于反刍动物纤维素类物质的消化研究,重点是不可酶解部分的消化代谢。3、在三个独立的动物代谢试验中,前两个试验中,其不可酶解纤维素和半纤维素消化率最高的是不同的动物,只是在试验三中,在对照和试验期不可酶解纤维素和半纤维素消化率最高的为同一动物,因此是遗传因素的可能性相对较小。在试验中,对不可酶解纤维素消化率高的羊只对不可酶解半纤维素的消化率也高,表明绵羊对纤维素和半纤维素消化的一致性,其意义还有待于进一步阐明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 反刍动物瘤胃的消化代谢
• 1.1.1 瘤胃内微生物及其生存条件
• 1.1.2 瘤胃内碳水化合物的消化代谢
• 1.1.3 瘤胃内含氮物质的消化代谢
• 1.1.4 瘤胃内脂类物质的消化代谢
• 1.1.5 瘤胃消化代谢的调控
• 1.2 粗饲料在反刍动物营养中的作用
• 1.2.1 粗饲料的结构成分及营养特性
• 1.2.2 粗饲料对反刍动物的营养作用
• 1.2.3 反刍动物对粗饲料的消化特点
• 1.2.4 提高粗饲料利用率的方法
• 1.3 粗饲料中粗纤维的测定方法研究
• 1.3.1 饲料中纤维的定义和组成成分
• 1.3.2 粗饲料中纤维的分析方法
• 1.4 本试验研究的目的和意义及主要内容
• 第二章 粗饲料纤维类物质测定方法的改进试验
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 粗饲料样品的采集和制备
• 2.1.2 主要仪器与试剂
• 2.1.3 测试方法
• 2.2 试验结果
• 2.2.1 Van Soest测定方法的改进试验
• 2.2.2 粗饲料的NDF和 ADF的酶解试验
• 2.2.3 本试验建立的测定方法及测定结果
• 2.2.4 粗饲料的扫描电镜图像
• 2.3 结果讨论
• 2.3.1 Van Soest法的测定结果与测糖试验结果的比较
• 2.3.2 改进方法与 Van Soest法测定常规成分的结果比较
• 2.3.3 粗饲料NDF、ADF的酶解试验结果分析
• 2.3.4 本试验所建立的方法及测定结果对比
• 2.4 小结
• 第三章 绵羊瘤胃液在体外对粗饲料的降解试验
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 瘤胃液在体外对粗饲料的NDF降解试验
• 3.1.2 瘤胃液在体外对粗饲料的ADF降解试验
• 3.2 试验结果
• 3.2.1 瘤胃液在体外对 NDF的降解作用
• 3.2.2 瘤胃液在体外对 ADF的降解作用
• 3.3 结果讨论
• 第四章 三个独立的粗饲料在小尾寒羊体内消化试验
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 饮用磁化水对小尾寒羊母羊纤维类成分消化的影响
• 4.1.2 不同精粗比对怀孕期小尾寒羊纤维类成分消化的影响
• 4.1.3 口服福尔马林对小尾寒羊母羊纤维类成分消化的影响
• 4.2 试验结果
• 4.2.1 磁化水对小尾寒羊母羊纤维类成分消化的影响
• 4.2.2 不同精粗比对怀孕小尾寒羊母羊前期和后期纤维类成分消化的影响
• 4.2.3 口服福尔马林对空怀小尾寒羊母羊纤维类成分消化的影响
• 4.2.4 三个独立试验中纤维组分平均消化率与粗饲料组分的相关性
• 4.2.5 饲喂试验中日粮和粪样的电镜图
• 4.3 结果讨论
• 4.3.1 磁化水对小尾寒羊母羊纤维类成分消化的影响
• 4.3.2 不同精粗比对怀孕小尾寒羊母羊前期和后期纤维类成分消化的影响
• 4.3.3 口服福尔马林对空怀小尾寒羊母羊纤维类成分消化的影响
• 4.3.4 饲喂试验中日粮和粪样的电镜图像解析
• 4.4 小结
• 第五章 秸秆粗饲料氨化提高消化率的原因探讨
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 粗饲料的氨化试验
• 5.1.2 粗饲料氨化后各种成分的测定
• 5.2 试验结果
• 5.2.1 秸秆氨化前后的结构性和非结构性碳水化合物成分的变化
• 5.2.2 秸秆氨化前后的纤维素和半纤维素的成分变化
• 5.2.3 氨化不同时间对秸秆纤维类成分的影响
• 5.3 结果讨论
• 5.3.1 粗饲料氨化前后碳水化合物成分的变化
• 5.3.2 粗饲料氨化前后的纤维素和半纤维素的成分变化
• 5.3.3 氨化不同时间对粗饲料纤维类成分的影响
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 主要成果
• 6.2 需要进一步研究的问题
• 第七章 附录
• 第八章 参考文献
• 致谢
• 作者简介