全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2003) 01-0048-04
纤维素酶对苜蓿草粉营养成分及其利用率的影响
郭玉琴1 , 孙彦2 , 滑静1 , 黄辉1 , 朱晓晔1
( 1. 北京农学院动物科学技术系, 北京 102206; 2. 中国农业大学草地研究所, 北京 100094)
摘要: 研究纤维素酶在不同水平( 0、0. 05%、0. 1% )下, 发酵时间对苜蓿草粉营养成分及其利用率的影响。结
果表明,纤维素酶发酵处理苜蓿草粉 10～24 d,能提高酸度,其酸度随着纤维素酶添加量的增加而提高。发酵
17 d,添加纤维素酶 0. 05% , 组蛋白质含量最高。发酵10～24 d, 不影响粗脂肪、干物质、中性洗涤纤维、酸性洗
涤纤维及磷的含量。当发酵 17 d 时, 粗灰分含量随着纤维素酶添加量的增加而降低。添加纤维素酶 0. 1% , 随
着发酵天数的增加,苜蓿草粉含钙量随之增高。肉鸡代谢试验结果表明,纤维素酶发酵 17 d, 对苜蓿草粉的粗
脂肪、中性洗涤纤维和钙在肉鸡体内的利用率无显著影响。
关键词: 纤维素酶; 发酵时间; 苜蓿草粉; 营养成分; 肉鸡; 利用率
中图分类号: S 816　　　文献标识码: A
Effects of the Cellulase on Nutritive Composition
and Utilization Rate of Alfalfa Meal
GUO Yu-qin
1
, SUN Yan
2
, HUA Jing
1
, HUANG Hui
1
, ZHU Xiao-ye
1
( 1. Beijing Ag ricultural Colleg e, Beijing 102206, China ;
2. Institut e of G rassland Science , China Agr icultur al U niver sity , Beijing 100094, China)
Abstract: The experiment w as studied on the effects of dif ferent amount o f 0、0. 05% and 0. 1% cellulase
added to alfalfa meal fo r fermentation t reatment of 10 days, 17 day s, and 24 days respectively . T he result
show s that w ith 10～24 days cellulase fermentat ion t reatment . T he pH value of the alfalfa meal debases
generally; and the more cellulase added, the low er drops the pH value of the alfalfa meal. Alfalfa meal
w ith 0. 05% cellulase and a 17 day-fermentation-treatment boasts the highest crude protein content . How-
ever , 10～24 days fermentat ion t reatment w ith any of the above-ment ioned amount of cellulase does not af-
fect the alfalfa meals content of crude fat, dr y matter, NDF, A DF, and phosphorus. When the dur ation
of fermentat ion. T reatment lasts 17 day s and w ith the larger amount of cel lulase added the lower w il l re-
cede the alfalfa meals cr ude ash content ; w hile the longer lasts the durat ion of the fermentation t reatment
w ith the lar gest amount of celllase ( 0. 1% ) added, the alfalfa meals calcium content w ill increase. T he ex-
periment o f digest ibility of bro ilers indicates that alfalfa meal w ith a 17 day-fermentation-treatment w ill
not affect the ut ilizat ion r ate o f crude fat , N DF, and calcium of the bro ilers dig est iv e sy stem .
Key words : Cellulase; Durat ion of fermentat ion; A lfalfa meal; Nutr it ive composition; Br oiler ; U t il ization
rate
　　苜蓿草粉含有丰富的营养物质,是食草家畜的
重要饲料来源,但其中含有较高的粗纤维, 因此影响
其在猪鸡饲料中的应用。为降解粗饲料,充分利用饲
料资源,需要在畜禽饲料中添加各种非常规饲料,藉
以提高苜蓿草粉在猪鸡饲料中的用量, 其中关键是
对纤维素和半纤维素及木质素的转化。纤维素酶
( cellulase)可降解纤维素为葡萄糖而被畜禽利用。
影响纤维素酶活性的因素很多, 在不同条件下纤维
收稿日期: 2002-11-08;修回日期: 2002-12-31
作者简介:郭玉琴( 1962-) ,女,讲师,主要从事动物营养科研与教学工作
第 11卷　第 1期
　Vo l. 11　　No. 1
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　2003 年　3月
　M arch 　2003
素酶分解纤维素的效果各异,同时饲料种类不同,添
加纤维素的效果各异。纤维素酶的研究应用主要集
中在秸秆类饲料,用纤维素酶处理苜蓿草粉的报道
不多, 有综述报道纤维素酶添加到含糖量低的豆科
牧草中发酵可水解青贮饲料中部分多糖为单糖,产
生足够的乳酸,从而得到品质和适口性均佳的优质
青贮料[ 1]。纤维素、半纤维素、木质素等不仅难以被
畜禽消化利用,而且这些物质的存在又加速胃肠的
蠕动,缩短食物的排空速度,进而影响其它养分的消
化吸收,同时造成对环境的污染。饲料中添加纤维素
酶不但可以提高纤维素及其他营养素利用率,而且可
以减少这些物质对环境的污染,同时有可能拓宽粗饲
料的应用范围。本试验旨在了解纤维素酶发酵处理对
苜蓿草粉营养成分的影响, 同时以肉鸡为试验对象观
察纤维素酶能否提高苜蓿草粉中营养成分的利用率。
1　材料与方法
1. 1　试验采用双因子设计,共设 9个处理。
1. 1. 1　纤维素酶添加量, 设 0 (对照 )、0. 05%、
0. 10% (纤维素酶由上海伯奥生物科技有限公司生
产,活性为 15 000 u/ g)。
1. 1. 2　纤维素酶添加苜蓿草粉后分别发酵 10、17
和 24 d。每处理重复 3次。
1. 2　肉鸡代谢试验
选 7周龄体重相似,雌性,健康状况良好的艾维
茵肉仔鸡12只。每处理3只,试鸡饥饿 36 h,饥饿期
间饮用葡萄糖水, 以减少体蛋白的分解,之后强制饲
喂试验日粮。
1. 2. 1　试验 1组　饲喂纤维素酶添加水平为 0、发
酵 17 d的草粉 10 g ,全价饲料 20 g ;
1. 2. 2　试验 2组　饲喂纤维素酶添加 0. 05%、发
酵 17 d的草粉 10 g ,全价饲料 20 g ;
1. 2. 3　试验 3 组　饲喂纤维素酶添加水平为
0. 10%、发酵 17 d的苜蓿草粉 10 g, 全价饲料 20 g;
1. 2. 4　试验 4 组　饲喂全价饲料; 玉米-豆粕型日
粮, 营养成分含量符合肉鸡饲养标准。强制饲喂 36 h
后收粪。
1. 3　苜蓿草粉的发酵
将苜蓿草粉碎后, 通过 40目筛, 分 9组, 每组
150 g, 分别加水 120 g ,苜蓿草粉含水量 50%。
1. 3. 1　3个组各添加 0. 075 g 纤维素酶,纤维素酶
含量 0. 05%。
1. 3. 2　3个组各加0. 15 g 纤维素酶,纤维素酶含量
0. 10%。
1. 3. 3　3个组不加纤维素酶。
1. 3. 4　将 9组苜蓿草粉放入塑料罐中密封发酵, 发
酵温度24～35℃左右。分别发酵10、17和 24 d后取
出草粉留样测定酸度,其余的自然风干,用于测定中
性洗涤纤维( NDF)、酸性洗涤纤维( ADF)、粗蛋白
质、粗脂肪、粗灰分、干物质、钙和磷含量,并进行代
谢试验。
1. 4　肉鸡代谢试验
将收集的粪便放入烘箱以 60～70℃烘干后, 在
空气中回潮 24 h, 称重后, 测定粪中中性洗涤纤维
(N DF)、酸性洗涤纤维( ADF)、粗蛋白质、粗脂肪、
粗灰分、钙和磷的含量,计算营养物质的利用率。
1. 5　数据处理
对试验数据进行双因素方差分析, 并进行多重
比较。
2　结果与分析
2. 1　纤维素酶对苜蓿草粉 pH 值的影响
发酵 10～24 d时, 随着纤维素酶量的增加, 苜
蓿草粉 pH 值呈下降趋势。添加酶量为 0(对照组) ,
随着发酵天数的增加,苜蓿草粉的 pH 值随之降低。
添加酶 0. 05%～0. 10%, 发酵 10～17 d, 结果随着
发酵天数的增加,苜蓿草粉的 pH 值降低,但发酵 17
d 后,苜蓿草粉的 pH 则呈增加趋势。在同一个发酵
时间内, 随着纤维素酶添加量的增加,苜蓿草粉的
pH 值呈降低趋势(表 1)。
表 1　纤维素酶对苜蓿草粉酸度的影响
T able 1　Effect of cellulase on pH of alfalfa meal
纤维素酶添加量Am ount of cel lulase 发酵期限Fermen tat ion duratiion (d )
( 15 000 u/ g) 10 17 24
0 5. 61 5. 03 4. 91
0. 05% 5. 26 4. 61 4. 80
0. 10% 4. 94 4. 64 4. 67
49第 2期 郭玉琴等:纤维素素酶对苜蓿草粉养成分及其利用率的影响
2. 2　纤维素酶对苜蓿草粉营养成分的影响
发酵 10 d 和 17 d 时, 纤维素酶添加量为
0. 05% ,苜蓿草粉粗蛋白质含量最高, 其中发酵 17
d,加酶量0. 05% 显著高于0. 10% 和 0 对照( P <
0. 01% ) ; 即每千克苜蓿草粉中添加纤维素酶 7500
u, 发酵 17 d, 可显著提高苜蓿草粉的粗蛋白质含
量。可能是试验条件有利于微生物的繁殖, 微生物蛋
白增加所致。吉增福等( 1996) [ 2]用纤维分解菌处理
玉米秸秆,结果提高了玉米秸秆粗蛋白质含量。在发
酵天数相同时,苜蓿草粉的粗脂肪、中性洗涤纤维、
酸性洗涤纤维、钙和磷的含量随着纤维素酶的增加,
结果处理间差异不显著( P> 0. 05)。在玉米或黑麦
中添加纤维素酶发酵 30 d后,可显著降低黑麦的中
性洗涤纤维和玉米的酸性洗涤纤维含量[ 3]。Stokes
等( 1992) [ 4]在玉米秸秆青贮前添加含纤维素酶、纤
维二糖酶、木聚糖酶的复合酶制剂,可降低青贮玉米
秸秆结构性碳水化合物含量。
表 2　纤维素酶对苜蓿草粉营养成分的影响
T able 2　The effect of cellulase on nut rit ive composition of alfalfa meal
发酵天数(d )
Dur at ion of fermentat ion( d )
纤维素酶水平 Cellulas e level
0 0. 05% 0. 10%
粗蛋白质 Crude protein
　　10 12. 97±0. 40a 13. 41±0. 67a 11. 18±0. 77cb
　　17 11. 85±0. 39b 15. 20±1. 02A 11. 40±0. 68b
　　24 12. 30±0. 39ab 11. 62±0. 39b 11. 94±0. 23b
粗脂肪 Crude fat
　　10 1. 32±0. 025ab 1. 34±0. 33a 1. 29±0. 19a
　　17 1. 85±0. 69b 1. 68±0. 57ab 2. 16±0. 40b
　　24 1. 75±0. 76b 2. 08±0. 13b 2. 05±0. 01b
中性洗涤纤维( NDF)
　　10 46. 03±5. 00a 45. 85±4. 13a 47. 56±4. 11a
　　17 50. 57±4. 42a 49. 75±5. 73a 45. 46±1. 11a
　　24 46. 73±6. 72a 50. 08±4. 86a 42. 48±5. 34a
酸性洗涤纤维( ADF)
　　10 24. 01±2. 66a 23. 72±3. 98a 24. 43±1. 44a
　　17 24. 51±0. 27a 26. 70±0. 48a 25. 42±1. 54a
　　24 25. 33±1. 58a 25. 22±1. 24a 24. 52±0. 80a
粗灰分 Crude ash
　　10 10. 44±0. 029a 10. 03±0. 35a 10. 15±0. 01ac
　　17 10. 55±0. 15a 10. 09±0. 12ab 9. 74±0. 39bc
　　24 10. 29±0. 06a 10. 39±0. 06a 10. 08±0. 08ac
钙 Calcium
　　10 1. 82±0. 07a 1. 75±0. 03ab 1. 69±0. 07a
　　17 1. 59±0. 39b 1. 65±0. 032b 1. 72±0. 135ab
　　24 2. 28±0. 06a 2. 34±0. 05a 2. 13±0. 10a
磷 Phosphoru s
　　10 1. 70±0. 055a 1. 64±0. 01a 1. 68±0. 06a
　　17 1. 81±0. 68a 1. 59±0. 12a 1. 56±0. 27a
　　24 1. 76±0. 01a 1. 75±0. 02a 1. 72±0. 05a
　　注:同列中相同字母间差异不显著( P> 0. 05) ,小写字母间差异显著(P< 0. 05) ,大小写字母间差异极显著( P< 0. 01)
同列中大写字母间差异极显著( P< 0. 01) ;小字母间差异显著( P< 0. 05)
Ntoe: Th e dif feren t capital let ters show s ignif icant at 0. 01 level . T he d iffer ent smal l let ters show s ignif icant dif ferent at 0. 05 level in each
column
　　纤维素酶添加 0. 05%和 0. 1%时, 随着发酵天
数的增加, 苜蓿草粉的粗脂肪含量显著增加( P<
0. 05% ) ;钙含量以发酵 24 d时最高,其中不添加纤
维素酶(对照) 和添加 0. 05%之间差异显著 ( P<
0. 05% )。在纤维素酶添加量相同时,随着发酵天数
的增加, NDF、ADF 和磷含量之间差异不显著( P>
0. 05% )。发酵 10 d和 24 d, 苜蓿草粉的粗灰分含
量, 随着纤维素酶量的增加处理间无显著变化( P>
0. 05) ;发酵 17 d 时, 随着纤维素酶添加量的增加,
粗灰分含量呈降低趋势, 其中纤维素酶添加 0. 10%
50 草　地　学　报 第 11卷
时,与对照组之间差异显著( P< 0. 05%)。
2. 3　纤维素酶对苜蓿草粉营养物质消化率的影响
纤维素酶处理苜蓿草粉发酵 17 d 后,添加到全
价饲料中饲喂肉鸡,通过粪便营养物质含量的检测,
结果表明粗灰分以对照组最低, 粗脂肪和磷以添加
量 0. 05%最低, NDF、ADF 和钙以全价饲料组最低
(表 3、4)。
以 0%～0. 01%的纤维素酶处理发酵苜蓿草粉
17 d后,添加到肉鸡日粮中, 处理间对粗脂肪、NDF
和钙利用率之间, 差异不显著 ( P > 0. 05%)。
Scho ltyssek 等( 1987) [ 5]在以黑麦为主的肉鸡日粮
中添加纤维素酶, 可提高粗纤维和有机物质的利用
率。Mur amatsu( 1992) [ 6]在来航公鸡日粮中添加0～
0. 75 g/ kg 的纤维素酶, 结果随着日粮纤维素酶的
增加,中性洗涤纤维( NDF)消化率呈线性提高。本
试验研究添加纤维素酶提高其利用率, 但结果表明,
用纤维素酶处理发酵苜蓿草粉并不能显著提高
NDF 的利用率, 因为影响纤维素酶活性的因素很
多,不同条件下测定分解纤维素的效果各异, 可能是
本试验添加的纤维素酶量少所致,尚有待于今后进
一步研究。
表 3　粪中营养成分
T able 3　Nutr it ive composition in dung
纤维素酶水平
C ellulase level
粗灰分
C rude ash
粗脂肪
Crude fat
中性洗涤纤维
NDF
酸性洗涤纤维
ADF
钙
C a
磷
P
0 14. 60±1. 30 3. 19±0. 12 44. 94±2. 62 24. 98±2. 15 1. 59±0. 06 1. 53±0. 06
0. 05% 15. 06±4. 30 2. 64±0. 47 42. 63±2. 52 23. 33±4. 13 1. 65±0. 51 1. 39±0. 19
0. 10% 17. 17±1. 30 3. 00±0. 40 49. 05±1. 98 27. 43±2. 37 1. 88±0. 16 1. 62±0. 04
全价料 17. 17±1. 30 3. 00±0. 40 38. 01±4. 66 19. 64±3. 91 0. 88±0. 21 2. 10±0. 26
表 4　纤维素酶处理苜蓿草粉的营养物质利用率
Table 4　The nutritiv e value of alfalfa meal t reated by differ ent lev els o f celluease
纤维素酶水产
Cellulase level
发酵 17 d 苜蓿草粉 Alfalfa meal w ith 17 days fer ment ing
粗脂肪 Crude fat 中性洗涤纤维 NDF 钙 Ca
0 39. 80±9. 50a 58. 08±8. 78a 28. 11±20. 23a
0. 05% 45. 90±15. 12a 47. 50±27. 90a 44. 85±32. 10a
0. 10% 55. 30±14. 90a 55. 30±23. 00a 27. 50±18. 70a
全价料 55. 03±4. 76a 42. 68±0. 62a 59. 73±5. 61a
　　注:同一列字母相同者差异不显著( P> 0. 05)
Note: Th e same let ters sh ow sig nifican t in each column (P> 0. 05)。
3　结语
3. 1　在苜蓿草粉中添加纤维素酶 0. 05%、0. 1%,
发酵 10～24 d 能够降低苜蓿草粉的pH 值。
3. 2　纤维素酶处理发酵苜蓿草粉可提高其粗蛋白
质含量,其中添加纤维素酶 0. 05%发酵 17 d者粗蛋
白质含量最高。
3. 3　纤维素酶发酵处理苜蓿草粉10～24 d,不影响
粗脂肪、干物质、中性洗涤纤维( NDF)、酸性洗涤纤
维( ADF)及磷的含量。
3. 4　发酵 17 d 时, 粗灰分含量随着纤维素酶添加
量的增加而降低。当纤维素酶添加量 0. 1%时, 随着
发酵天数的增加, 苜蓿草粉的钙含量随之增加。
3. 5　肉鸡代谢试验结果表明,纤维素酶发酵处理苜
蓿草粉 17 d, 对苜蓿草粉中粗脂肪、中性洗涤纤维
( NDF)和钙在肉鸡体内的利用率无显著影响。
参考文献
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51第 2期 郭玉琴等:纤维素素酶对苜蓿草粉养成分及其利用率的影响