酶與微生物的組合對(duì)處理粗飼料和秸稈飼料的機(jī)制和原理
酶是一類高效生物催化劑，能在特定的溫度、濕度和PH值等條件下有效地促進(jìn)動(dòng)植物生理生化反應(yīng)，酶的理化性質(zhì)上屬于蛋白質(zhì)，所以也具體蛋白質(zhì)的所有特征。
目前我們所獲得的酶制品絕大多數(shù)是從微生物中誘導(dǎo)和提取出來的，而從植物中獲得的酶制品則較少，主要是因?yàn)閺闹参镏刑崛〉某杀緲O高，各種酶制劑的組合也可以對(duì)各種糟渣和粗飼料等進(jìn)行處理，其作用與微生物對(duì)粗飼料的發(fā)酵相似，因?yàn)槲⑸飳?duì)糟渣等的發(fā)酵實(shí)際上也是通過分泌胞外酶來進(jìn)行的，所以二者有相似的地方，當(dāng)然，相似之外也有很多本質(zhì)的區(qū)別，這就是本篇將要闡述的內(nèi)容。
那么，酶和微生物分別對(duì)粗飼料進(jìn)行處理和發(fā)酵的區(qū)別是什么呢？
首先單獨(dú)用酶對(duì)粗飼料的處理有幾大特征：
①單一的酶對(duì)作用的底物有高度的專一性
即一種特定的酶只對(duì)特定的底物才會(huì)產(chǎn)生作用，通俗地說，一個(gè)蘿卜一個(gè)坑，如直鏈淀粉酶只會(huì)對(duì)淀粉的直鏈部分的末端開始進(jìn)行降解，而不會(huì)管其他的。
再比如，由里氏木霉生產(chǎn)的纖維素酶其實(shí)是由一系列高度協(xié)同作用的酶所組成，統(tǒng)稱為纖維素酶，典型的纖維素酶組合是：內(nèi)切葡聚糖酶(Cx)、外切葡聚糖酶(C1)、β一葡萄糖苷酶(βG)。等三類，第一，C1-酶：這是對(duì)纖維素最初起作用的酶，它破壞纖維素鏈的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，起水化作用。即C1-酶是作用于不溶性纖維素表面，使結(jié)晶纖維素鏈開裂、長(zhǎng)鏈纖維素分子末端部分游離，從而使纖維素鏈易于水化。第二、Cx-酶：這是作用于經(jīng)C1-酶活化的纖維素、分解β-1，4鍵的纖維素酶。主要包括內(nèi)切-1,4-β-葡聚糖酶和外切-1,4-β-葡聚糖酶。前者是從高分子聚合物內(nèi)部任意位置切開β-1,4鍵，主要生成纖維二糖、纖維三糖等。后者作用于低分子多糖，從非還原性末端游離出葡萄糖。第三、β-葡萄糖苷酶：即為將纖維二糖、纖維三糖及其它低分子纖維糊精分解為葡萄糖。
上述三種纖維素酶在分解纖維素時(shí)，任何一種酶都不能裂解晶體纖維素，只有三種酶共同存在并協(xié)同作用時(shí)，才能完成降解過程。
所以，從酶的專一性特征來看，酶與酶之間的合作是顯得多么的重要。正是因?yàn)槊概c酶要相互合作，才能獲得最大催化效果，所以，我們?cè)诖诛暳辖到鈩┊a(chǎn)品中大量使用了輔酶系統(tǒng)制劑，由大量復(fù)雜種類繁多的代謝途徑酶所組成的輔酶系統(tǒng)（主要由數(shù)十個(gè)微生物組成的菌種群，對(duì)特殊基料進(jìn)行培養(yǎng)后獲得的培養(yǎng)物），是高效率酶產(chǎn)品的基本保證之一。
國內(nèi)有一家生產(chǎn)處理秸稈飼料的酶產(chǎn)品的廠家，為了說明其產(chǎn)品對(duì)全價(jià)飼料也有較強(qiáng)的降解作用和促進(jìn)消化作用，有這么一句宣傳：“本品連秸稈都能分解，更何況全價(jià)飼料這樣容易被分解的物料呢，用于全價(jià)飼料分解的效果更不用說了”。其實(shí)這是有違酶的專一性原理的，對(duì)于酶來說，是絕對(duì)不會(huì)大材小用的，或者說用宰牛的刀來殺雞的，大材就是大用，絕對(duì)不會(huì)小用。這是酶的專一性特點(diǎn)決定的。
②酶作用的高效率性
即酶對(duì)生物催化反應(yīng)的效率是非常高的，速度是極快的，也是您可能無法想象的。
比如用粗飼料降解劑（含有高效纖維素組合酶和特效輔酶系統(tǒng)，及酶活助劑系統(tǒng)）來處理玉米秸稈粉，加水比為1比2后，只要處理幾個(gè)小時(shí)，即可以達(dá)到30%以上的粗纖維降解率。而這個(gè)過程，要是用活力99生酵劑來發(fā)酵處理的話，需要一個(gè)月的時(shí)間。所以酶和微生物對(duì)物料的處理效率相差數(shù)百倍之多。
例如，用活力99生酵劑來發(fā)酵微貯玉米秸稈粉，一般需要發(fā)酵半個(gè)月以上，最好是發(fā)酵30天以上，效果才明顯，這是因?yàn)榛盍?/span>99生酵劑是以微生物為主的產(chǎn)品，它是靠微生物菌種來發(fā)酵秸稈的，接種后，微生物必須適應(yīng)環(huán)境，有一個(gè)生長(zhǎng)延滯期和啟動(dòng)期，先利用秸稈物料中的可利用的碳水化合物來獲得能量，例如發(fā)酵時(shí)加入了玉米粉，則微生物分析環(huán)境后，分泌出淀粉酶等胞外酶進(jìn)行淀粉的分解和利用，從而獲得能量，進(jìn)行生長(zhǎng)，有了足夠的能量和繁殖了一定數(shù)量的微生物細(xì)胞后，秸稈物料中的容易利用的能量利用完畢后，它才會(huì)再分析環(huán)境，被秸稈纖維誘導(dǎo)產(chǎn)生出纖維素酶來，這時(shí)才會(huì)正式進(jìn)行纖維素的降解，這個(gè)過程是緩慢的，需要長(zhǎng)達(dá)幾十天的作用。
這里需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，用微生物來發(fā)酵秸稈，其實(shí)最終還是要靠其中的微生物分泌的胞外纖維素酶來起作用，達(dá)到降解纖維的目的的。這也就是為什么用微生物來處理物料，比直接用酶來處理物料慢得多的原因之一。
酶可以說是，自然界各種生物的終極工具。
③酶作用的環(huán)境，酶產(chǎn)生最大的效率，需要一定的溫度、濕度、PH值，以及相應(yīng)的微環(huán)境和介電環(huán)境。
這需要我們制造出相應(yīng)的良好的微環(huán)境，才能讓酶產(chǎn)品發(fā)揮最大的功效。而自然界的環(huán)境尤其是是等待處理的物料的微環(huán)境是千差萬別的，如果能讓所有待處理物料（如木薯渣、玉米秸稈粉、酒糟、豆渣、醬油渣等等），在作適當(dāng)調(diào)整后，達(dá)到一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)境，則可以發(fā)揮產(chǎn)品的最大功效。粗飼料降解劑產(chǎn)品中即有這一類的緩沖劑和微介電元素，能盡可能地創(chuàng)造出酶作用的最佳微環(huán)境。
④酶具有可修飾性，酶活性的可調(diào)節(jié)性等
有些酶可在其他酶的作用下,將酶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行共價(jià)修飾,使該酶活性發(fā)生改變,這種調(diào)節(jié)稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié),這類酶稱為修飾酶。
還有在生產(chǎn)某種酶之前，對(duì)產(chǎn)酶菌株進(jìn)行基因方面的某些改造，使其最終產(chǎn)生的相應(yīng)的酶的活性發(fā)生變化，如活性更高，或更耐酸或堿性等。
一些化學(xué)元素也可以使酶的活性更強(qiáng)和更為適應(yīng)環(huán)境，這也就是為什么我們強(qiáng)調(diào)在用粗飼料降解劑和活力99生酵劑處理和發(fā)酵糟渣時(shí)，要加入一些磷酸氫鈣或過磷酸鈣的原因之一，磷酸元素，在粗飼料降解劑中和活力99生酵劑處理和發(fā)酵糟渣時(shí)，可以起到部分激化活性的作用，效果是很顯著的。同時(shí)，在厭氧環(huán)境下，磷元素對(duì)活力99生酵劑在無氧環(huán)境下最大限度地獲得生長(zhǎng)和代謝的能量是有極大幫助的。
在粗飼料降解劑中，我們大量使用了雜萜環(huán)類螯合微量元素，實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)酶活性的強(qiáng)化有極大的幫助。
⑤酶催化反應(yīng)產(chǎn)物，反過來對(duì)催化反應(yīng)的抑制作用。酶反應(yīng)的可逆性等。
即產(chǎn)物抑制效應(yīng)，即一個(gè)生物反應(yīng)在酶的催化下進(jìn)行，產(chǎn)生的產(chǎn)物，反過來又抑制這個(gè)生物反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行下去。這是生物進(jìn)化的一個(gè)特征之一，即自然界的生物，在周圍環(huán)境中獲得食物時(shí)，有保存和保留食物的趨向，通俗地說，夠用了即可以了，不必繼續(xù)分解下去了。
但是這個(gè)特點(diǎn)對(duì)于我們用粗飼料降解劑等來處理糟渣和纖維秸稈飼料是不利的，因?yàn)楫a(chǎn)物的抑制效應(yīng)，使降解處理過程不能繼續(xù)下去，反應(yīng)停滯不前，比如，用纖維素酶降解秸稈粉，反應(yīng)開始后，即產(chǎn)生了產(chǎn)物葡萄糖，而產(chǎn)物葡萄糖反過來又抑制纖維素酶繼續(xù)降解秸稈粉。這個(gè)酶的特點(diǎn)，我們必須加以解決，否則會(huì)嚴(yán)重影響粗飼料降解劑產(chǎn)品的降解功效。
我們采用加入嗜糖型微生物和合成菌體蛋白能力強(qiáng)的菌株，進(jìn)行與酶制劑的組合，同時(shí)加入微量元素（或建議處理前，由用戶加入微量元素和鈣磷等），這樣，在處理物料時(shí)，如處理玉米秸稈粉時(shí)，產(chǎn)生的葡萄糖馬上被這類微生物吸收利用，用來合成菌體蛋白，或把葡萄糖改性為葡萄糖酸及其微量元素復(fù)合物等，這樣，不斷地去除產(chǎn)物葡萄糖，使發(fā)酵和處理能不斷地進(jìn)行下去，這樣的產(chǎn)品才會(huì)有高效率降解作用。
單獨(dú)用酶來處理物料粗飼料等是有很大的局限性的，效果也不大。這是因?yàn)槊赣袑Ｒ恍缘榷喾N特征，他們就象聽從指揮的軍隊(duì)，只做自己份內(nèi)的事，不會(huì)管其他的事，而且作用條件苛刻，也不會(huì)自己創(chuàng)造出條件來，例如，單一用纖維素酶來處理玉米秸稈粉，加水加酶后，它們馬上直接對(duì)秸稈粉中的纖維進(jìn)行分解，如果沒有輔酶的幫助，則它們?cè)谟龅脚c木質(zhì)素或半纖維素纏繞的纖維素時(shí)，就無法起到作用，因?yàn)榕c纖維素纏繞在一起的木質(zhì)素等阻礙了它的工作，而另外在產(chǎn)生出一定葡萄糖后，由于產(chǎn)物抑制效應(yīng)，它們就停止分解了，不再勞動(dòng)了，這些就是直接用市場(chǎng)上的酶制劑加到待處理物料中產(chǎn)生的效果，可以肯定地說，效果極其微小，不信，大家盡可以從市場(chǎng)上買來酶制劑產(chǎn)品，也包括世界級(jí)的跨國大公司的酶產(chǎn)品，來試一試就知道了。
另外單獨(dú)用酶來處理秸稈飼料，還有一個(gè)局限性，就是處理好的秸稈飼料無法長(zhǎng)期保存，超過幾天后，就會(huì)腐敗變質(zhì)發(fā)臭，這是因?yàn)闆]有微生物有益細(xì)菌的參與，不能保鮮。
而對(duì)于產(chǎn)物抑制效應(yīng)而言，除非您不斷地去除酶反應(yīng)的產(chǎn)物如葡萄糖，它們才會(huì)繼續(xù)分解，比如，加水加酶處理幾小時(shí)后，又用水洗一次秸稈粉，洗掉葡萄糖，再加水再加酶，處理幾小時(shí)后，又用水洗掉葡萄糖，又加水加酶，如此反復(fù)，但這只有實(shí)驗(yàn)效果，沒有實(shí)用性而已。
當(dāng)然，在動(dòng)物的小腸中有這樣一個(gè)機(jī)制，即不斷地去除酶反應(yīng)產(chǎn)物，如纖維素酶進(jìn)入動(dòng)物小腸后，纖維素酶分解秸稈粉后產(chǎn)生的葡萄糖，馬上被小腸絨毛壁吸收到細(xì)胞中，再通過血液進(jìn)入各個(gè)動(dòng)物器官，從而這樣就去除了產(chǎn)物葡萄糖，使纖維素酶能繼續(xù)分解秸稈粉，不斷地分解下去。這也就是為什么有些市場(chǎng)上的酶產(chǎn)品，強(qiáng)調(diào)其體內(nèi)分解效果好于體外的效果的原因吧。
總之，綜上所述，單一或單獨(dú)用酶制劑來體外降解秸稈粉等物料，效果是極其微小的，是有限的，酶對(duì)物料體外降解的這種局限性，通俗地說：酶體外降解是非常呆滯的。
而粗飼料降解劑由于加入了微生物菌種，與微生物結(jié)合起來，同時(shí)加入了輔酶系統(tǒng)制劑、和酶活助劑系統(tǒng)（微介電及微元素、緩沖劑等），則徹底解決這酶作用的這些局限性，使其具有強(qiáng)大的降解功效。
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