芦苇硫酸盐浆氧脱木素动力学的研究(Ⅱ)——碳水化合物降解动力学

研究了芦苇硫酸盐浆氧脱木素碳水化合物的降解动力学,建立了合适的动力学模型,求出了相应的动力学参数。研究结果表明,碳水化合物的降解由快速降解段和缓慢降解段组成,芦苇硫酸盐浆氧脱木素时碳水化合物的降解动力学研究采用两个零级反应模型比较合适;反应活化能快速降解段和缓慢降解段分别为32.40kJ/mol和39.63kJ/mol;碱浓对碳水化合物降解的反应级数快速降解段和缓慢降解段分别为0.23和0.20;氧压对碳水化合物降解的反应级数快速降解段和缓慢降解段分别为0.21和0.19。

分子动力学模拟及其在碳水化合物中的应用

碳水化合物是主要的食品组分之一,其构象灵活复杂,导致现有的试验方法难以深入、全面地获得其在分子水平的详细信息。分子动力学(MD)模拟作为一种理论计算方法,近年来被广泛应用于碳水化合物的研究中。其能够提供碳水化合物分子构象以及相互作用的驱动力、结合能和作用位点等信息,是对真实试验结果的有效补充和深入挖掘。本文综述MD模拟的概念、软件和力场、一般流程以及新方法,结合实例,分析MD模拟在碳水化合物构象表征、聚集行为以及加工过程对碳水化合物的影响等研究中发挥的关键作用,阐述其在解析碳水化合物与其它组分相互作用机制方面的巨大潜力,以期为深入解析碳水化合物的构效关系,提高其应用效率提供理论参考。

可发酵碳水化合物对纤维物质降解动力学影响的研究

选取3只体重30.0±0.5kg成年安装有永久瘤胃瘘管的杂种细毛羯羊,分三期进行试验,第一期动物饲以基础日粮(750g青干草+250g混合精料),第二、第三期动物分别饲以在基础日粮中补加50g和100g玉米淀粉的日粮。基础日粮中混合精料配方为(％):玉米:75:豆饼:15;麦麸:7.5;尿素:2;NaCl:0.25:Na_2SO_4:0.25;基础日粮依ARC(1980)

南方鲇摄食碳水化合物后的血糖动力学方程

以南方鲇幼鱼(SilurusmeridionalisChen)为实验对象,进行饲料碳水化合物水平驯养对血糖餐后动力学分析研究.实验以白鱼粉、玉米油、玉米淀粉分别作为蛋白质、脂肪和碳水化合物原料,配制等蛋白质(含量为40%)、等脂肪(含量为10%)、不同碳水化合物梯度的4组饲料,饲料碳水化合物水平设计分别为0%,6%,12%,18%.实验鱼喂养8周后,进行一次定量投喂,并在48h内测定相关参数.结果表明:南方鲇摄食碳水化合物饲料后导致血糖水平持续升高.药物动力学方程能够较好的拟合和解释南方鲇食后血糖反应曲线,为进一步探讨肉食性鱼类对摄食的碳水化合物适应性较差的机制提供了模型.

康乃尔净碳水化合物蛋白质系统评价常用饲料碳水化合物和蛋白质瘤胃降解

为探讨采用康乃尔净碳水化合物蛋白质系统评价中国肉牛饲料碳水化合物和蛋白质瘤胃降解的可行性,以装有永久性瘤胃瘘管的西门塔尔×本地黄牛杂交阉牛为试验动物,采用尼龙袋法对8种常用肉牛饲料,包括粗饲料(苜蓿干草、玉米青贮、羊草和小麦秸)、能量饲料(玉米、大麦和麸皮)和蛋白质饲料(豆粕)的瘤胃降解率进行了实际测定,并用康乃尔净碳水化合物蛋白质系统进行评价。结果表明:能量饲料和粗饲料总碳水化合物含量平均值都高于蛋白质饲料;能量饲料和蛋白质饲料的总可消化养分含量、干物质和碳水化合物组分B1的潜在降解率和有效降解率都高于粗饲料;8种饲料干物质有效降解率与碳水化合物组分B1的有效降解率呈高的正相关(r=0.9574),粗蛋白的有效降解率与中性洗涤不溶蛋白质的有效降解率及其含量都呈高的负相关,r分别为0.8836和0.8515。康乃尔净碳水化合物蛋白质系统评价中国肉牛饲料碳水化合物和蛋白质瘤胃降解具有一定的可行性。

瘤胃微生物对结构性碳水化合物的降解机制研究进展

反刍动物瘤胃内含有庞大的微生物种群,与瘤胃内结构性碳水化合物的降解有密切关系。参与结构性碳水化合物降解的瘤胃微生物主要包括细菌、真菌和原虫,尤以细菌和真菌的降解作用最大。瘤胃细菌和真菌通过与结构性碳水化合物的附着、粘连或穿透等一系列作用,使这些紧密连接的结构物质变得松散,再由它们分泌的各种酶类将这些松散的结构性碳水化合物逐步分解,转化成可以被反刍动物及其寄居的瘤胃微生物吸收利用的单糖。瘤胃微生物对结构性碳水化合物的降解也受到诸多因素的影响,主要包括植物的表皮、细胞壁的物理和化学结构特性、细胞壁的组成成分,以及瘤胃内环境和其他营养素等。

日粮可降解蛋白与非纤维性碳水化合物对人工瘤胃发酵、微生物合成以及纤维分解菌菌群的影响

【目的】探讨瘤胃降解蛋白(rumen degradable protein,RDP)水平和非纤维性碳水化合物(non-fibrecarbohydrates,NFC)类型对人工瘤胃发酵、微生物合成和纤维分解菌菌群的影响。【方法】采用2×4双因素试验设计,即2种RDP水平和4种NFC类型(玉米淀粉、蔗糖、柑橘果胶和菊粉)。RDP水平通过向4种日粮中分别添加0(低RDP)或1.56 g(高RDP)酪蛋白酸钠调节。【结果】①主效应上,蔗糖和果胶组的干物质和有机物质表观消失率显著高于其它两组(P<0.01);日粮RDP水平和NFC来源在影响中性洗涤纤维的表观消失率上存在交互作用(P<0.01),低RDP水平的蔗糖(P=0.10)和果胶组(P=0.09)趋向于低于淀粉组,但高RDP水平的处理组间差异不显著;②主效应上,果胶组中白色瘤胃球菌(Ruminococcus albus)的16S rDNA拷贝数高于淀粉组;日粮RDP水平和NFC种类在影响黄色瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)和液相产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)的16S rDNA拷贝数方面存在交互作用,蔗糖组固相R.flavefacien在低RDP下的拷贝数和菊粉组液相F.succinogenes在高RDP下的拷贝数分别趋向于低于(P=0.06)和低于(P<0.01)淀粉组;③增加日粮RDP水平可以提高所有处理组的总挥发性脂肪酸产量(P<0.01)和总微生物氮(microbialnitrogen,MN)流量(P<0.01);主效应上,果胶组的乙酸摩尔比例(P<0.05)和乙丙比最高(P<0.01);不论RDP水平,蔗糖和菊粉组的丁酸摩尔比例均高于其它处理组(P<0.01);低RDP下各处理组的总MN流量差异不显著,但提高RDP使蔗糖和果胶组的总MN流量分别高于(P<0.01)和趋向(P=0.10)高于淀粉组;主效应上,淀粉组的N利用效率低于蔗糖(P=0.04)和果胶组(P=0.05)。【结论】日粮RDP水平和NFC类型在影响瘤胃发酵、微生物合成和纤维分解菌菌群方面存在交互作用,当日粮中含有足够的瘤胃可利用氮时,蔗糖和果胶较淀粉在促进微生物蛋白合成方面具有优势。

白腐真菌改善香菇菌糠结构性碳水化合物瘤胃降解特性的效果

选用 4头装有永久瘤胃瘘管的杂交黄牛 ,采用 4× 4拉丁方设计研究白腐真菌改善菌糠结构性碳水化合物瘤胃降解特性的效果 .结果表明 ,白腐真菌能明显改善香菇菌糠结构性碳水化合物瘤胃降解特性 .香菇菌糠经 Y4 、Y5和 Y8等 3种白腐真菌处理后 ,干物质 (DM)、中性洗涤纤维 (NDF)、半纤维素 (HC)及酸性洗涤木质素 (ADL)的瘤胃动态降解率和潜在降解部分均有较大幅度提高 ,其中以 Y8菌种处理效果最好 .香菇菌糠经 Y8菌种处理后 ,DM、NDF、纤维素 (CEL)、HC及ADL的瘤胃动态降解率分别提高 62 .91 % (P<0 .0 1 )、1 1 1 .82 % (P<0 .0 1 )、43 .90 % (P<0 .0 5 )、70 2 .72 % (P<0 .0 1 )、1 2 6.0 9%(P<0 .0 1 ) ;瘤胃潜在降解部分分别提高 2 4.88% (P<0 .0 1 )、1 5 1 .5 3 % (P<0 .0 1 )、3 1 .2 7% (P<0 .0 1 )、45 1 .2 1 % (P<0 .0 1 )、1 64.5 4% (P<0 .0 1 ) .

基于康奈尔净碳水化合物与蛋白质体系的瘤胃非降解蛋白质小肠可吸收氨基酸流量的简化评定技术

本试验旨在简化基于康奈尔净碳水化合物与蛋白质体系(CNCPS)评定瘤胃非降解蛋白质(RUP)小肠可吸收氨基酸流量的技术。小肠可吸收氨基酸来自菌体蛋白和RUP,CNCPS根据溶解性将饲料粗蛋白质(CP)分为A、B1、B2、B3和C共5种组分,只有3种B组分可以过瘤胃并在小肠中消化。为评定RUP小肠可吸收氨基酸的贡献,CNCPS需要分别测定3种B组分的瘤胃降解率,3种过瘤胃B组分的小肠消化率需采用不同常数。选择18份饲料样品,其中精料12份,粗料6份,测定CNCPS评定RUP小肠可吸收氨基酸流量所需数据,同时对饲料CP的瘤胃动态降解率及不同时间点RUP的体外小肠消化率进行了测定,通过这些数据提出简化评定方法。结果表明:1)精料和粗料均以8 h的CP瘤胃降解率(X,%)与有效降解率(Y,%)间相关性最强,二者间呈线性相关,精料和粗料方程分别为Y=12.652+0.828X,r=0.990,P<0.000 1和Y=10.967+0.886X,r=0.980,P=0.000 6。2)精料2 h RUP小肠消化率(X,%)与RUP小肠有效消化率(Y,%)间相关性最强,方程为Y=0.026+0.879X,r=0.970,P<0.000 1;粗料8h RUP小肠消化率(X,%)与RUP小肠有效消化率(Y,%)间相关性最强,方程为Y=-0.002+0.960 X,r=0.995,P<0.000 1。3)简化方案经可靠性评估得出,8 h CP瘤胃降解率和RUP小肠消化率简化CNCPS模型预测的小肠氨基酸流量(X,‰)与CNCPS预测的小肠氨基酸流量(Y,‰)相关性最强,精料方程为Y=-0.056+1.409X,r=0.999,P<0.000 1;粗料方程为Y=0.003+2.120 X,r=0.999,P<0.000 1。精料和粗料的简化评定结果与CNCPS评定结果的均方根误差分别为0.245和0.005,变异系数分别为7.08%和4.49%。综合得出,基于CNCPS,得到了预测RUP小肠可吸收氨基酸流量的简化模型,简化后的精料和粗料模型分别为Y=-0.056+1.409×[AA×(100-D8)×CP×ID8],r=0.999,P<0.000 1和Y=0.002+2.120×[AA×(100-D8)×CP×ID8],r=0.999,P<0.000 1,Y为RUP中的某种氨基酸小肠可吸收流量(‰),D8为CP的8 h瘤胃降解率(%),ID8为RUP的8 h小肠消化率(%),AA为不溶性蛋白质中该氨基酸含量(%)。

体外法研究日粮不同来源氮和碳水化合物比例对干物质体外降解率的影响

本试验的氮源是纯化大豆蛋白(IsolatedSoybeanProtein,ISP)和尿素(NPN),按80:20、50:50和20:80分3组;碳水化合物源分别是从干草中提取的中性洗涤纤维(NDF)、玉米淀粉和蔗糖,按10:85:5、10:80:10、10:75:15、30:65:5、30:60:10、30:55:15、50:45:5、50:40:10和50:35:15分9组的3×9因子实验设计。应用体外尼龙袋发酵技术,研究了奶牛日粮不同来源氮和碳水化合物及其比例对干物质(DM)体外降解率的影响。结果表明,过量补充尿素及随着日粮中淀粉和蔗糖比例的增加,日粮干物质的体外降解率均下降。根据试验结果,建议在泌乳期奶牛的全混合日粮中尿素的补充量应低于干物质的2.8%,非结构性碳水化合物的含量不应超过干物质的45%。

猪饲料碳水化合物消化、降解和转移以及对能量利用率的影响

自1864年Henneberg与Stohmann首倡概略成分分析方法以来,该饲料养分的测试方法已沿用1个半世纪,基本保持原体系未变。由于碳水化合物组分特别是多糖成分的复杂性和多样性,其分析方法和分析层次不断的完善和改进,大致经历了Weende纤维—Van Soest纤维—总饲粮纤维的发展和革新。饲料碳水化合物组分的营养价值受到饲粮结构、畜禽品种、生理阶段、环境条件、饲养管理等种种复杂因素的影响,同时碳水化合物组分又影响其他饲料养分效价和能量利用率。因此,本文从碳水化合物的定义、内涵和分类入手,侧重分析了饲粮碳水化合物在猪体内的消化、降解和转移规律,并对饲粮碳水化合物对能量利用率影响的作用机理作出相应的阐述,旨在为提高猪饲料转化效率提供参考。

应用线性和非线性法求解有机物生物降解动力学参数

根据苯甲酸类化合物在水体中不同时间的生化需氧量,用线性和非线性拟合法对化合物生物降解随时间变化的动力学过程进行曲线拟合,得到各化合物2个数值不同的完全生化需氧量、生物降解速率常数和生物降解滞后期。根据各化合物2种不同的生物降解动力学模型所得到的生化需氧量拟合值与实测值的误差相比较,发现用非线性法拟合得到的有机物生物降解动力学模型,更符合化合物真实生物降解规律,因此用非线性法拟合化合物的生物降解动态变化,比用线性方法更精确。

碳水化合物与蛋白质同步降解对瘤胃发酵特性及微生物蛋白质合成的影响

本研究通过一系列的体外研究来确定酶和甲醛处理对碳水化合物和蛋白质的降解特性及同步降解碳水化合物和蛋白质对瘤胃体外发酵和微生物蛋白合成的影响。未处理玉米和酶处理玉米与豆粕或酶处理或甲醛处理豆粕相结合,制备6种不同同步指数的试验饲料。结果:使用未经酶处理的玉米时,高同步指数日粮的干物质消化率最高(P<0.05)。但酶处理玉米与各种豆粕混合时,其同步降解对干物质消化率无显著影响(P>0.05)。在所有孵育时间内,含甲醛处理豆粕的日粮氨氮浓度均低于含未处理豆粕日粮和酶处理豆粕日粮(P<0.05),而孵育12和24 h时,酶处理玉米日粮的氨氮浓度低于未处理的玉米日粮(P<0.05)。酶处理玉米组的挥发性脂肪酸总产量和单个挥发性脂肪酸浓度显著高于其他组(P<0.05)。本研究结果提示,可快速发酵的能量和蛋白质来源具有较高的干物质消化率、挥发性脂肪酸产量、氨氮利用率和嘌呤含量。

日粮不同碳水化合物比例对绵羊瘤胃内纤维物质降解率的影响

选取 9只体况良好 ,带有永久性瘤胃瘘管的内蒙古半细毛羯羊 ,设三个不同碳水化合物比例 (结构性碳水化合物SC∶非结构性碳水化合物NSC)水平 ,二种待测粗饲料 (麦秸和玉米秸 )组成 3× 2因子试验。研究结果表明 ,不同SC∶NSC日粮的DM、NDF及ADF的动态降解率差异显著或极显著 (P <0 0 5或P <0 0 1)。其中以 1 5 3组时饲料的降解率最大 ,其次为 2 32组 ,最后为 1 2 3组。不同饲料之间降解率差异显著 (P <0 0 1)。

化学处理对菌糠结构性碳水化合物瘤胃降解率的影响

选用 4头装有永久瘤胃瘘管的杂交肉用黄牛 ,采用 4× 4拉丁方设计研究化学处理对菌糠结构性碳水化合物瘤胃降解特性的影响。结果表明 :菌糖经碱化、氨化及氨化 +碱化处理后 ,NDF的动态降解率 ( P)和瘤胃潜在降解部分 ( a+ b)均有不同程度的提高 ,其中以碱化和氨化 +碱化处理效果最好。香菇菌糠经碱化和氨化 +碱化处理后 ,NDF、CEL及 HC的动态降解率 ( P)分别提高 36.30 % ( p<0 .0 5 )、2 0 .43% ( p<0 .0 5 )、1 1 3.1 1 % ( p<0 .0 5 )和 49.2 2 % ( p<0 .0 5 )、1 8.88% ( p<0 .0 5 )、1 1 0 .5 7% ( p<0 .0 5 )。

外源微生物菌剂对啤酒糟堆肥碳水化合物降解的影响

为了研究将有机废弃物啤酒糟堆制成有机肥而变废为宝的过程,探讨了啤酒糟堆制有机肥过程中碳水化合物含量的变化。结果表明:添加外源微生物菌剂有利于促进碳的代谢,有效提高堆体的总碳、水溶性碳、纤维素、半纤维素、木质素的降解率;并能促进堆体的总碳、水溶性碳、半纤维素、木质素的含量下降,但对纤维素含量的影响不一致,既有增强的,也有减弱的。

日粮不同来源氮和碳水化合物比例对中性洗涤纤维体外降解率的影响

本试验的目的是研究日粮纯化大豆蛋白与尿素蛋白比例和NDF、淀粉与蔗糖比例及其组合对NDF和DM体外降解率的影响,为优化高产泌乳期荷尔斯坦奶牛的日粮结构提供营养参数。试验将纯化大豆蛋白和尿素分别组合成80∶20、50∶50和20∶80三个比例,将干草中提取的NDF、玉米淀粉和蔗糖分别组合成10∶85∶5、10∶80∶10、10∶75∶15、30∶65∶5、30∶60∶10、30∶55∶15、50∶45∶5、50∶40∶10和50∶35∶15九个比例,然后按3×9因子实验设计。应用体外尼龙袋发酵技术,研究了奶牛日粮不同来源氮和碳水化合物及其比例对中性洗涤纤维体外降解率的影响。结果表明,过量补充尿素及随着日粮中淀粉和蔗糖比例的增加,日粮纤维的体外降解率下降。建议在泌乳期奶牛的全混合日粮中尿素的补充量应低于干物质的2.8%,非结构性碳水化合物的含量不能超过干物质的45%。

碳水化合物降解产物对酿酒酵母乙醇发酵的影响

研究了木质纤维原料预处理产生的主要碳水化合物降解产物对酿酒酵母乙醇发酵的影响,以及酿酒酵母对玉米秸秆酶水解液的乙醇发酵。碳水化合物降解产物对酿酒酵母NLH13乙醇发酵毒性依次为:甲酸>乙酸>糠醛>羟甲基糠醛,酿酒酵母NLH13乙醇发酵可耐受的甲酸和乙酸质量浓度分别为1和4 g/L,酿酒酵母NLH13在2～10 g/L范围内对糠醛和羟甲基糠醛有较强的耐受力。葡萄糖浓度为184.90 g/L的玉米秸秆酶水解液经酿酒酵母NLH13发酵24 h,糖利用率98.30%、乙醇质量浓度81.95 g/L和乙醇得率为88.41%。

应用CNCPS-S模型预测全混合日粮碳水化合物绵羊瘤胃降解率的研究

本研究旨在应用康奈尔绵羊净碳水化合物和蛋白质体系(Cornell sheep net carbohydrate and protein system,CNCPS-S)的瘤胃降解预测模型预测日粮碳水化合物(CHO)瘤胃有效降解率,并实测验证CNCPS-S模型预测值的准确性。选取3只安装瘤胃瘘管、体重分别为(38.03±1.56)kg的哈萨克公羊作为试验动物,配制3种精粗比分别为30∶70、35∶65、40∶60的全混合日粮(TMR),利用瘤胃灌注试验和尼龙袋试验实测3种日粮CHO的瘤胃外流速度(Kp)和降解率,同时利用CNCPS-S模型预测3种日粮CHO的Kp与降解率,对CHO的降解率预测值和实测值进行线性回归分析,评价模型预测的准确性。结果表明:3种TMR的瘤胃食糜Kp随精料比例增加而依次升高(P<0.01),分别为3.58%/h、3.83%/h、4.05%/h,据此计算而得的CHO的降解率分别为42.7%、43.1%、42.3%(P>0.05);随精料比例的增加,3种TMR的瘤胃食糜Kp的模型预测值依次升高(P>0.05),分别为1.62%/h、1.63%/h、1.64%/h,CHO瘤胃降解率的预测值分别为39.5%、39.1%、39.6%(P>0.05);3种日粮CHO瘤胃降解率的预测值与实测值之间的平均偏差比较小(≤4 g/100 g CHO),相关性较高(R2≥0.86),均方根误差也较低(RMSE≤1.93 g/100 g CHO)。以上结果说明,CNCPS-S瘤胃降解预测模型对日粮CHO的降解率具有较好的预测能力。