紫花苜蓿青贮过程中蛋白质的降解进程及调控研究
摘 要紫花苜蓿是蛋白质含量高的优良豆科牧草，但在青贮过程当中蛋白质丧失较大，造成浪费及污染。研究发现红三叶相比较紫花苜蓿而言，在青贮过程中蛋白质的降解率要低得多，其原因在于红三叶中含有大量的多酚氧化酶，从而保护蛋白质不被降解。但是多酚氧化酶抑制作用究竟表现在对植物蛋白酶或者微生物蛋白酶的抑制，还是通过对蛋白质形成保护层避免酶的靠近，目前尚不明确。为此本研究将商业多酚氧化酶引入苜蓿青贮，探讨其抑制蛋白降解的效果，分析其对苜蓿青贮过程中发酵品质和蛋白降解的影响。研究表明，多酚氧化酶可以有效减少蛋白质的降解程度，其主要对植物蛋白酶其作用。开展本项研究可为改进苜蓿青贮发酵品质的相关研究提供新思路。
目录
目录
摘 要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
1 前言 4
2 材料与方法 5
2.1 多酚氧化酶对青贮过程中微生物和蛋白酶的影响研究 5
2.1.1 试验材料 5
2.1.2 试验设计 5
2.1.3 指标测定 5
2.2 多酚氧化酶对紫花苜蓿青贮过程中蛋白质降解的影响研究 6
2.2.1 试验材料 6
2.2.2 试验设计 7
2.2.3 指标测定 7
2.2.4 数据分析 7
3 结果与讨论 7
3.1 多酚氧化酶对青贮过程中微生物和蛋白酶的影响研究 7
3.1.1多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中游离氨基酸氮含量的影响 7
3.1.2 多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中氨态氮含量的影响 8
3.1.3多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中肽氮含量的影响 9
3.1.4多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中非蛋白氮含量的影响 10
3.1.5 小结 10
3.2 多酚氧化酶对紫花苜蓿青贮过程中蛋白质降解的影响研究 11
3.2.1 红三叶对紫花苜蓿青贮发酵品质的影响 11
3.2.2 红三叶对紫花苜蓿青贮过程中氮组分的影响 12
3.2.3 小结 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
4 结论 13
致谢 15
参考文献 15
紫花苜蓿青贮过程中蛋白质降解进程及调控研究
引言
1 前言
苜蓿是一种优良的豆科牧草，被称为“牧草之王”。它的粗蛋白含量很高，是高产奶牛优良的粗饲料来源之一。近年来，市场对苜蓿的需求日益增高，用于种植苜蓿的土地面积也在日益扩大。与制作苜蓿干草相比，苜蓿青贮能节省人力物力，易于机械化操作，不受天气状况的影响，且能够维持青绿饲料的特性。然而，普遍而言豆科牧草较难成功的青贮，主要原因在于其水溶性碳水化合物含量低、缓冲能较高。此外，虽然苜蓿作为一种良好的豆科牧草，其中含有大量的蛋白质，是质量上乘的蛋白质饲料。然而，我国苜蓿主产区的草产品生产机械化程度较低，除个别地区外，绝大多数都是人工收割和自然干燥。这种生产方式耗时长，叶片脱落严重，且易受天气情况影响，造成很大的营养物质损失，很难生产出优质的蛋白质饲料。所以，用一般的方法难以调制出良好的青贮饲料，会出现蛋白质大量降解。
在青贮过程中，由蛋白质的降解而导致氮组份的变化，进而使得青贮过程中粗蛋白大幅减少，其作为蛋白质饲料的价值也因以下降。我们将苜蓿中蛋白质的降解过程分解为两个阶段：第一个阶段中，缩氨酸被水解，大量的氨基酸和肽产生；第二个阶段中，氨基酸被进一步分解，大量产物生成，例如氨、有机酸和胺等。
苜蓿青贮过程中，蛋白质的降解一直在进行，而且形成了大量的非蛋白氮，降低了青贮饲料的品质。当苜蓿青贮完成时，在为被降解的蛋白质中，有很少一部分是可溶性蛋白质，很多研究都表明，在不可溶的膜结合蛋白一般在青贮过程中都不易被降解[1]。一般在青贮中，能够被迅速降解的都是可溶性蛋白，并且降解程度随着时间的延长而增大[2]。若从蛋白质的组成来分析，原生质中的可溶性蛋白以及叶绿体中的可溶性蛋白都可以被迅速降解，相反，叶绿体的不溶性膜蛋白却可以被大量保留。但是，若从其氨基酸组成以及营养价值分析，这部分蛋白质对畜体的营养价值的不够理想的。
研究发现影响青贮过程中蛋白分解的因素包括青贮饲料pH值,温度和干物质等，牧草在青贮时，青贮料的PH值会对蛋白质的降解程度造成很大的影响，究其原因，蛋白酶的活性会受到青贮中PH值的重要影响，且低PH值会抑制的植物蛋白酶的活性。将青贮过程中的PH值快速降低，如降低到5或者更低，不仅能够使得青贮料的品质得到保证，还能使得蛋白分解的程度被降低[3]。
蛋白酶的活性受温度的影响，从而影响蛋白质的降解程度。在一定温度内，如10℃至40℃中，蛋白酶的活性随着温度的升高而变大；但若温度超过一定范围，如50℃及以上，蛋白酶就会失去活性。然而，蛋白酶的耐热能力较强。虽然，青贮料的温度在实际生产中并不能轻易控制，但是，我们还是可以通过一些措施，例如快速装填、密封、压实等等，从而减少青贮窖中的氧气含量，来控制温度，并且进一步抑制温度的升高[4]。
牧草的蛋白质分解程度与其干物质的含量成反向相关。若苜蓿中干物质的含量大于或等于75%时，那么其蛋白质的降解程度就会很低[5]。究其根本，是因为苜蓿中干物质的含量会对乳酸菌的大量繁殖和青贮料的PH值造成影响。但是，这种相关程度会在干物质的含量少于50%时降低。例如当干物质的含量少于50%时，5天内其PH值会大幅下降。因此，贮料中PH值下降的速度及程度会被青贮过程中乳酸菌的含量和苜蓿的干物质的相互作用的程度影响，蛋白质的分解程度也会因此而不同。
通过调控pH、温度和干物质来减少蛋白的降解作用有限，有研究发现同样是豆科牧草的红三叶青贮过程中蛋白质降解远低于紫花苜蓿。Papadopoulos等将6种牧草经不同程度凋萎处理后进行青贮，发现青贮30天后，第一茬苜蓿NPN比例占总氮的19～62%，而红三叶NPN比例约为7～17%，第二茬苜蓿青贮饲料中NPN比例为48～66%，而红三叶仅为15～40%。Jones等比较了青贮7天后紫花苜蓿和红三叶蛋白的降解程度，发现苜蓿青贮饲料中NPN/TN增加了55%以上，而红三叶仅增加了34%左右。研究发现，不论是在青贮过程中或是在反刍动物的瘤胃中，蛋白质的降解程度与红三叶发生的褐变反应之间具有相关性。在酶促褐变反应中，多酚氧化酶被认为是起主导作用的酶。该反应中，它催化邻苯二酚氧化形成邻苯二醌，后者的亲电子活性较高，能够与亲核基团反应形成色素，如蛋白质、氨基酸、胺和氨基化合物等。因此，研究者推断多酚氧化酶是抑制红三叶青贮过程中蛋白质降解的主要因素[6]。
目录
目录
摘 要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
1 前言 4
2 材料与方法 5
2.1 多酚氧化酶对青贮过程中微生物和蛋白酶的影响研究 5
2.1.1 试验材料 5
2.1.2 试验设计 5
2.1.3 指标测定 5
2.2 多酚氧化酶对紫花苜蓿青贮过程中蛋白质降解的影响研究 6
2.2.1 试验材料 6
2.2.2 试验设计 7
2.2.3 指标测定 7
2.2.4 数据分析 7
3 结果与讨论 7
3.1 多酚氧化酶对青贮过程中微生物和蛋白酶的影响研究 7
3.1.1多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中游离氨基酸氮含量的影响 7
3.1.2 多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中氨态氮含量的影响 8
3.1.3多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中肽氮含量的影响 9
3.1.4多酚氧化酶对紫花苜蓿浸体液培养过程中非蛋白氮含量的影响 10
3.1.5 小结 10
3.2 多酚氧化酶对紫花苜蓿青贮过程中蛋白质降解的影响研究 11
3.2.1 红三叶对紫花苜蓿青贮发酵品质的影响 11
3.2.2 红三叶对紫花苜蓿青贮过程中氮组分的影响 12
3.2.3 小结 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
4 结论 13
致谢 15
参考文献 15
紫花苜蓿青贮过程中蛋白质降解进程及调控研究
引言
1 前言
苜蓿是一种优良的豆科牧草，被称为“牧草之王”。它的粗蛋白含量很高，是高产奶牛优良的粗饲料来源之一。近年来，市场对苜蓿的需求日益增高，用于种植苜蓿的土地面积也在日益扩大。与制作苜蓿干草相比，苜蓿青贮能节省人力物力，易于机械化操作，不受天气状况的影响，且能够维持青绿饲料的特性。然而，普遍而言豆科牧草较难成功的青贮，主要原因在于其水溶性碳水化合物含量低、缓冲能较高。此外，虽然苜蓿作为一种良好的豆科牧草，其中含有大量的蛋白质，是质量上乘的蛋白质饲料。然而，我国苜蓿主产区的草产品生产机械化程度较低，除个别地区外，绝大多数都是人工收割和自然干燥。这种生产方式耗时长，叶片脱落严重，且易受天气情况影响，造成很大的营养物质损失，很难生产出优质的蛋白质饲料。所以，用一般的方法难以调制出良好的青贮饲料，会出现蛋白质大量降解。
在青贮过程中，由蛋白质的降解而导致氮组份的变化，进而使得青贮过程中粗蛋白大幅减少，其作为蛋白质饲料的价值也因以下降。我们将苜蓿中蛋白质的降解过程分解为两个阶段：第一个阶段中，缩氨酸被水解，大量的氨基酸和肽产生；第二个阶段中，氨基酸被进一步分解，大量产物生成，例如氨、有机酸和胺等。
苜蓿青贮过程中，蛋白质的降解一直在进行，而且形成了大量的非蛋白氮，降低了青贮饲料的品质。当苜蓿青贮完成时，在为被降解的蛋白质中，有很少一部分是可溶性蛋白质，很多研究都表明，在不可溶的膜结合蛋白一般在青贮过程中都不易被降解[1]。一般在青贮中，能够被迅速降解的都是可溶性蛋白，并且降解程度随着时间的延长而增大[2]。若从蛋白质的组成来分析，原生质中的可溶性蛋白以及叶绿体中的可溶性蛋白都可以被迅速降解，相反，叶绿体的不溶性膜蛋白却可以被大量保留。但是，若从其氨基酸组成以及营养价值分析，这部分蛋白质对畜体的营养价值的不够理想的。
研究发现影响青贮过程中蛋白分解的因素包括青贮饲料pH值,温度和干物质等，牧草在青贮时，青贮料的PH值会对蛋白质的降解程度造成很大的影响，究其原因，蛋白酶的活性会受到青贮中PH值的重要影响，且低PH值会抑制的植物蛋白酶的活性。将青贮过程中的PH值快速降低，如降低到5或者更低，不仅能够使得青贮料的品质得到保证，还能使得蛋白分解的程度被降低[3]。
蛋白酶的活性受温度的影响，从而影响蛋白质的降解程度。在一定温度内，如10℃至40℃中，蛋白酶的活性随着温度的升高而变大；但若温度超过一定范围，如50℃及以上，蛋白酶就会失去活性。然而，蛋白酶的耐热能力较强。虽然，青贮料的温度在实际生产中并不能轻易控制，但是，我们还是可以通过一些措施，例如快速装填、密封、压实等等，从而减少青贮窖中的氧气含量，来控制温度，并且进一步抑制温度的升高[4]。
牧草的蛋白质分解程度与其干物质的含量成反向相关。若苜蓿中干物质的含量大于或等于75%时，那么其蛋白质的降解程度就会很低[5]。究其根本，是因为苜蓿中干物质的含量会对乳酸菌的大量繁殖和青贮料的PH值造成影响。但是，这种相关程度会在干物质的含量少于50%时降低。例如当干物质的含量少于50%时，5天内其PH值会大幅下降。因此，贮料中PH值下降的速度及程度会被青贮过程中乳酸菌的含量和苜蓿的干物质的相互作用的程度影响，蛋白质的分解程度也会因此而不同。
通过调控pH、温度和干物质来减少蛋白的降解作用有限，有研究发现同样是豆科牧草的红三叶青贮过程中蛋白质降解远低于紫花苜蓿。Papadopoulos等将6种牧草经不同程度凋萎处理后进行青贮，发现青贮30天后，第一茬苜蓿NPN比例占总氮的19～62%，而红三叶NPN比例约为7～17%，第二茬苜蓿青贮饲料中NPN比例为48～66%，而红三叶仅为15～40%。Jones等比较了青贮7天后紫花苜蓿和红三叶蛋白的降解程度，发现苜蓿青贮饲料中NPN/TN增加了55%以上，而红三叶仅增加了34%左右。研究发现，不论是在青贮过程中或是在反刍动物的瘤胃中，蛋白质的降解程度与红三叶发生的褐变反应之间具有相关性。在酶促褐变反应中，多酚氧化酶被认为是起主导作用的酶。该反应中，它催化邻苯二酚氧化形成邻苯二醌，后者的亲电子活性较高，能够与亲核基团反应形成色素，如蛋白质、氨基酸、胺和氨基化合物等。因此，研究者推断多酚氧化酶是抑制红三叶青贮过程中蛋白质降解的主要因素[6]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/cykx/6.html
