The evolution and application of enzymes in the animal feed industry: the role of data interpretation

ABSTRACT

1. Enzymes have been used commercially for nearly 40 years and save significant costs through sparing of expensive nutrients but the mechanism by which this is achieved is still debated.

2. The research focused on non-starch polysaccharidase (NSPase) enzymes is used as an example of where greater progress could have been made if the details of the work had been described more fully and the analysis of the data generated had been broader in scope and more critical.

3. Lack of standardisation of the details presented in the materials and methods has been identified as a significant barrier to meaningful retrospective analysis and thus limits advances in the understanding of the mode of action of these enzymes.

4. The identity of the enzyme employed and its activity is often lacking, and more importantly the purity is rarely disclosed. Contaminant activities which are neither listed nor assayed could play a significant role in the responses observed.

5. The dose optimum of most enzymes is often considerably higher than that employed in most studies. Thus studies claiming synergy between two ‘activities’ should ensure that the response is not related to each enzyme simply augmenting the dose of just one activity in the finished feed. This is a common problem, and coupled with the lack of factorial experiments to justify the presence of each enzyme in a multi-enzyme product, it is not surprising that there is still debate as to whether single or multi-enzymes are best suited poultry rations.

6. The three proposed mechanisms for NSPases (viscosity, cell wall and prebiotic) are discussed, and along with their strengths and weaknesses it is suggested that a re-evaluation of each is needed. Viscosity may have to be re-evaluated as being a function not only of the cereal being fed, but of the age of the animal as well. The cell wall theory as described is poorly modelled in vitro and hence the validity of these data is questioned. The prebiotic theory may need significant modification as it appears that the quantities of oligomers produced are insufficient to generate the additional volatile fatty acids (VFA)’s reported. It is likely that all three mechanisms play a role in the responses observed, but the prebiotic mechanism probably plays by far the most important part in low viscosity diets.

7. Future research would be improved if it considered all potential mechanisms when designing a trial. Significant failings are apparent as a result of adherence to tenets in explanation of the results. Most importantly, it should be emphasised that a hypothesis is there to be tested, not defended.     

茉莉花茶加工技术与吸香机理研究现状

为了进一步综合地认识茉莉花茶窨制的工艺本质、完善茉莉花茶窨制技术,本文综述和分析了茉莉花茶加工技术及吸香机理的研究现状,并对后续研究进行了展望。     

干热河谷印楝树干液流密度动态变化特征研究

采用TDP技术对金沙江干热河谷元谋段主要造林树种印楝的树干液流密度动态变化进行了观测,得到3点主要结论:①无论干热季节或湿润季节,印楝树干液流密度昼夜变化的规律性较强,呈明显的单峰曲线;②由干热季节转向湿润季节时,印楝树干液流密度呈下降趋势,5年生印楝在5月、7月及10月的典型晴天里的树干液流密度日变化平均值分别为12.11、7.48及6.90cm3·cm-2·h-1;③在干热季节里印楝蒸腾耗水具有相当的被动性,而在湿润季节时其蒸腾耗水则表现出主动性和平氨性,反映了印楝在不同季节里的耗水机制差异.     

仓房自动堆包机的研制与设计

仓房自动堆包机是专门为粮食储藏和粮食加工企业研制的一款有限空间堆包设备。它不仅能在有限空间将粮包提升到目标高度、自动堆放,而且还能替代多人工作,设备操作简单、方便、灵活,可实现粮食储藏和食品加工企业有限仓房机械化作业。     

植物TIR1/AFBs基因家族研究进展

TIR1/AFBs基因家族是一种存在于细胞核中的生长素受体,属于F-box蛋白基因中的一个小亚族。它们通过与相关生长素相结合活化转录因子来促进基因的表达,从而进行调控,是生长素信号转导过程中的关键部分。为了深入研究生长素信号转导机制,从TIR1/AFBs基因家族的发现与结构,家族成员表达模式的差异及对植物生长发育方面的调节等方面概括介绍了TIR1/AFBs基因家族的分子调控机制,总结了TIR1/AFBs基因的功能。最后探讨了TIR1/AFBs基因的研究方向。     

离地高度可调的减振式履带驱动机构设计

履带式农田作业车由于其优异的通过性与稳定的行驶性能,被广泛使用于南方丘陵地区。针对传统履带底盘采用刚性悬架,无法调节离地高度,行驶时乘坐舒适性较差的问题,设计了一种离地高度可调的减振式履带驱动机构。该机构采用分离式设计,将整个驱动机构分为上层承载架与下层行驶架,通过在上、下层之间设置液压缸与弹性元件,达到在一定区间内调节车辆离地高度与减少车身振动的目的。通过对关键部件进行重点设计,并对其工作过程进行简要分析,该机构在理论上能达到设计要求。     

农业机器人并联视觉云台研究

针对智能农用机器人对机器视觉工作范围的需求,提出了一种用于农业机器人的并联视觉云台设计方案。基于双摇杆的输入输出特性,提出了一种运动支链设计方法,用于构建二自由度全球面工作空间解耦并联机构。在此基础上,衍生出两种可行的运动支链P5R和PRR,基于这两种运动支链,设计了2种二自由度全球面工作空间并联视觉云台RRP5R和RRPRR。通过运动学分析,分别建立了2种机构的位置关系表达式;通过尺寸优化,得到了2种机构的最优杆长比;通过对比得出,RRP5R型并联视觉云台具有更好的输入输出性能;通过有限元分析,研究了载荷对RRP5R型并联视觉云台运动精度的影响。结果表明,RRP5R机构强度满足要求,但杆件的累积弹性变形导致运动副的位移偏差较大。     

行星轮系水稻钵苗移栽机构正反求设计方法研究

为了解决现有行星轮系水稻钵苗移栽机构较难同时具备理想的移栽轨迹和姿态的问题,提出了正向设计与局部轨迹微调的反求设计相结合的设计方法。以非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构的设计为例,阐述该方法的实现过程。建立行星轮系水稻钵苗移栽机构设计要求,并分析其工作原理,在前期正向设计的基础上,局部调整其移栽静轨迹,通过反求设计进一步优化设计移栽机构。进行局部反求设计的运动学分析和运动学建模,基于Matlab平台开发计算机辅助设计软件,通过人机交互的方式得到移栽机构的机构参数,使其不仅满足移栽臂移栽的姿态要求,同时获得更理想的移栽工作轨迹。根据最终得到的机构参数设计移栽机构结构,完成三维建模、虚拟仿真试验,加工、装配移栽机构物理样机,完成了高速摄像运动学试验。将移栽机构理论计算、虚拟仿真、样机试验得到的移栽静轨迹比较,同时逐一将轨迹相关参数、取秧角、推秧角、角度差等设计目标参数与相应数值化目标进行对比,结果显示,均满足要求,验证了设计方法的正确性。与以往单一的正向设计、反求设计方法相比,该方法设计的移栽机构不仅具有更优的移栽工作轨迹,也可满足较好的移栽姿态要求。     

外来植物土荆芥入侵的化学基础探讨

土荆芥为藜科藜属一年生或多年生直立草本植物,1864年首次发现于中国台湾省台北淡水,2010年1月7日被列入中国《第二批外来入侵植物种名单》。目前对土荆芥的入侵学研究主要集中在生物学、生态学、化学成分、他感作用、逆境抗性等方面,因此其入侵机制主要是化学武器假说,如次生代谢旺盛,具化感潜力,抗逆性强等。但并未从分子学角度进行相关研究,如土荆芥的遗传进化特点、土荆芥入侵的分子标记、土荆芥的代谢组学等。尤其是土荆芥入侵之后,其与本土植物的种子萌发速度或生长速度比较(优先效应),目前尚未有报道。因此,未来在上述研究的基础上,必须对其分子生物学开展深入研究,尤其应重点研究土荆芥入侵的优先效应机制。     

美国奶业新特点、新趋势及对中国的启示

美国奶业发展历史悠久,其生产端、消费端乃至流通贸易方面长期积累的丰富经验,对中国奶业振兴具有一定的参考价值。笔者对2000年以来美国奶业生产、价格、消费、贸易等方面所呈现的新特点进行分析,对奶业相关的支持政策及其变化趋势进行梳理。研究发现,近年来,美国奶牛场数量向北部和西部集中,500头以上规模化牧场成为主流,奶牛存栏增加;技术进步推动奶牛单产突破10 t,生鲜乳产量接近1亿t。基于分级定价的乳成分定价机制不断完善,近5年生鲜乳价格低位运行,2019年快速复苏。乳制品加工业向龙头企业集中,奶酪是主要加工产品。乳制品消费逐年增长,年人均消费量达292.90 kg,奶酪是主要增长点且增速加快。乳制品贸易波动增加,出口目的地集中在北美、东亚和东南亚地区,品类以奶粉、奶酪和乳清为主。奶业产业支持政策广泛涵盖生产、消费、贸易等各环节,各政策间功能互补、协调配套,形成了强大的政策合力与综合效能。美国奶业在产业组织、运行机制、政策配套等方面的经验与做法,对推动完善中国奶业利益联结机制、优化生鲜乳价格形成机制、完善奶业支持政策体系和培育乳制品消费习惯等方面具有重要启示。