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生物技术与环保之三——来自养殖业的污染

(2008-05-07 10:33:10)
标签:

杂谈

分类: 地上之文章

一般来说,人们认为环境污染都是来自于现代工业。其实不然,传统的产业,比如说禽畜养殖,照样导致环境的恶化。经济的发展,必然导致对肉类需求量的增加。世界范围内,肉类需求的增长一直高于人口的增长,这在发展中国家尤其明显。传统小家小户型的养殖方式,显然无法满足这种需求。而大规模现代化养殖业里,禽畜粪便就成了一个重要的问题。

在小农经济的生产方式下,禽畜粪便通常也作为“有机肥料”被再利用。而在大规模的养殖场里,大量粪便的产生使得养殖场的生态环境大为恶化,而相应的收集处理运输都成为大问题。这些粪便进入自然环境也带来细菌滋生等问题。在美国,这个问题受到高度重视。我认识的一个教授获得了几百万美元的经费来研究禽畜粪便的监控和处理。

除了对粪便的处理之外,通过改良饲料来减少粪便的排放是目前迅速发展的一个方向。禽畜饲料通常是一些不易消化的植物成分,比如纤维素、果胶等等。通过对饲料进行酶处理,增加饲料的消化性能,从而增加饲料的转化率,最终减少粪便的产生。目前用得比较广泛的酶有淀粉酶、果胶酶、戊聚糖酶、蛋白酶、葡萄糖酶、木聚糖酶、半纤维素酶等等。这些酶的作用,都是把本来不能消化要成为粪便的饲料成分降解成可被禽畜利用的成分。

一个很好的例子是植酸酶的应用。磷是动物生长必需的元素,而植物中也含有许多的有机磷。但是,这些磷主要与肌醇结合以植酸的方式存在,而不能被单胃动物比如猪狗等降解。在典型的动物饲料中,50-80%的磷会原封不动地排出体外。一方面这些成分进入自然界成为“磷污染”,就像含磷洗衣粉一样。另一方面,为了禽畜的健康生长,还得另外加入磷。植酸酶是饲料中天然存在的,但是其浓度和热不稳定性限制了它的作用。通过外加植酸酶,不仅提高了饲料的利用率,而且减少了磷的排放。目前,外加植酸酶可以把排放的磷减少35%。虽然这看来已经不错,其实要远未达到极限。植酸酶的应用依赖于酶技术的进步,因为成本的原因,只有在人们认为环境成本超过了酶成本的地方才会被采用。

一般的动物饲料都要进行热处理以杀死致病细菌,通常的酶也会在加过程中失去活性。为了实现酶的作用,酶解和热处理就只能分开进行。如果酶的热稳定性得到提高,就有可能把酶解和热处理合二为一,从而降低饲料的成本。

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