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8种市售小聚糖酶产品对饲料原料体外酶解的效果比较

崔细鹏 王敏



摘要:为了评价几种单一酶、复合酶对饲料原料的水解效果,进行了体外酶解试验。共采用3种单一酶制剂(木聚糖酶):酶制剂1号、2、3号;5种复合酶制剂:酶制剂3、4、5、6、7、8号。预试验显示上述酶有基本相似的最适水解反应参数:料水比为1:10、pH5.5、温度37℃和时间5小时。在此参数下,研究添加木聚糖添加量为10U/g饲料原料浓度梯度进行体外酶解。实验结果显示:以还原糖增长率为指标,不同来源的酶,酶解效果差异显著。
关键词:体外酶解;复合酶:酶解效果
在小麦、玉米、豆粕、菜粕等植物性饲料原料中存在着大量的非淀粉多糖(NSP),特別是阿拉伯木聚糖,是重要的抗营养因子。对动物消化吸收存在一定的抗营养作用。众多研究表明,添加木聚糖酶能降解饲粮中的木聚糖、降低食糜黏度、减少微生物的定植、维持肠道正常结构。近年来对木聚糖酶的研究发现,它应用于饲料中提高了饲料营养价值,突破了饲料资源开发利用的局限,增强了动物的生产与抗病能力,减少了动物排泄物造成的污染,作为一种环保添加剂,在发展环保型畜牧业中具有十分重要的意义与价值。目前在酶制剂产品的质量分析方面还没有统一的方法,主要是测定酶的活力。由于酶活测定方法多样且不统一,测定结果很难进行相互间的比较。作为饲用酶制剂,其应用价值受多方面因素的影响,仅靠酶活指标还不能评价酶的质量。在动物日粮中按照设计比例添加木聚糖酶,建立体外酶解评价体系,可以为饲料酶的使用提供试验依据。
1 材料与方法
1.1试剂及仪器
(1)精密pH计(0.01)、分析天平(0.01g)、离心机、分光光度计、恒温振荡水浴锅等。
(2)pH5.5的0.1mol/l的乙酸-乙酸钠缓冲液。
(3)10%三氯乙酸溶液。
1.2底物制备
实验饲料原料底物包括小麦、豆粕、玉米、米糠粕、黄粉、棉粕、菜粕和麸皮,干燥粉碎过24目。
1.3酶样品来源
本试验采用的木聚糖酶产品来自国内外不同厂家的木聚糖酶产品。表1是这些酶的基本信息。
1.4试验步骤及测定方法
1.4.1实验设计了对照组(不加酶)和加酶组两个处理。
对照组:称取10.00g底物饲料,按料:水=1:10.(水指pH5.5的0.1mol/l的乙酸-乙酸钠缓冲液)。与酶解样放在一起,酶解开始后,每隔1小时振荡一次,速度120r/min。酶解结束后,加入5ml10%三氯乙酸溶液,取出酶解样品适量4000r/min离心10min,收集上清夜,待测。
加酶组:称取10.00g底物饲料,最终添加木聚糖酶:10U/g原料、50U/g原料、100U/g原料;料:水=1:10(水指pH5.5的0.1mol/l的乙酸-乙酸钠缓冲液)。酶解温度:37℃,共酶解5个小时,酶解开始后,每隔1小时振荡一次,一次10分钟,速度120r/min。酶解结束后,加入5ml 10%三氯乙酸溶液.取出酶解样品适量4000r/min离心10min,收集上清夜,待测。
1.4.2测定指标
酶解后的样品测定可溶性还原糖含量.采用DNS法测定。
标准曲线制备:配制1mg/ml的标准葡萄糖液,吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8ml,补水至2ml,再加入3,5—二硝基水杨酸溶液1.5ml,沸水显色5min,然后用流水迅速冷却,用水定容至20ml,用振荡器摇匀。以蒸馏水空白调零,在540nm处比色。以OD值为横坐标,还原糖浓度(mg/ml)为总坐标,绘制标准曲线。
样品测定:加入吸取适量的样液,置于25ml容量瓶中,补水补至2ml,再加入3,5—二硝基水杨酸溶液1.5ml,沸水显色5min,然后用流水迅速冷却,用水定容至20ml,用振荡器摇匀。以蒸馏水调零,在540nm处比色,参照葡萄糖标准曲线求出还原糖的含量。
还原糖增长率(%)=(加酶组-对照组)/对照组*100
2结果与讨论
2.1 8种木聚糖酶产品对玉米的体外酶解还原糖增长率(%)见表2
8种酶制剂产品对玉米的还原糖增长率分别为1号(188.5%)、2号(25.50/0)、3号(24.5%)、4号(10.7%)、5号(17.1%)、6号(98.1%)、7号(6.9%)、8号(27.8%)。其中1号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了188.5%:酶解效果较好的是6号,还原糖增长率分别为98.1%:酶解效果最差的是7号仅为6.90%。
2.2 8种木聚糖酶产品对小麦的体外酶解还原糖增长率(%)见表3
8种酶制剂产品对小麦的还原糖增长率分别为1号(254.8%)、2号(101.7%)、3号(86.2%)、4号(32.1%)、5号(64.3%)、6号(118.5%)、7号(13.09%)、8号(l31.9%)。其中1号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了254.8%;酶解效果较好的是2、6、8号,还原糖增长率分别为101.7% /118.5%、131.9%:酶解效果最差的是7号仅为13.09%。
2.3 8种木聚糖酶产品对麸皮的体外酶解还原糖增长率(%)见表4
8种酶制剂产品对麸皮的还原糖增长率分别为1号(75.7%)、2号(55.8%)、3号(75.7%)、4号(33.1%)、5号(49.4%)、6号(83.6%)、7号(24.6%)、8号(40.7%)。其中1、3、6号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了55.8%、49.4%、40.7%;酶解效果较好的是2、5、8号,还原糖增长率分别为101.7%/118.5%、131.9%:酶解效果最差的是7号仅为24.6%。
2.4 8种木聚糖酶产品对黄粉的体外酶解还原糖增长率(%)见表5
8种酶制剂产品对黄粉的还原糖增长率从上表可知:其中1、6号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了56.4%、51.2%:酶解效果较好的是3号,还原糖增长率分别为47.1%:酶解效果最差的是7号仅为11.4%。
2.5 8种木聚糖酶产品对米糠粕的体外酶解还原糖增长率(%)见表6
8種酶制剂产品对米糠粕的还原糖增长率从上表可知:其中1号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了10.3%;酶解效果较好的是5、6号,还原糖增长率分别为6.01%、6.51%:酶解效果最差的是7号,基本无效果。
2.6 8种木聚糖酶产品对豆粕的体外酶解还原糖增长率(%)见表7
8种酶制剂产品对豆粕的还原糖增长率从上表可知:其中8号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了219.0%;酶解效果较好的是1、2、6号,还原糖增长率分别为52.7%、45.6%、48.2%;酶解效果最差的是7号,基本无效果。
2.7 8种木聚糖酶产品对菜粕的体外酶解还原糖增长率(%)见表8
8种酶制剂产品对菜粕的还原糖增长率从上表可知:其中8号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了395.1%:酶解效果较好的是1号,还原糖增长率分别为91.3%;酶解效果最差的是4、7号,还原糖增长率为5.00%。
2.8 8种木聚糖酶产品对棉粕的体外酶解还原糖增长率(%)见表9
8种酶制剂产品对棉粕的还原糖增长率从上表可知:其中3、8号的酶解效果最好,还原糖增长率达到了120.4%、104.2%:酶解效果较好的是2号,还原糖增长率分别为82.0%:酶解效果最差的是4号,基本无效果。
3 结果分析与讨论
3.1体外法是目前许多企业反映酶制剂作用效果的主要方法,该方法研究省时,省力,省钱,可以快速达到试验目的。该方法除了还原糖的测定以外还包括表观消化率,粘度的测定。虽然与体内的条件差距较大,但是可作为快速评价酶制剂好坏的一种方法。
3.2本试验中涉及到8种酶,其中有4种复合酶(2、4、5、6号),3种单一的木聚糖酶(1、3号)。1个液体发酵木聚糖酶(7号)和1个固体发酵木聚糖酶(8号)。复合酶酶种可能包括有:木聚糖酶、纤维素酶、酸性蛋白酶、α-淀粉酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、果胶酶等等:酶来源可能也不同:有毕赤酵母发酵、细菌性木聚糖酶、曲霉固体发酵所得木聚糖酶等等。1号木聚糖酶对饲料原料酶解效果明显(除了棉粕),3号对棉粕的酶解还原糖增长量达到了120.4%,可能是该酶对棉粕中的木聚糖这种底物具有很强的专一性,能与该酶中的催化域很好的结合。8号对蛋白原料酶解还原糖增长率特别显著。原因可能是因为不同来源的酶由于其空间结构,催化结构域等不同,因此会对不同饲料原料的酶解产生不同的效果。
3.3 DNS体外酶解法是一种快速有效简捷的测定方法,其中有些因素会干扰试验的结果。本试验中酶的稀释浓度对试验结果影响较大。当D540>0.5时,得到的降解率结果偏低:当OD540<0.2时,得到的降解率结果偏高:当0.2
参考文献(略)
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