棉粕非淀粉多糖的體外酶解效果研究

王 潔 ，李鐵軍 ，崔志杰 ，易 克 ，方 俊

（1.湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.中國科學院亞熱帶農業生態研究所，湖南 長沙 410125）

現今畜牧業對蛋白飼料的需求越來越大，棉粕是一種優秀的蛋白質飼料，由于飼料來源充足且蛋白質含量高，早已被應用于農業生產中[1]，但棉粕非淀粉多糖含量高，極大地限制了棉粕的應用[2]。棉粕中的總非淀粉多糖含量高于玉米，達到320 g/kg[3]，因此，利用酶對棉粕中的非淀粉多糖進行降解，以降低其抗營養作用，使其營養物質得到充分利用非常必要[4-6]。筆者測定了4種非淀粉多糖單體酶，木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶和果膠酶降解棉粕的最佳酶濃度，以及棉粕的非淀粉多糖含量及其單糖組成，為復合酶的組合及新飼料的合理充分利用提供了依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料 實驗所用酶由武漢新華揚公司提供，固體酶酶活分別為木聚糖酶50 000 U/g,甘露聚糖酶15 000 U/G,葡聚糖酶45 000 U/g，果膠酶1 000 U/g。酶活定義為：在該酶的最適條件下，每分鐘從3 mg/mL溶液中釋放1 μmol還原糖所需酶量。1.1.2 供試試劑 硼氫化鈉、乙酸乙酯、乙酸酐、1-甲基咪唑，耐熱α-淀粉酶、葡糖苷淀粉酶、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、果糖、核糖、鼠李糖、肌醇購于supelco，阿洛糖購于sigma公司，除了標樣和乙酸乙酯為色譜純以外，其他試劑均為AR級別。

1.2 方法

1.2.1 體外酶解法 采用單因子設計，設置飼料原料重量為1 g，在一定水分（料水比為1∶10），以動物（豬）腸道生理條件為標準溫度40℃（水浴）和pH（5.0）條件下作用2 h，梯度設計酶添加量(5個梯度)，每個水平4個重復，分別考察NSP酶水平對常用飼料原料中阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、β-甘露聚糖、纖維素的降解效果[7]。

1.2.2 氣象色譜的條件及測定指標 載氣：N2，壓力200 kpa；輔助氣體:空氣，壓力60 kpa；助燃氣體：氫氣，壓力50 kpa；進樣方式：分流進樣，分流比5；汽化室溫度：200℃；FID氫火焰檢測器：溫度210℃；程序升溫：柱起始溫度160℃，保持3 min，5 min內升溫至210℃，保持35 min。

按照theander等的uppsala方法為基礎[7]進行修改，用氣相測定棉粕中可溶和不可溶非淀粉多糖含量。

1.2.3 數據處理 用excel先對數據進行簡單處理，然后再用spss16.0對數據進行方差分析，用ducan進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 木聚糖酶對棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表1可知，添加不同水平木聚糖酶對可溶性非淀粉多糖的降解效果不同。添加木聚糖酶的阿拉伯糖和木糖含量均低于未添加組，而對其他糖降解不明顯，這是因為木聚糖酶降解了阿拉伯糖和木聚糖，從而減少了這兩種單糖的含量。當木聚糖濃度為 4 000 U/kg時，對棉粕的阿拉伯糖和木聚糖降解效果最明顯，降解率分別為20.03%和43.9%，總可溶性非淀粉多糖降解率最大為4.98%。

表1 木聚糖酶對棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

2.2 木聚糖酶對棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表2可知，添加不同水平木聚糖酶對不可溶性非淀粉多糖的降解效果不同，跟木聚糖酶對棉粕可溶性非淀粉多糖的降解效果一樣，添加木聚糖酶的阿拉伯糖和木糖含量均低于未添加組，而對其他糖降解不明顯。當木聚糖濃度為4 000 U/kg時，對棉粕的阿拉伯糖和木聚糖降解效果最明顯，降解率分別為13.46%和8.52%，總不可溶性非淀粉多糖降解率最大為6.06%。

表2 木聚糖酶對棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

2.3 甘露聚糖酶對棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表3可知，添加不同水平甘露聚糖酶對可溶性非淀粉多糖的降解效果不同。添加甘露聚糖酶的甘露糖和葡萄糖含量均低于未添加組，而對其他糖降解不明顯，這是因為甘露聚糖是由甘露糖和葡萄糖組成的，甘露聚糖酶降解甘露聚糖成單糖，從而減少了這甘露糖和葡萄糖的含量。對于可溶性的非淀粉多糖來說，當甘露聚糖酶濃度為4 000 U/kg時，棉粕甘露糖和葡萄糖降解效果最明顯，降解率分別為19.89%和13.74%，總可溶性非淀粉多糖降解率最大為10.38%。

表3 甘露聚糖酶對棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

2.4 甘露聚糖酶對棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表4可知，添加不同水平甘露聚糖酶對非可溶性非淀粉多糖的降解效果不同。添加甘露聚糖酶的甘露糖和葡萄糖含量均低于未添加組，而對其他糖降解不明顯，對于非可溶性的非淀粉多糖來說，當甘露聚糖酶濃度為5 000 U/kg時，棉粕甘露糖和葡萄糖降解效果最明顯，降解率分別為39.96%和25.94%，總非可溶性非淀粉多糖降解率最大為16.09%。

表4 甘露聚糖酶對棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

3 討論

添加木聚糖酶對不可溶性非淀粉多糖的降解效果比可溶性非淀粉多糖的降解效果顯著；添加不同水平木聚糖酶，可溶性非淀粉多糖降解率最大為4.98%，不可溶性非淀粉多糖降解率最大為6.06%，兩者的最適宜酶濃度都是4 000 U/kg；添加甘露聚糖酶對不可溶性非淀粉多糖的降解效果比可溶性非淀粉多糖的降解效果顯著；可溶性非淀粉多糖降解率最大為10.38%，不可溶性非淀粉多糖降解率最大為16.09%，可溶性nsp的最適合甘露聚糖酶活為4 000 U/kg,不可溶nsp的最適合甘露聚糖酶活為5 000 U/kg。

[1] Rinchard J.Effect of feeding cottonseed meal-containing diets to broodstock rainbow trout and their impact on the growth of their progenies[J].Aquaculture,2003,217:77-87.

[2] Zong J,Cheng J.Apparent digestibility coefficients and nutrition al value of cottonseed meal for rainbow trout[J].Aquaculture,2002,212：361-372.

[3] 劉 強.我國麥類飼料中非淀粉多糖抗營養作用機理的研究[D].北京：中國農業科學院，1998.

[4] 潘海寶.酶制劑對飼料中非淀粉多糖的作用 [J].中國飼料，2002，（4）：15-16.

[5] 尹紅梅，張國民，郭照輝，等.生態養豬發酵床菌種產蛋白酶特性的研究[J].湖南農業科學，2010，（2）：116-118.

[6] 張慎忠，張克英，丁雪梅，等.蛋白質飼料木聚糖含量及其體外酶解效果研究[J].動物營養學報，2007，19（6）：719-724.

[7] Theander，Aman P，Westerlund E，et al.The Uppsala method for rapid analysis of total dietary fiber,New Developments in Dietary Fiber[M].New York：Plenum Press,1990.