張海亮 張芹 李建文 劉紅 趙磊 張偉
顆粒飼料加工過程中,調(diào)質(zhì)、制粒及冷卻前期物料的溫度常處在80~90℃,水分含量為15%左右,在這樣條件下,酶制劑的活性會(huì)有一定的降低。如木聚糖酶在75~95℃時(shí),其活性會(huì)降低15%~30%;β-葡聚糖酶65℃條件下保存時(shí),酶活力迅速下降,4 h后僅剩余11.2%;大多數(shù)纖維素酶在70~80℃時(shí),15~60 min失活。因此,雖然在飼料加工過程維持這種高溫狀態(tài)的時(shí)間較短,但是酶制劑的活性降低是不可避免。但從理論上來看,調(diào)質(zhì)、制粒及冷卻過程的溫度條件也處于飼料中常用的NSP酶制劑產(chǎn)生催化降解的范圍。如大多數(shù)纖維素酶一般最適溫度為40~65℃;β-葡聚糖酶反應(yīng)最適溫度為35~37℃;65.4℃為纖維素酶降解纖維素的最佳溫度。即制粒過程既可能導(dǎo)致NSP酶被滅活,同時(shí)也滿足其產(chǎn)生催化的條件。本研究擬通過對制粒過程中加有復(fù)合非淀粉多糖酶小麥型飼料纖維、半纖維以及還原糖的測定,研究含復(fù)合非淀粉多糖酶飼料在加工時(shí)催化降解作用。
1.1.1 試驗(yàn)飼料配方
小麥65%、豆粕24%、菜粕5%、石粉1%、磷酸氫鈣1.7%、鹽0.3%、油2%、預(yù)混料1%。
小麥飼糧專用復(fù)合酶,酶譜組成為:木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、纖維素酶。酶制劑來源:武漢新華揚(yáng)生物股份有限公司。
1.1.2 檢測儀器及藥品
堿滴定管(50 ml)、吸量管(1 ml和 2 ml)、容量瓶(100 ml)、燒杯、量筒(10 ml、100 ml)、電熱恒溫水浴鍋、722分光光度計(jì);分析天平(1/10000)、冷凝器或冷凝裝置2套、抽濾瓶、布氏漏斗高腳燒杯、古式坩堝、滴管、洗瓶、真空泵、調(diào)溫電熱板、烘箱、馬福爐等。
DNS試劑、0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液、85%乙醇;中性洗滌劑(3%十二烷基硫酸鈉)、酸性洗滌劑(2%十六烷三甲基溴化銨)、1.00 mol/l硫酸、酸性石棉、無水亞硫酸鈉、丙酮、十氫化萘(或正辛醇)。
1.1.3 飼料加工設(shè)備
武漢工業(yè)學(xué)院湖北省飼料工程技術(shù)研究中心100 kg/h顆粒飼料加工機(jī)組,包括爪式粉碎機(jī)、不銹鋼混合機(jī)、18型實(shí)驗(yàn)用制粒機(jī)及配套設(shè)備。
1.2.1 試驗(yàn)分組及步驟
試驗(yàn)設(shè)置了試驗(yàn)組和對照組。對照組物料是按試驗(yàn)飼料配方配制的飼料,試驗(yàn)組是在試驗(yàn)飼料配方的基礎(chǔ)上,按0.02%比例添加小麥飼糧專用復(fù)合酶。
試驗(yàn)組和對照組飼料在相同的條件下,進(jìn)行加工,在各取樣點(diǎn)取樣后,對相關(guān)測定指標(biāo)進(jìn)行測定。每組飼料重復(fù)三次試驗(yàn)。
1.2.2 飼料加工條件
環(huán)境室溫24℃、相對濕度49%原料的粉碎采用孔徑Φ1.0 mm的粉碎機(jī),原料混合時(shí)間為5 min。蒸汽壓強(qiáng)0.46 MPa,調(diào)質(zhì)后物料溫度:75℃左右。
1.2.3 取樣
分別在調(diào)質(zhì)前、調(diào)質(zhì)器出料口、制粒機(jī)出料口和冷卻20 min后采集樣品。
1.2.4 纖維測定
中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、纖維素的測定及半纖維素的計(jì)算均采用范氏(Van Soest)測定法測定。
1.2.5 還原糖的測定
還原糖的測定采用比色法。即將試樣的水溶濾液與DNS進(jìn)行反應(yīng),利用分光光度計(jì)測定其光吸收值,并將其與葡萄糖溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對照,查得其還原糖含量。
由于樣品在測定過程中,需經(jīng)過50℃加熱處理,非淀粉多糖酶可產(chǎn)生降解作用,從而嚴(yán)重影響測定結(jié)果。因此,測定前,樣品經(jīng)115℃干熱處理60 min,以消除影響。
為了使測定結(jié)果有橫向可比性,本文所列各指標(biāo)測定值(計(jì)算值)均按干基計(jì)算。
測定結(jié)果如表1所示。
表1 制粒過程中,飼料中還原糖含量測定結(jié)果(%)
試驗(yàn)結(jié)果表明:不添加非淀粉多糖酶時(shí),制粒過程中,飼料中還原糖含量無顯著變化;添加酶制劑飼料在調(diào)質(zhì)和制粒過程中,還原糖含量均有極顯著差異,冷卻前后還原糖含量無顯著變化。經(jīng)制粒加工,加酶飼料中還原糖含量增加17.76%(P<0.01)。
測定值見表2、表3,根據(jù)測定結(jié)果計(jì)算出的半纖維素、纖維素含量見表4、表5。
表2 制粒過程中,飼料中中性洗滌纖維含量測定結(jié)果(%)
表3 制粒過程中,飼料中酸性洗滌纖維含量測定結(jié)果(%)
表4 制粒過程中,飼料中半纖維素含量計(jì)算結(jié)果(%)
表5 制粒過程中,飼料中纖維素含量測定結(jié)果(%)
試驗(yàn)結(jié)果表明:制粒過程中,對照組飼料中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維以及半纖維素含量無顯著變化;試驗(yàn)組在制粒過程中,中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維均有極顯著降低(P<0.01);半纖維素含量在調(diào)質(zhì)及制粒過程中有極顯著降低(P<0.01),但冷卻過程中沒有顯著變化。試驗(yàn)組中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及半纖維素含量經(jīng)制粒加工后分別降低4.03、2.61和1.41個(gè)百分點(diǎn),降低率分別為:23.70%、29.33%和17.43%。各取樣點(diǎn)中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及半纖維素含量,試驗(yàn)組與對照組相比,除混合后無顯著差異外,均有極顯著減少(P<0.01)。制粒加工過程中,對照組纖維素含量無明顯變化,而試驗(yàn)組經(jīng)冷卻后,纖維素的含量相對于加工前下降了0.44個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05),降低率為 26.35%。
試驗(yàn)表明,添加非淀粉多糖酶飼料在制粒過程中,還原糖含量增加17.76%(P<0.01)。中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及半纖維素含量分別降低4.03、2.61和1.41個(gè)百分點(diǎn),降低率分別為23.70%、29.33%和17.43%;纖維素含量降低了0.44個(gè)百分點(diǎn),降低率為26.35%。非淀粉多糖酶在飼料制粒加工過程中產(chǎn)生了催化降解的作用。
[1]王成章,王恬.飼料學(xué)[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,2003(6):24-25.
[2]賀建華.飼料分析與檢測[M].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2005(3):20-92.
[3]楊鳳.動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)[M].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2000(12):74.
[4]徐學(xué)萬,張芳.纖維素酶的特性及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].糧食與食品工業(yè),2001(4):14-17.
[5]錢發(fā)鐘,王新華.飼料纖維素酶的研究進(jìn)展[J].中國微生物學(xué)雜志,2002,5(14):308-310.
[6]譚權(quán),張克英,丁雪梅.木聚糖酶對不同能量飼料的體外酶解效果研究[J].動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào),2007,19(5):593-599.