■陽(yáng)艷林 李婉華 黃廣明

(建明工業(yè)（珠海）有限公司，廣東珠海519040)

近20年，飼用酶制劑的發(fā)展異常速猛，已從探索性研究階段發(fā)展到廣大養(yǎng)殖者較廣泛認(rèn)同和使用的階段。其中，蛋白酶作為可以催化蛋白質(zhì)肽鏈水解的一類(lèi)酶，成為應(yīng)用于飼料行業(yè)最為廣泛的酶制劑之一。國(guó)內(nèi)外大量研究數(shù)據(jù)表明，在豆粕、魚(yú)粉等常規(guī)蛋白原料和菜粕、棉粕、DDGS、羽毛粉等非常規(guī)蛋白原料中添加外源蛋白酶，可以改善動(dòng)物生產(chǎn)性能和養(yǎng)分消化率，增進(jìn)動(dòng)物健康，減少環(huán)境污染等（劉東霞，2013；黃明媛，2014；徐哲，2015）。但是，外源蛋白酶是否對(duì)占飼料日糧比重較大的谷物類(lèi)飼料中的蛋白具有同樣的改善效果的研究試驗(yàn)比較少。谷物類(lèi)飼料蛋白質(zhì)雖然含量低，約為8%～11%，但因其在全價(jià)飼料和日糧中占有很大的比例，故其蛋白質(zhì)總量在飼料中也占有重要位置。因此本試驗(yàn)通過(guò)兩步法模擬動(dòng)物胃腸環(huán)境，測(cè)定添加不同濃度的蛋白酶對(duì)不同谷物飼料消化作用的影響，為蛋白酶在應(yīng)用添加中提供一定的數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 外源蛋白酶

由建明工業(yè)（珠海）有限公司提供。

1.2 體外酶解試驗(yàn)

體外酶解試驗(yàn)采用胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步酶解法（白燕，2015）。體外胃腸模擬條件如下：胃環(huán)境下，緩沖液 pH 值為 2.5～3.0，胃蛋白酶（sigma）濃度為54.89 U/g食糜，37℃恒溫下消化60 min；腸環(huán)境下，加入磷酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)pH值至6.8～7.0，并添加5 mg/g底物的胰蛋白酶（sigma）溶液，在37℃恒溫?fù)u床中培養(yǎng)3 h。消化完成后的殘?jiān)M(jìn)行干物質(zhì)消化率及蛋白質(zhì)消化率的測(cè)定。蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法；干物質(zhì)含量的測(cè)定采用100～105℃烘箱干燥法。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每種谷物原料分別進(jìn)行體外酶解試驗(yàn)，每組設(shè)3個(gè)不同水平蛋白酶添加組（0、150、300 g/t），每個(gè)水平設(shè)3個(gè)重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源蛋白酶對(duì)玉米、高梁消化率的影響（見(jiàn)表1）

表1 外源蛋白酶對(duì)玉米、高梁消化率的影響

由表1可知，與對(duì)照組相比，外源蛋白酶改善了玉米和高梁的粗蛋白消化率。兩種谷物的粗蛋白消化率都在60%左右，干物質(zhì)消失率約在25%左右。300 g/t添加量下對(duì)玉米粗蛋白和干物質(zhì)的改善效果比150 g/t的添加量更佳，與對(duì)照組相比分別提高了18.5%、25.5%。外源蛋白酶對(duì)高梁干物質(zhì)消化率的改善效果雖然不明顯，但對(duì)粗蛋白消化率的改善效果相對(duì)較好，與對(duì)照組相比分別提高了1.5%和3%。

2.2 外源蛋白酶對(duì)碎米、大麥消化率的影響（見(jiàn)表2）

由表2可知，與對(duì)照組相比，外源蛋白酶對(duì)碎米和大麥的粗蛋白、干物質(zhì)消化率均有改善作用。300 g/t的添加效果比150 g/t的添加效果更好，對(duì)粗蛋白消化率的改善與對(duì)照組相比，分別提高了6.7%和12.6%；對(duì)干物質(zhì)消化率的改善與對(duì)照組相比分別提高了23%和11.6%。

表2 外源蛋白酶對(duì)碎米、大麥消化率的影響

2.3 外源蛋白酶對(duì)小麥消化率的影響（見(jiàn)表3）

表3 外源蛋白酶對(duì)小麥消化率的影響

由表3可知，外源蛋白酶能明顯改善小麥粗蛋白的消化率，不同的添加劑下與對(duì)照組相比，分別提高了3%和10.3%。對(duì)干物質(zhì)消化率的改善雖然與添加量不是呈正相關(guān)，但與對(duì)照組相比，均有增加的趨勢(shì)。

3 討論

飼料中添加蛋白酶有多方面的作用，一方面蛋白質(zhì)飼料中含有較多的抗?fàn)I養(yǎng)因子，這類(lèi)物質(zhì)不但會(huì)阻礙動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的消化、吸收和利用，還可能引起動(dòng)物腹瀉等過(guò)敏反應(yīng)，嚴(yán)重影響動(dòng)物的健康和生長(zhǎng)發(fā)育。而添加外源蛋白酶可以減少飼料中的這些抗?fàn)I養(yǎng)作用，從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。另一方面蛋白酶可直接提高蛋白原料的蛋白質(zhì)消化利用率，特別對(duì)于幼齡動(dòng)物來(lái)說(shuō)，由于消化機(jī)能尚未發(fā)良完全，內(nèi)源蛋白酶分泌不足，因此在飼料中加入外源蛋白酶可以彌補(bǔ)不足的問(wèn)題，助其消化。同時(shí)外源蛋白酶作用位點(diǎn)的不同，可將一些動(dòng)物內(nèi)源性蛋白酶難以消化的蛋白質(zhì)水解為肽和氨基酸。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加外源蛋白酶可以提高谷物原料粗蛋白的消化率，并隨著添加劑量（酶活）的增加而提高。同一水平的外源蛋白酶添加下（300 g/t），對(duì)玉米、碎米的粗蛋白消化率基本在70%左右，對(duì)高梁、大麥的粗蛋白消化率則在60%左右，對(duì)小麥的消化率可以高達(dá)100%。五種谷物粗蛋白消化率依次為小麥＞碎米＞玉米＞大麥＞高梁，但對(duì)玉米、高梁、碎米、小麥和大麥五種谷物粗蛋白消化率的改善效果與對(duì)照組相比，分別提高了18.5%、2.0%、6.7%、10.3%和12.6%。由此可見(jiàn)，改善效果最好的是玉米，對(duì)高梁的改善作用最小。杜彥龍（2016）用體外酶解方法和仿生消化法研究蛋白酶對(duì)不同類(lèi)型日糧的研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶對(duì)高梁型日糧的小肽含量和粗蛋白消化率的影響均低于雜粕型日糧，更低于豆粕型日糧。這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果相似，外源蛋白酶對(duì)高梁粗蛋白消化率的改善較低，可能主要是高梁富含醇溶蛋白及麥醇溶蛋白，這種蛋白具有較強(qiáng)的疏水性，在水溶液中呈現(xiàn)致密的棒狀結(jié)構(gòu)，從而使得蛋白酶與之接觸的面積減少，導(dǎo)致催化效率降低。

外源蛋白酶對(duì)五種谷物原料干物質(zhì)的消化率影響存在差異，其中對(duì)玉米和碎米的改善作用與添加量呈正相關(guān)，對(duì)小麥、大麥與對(duì)照組相比，都有一定程度的改善，但對(duì)高梁幾乎沒(méi)有影響，這可能與高梁存在大量醇溶蛋白包裹，減少與蛋白酶接觸面積有關(guān)。

4 結(jié)論

外源蛋白酶對(duì)測(cè)試的五種谷物原料的粗蛋白消化率和干物質(zhì)均有明顯的改善效果，除高梁以外，對(duì)消化率的改善效果隨著添加量的提高而增加。五種谷物原料中，以小麥粗蛋白消化率最高，高達(dá)90%以上，但以玉米的改善效果最好。與對(duì)照組相比，300 g/t的添加量對(duì)玉米、高梁、碎米、小麥、大麥粗蛋白消化率分別提高了18.5%、3.0%、6.7%、10.3%和12.6%。