■ 雷 龍 李 強(qiáng) 馮 志 方 勇 張丹丹 王立偉 任 瑩,3 趙勝軍,3*
(1.武漢輕工大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430023;2.通遼市科爾沁畜牧工作站,內(nèi)蒙古通遼028000;3.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料安全湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢430023)
淀粉是谷物、籽實(shí)和塊根塊莖飼料中的主要組成成分,也是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中重要的供能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),淀粉是飼料分析和食品檢測(cè)中需要經(jīng)常測(cè)定的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)之一,因此,淀粉的測(cè)定方法除了要求測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確外,還需要操作簡(jiǎn)便和快捷。代立剛等(2013)[1]對(duì)測(cè)定總淀粉含量的方法進(jìn)行了分類(lèi),介紹了常用方法、標(biāo)準(zhǔn)方法和近幾年發(fā)展的新方法,對(duì)各種方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用的類(lèi)型進(jìn)行了評(píng)論,對(duì)人們?cè)谶x擇總淀粉含量測(cè)定的方法時(shí)起到一定的參考作用。常用的方法有比色法、酶解法、酸解法和旋光法等。
J.Holm等(1986)[2]提出的快速分析測(cè)定淀粉的方法被認(rèn)為是最準(zhǔn)確、最經(jīng)典的測(cè)定淀粉的方法,在該方法中樣品先后經(jīng)過(guò)熱穩(wěn)定性α-淀粉酶(α-amylase)、淀粉葡萄糖苷酶(amyloglucosidase)和葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase)的處理,然后用分光光度計(jì)在450 nm下比色測(cè)定。該方法具有準(zhǔn)確、快速的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是三種酶制劑在國(guó)內(nèi)很難同時(shí)購(gòu)得,而且酶制劑規(guī)格千差萬(wàn)別,同時(shí)由于酶制劑價(jià)格昂貴,造成了測(cè)定成本會(huì)很高,因此限制了該方法的推廣應(yīng)用。張平等(2005)[3]參考Megazyme公司試劑盒提供的方法[Mc?cleary等(1997、1994)[4-5];Englyst等(1988)[6]],結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,探討利用酶水解準(zhǔn)確、方便、快捷的測(cè)定飼料中總淀粉含量,為飼料行業(yè)測(cè)定總淀粉提供一種參考方法。但是由于該試劑盒價(jià)格昂貴而沒(méi)有得到廣泛推廣。Isabel(1997)[7]將J.Holm等(1986)[2]采用的酶解法進(jìn)一步優(yōu)化后,使淀粉的測(cè)定更加簡(jiǎn)便快捷,并且統(tǒng)一采用Sigma公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化酶制劑,使該酶解法得到廣泛應(yīng)用。國(guó)標(biāo)中飼料淀粉含量測(cè)定方法——旋光法,使用試劑、儀器較少 ,過(guò)程簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,但不適用于含有光學(xué)活性且不溶于體積分?jǐn)?shù)40%乙醇的淀粉以外的物質(zhì),或是富含葡萄糖或含直鏈淀粉超過(guò)40%的產(chǎn)品。酸解法是目前食品工業(yè)中測(cè)定淀粉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法,有研究表明,酸解法只適用于測(cè)定淀粉含量較低(不超過(guò)40%)的飼料飼料[8]。本試驗(yàn)采用Isabel(1997)[7]提出的酶解法對(duì)20余種飼料原料中淀粉含量進(jìn)行了測(cè)定,同時(shí)據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件用酸解法測(cè)定淀粉含量作為驗(yàn)證。
收集常用動(dòng)物飼料樣品20余種,包括能量飼料(玉米、小麥、麩皮、米糠)、蛋白質(zhì)飼料(豆粕、棉粕、菜粕、葵花籽粕、棕櫚仁粕)等,風(fēng)干,過(guò)40目篩,裝在廣口瓶中備用。
采用《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》(楊勝,1993)[9]中的方法測(cè)定飼料樣品的干物質(zhì)含量。
1.2.1 試驗(yàn)方法
酸解法具體方法按照國(guó)標(biāo)GB/T5009.9—2008執(zhí)行[10],酶解法參照Isabel(1997)[7]的方法。
1.2.2 試驗(yàn)原理
將淀粉完全分散在強(qiáng)堿溶液中,調(diào)節(jié)溶液的pH值,將淀粉分解成葡萄糖。再通過(guò)使用Tris-葡萄糖氧化酶(Tris-Glucose Oxidase,TGO)試劑測(cè)定葡萄糖的釋放量。將測(cè)定葡萄糖的含量乘以轉(zhuǎn)化因子0.9即得淀粉的含量。
1.2.3 主要試劑及儀器
醋酸鈉(國(guó)藥集團(tuán),化學(xué)純)、林聯(lián)茴香胺(國(guó)藥集團(tuán),化學(xué)純)、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品(國(guó)藥集團(tuán),分析純)、苯甲酸(國(guó)藥集團(tuán),化學(xué)純)、淀粉葡萄糖苷酶(Sigma,10115)、曲拉通(Sigma,N50)、葡萄糖氧化酶(Sigma,G7141)、辣根過(guò)氧化物酶(Sigma,P8375)、粉碎機(jī)、錐形瓶、振蕩水浴鍋、100 ml容量瓶、渦旋振蕩器、200 μl進(jìn)樣器、pH計(jì)。
1.2.4 試驗(yàn)步驟
1.2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
① 用無(wú)水葡萄糖配制250 μg/ml的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別量取0、40、60、80、100、120、140、160、180、200 μl葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 ml離心管中;
②各試管中分別加入蒸餾水,均調(diào)整為200 μl;
③在試管中分別加入TGO(Tris-葡萄糖氧化酶試劑)溶液3 ml,37 ℃水浴60 min。
④取出試管并用冷水沖洗試管終止反應(yīng),室溫放置15 min,用分光光度計(jì)在420 nm波長(zhǎng)下用1cm比色杯比色,測(cè)定吸光值;
⑤以葡萄糖含量為橫坐標(biāo),以吸光值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出其回歸方程:y=ax+b。式中:y——吸光值;
x——葡萄糖的含量(μg)。
1.2.4.2 試驗(yàn)樣品的測(cè)定
①樣品采集
準(zhǔn)確稱(chēng)取100 mg混合樣品于100 ml的試管內(nèi),其中包括四個(gè)重復(fù)。
②樣品水解
在試管中加入少量蒸餾水和 2 mol/l NaOH溶液,渦旋振蕩均勻后轉(zhuǎn)移到錐形瓶中,40℃水浴劇烈振蕩 60 min。用 2 mol/l的HCl溶液、0.1 mol/l的HCl溶液和0.4 mol/l的醋酸鈉緩沖溶液調(diào)節(jié)試管內(nèi)溶液pH值至4.75左右。加蒸餾水定容至100 ml,再取10 ml溶液于錐形瓶中,加入活性單位為200 U的淀粉葡萄糖苷酶。將錐形瓶置于恒溫振蕩器中水浴3 h后,取錐形瓶中10 ml溶液轉(zhuǎn)移到100 ml容量瓶中定容。
③樣品測(cè)定
取容量瓶中200 μl溶液到試管中,加入3 ml TGO試劑,在37℃水浴60 min。取出試管,用冷水沖洗試管終止反應(yīng),室溫放置15 min,在420 nm下用蒸餾水調(diào)零,1 cm比色杯比色,測(cè)定吸光值。參考所作標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算葡萄糖含量,淀粉含量為葡萄糖值乘以0.9。
酶解法和酸解法測(cè)定的22種飼料原料淀粉含量結(jié)果見(jiàn)表1。
方勇等(2015)[8]研究了飼料纖維水平對(duì)淀粉含量測(cè)定方法準(zhǔn)確性的影響,結(jié)果表明,在有纖維的條件下,酶解法測(cè)定淀粉含量比酸解法和蒽酮比色法更準(zhǔn)確,同時(shí)也表明酶解法更適合測(cè)定飼料中淀粉的含量。本文主要介紹了一種利用酶水解測(cè)定總淀粉含量的方法,并測(cè)定了22種常見(jiàn)飼料原料中總淀粉的含量,同時(shí)與國(guó)標(biāo)(酸解法)測(cè)定的淀粉數(shù)據(jù)比較,驗(yàn)證酶解法測(cè)定的準(zhǔn)確性。
從酶解法試驗(yàn)結(jié)果可以看出玉米、小麥、麩皮和米糠等能量飼料中淀粉含量比較高,介于29.25%~72.13%之間,且酶解法測(cè)定結(jié)果趨向高于酸解法的測(cè)定結(jié)果,這同蔣雁(2007)[11]研究相同,可能是由于鹽酸水解淀粉不完全所致。豆粕、全脂膨化豆粕、菜粕、棉粕和葵花籽粕等蛋白飼料中淀粉含量普遍偏低,介于9.37%~19.73%。國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口DDGS中淀粉含量分別為12.88%和15.66%,棕櫚粕中淀粉的含量較低。通過(guò)與酸解法測(cè)定結(jié)果比較,表明酶解法測(cè)定的飼料原料淀粉含量具參考意義。本文介紹的這種利用酶解法測(cè)定總淀粉含量的方法,及測(cè)定了22種飼料原料的淀粉值,可以為今后淀粉測(cè)定的研究作參考。
表1 常用飼料原料淀粉含量(%)
① 相較于國(guó)標(biāo)(酸水解法),酶解法測(cè)定玉米、小麥、麩皮和米糠等能量飼料原料以及菜粕、米糠粕、棉粕等蛋白飼料原料中淀粉含量數(shù)據(jù)更具參考性;
②本文研究的酶解法對(duì)葵花籽粕、國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口DDGS中淀粉含量的測(cè)定具有一定的參考意義。