崔細(xì)鵬 王敏
摘要:為了評價幾種單一酶、復(fù)合酶對飼料原料的水解效果,進(jìn)行了體外酶解試驗。共采用3種單一酶制劑(木聚糖酶):酶制劑1號、2、3號;5種復(fù)合酶制劑:酶制劑3、4、5、6、7、8號。預(yù)試驗顯示上述酶有基本相似的最適水解反應(yīng)參數(shù):料水比為1:10、pH5.5、溫度37℃和時間5小時。在此參數(shù)下,研究添加木聚糖添加量為10U/g飼料原料濃度梯度進(jìn)行體外酶解。實驗結(jié)果顯示:以還原糖增長率為指標(biāo),不同來源的酶,酶解效果差異顯著。
關(guān)鍵詞:體外酶解;復(fù)合酶:酶解效果
在小麥、玉米、豆粕、菜粕等植物性飼料原料中存在著大量的非淀粉多糖(NSP),特別是阿拉伯木聚糖,是重要的抗?fàn)I養(yǎng)因子。對動物消化吸收存在一定的抗?fàn)I養(yǎng)作用。眾多研究表明,添加木聚糖酶能降解飼糧中的木聚糖、降低食糜黏度、減少微生物的定植、維持腸道正常結(jié)構(gòu)。近年來對木聚糖酶的研究發(fā)現(xiàn),它應(yīng)用于飼料中提高了飼料營養(yǎng)價值,突破了飼料資源開發(fā)利用的局限,增強(qiáng)了動物的生產(chǎn)與抗病能力,減少了動物排泄物造成的污染,作為一種環(huán)保添加劑,在發(fā)展環(huán)保型畜牧業(yè)中具有十分重要的意義與價值。目前在酶制劑產(chǎn)品的質(zhì)量分析方面還沒有統(tǒng)一的方法,主要是測定酶的活力。由于酶活測定方法多樣且不統(tǒng)一,測定結(jié)果很難進(jìn)行相互間的比較。作為飼用酶制劑,其應(yīng)用價值受多方面因素的影響,僅靠酶活指標(biāo)還不能評價酶的質(zhì)量。在動物日糧中按照設(shè)計比例添加木聚糖酶,建立體外酶解評價體系,可以為飼料酶的使用提供試驗依據(jù)。
1 材料與方法
1.1試劑及儀器
(1)精密pH計(0.01)、分析天平(0.01g)、離心機(jī)、分光光度計、恒溫振蕩水浴鍋等。
(2)pH5.5的0.1mol/l的乙酸-乙酸鈉緩沖液。
(3)10%三氯乙酸溶液。
1.2底物制備
實驗飼料原料底物包括小麥、豆粕、玉米、米糠粕、黃粉、棉粕、菜粕和麩皮,干燥粉碎過24目。
1.3酶樣品來源
本試驗采用的木聚糖酶產(chǎn)品來自國內(nèi)外不同廠家的木聚糖酶產(chǎn)品。表1是這些酶的基本信息。
1.4試驗步驟及測定方法
1.4.1實驗設(shè)計了對照組(不加酶)和加酶組兩個處理。
對照組:稱取10.00g底物飼料,按料:水=1:10.(水指pH5.5的0.1mol/l的乙酸-乙酸鈉緩沖液)。與酶解樣放在一起,酶解開始后,每隔1小時振蕩一次,速度120r/min。酶解結(jié)束后,加入5ml10%三氯乙酸溶液,取出酶解樣品適量4000r/min離心10min,收集上清夜,待測。
加酶組:稱取10.00g底物飼料,最終添加木聚糖酶: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-乙酸鈉緩沖液)。酶解溫度:37℃,共酶解5個小時,酶解開始后,每隔1小時振蕩一次,一次10分鐘,速度120r/min。酶解結(jié)束后,加入5ml 10%三氯乙酸溶液.取出酶解樣品適量4000r/min離心10min,收集上清夜,待測。
1.4.2測定指標(biāo)
酶解后的樣品測定可溶性還原糖含量.采用DNS法測定。
標(biāo)準(zhǔn)曲線制備:配制1mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液,吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8ml,補(bǔ)水至2ml,再加入3,5—二硝基水楊酸溶液1.5ml,沸水顯色5min,然后用流水迅速冷卻,用水定容至20ml,用振蕩器搖勻。以蒸餾水空白調(diào)零,在540nm處比色。以O(shè)D值為橫坐標(biāo),還原糖濃度(mg/ml)為總坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
樣品測定:加入吸取適量的樣液,置于25ml容量瓶中,補(bǔ)水補(bǔ)至2ml,再加入3,5—二硝基水楊酸溶液1.5ml,沸水顯色5min,然后用流水迅速冷卻,用水定容至20ml,用振蕩器搖勻。以蒸餾水調(diào)零,在540nm處比色,參照葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線求出還原糖的含量。
還原糖增長率(%)=(加酶組-對照組)/對照組*100
2結(jié)果與討論
2.1 8種木聚糖酶產(chǎn)品對玉米的體外酶解還原糖增長率(%)見表2
8種酶制劑產(chǎn)品對玉米的還原糖增長率分別為1號(188.5%)、2號(25.50/0)、3號(24.5%)、4號(10.7%)、5號(17.1%)、6號(98.1%)、7號(6.9%)、8號(27.8%)。其中1號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了188.5%:酶解效果較好的是6號,還原糖增長率分別為98.1%:酶解效果最差的是7號僅為6.90%。
2.2 8種木聚糖酶產(chǎn)品對小麥的體外酶解還原糖增長率(%)見表3
8種酶制劑產(chǎn)品對小麥的還原糖增長率分別為1號(254.8%)、2號(101.7%)、3號(86.2%)、4號(32.1%)、5號(64.3%)、6號(118.5%)、7號(13.09%)、8號(l31.9%)。其中1號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了254.8%;酶解效果較好的是2、6、8號,還原糖增長率分別為101.7% /118.5%、131.9%:酶解效果最差的是7號僅為13.09%。
2.3 8種木聚糖酶產(chǎn)品對麩皮的體外酶解還原糖增長率(%)見表4
8種酶制劑產(chǎn)品對麩皮的還原糖增長率分別為1號(75.7%)、2號(55.8%)、3號(75.7%)、4號(33.1%)、5號(49.4%)、6號(83.6%)、7號(24.6%)、8號(40.7%)。其中1、3、6號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了55.8%、49.4%、40.7%;酶解效果較好的是2、5、8號,還原糖增長率分別為101.7%/118.5%、131.9%:酶解效果最差的是7號僅為24.6%。
2.4 8種木聚糖酶產(chǎn)品對黃粉的體外酶解還原糖增長率(%)見表5
8種酶制劑產(chǎn)品對黃粉的還原糖增長率從上表可知:其中1、6號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了56.4%、51.2%:酶解效果較好的是3號,還原糖增長率分別為47.1%:酶解效果最差的是7號僅為11.4%。
2.5 8種木聚糖酶產(chǎn)品對米糠粕的體外酶解還原糖增長率(%)見表6
8種酶制劑產(chǎn)品對米糠粕的還原糖增長率從上表可知:其中1號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了10.3%;酶解效果較好的是5、6號,還原糖增長率分別為6.01%、6.51%:酶解效果最差的是7號,基本無效果。
2.6 8種木聚糖酶產(chǎn)品對豆粕的體外酶解還原糖增長率(%)見表7
8種酶制劑產(chǎn)品對豆粕的還原糖增長率從上表可知:其中8號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了219.0%;酶解效果較好的是1、2、6號,還原糖增長率分別為52.7%、45.6%、48.2%;酶解效果最差的是7號,基本無效果。
2.7 8種木聚糖酶產(chǎn)品對菜粕的體外酶解還原糖增長率(%)見表8
8種酶制劑產(chǎn)品對菜粕的還原糖增長率從上表可知:其中8號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了395.1%:酶解效果較好的是1號,還原糖增長率分別為91.3%;酶解效果最差的是4、7號,還原糖增長率為5.00%。
2.8 8種木聚糖酶產(chǎn)品對棉粕的體外酶解還原糖增長率(%)見表9
8種酶制劑產(chǎn)品對棉粕的還原糖增長率從上表可知:其中3、8號的酶解效果最好,還原糖增長率達(dá)到了120.4%、104.2%:酶解效果較好的是2號,還原糖增長率分別為82.0%:酶解效果最差的是4號,基本無效果。
3 結(jié)果分析與討論
3.1體外法是目前許多企業(yè)反映酶制劑作用效果的主要方法,該方法研究省時,省力,省錢,可以快速達(dá)到試驗?zāi)康?。該方法除了還原糖的測定以外還包括表觀消化率,粘度的測定。雖然與體內(nèi)的條件差距較大,但是可作為快速評價酶制劑好壞的一種方法。
3.2本試驗中涉及到8種酶,其中有4種復(fù)合酶(2、4、5、6號),3種單一的木聚糖酶(1、3號)。1個液體發(fā)酵木聚糖酶(7號)和1個固體發(fā)酵木聚糖酶(8號)。復(fù)合酶酶種可能包括有:木聚糖酶、纖維素酶、酸性蛋白酶、α-淀粉酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶等等:酶來源可能也不同:有畢赤酵母發(fā)酵、細(xì)菌性木聚糖酶、曲霉固體發(fā)酵所得木聚糖酶等等。1號木聚糖酶對飼料原料酶解效果明顯(除了棉粕),3號對棉粕的酶解還原糖增長量達(dá)到了120.4%,可能是該酶對棉粕中的木聚糖這種底物具有很強(qiáng)的專一性,能與該酶中的催化域很好的結(jié)合。8號對蛋白原料酶解還原糖增長率特別顯著。原因可能是因為不同來源的酶由于其空間結(jié)構(gòu),催化結(jié)構(gòu)域等不同,因此會對不同飼料原料的酶解產(chǎn)生不同的效果。
3.3 DNS體外酶解法是一種快速有效簡捷的測定方法,其中有些因素會干擾試驗的結(jié)果。本試驗中酶的稀釋濃度對試驗結(jié)果影響較大。當(dāng)D540>0.5時,得到的降解率結(jié)果偏低:當(dāng)OD540<0.2時,得到的降解率結(jié)果偏高:當(dāng)0.2
參考文獻(xiàn)(略)