饲料加工过程中非淀粉多糖酶的催化作用研究

张海亮 张芹 李建文 刘红 赵磊 张伟

颗粒饲料加工过程中，调质、制粒及冷却前期物料的温度常处在80～90℃，水分含量为15%左右，在这样条件下，酶制剂的活性会有一定的降低。如木聚糖酶在75～95℃时，其活性会降低15%～30%；β-葡聚糖酶65℃条件下保存时，酶活力迅速下降，4 h后仅剩余11.2%；大多数纤维素酶在70～80℃时，15～60 min失活。因此，虽然在饲料加工过程维持这种高温状态的时间较短，但是酶制剂的活性降低是不可避免。但从理论上来看，调质、制粒及冷却过程的温度条件也处于饲料中常用的NSP酶制剂产生催化降解的范围。如大多数纤维素酶一般最适温度为40～65℃；β-葡聚糖酶反应最适温度为35～37℃；65.4℃为纤维素酶降解纤维素的最佳温度。即制粒过程既可能导致NSP酶被灭活，同时也满足其产生催化的条件。本研究拟通过对制粒过程中加有复合非淀粉多糖酶小麦型饲料纤维、半纤维以及还原糖的测定，研究含复合非淀粉多糖酶饲料在加工时催化降解作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料及方法

1.1.1 试验饲料配方

小麦65%、豆粕24%、菜粕5%、石粉1%、磷酸氢钙1.7%、盐0.3%、油2%、预混料1%。

小麦饲粮专用复合酶，酶谱组成为：木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、纤维素酶。酶制剂来源：武汉新华扬生物股份有限公司。

1.1.2 检测仪器及药品

碱滴定管（50 ml）、吸量管（1 ml和 2 ml）、容量瓶（100 ml）、烧杯、量筒（10 ml、100 ml）、电热恒温水浴锅、722分光光度计；分析天平（1/10000）、冷凝器或冷凝装置2套、抽滤瓶、布氏漏斗高脚烧杯、古式坩埚、滴管、洗瓶、真空泵、调温电热板、烘箱、马福炉等。

DNS试剂、0.1%葡萄糖标准液、85%乙醇；中性洗涤剂（3%十二烷基硫酸钠）、酸性洗涤剂（2%十六烷三甲基溴化铵）、1.00 mol/l硫酸、酸性石棉、无水亚硫酸钠、丙酮、十氢化萘（或正辛醇）。

1.1.3 饲料加工设备

武汉工业学院湖北省饲料工程技术研究中心100 kg/h颗粒饲料加工机组，包括爪式粉碎机、不锈钢混合机、18型实验用制粒机及配套设备。

1.2 试验方法

1.2.1 试验分组及步骤

试验设置了试验组和对照组。对照组物料是按试验饲料配方配制的饲料，试验组是在试验饲料配方的基础上，按0.02%比例添加小麦饲粮专用复合酶。

试验组和对照组饲料在相同的条件下，进行加工，在各取样点取样后，对相关测定指标进行测定。每组饲料重复三次试验。

1.2.2 饲料加工条件

环境室温24℃、相对湿度49%原料的粉碎采用孔径Φ1.0 mm的粉碎机，原料混合时间为5 min。蒸汽压强0.46 MPa，调质后物料温度：75℃左右。

1.2.3 取样

分别在调质前、调质器出料口、制粒机出料口和冷却20 min后采集样品。

1.2.4 纤维测定

中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、纤维素的测定及半纤维素的计算均采用范氏（Van Soest）测定法测定。

1.2.5 还原糖的测定

还原糖的测定采用比色法。即将试样的水溶滤液与DNS进行反应，利用分光光度计测定其光吸收值，并将其与葡萄糖溶液标准曲线进行对照，查得其还原糖含量。

由于样品在测定过程中，需经过50℃加热处理，非淀粉多糖酶可产生降解作用，从而严重影响测定结果。因此，测定前，样品经115℃干热处理60 min，以消除影响。

为了使测定结果有横向可比性，本文所列各指标测定值（计算值）均按干基计算。

2 结果与讨论

2.1 还原糖

测定结果如表1所示。

表1 制粒过程中，饲料中还原糖含量测定结果（%）

试验结果表明：不添加非淀粉多糖酶时，制粒过程中，饲料中还原糖含量无显著变化；添加酶制剂饲料在调质和制粒过程中，还原糖含量均有极显著差异，冷却前后还原糖含量无显著变化。经制粒加工，加酶饲料中还原糖含量增加17.76%(P＜0.01)。

2.2 中性洗涤纤维素、酸性洗涤纤维、半纤维素及纤维素

测定值见表2、表3，根据测定结果计算出的半纤维素、纤维素含量见表4、表5。

表2 制粒过程中，饲料中中性洗涤纤维含量测定结果（%）

表3 制粒过程中，饲料中酸性洗涤纤维含量测定结果（%）

表4 制粒过程中，饲料中半纤维素含量计算结果（%）

表5 制粒过程中，饲料中纤维素含量测定结果（%）

试验结果表明：制粒过程中，对照组饲料中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维以及半纤维素含量无显著变化；试验组在制粒过程中，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维均有极显著降低（P＜0.01）；半纤维素含量在调质及制粒过程中有极显著降低（P＜0.01），但冷却过程中没有显著变化。试验组中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及半纤维素含量经制粒加工后分别降低4.03、2.61和1.41个百分点，降低率分别为：23.70%、29.33%和17.43%。各取样点中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及半纤维素含量，试验组与对照组相比，除混合后无显著差异外，均有极显著减少（P＜0.01）。制粒加工过程中，对照组纤维素含量无明显变化，而试验组经冷却后，纤维素的含量相对于加工前下降了0.44个百分点（P＜0.05），降低率为 26.35%。

3 结论

试验表明，添加非淀粉多糖酶饲料在制粒过程中，还原糖含量增加17.76%(P＜0.01)。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及半纤维素含量分别降低4.03、2.61和1.41个百分点，降低率分别为23.70%、29.33%和17.43%；纤维素含量降低了0.44个百分点，降低率为26.35%。非淀粉多糖酶在饲料制粒加工过程中产生了催化降解的作用。

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