棉粕非淀粉多糖的体外酶解效果研究

王 洁 ，李铁军 ，崔志杰 ，易 克 ，方 俊

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.中国科学院亚热带农业生态研究所，湖南 长沙 410125）

现今畜牧业对蛋白饲料的需求越来越大，棉粕是一种优秀的蛋白质饲料，由于饲料来源充足且蛋白质含量高，早已被应用于农业生产中[1]，但棉粕非淀粉多糖含量高，极大地限制了棉粕的应用[2]。棉粕中的总非淀粉多糖含量高于玉米，达到320 g/kg[3]，因此，利用酶对棉粕中的非淀粉多糖进行降解，以降低其抗营养作用，使其营养物质得到充分利用非常必要[4-6]。笔者测定了4种非淀粉多糖单体酶，木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶和果胶酶降解棉粕的最佳酶浓度，以及棉粕的非淀粉多糖含量及其单糖组成，为复合酶的组合及新饲料的合理充分利用提供了依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料 实验所用酶由武汉新华扬公司提供，固体酶酶活分别为木聚糖酶50 000 U/g,甘露聚糖酶15 000 U/G,葡聚糖酶45 000 U/g，果胶酶1 000 U/g。酶活定义为：在该酶的最适条件下，每分钟从3 mg/mL溶液中释放1 μmol还原糖所需酶量。1.1.2 供试试剂 硼氢化钠、乙酸乙酯、乙酸酐、1-甲基咪唑，耐热α-淀粉酶、葡糖苷淀粉酶、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、果糖、核糖、鼠李糖、肌醇购于supelco，阿洛糖购于sigma公司，除了标样和乙酸乙酯为色谱纯以外，其他试剂均为AR级别。

1.2 方法

1.2.1 体外酶解法 采用单因子设计，设置饲料原料重量为1 g，在一定水分（料水比为1∶10），以动物（猪）肠道生理条件为标准温度40℃（水浴）和pH（5.0）条件下作用2 h，梯度设计酶添加量(5个梯度)，每个水平4个重复，分别考察NSP酶水平对常用饲料原料中阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、β-甘露聚糖、纤维素的降解效果[7]。

1.2.2 气象色谱的条件及测定指标 载气：N2，压力200 kpa；辅助气体:空气，压力60 kpa；助燃气体：氢气，压力50 kpa；进样方式：分流进样，分流比5；汽化室温度：200℃；FID氢火焰检测器：温度210℃；程序升温：柱起始温度160℃，保持3 min，5 min内升温至210℃，保持35 min。

按照theander等的uppsala方法为基础[7]进行修改，用气相测定棉粕中可溶和不可溶非淀粉多糖含量。

1.2.3 数据处理 用excel先对数据进行简单处理，然后再用spss16.0对数据进行方差分析，用ducan进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 木聚糖酶对棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表1可知，添加不同水平木聚糖酶对可溶性非淀粉多糖的降解效果不同。添加木聚糖酶的阿拉伯糖和木糖含量均低于未添加组，而对其他糖降解不明显，这是因为木聚糖酶降解了阿拉伯糖和木聚糖，从而减少了这两种单糖的含量。当木聚糖浓度为 4 000 U/kg时，对棉粕的阿拉伯糖和木聚糖降解效果最明显，降解率分别为20.03%和43.9%，总可溶性非淀粉多糖降解率最大为4.98%。

表1 木聚糖酶对棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

2.2 木聚糖酶对棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表2可知，添加不同水平木聚糖酶对不可溶性非淀粉多糖的降解效果不同，跟木聚糖酶对棉粕可溶性非淀粉多糖的降解效果一样，添加木聚糖酶的阿拉伯糖和木糖含量均低于未添加组，而对其他糖降解不明显。当木聚糖浓度为4 000 U/kg时，对棉粕的阿拉伯糖和木聚糖降解效果最明显，降解率分别为13.46%和8.52%，总不可溶性非淀粉多糖降解率最大为6.06%。

表2 木聚糖酶对棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

2.3 甘露聚糖酶对棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表3可知，添加不同水平甘露聚糖酶对可溶性非淀粉多糖的降解效果不同。添加甘露聚糖酶的甘露糖和葡萄糖含量均低于未添加组，而对其他糖降解不明显，这是因为甘露聚糖是由甘露糖和葡萄糖组成的，甘露聚糖酶降解甘露聚糖成单糖，从而减少了这甘露糖和葡萄糖的含量。对于可溶性的非淀粉多糖来说，当甘露聚糖酶浓度为4 000 U/kg时，棉粕甘露糖和葡萄糖降解效果最明显，降解率分别为19.89%和13.74%，总可溶性非淀粉多糖降解率最大为10.38%。

表3 甘露聚糖酶对棉粕中可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

2.4 甘露聚糖酶对棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果

由表4可知，添加不同水平甘露聚糖酶对非可溶性非淀粉多糖的降解效果不同。添加甘露聚糖酶的甘露糖和葡萄糖含量均低于未添加组，而对其他糖降解不明显，对于非可溶性的非淀粉多糖来说，当甘露聚糖酶浓度为5 000 U/kg时，棉粕甘露糖和葡萄糖降解效果最明显，降解率分别为39.96%和25.94%，总非可溶性非淀粉多糖降解率最大为16.09%。

表4 甘露聚糖酶对棉粕中不可溶性非淀粉多糖的降解效果 （g/kg）

3 讨论

添加木聚糖酶对不可溶性非淀粉多糖的降解效果比可溶性非淀粉多糖的降解效果显著；添加不同水平木聚糖酶，可溶性非淀粉多糖降解率最大为4.98%，不可溶性非淀粉多糖降解率最大为6.06%，两者的最适宜酶浓度都是4 000 U/kg；添加甘露聚糖酶对不可溶性非淀粉多糖的降解效果比可溶性非淀粉多糖的降解效果显著；可溶性非淀粉多糖降解率最大为10.38%，不可溶性非淀粉多糖降解率最大为16.09%，可溶性nsp的最适合甘露聚糖酶活为4 000 U/kg,不可溶nsp的最适合甘露聚糖酶活为5 000 U/kg。

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[2] Zong J,Cheng J.Apparent digestibility coefficients and nutrition al value of cottonseed meal for rainbow trout[J].Aquaculture,2002,212：361-372.

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[4] 潘海宝.酶制剂对饲料中非淀粉多糖的作用 [J].中国饲料，2002，（4）：15-16.

[5] 尹红梅，张国民，郭照辉，等.生态养猪发酵床菌种产蛋白酶特性的研究[J].湖南农业科学，2010，（2）：116-118.

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