木聚糖酶对玉米、豆粕、小麦和菜粕体外消化率的影响

■付大波 訾乃涛 熊晓燕 周 樱

（武汉新华扬生物股份有限公司，湖北武汉 430074）

玉米、豆粕、小麦和菜粕是常见饲料原料，本试验室测得其木聚糖含量分别为7.34%、4.3%、5.25%和6.14%。小麦与玉米相比，其代谢能仅为玉米的90%。大量研究表明，在添加了大量小麦的饲粮中添加木聚糖酶可以提高小麦中营养物质的利用率，从而发挥“小麦+木聚糖酶=玉米”的优势（高树冬等，2001；徐欢根等，2001）。对各种饲料的营养价值进行准确评定是配制畜禽日粮的关键。体外消化模拟系统的运用，可快速地选择可利用原料，分析各种原料的适用酶谱，评价原料的营养价值，建立新饲料原料体外消化数据库，为研发、生产、市场奠定基础。本试验研究体外用木聚糖酶对玉米、豆粕、小麦和菜粕进行酶解，通过测定消化率，确定木聚糖酶对玉米、豆粕、小麦和菜粕的降解效率及适宜酶量。

1 材料和方法

1.1 木聚糖酶

木聚糖酶酶活单位：在pH值5.5、37℃条件下，1 min从5 mg/ml木聚糖溶液中释放1 μmol还原糖所需酶量为1个木聚糖酶酶活单位（U）。

1.2 体外酶解试验

均采用两步酶解法。胃蛋白酶-胰蛋白酶两步酶解处理的主要参数是：温度为37℃，底物的量为2 g，缓冲液pH值为2.0，胃蛋白酶浓度为2 mg/ml，锥形瓶中消化45 min后，转入800～1 400 kD透析袋中，调节消化液的pH值至7.5，添加1.5 mg/ml胰蛋白酶溶液，在39℃恒温摇床中培养4 h。

1.3 试验设计

每种饲料原料分别进行体外酶解试验，每种原料设6个木聚糖酶水平（0、500、1 000、2 000、3 000、4 000 U/kg），每个水平4个重复（见表1）。

表1 试验设计

1.4 测定指标及方法

饲料原料酶解前后的干物质、粗蛋白和能量含量的测定：蛋白质测定采用凯氏定氮法；能值测定采用氧弹式测热法；干物质测定采用100～105℃烘箱干燥法。

2 结果与分析

2.1 木聚糖酶对玉米消化率的影响（见表2）

表2 木聚糖酶对玉米消化率的影响(%)

由表2可知，与对照组相比，木聚糖酶改善了玉米的干物质、粗蛋白和能量消化率；粗蛋白消化率约在60%左右，能量消化率约在40%左右。处理组2（添加量1 000 U/kg）干物质和能量改善效果均最佳，与对照组相比分别提高16.22%、20.26%，粗蛋白消化率提高了6.23%。

2.2 木聚糖酶对豆粕消化率的影响（见表3）

由表3可知，与对照组相比，木聚糖酶对豆粕的干物质、粗蛋白和能量消化率均有改善作用。处理组2对干物质的改善效果最佳，与对照组相比，提高了8.28%；处理组2粗蛋白和能量消化率的改善效果相对较好，与对照组相比分别提高了6.85%和5.54%。处理组1（添加量500 U/kg）对粗蛋白消化率的改善效果最好，高达75.93%，与对照组相比提高了8.38%。

表3 木聚糖酶对豆粕消化率的影响(%)

2.3 木聚糖酶对小麦消化率的影响（见表4）

表4 木聚糖酶对小麦消化率的影响(%)

由表4可知，木聚糖酶对小麦干物质和能量消化率基本没有影响，对粗蛋白消化率有提高的趋势，其中处理组3粗蛋白消化率最高，与对照组相比提高了3.65%。

2.4 木聚糖酶对菜粕消化率的影响（见表5）

表5 木聚糖酶对菜粕消化率的影响(%)

由表5可知，木聚糖酶对菜粕的粗蛋白消化率有增加的趋势。总体来看，处理组1（添加量500 U/kg）和处理组4（添加量3 000 U/kg）有较好的效果。与对照组相比，处理组1干物质、粗蛋白和能量消化率分别提高了2.21%、4.68%和7.45%；处理组4干物质、粗蛋白和能量消化率则分别提高了3.10%、7.59%和2.79%。

3 讨论

木聚糖普遍存在于植物性饲料原料的细胞壁中，是半纤维素中主要的结构形式，单胃动物没有分解这种戊聚糖的酶。当动物采食含水溶性木聚糖高的饲料时，可溶性木聚糖可以与细胞壁的其他成分紧密结合，嵌入在细胞壁基质中的营养物质会极大影响消化酶的消化作用；木聚糖能吸收其自身重量10倍的水，提高肠道食糜黏度，食糜通过肠道速度降低，从而降低营养物质的吸收；食糜黏性会使小肠黏膜表面的不动水层增厚，降低养分向肠绒毛的扩散；另外，它的存在对营养物质包裹所形成的“笼壁”效应，使饲料中的营养物质不能被充分暴露于动物消化液的表面，影响动物的消化吸收，降低了饲料的营养价值（钟茂等，2006）。

木聚糖酶的应用可有效促进益生菌的增殖而抑制病原菌的增殖，其研究主要集中在动物试验中，很少有试验研究其体外消化率。在玉米-豆粕型日粮中添加以木聚糖酶为主的复合酶制剂后，能量利用率可提高2%～5%（Friesen等，1992）。本试验中，玉米粗蛋白消化率基本在60%左右，木聚糖酶添加量为1 000 U/kg时，干物质和能量改善效果均最佳，分别提高16.22%、20.26%。木聚糖酶添加量为500 U/kg时,对豆粕粗蛋白消化率改善效果最好达75.93%,提高了8.38%。吴建忠等(2005)认为，木聚糖酶通过降解畜禽消化道内的木聚糖，降低食糜黏性，促进营养物质的消化吸收，减少畜禽下痢，从而促进畜禽生长和提高饲料转化率。有些学者却认为，木聚糖酶改善日粮营养价值的机理并不是降低日粮的黏度，而是通过降解木聚糖,从而打破细胞壁的坚固结构,使包含在细胞中的养分释放出来(Cowieson，2005；Petterson等,1988),从而提高这部分养分的消化利用率（Inborn等，1993）。王修启等（2003）报道，木聚糖酶使小麦的干物质消化率提高5.98%。王海英等(2003)在小麦日粮中添加木聚糖酶后，能量利用率和粗蛋白质的消化率显著提高。饲养试验证实，双低菜籽粕日粮中添加木聚糖酶可提高日粮的营养价值，提高肉鸡采食量和增重（俞燕等，2009）。本试验中，木聚糖酶对小麦粗蛋白消化率有提高的趋势，在添加到2 000 U/kg时，粗蛋白消化率达到最高，提高了3.65%；木聚糖酶对菜粕的能量、粗蛋白和干物质消化率有增加的趋势，在500 U/kg及3 000 U/kg时有较好的效果。

4 结论

本试验条件下研究表明：①木聚糖酶改善了玉米的干物质、粗蛋白和能量消化率，玉米粗蛋白消化率基本在60%左右；添加量为1 000 U/kg时，干物质和能量改善效果均最佳，与对照组相比分别提高16.22%、20.26%；②木聚糖酶添加量为500 U/kg时，对豆粕粗蛋白消化率改善效果最好，高达75.93%，提高了8.38%；③木聚糖酶添加量为500 U/kg时，对菜粕的干物质、粗蛋白和能量消化率分别提高了2.21%、4.68%和7.45%；④粗蛋白消化率大小顺序：小麦＞豆粕＞菜粕＞玉米。