木聚糖酶對(duì)玉米、豆粕、小麥和菜粕體外消化率的影響

■付大波 訾乃濤 熊曉燕 周 櫻

（武漢新華揚(yáng)生物股份有限公司，湖北武漢 430074）

玉米、豆粕、小麥和菜粕是常見飼料原料，本試驗(yàn)室測(cè)得其木聚糖含量分別為7.34%、4.3%、5.25%和6.14%。小麥與玉米相比，其代謝能僅為玉米的90%。大量研究表明，在添加了大量小麥的飼糧中添加木聚糖酶可以提高小麥中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，從而發(fā)揮“小麥+木聚糖酶=玉米”的優(yōu)勢(shì)（高樹冬等，2001；徐歡根等，2001）。對(duì)各種飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定是配制畜禽日糧的關(guān)鍵。體外消化模擬系統(tǒng)的運(yùn)用，可快速地選擇可利用原料，分析各種原料的適用酶譜，評(píng)價(jià)原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，建立新飼料原料體外消化數(shù)據(jù)庫(kù)，為研發(fā)、生產(chǎn)、市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。本試驗(yàn)研究體外用木聚糖酶對(duì)玉米、豆粕、小麥和菜粕進(jìn)行酶解，通過測(cè)定消化率，確定木聚糖酶對(duì)玉米、豆粕、小麥和菜粕的降解效率及適宜酶量。

1 材料和方法

1.1 木聚糖酶

木聚糖酶酶活單位：在pH值5.5、37℃條件下，1 min從5 mg/ml木聚糖溶液中釋放1 μmol還原糖所需酶量為1個(gè)木聚糖酶酶活單位（U）。

1.2 體外酶解試驗(yàn)

均采用兩步酶解法。胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步酶解處理的主要參數(shù)是：溫度為37℃，底物的量為2 g，緩沖液pH值為2.0，胃蛋白酶濃度為2 mg/ml，錐形瓶中消化45 min后，轉(zhuǎn)入800～1 400 kD透析袋中，調(diào)節(jié)消化液的pH值至7.5，添加1.5 mg/ml胰蛋白酶溶液，在39℃恒溫?fù)u床中培養(yǎng)4 h。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每種飼料原料分別進(jìn)行體外酶解試驗(yàn)，每種原料設(shè)6個(gè)木聚糖酶水平（0、500、1 000、2 000、3 000、4 000 U/kg），每個(gè)水平4個(gè)重復(fù)（見表1）。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

飼料原料酶解前后的干物質(zhì)、粗蛋白和能量含量的測(cè)定：蛋白質(zhì)測(cè)定采用凱氏定氮法；能值測(cè)定采用氧彈式測(cè)熱法；干物質(zhì)測(cè)定采用100～105℃烘箱干燥法。

2 結(jié)果與分析

2.1 木聚糖酶對(duì)玉米消化率的影響（見表2）

表2 木聚糖酶對(duì)玉米消化率的影響(%)

由表2可知，與對(duì)照組相比，木聚糖酶改善了玉米的干物質(zhì)、粗蛋白和能量消化率；粗蛋白消化率約在60%左右，能量消化率約在40%左右。處理組2（添加量1 000 U/kg）干物質(zhì)和能量改善效果均最佳，與對(duì)照組相比分別提高16.22%、20.26%，粗蛋白消化率提高了6.23%。

2.2 木聚糖酶對(duì)豆粕消化率的影響（見表3）

由表3可知，與對(duì)照組相比，木聚糖酶對(duì)豆粕的干物質(zhì)、粗蛋白和能量消化率均有改善作用。處理組2對(duì)干物質(zhì)的改善效果最佳，與對(duì)照組相比，提高了8.28%；處理組2粗蛋白和能量消化率的改善效果相對(duì)較好，與對(duì)照組相比分別提高了6.85%和5.54%。處理組1（添加量500 U/kg）對(duì)粗蛋白消化率的改善效果最好，高達(dá)75.93%，與對(duì)照組相比提高了8.38%。

表3 木聚糖酶對(duì)豆粕消化率的影響(%)

2.3 木聚糖酶對(duì)小麥消化率的影響（見表4）

表4 木聚糖酶對(duì)小麥消化率的影響(%)

由表4可知，木聚糖酶對(duì)小麥干物質(zhì)和能量消化率基本沒有影響，對(duì)粗蛋白消化率有提高的趨勢(shì)，其中處理組3粗蛋白消化率最高，與對(duì)照組相比提高了3.65%。

2.4 木聚糖酶對(duì)菜粕消化率的影響（見表5）

表5 木聚糖酶對(duì)菜粕消化率的影響(%)

由表5可知，木聚糖酶對(duì)菜粕的粗蛋白消化率有增加的趨勢(shì)?？傮w來(lái)看，處理組1（添加量500 U/kg）和處理組4（添加量3 000 U/kg）有較好的效果。與對(duì)照組相比，處理組1干物質(zhì)、粗蛋白和能量消化率分別提高了2.21%、4.68%和7.45%；處理組4干物質(zhì)、粗蛋白和能量消化率則分別提高了3.10%、7.59%和2.79%。

3 討論

木聚糖普遍存在于植物性飼料原料的細(xì)胞壁中，是半纖維素中主要的結(jié)構(gòu)形式，單胃動(dòng)物沒有分解這種戊聚糖的酶。當(dāng)動(dòng)物采食含水溶性木聚糖高的飼料時(shí)，可溶性木聚糖可以與細(xì)胞壁的其他成分緊密結(jié)合，嵌入在細(xì)胞壁基質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)極大影響消化酶的消化作用；木聚糖能吸收其自身重量10倍的水，提高腸道食糜黏度，食糜通過腸道速度降低，從而降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；食糜黏性會(huì)使小腸黏膜表面的不動(dòng)水層增厚，降低養(yǎng)分向腸絨毛的擴(kuò)散；另外，它的存在對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包裹所形成的“籠壁”效應(yīng)，使飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能被充分暴露于動(dòng)物消化液的表面，影響動(dòng)物的消化吸收，降低了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（鐘茂等，2006）。

木聚糖酶的應(yīng)用可有效促進(jìn)益生菌的增殖而抑制病原菌的增殖，其研究主要集中在動(dòng)物試驗(yàn)中，很少有試驗(yàn)研究其體外消化率。在玉米-豆粕型日糧中添加以木聚糖酶為主的復(fù)合酶制劑后，能量利用率可提高2%～5%（Friesen等，1992）。本試驗(yàn)中，玉米粗蛋白消化率基本在60%左右，木聚糖酶添加量為1 000 U/kg時(shí)，干物質(zhì)和能量改善效果均最佳，分別提高16.22%、20.26%。木聚糖酶添加量為500 U/kg時(shí),對(duì)豆粕粗蛋白消化率改善效果最好達(dá)75.93%,提高了8.38%。吳建忠等(2005)認(rèn)為，木聚糖酶通過降解畜禽消化道內(nèi)的木聚糖，降低食糜黏性，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，減少畜禽下痢，從而促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)和提高飼料轉(zhuǎn)化率。有些學(xué)者卻認(rèn)為，木聚糖酶改善日糧營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的機(jī)理并不是降低日糧的黏度，而是通過降解木聚糖,從而打破細(xì)胞壁的堅(jiān)固結(jié)構(gòu),使包含在細(xì)胞中的養(yǎng)分釋放出來(lái)(Cowieson，2005；Petterson等,1988),從而提高這部分養(yǎng)分的消化利用率（Inborn等，1993）。王修啟等（2003）報(bào)道，木聚糖酶使小麥的干物質(zhì)消化率提高5.98%。王海英等(2003)在小麥日糧中添加木聚糖酶后，能量利用率和粗蛋白質(zhì)的消化率顯著提高。飼養(yǎng)試驗(yàn)證實(shí)，雙低菜籽粕日糧中添加木聚糖酶可提高日糧的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高肉雞采食量和增重（俞燕等，2009）。本試驗(yàn)中，木聚糖酶對(duì)小麥粗蛋白消化率有提高的趨勢(shì)，在添加到2 000 U/kg時(shí)，粗蛋白消化率達(dá)到最高，提高了3.65%；木聚糖酶對(duì)菜粕的能量、粗蛋白和干物質(zhì)消化率有增加的趨勢(shì)，在500 U/kg及3 000 U/kg時(shí)有較好的效果。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下研究表明：①木聚糖酶改善了玉米的干物質(zhì)、粗蛋白和能量消化率，玉米粗蛋白消化率基本在60%左右；添加量為1 000 U/kg時(shí)，干物質(zhì)和能量改善效果均最佳，與對(duì)照組相比分別提高16.22%、20.26%；②木聚糖酶添加量為500 U/kg時(shí)，對(duì)豆粕粗蛋白消化率改善效果最好，高達(dá)75.93%，提高了8.38%；③木聚糖酶添加量為500 U/kg時(shí)，對(duì)菜粕的干物質(zhì)、粗蛋白和能量消化率分別提高了2.21%、4.68%和7.45%；④粗蛋白消化率大小順序：小麥＞豆粕＞菜粕＞玉米。