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饲用木聚糖酶使用效果的实验室快速评定

文章来源:夏盛集团发布时间:2017-02-22浏览量:


摘要:本试验由宁夏夏盛实业集团赵迎春工程师设计,建立并介绍了一种实验室内快速评定饲用木聚糖酶使用效果的方法,包括测定条件,操作步骤等,为评价和选择饲用木聚糖酶提供了参考。

关键词:木聚糖酶;使用效果;评定

 

实验室中测定木聚糖酶在饲料中的作用
实验室中测定木聚糖酶在饲料中的作用

 

木聚糖是植物细胞壁的主要组成成分,广泛存在于饲料原料中,不但自身不能被动物消化道酶消化,而且干扰和抑制饲料中其他养分的消化利用。为解决木聚糖的抗营养作用,木聚糖酶在饲料中的应用越来越广泛。如何选择适用性强、作用效果好的木聚糖酶成为大家关注的焦点。木聚糖酶使用效果的最终评定方案是进行畜禽饲养试验,但是进行动物试验,需要投入大量的人力、物力,而且周期较长。从木聚糖酶的作用pH值曲线、作用温度曲线/作用模式方面进行分析,分析结果和使用效果之间不能建立直接联系。饲料中的木聚糖溶于水后,造成食糜粘度提高,为降低粘度需要在饲料中加入木聚糖酶,木聚糖酶对木聚糖的降解效果越好,食糜粘度越低。本试验利用该原理,通过饲用木聚糖酶对饲料粘度的作用来快速评价木聚糖酶的使用效果,旨在为快速直观的评价和选择木聚糖酶提供参考。

 

材料和方法

1.1  木聚糖酶   夏盛木聚糖酶,酶活为6000u/g。酶活定义如下:在50pH5.0条件下,每分钟降解木聚糖释放1μg还原糖(以木糖计)所需要的酶量为一个酶活力单位(u)。

    中温α-淀粉酶   夏盛中温α-淀粉酶,酶活为3000u/mlGB 8275-2009

1.2  仪器  电子天平(准确至0.0001g)、恒温水浴锅(±0.1)、落球粘度计(Fungilab,西班牙)、低温恒温水槽、低速离心机(0-4000r)、pH值测定仪

1.3  主要试剂  冰醋酸、醋酸钠、碘

1.6  粘度测定  使用落球粘度计测定,参考管敦仪(1982)的方法进行。落球时间和液体粘度成正比,落球时间越长说明粘度越大。所以,在本研究中,以落球时间来比较粘度差异。

1.7  酶样制备  

1.7.1  0.1mol/LpH5.0醋酸醋酸钠缓冲液配制   吸取冰醋酸1.8ml,加适量去离子水,加醋酸钠5.78g,溶解,定容至1000ml,调节pH5.00±0.01后使用。

1.7.2  称取适量木聚糖酶于烧杯中(精确至0.0001g),用上述缓冲液溶解,离心取上清液,定容,备用。

1.8  饲料样品   全价配合饲料样品3个,配方中小麦和玉米比例分别为:50%10%35%25%20%40%

 

试验设计

2.1  中温α-淀粉酶对饲料水浴后滤液粘度的影响  

2.1.1  设两个中温α-淀粉酶水平,分别为00.5ml,每个水平设两个重复。准备12500ml锥形瓶,分成三组,每组四个。向三组的四个锥形瓶中分别加入50g 1号样、2号样和3号样,按料水比1:8加入去离子水,在每组的ab号锥形瓶中加入0.5ml中温α-淀粉酶,cd号不加中温α-淀粉酶,摇匀。

2.1.2  将上述锥形瓶放于恒温水浴振荡器上,40水浴90分钟

2.1.3  对锥形瓶中的料水混合物上层液体(浑浊液)进行碘试。

2.1.4  将锥形瓶从恒温水浴振荡器上取出,用6层医用纱布过滤料水混合物,得粗滤液

2.1.5  将粗滤液放于低速离心机中,3000r离心

2.1.6  取离心上清液,冷却至20℃,用落球粘度计测定落球时间。

2.1.7  测定上清液pH值

2.2   不同木聚糖酶水平对滤液粘度的影响

2.2.1  3个饲料样品中,加入不同水平的木聚糖酶,测定添加木聚糖酶后对滤液粘度的影响。设3个木聚糖酶水平(见表一),每个水平设2个重复。

                        表一  木聚糖酶添加水平          单位:(u/kg饲料)

 

空白

梯度1

梯度2

木聚糖酶水平

0

200

400

 

2.2.2  准备18500ml锥形瓶,分成三组,每组6个。向三组的6个锥形瓶中分别加入50g 1号样、2号样和3号样,按料水比1:8加入去离子水,按照木聚糖酶的设定水平加入木聚糖酶液。

根据2.1的结果,确定在料水混合物中是否加入中温α-淀粉酶。根据2.1的结果确定是否需要调整料水混合物的pH值。

2.2.3  将料水混合物锥形瓶放于恒温水浴振荡器上,40水浴90分钟

2.2.4  纱布过滤、离心操作同2.1.42.1.5

2.2.5  落球时间测定操作同2.1.6

 

3 结果与讨论

3.1  中温α-淀粉酶对饲料水浴后滤液粘度的影响

在试验一中,取水浴后的料水混合物上层液体(浑浊液)进行碘试,各组均未出现淀粉遇碘变蓝现象,用“—”表示(见表二)。说明,料水混合物液体中淀粉溶出量小。

表二  饲料样品水浴后碘试结果

 

1号样

2号样

3号样

空白

0.5ml中淀

 

表三   中温α-淀粉酶对饲料水浴后滤液粘度的影响

落球时间(秒)

1号样

2号样

3号样

空白

37.80

41.27

45.61

0.5ml中淀

39.03

43.31

47.32

落球时间差

1.23

2.04

1.81

 

中温α-淀粉酶对饲料水浴后滤液粘度的影响见表三。从表中可以看出,随饲料样品中小麦比例的增加,落球时间延长,说明滤液的粘度随小麦比例的增加而增加。从表中还可以看出,加中温α-淀粉酶组的滤液落球时间均比空白组长,1号、2号、3号样加中温α-淀粉酶组比空白组落球时间分别长1.23秒、2.04秒和1.81秒,三个样品间无显著差异。

淀粉溶于水后会造成粘度增加。因为玉米和小麦中含有大量的淀粉,玉米籽实中淀粉含量为70-75%,小麦籽实中淀粉含量为60-75%,二者淀粉组成方面存在一定差异。三个饲料样品中玉米和小麦比例差别较大,为了解淀粉不同来源对饲料水浴后滤液粘度的影响,进行了该试验。从试验结果看,饲料样品中添加中温α-淀粉酶会延长落球时间,即会增加滤液粘度,但对不同饲料样品的影响差别不大。

不同饲料样品水浴后滤液的pH值测定结果见表四。从表中可以看出,滤液pH值在5.10~5.50之间。根据国标(GB/T 23874-2009),饲料添加剂木聚糖酶的检测方法中,pH值为5.50。说明料水混合物的pH值适合直接添加木聚糖酶进行试验,不需要进行pH值调整。

表四  饲料样品水浴后滤液pH

 

1号样

2号样

3号样

空白

5.10

5.37

5.27

0.5ml中淀

5.30

5.22

5.50

 

根据试验一的结果,在该试验条件下(40水浴90分钟),淀粉溶出量小 ② 添加中温α-淀粉酶会造成滤液粘度一定程度的增加,但对不同饲料样品的影响差别不大,确定试验二饲料样品中不加入中温α-淀粉酶;并且因滤液pH值在5.10~5.50之间,在试验二中不需要对料水混合物pH值进行调整。

3.2  不同木聚糖酶水平对滤液粘度的影响

表五 饲料样品中添加不同水平木聚糖酶对滤液粘度的影响

  

 

落球时间(秒)

 

空白

梯度1

梯度2

1号样品

37.10

35.68

35.21

2号样品

40.74

37.23

34.89

3号样品

44.83

40.12

35.34

饲料样品中添加不同水平木聚糖酶对滤液粘度的影响如表五所示。从表中可以看出,随木聚糖酶添加水平的提高,滤液粘度降低。梯度2水平下,三个饲料样品滤液落球时间一致,说明按梯度2添加木聚糖酶,能够比较好的解决饲料样品的粘度问题。在梯度1和梯度2水平下,1号样品的落球时间一致,说明按梯度1添加木聚糖酶就能够解决1号样品的粘度问题。

通过试验二,说明该木聚糖酶能够有效降解饲料样品中的木聚糖,有效解决饲料中木聚糖引起的粘度问题。

结论

4.1  通过本研究,建立了试验室木聚糖酶使用效果快速评定方法。条件如下:

1) 料水比  1:8

2) 水浴条件   40,水浴90分钟,经常搅拌或使用恒温水浴振荡器

3) 过滤   6层纱布粗滤,然后低速离心机3000r离心,取上清液测定粘度

4) 粘度测定  落球粘度计,用落球时间来比较粘度差异。落球时间越长,说明粘度越大

4.2  本试验中采用的木聚糖酶,能够有效降解饲料中的木聚糖,有效解决木聚糖造成的粘度问题。

 

 

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