NSP酶对植酸酶降解植酸效率影响的报告

刘永辉 周佳萍 孙小沛③ 杨在宾(山东省大发饲料有限公司 济南 250306 中国农业大学动物科技学院 北京 ③ 山东农业大学动物科技学院 泰安)



NSP酶对植酸酶降解植酸效率影响的报告

刘永辉①周佳萍②孙小沛③ 杨在宾③*(①山东省大发饲料有限公司 济南 250306 ②中国农业大学动物科技学院 北京 ③ 山东农业大学动物科技学院 泰安)

本试验旨在研究NSP酶对植酸酶降解植酸效率的影响。试验以肉鸡常用豆粕为研究材料，设6个处理，试验I为对照组，不添加任何酶制剂，试验II组添加0.5FTU/g植酸酶，试验III、IV、V、VI组分别在试验II日粮基础上添加纤维素酶20U、果胶酶20U、木聚糖酶20U、复合酶(7U纤维素酶+7U果胶酶+7U木聚糖酶)，比较不同处理植酸磷的释放量。结果表明：与不添加任何酶比较，添加植酸酶、植酸酶+纤维素酶、植酸酶＋果胶酶、植酸酶＋木聚糖酶、植酸酶＋纤维素复合酶对豆粕中植酸磷的降解率分别提高了36.98%、37.06%、37.67%、38.20%和38.28%。与仅添加植酸酶比较，植酸酶+纤维素酶、植酸酶＋果胶酶、植酸酶＋木聚糖酶、植酸酶＋纤维素复合酶对豆粕中植酸磷的降解率分别提高了0.10%、0.87%、1.55%、1.64%。此结果说明，NSP酶能够提高植酸酶降解植酸的效率。

NSP酶 植酸酶 植酸降解率

饲料原料中植酸和非淀粉多糖(NSP)的存在，大大降低了养分的消化率，进而影响畜禽的生产性能。大多数植物籽实及谷物中60%~80%的磷以植酸磷的形式存在(NRC，1994)，动物很难将这部分磷降解，添加植酸酶能提高饲料磷的利用率，降低饲料添加无机磷的成本，减少磷的排出量。NSP酶具有降解植物细胞壁结构，促进营养物质释放，降低食糜黏度，提高内源消化酶活性，降低畜禽肠道发病率等作用[1]。目前，关于酶制剂在畜禽生产中的应用研究，主要集中在对植酸酶或NSP酶的单独添加，有关2种酶同时添加的研究报道较少。本试验以常用的蛋白质饲料——豆粕为研究材料，研究NSP酶(纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶及纤维素复合酶)对植酸酶降解植酸效率的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂及仪器 植酸酶：山东农业大学承担的国家自然科学基金项目：“利用定点突变技术研究二硫键等对植酸酶结构、催化活性及热稳定性的作用”的攻关成果，本课题组已经实验证明，这种植酸酶发酵液活力达242FTU/ml，表达植酸酶的比活力为503FTU/mg蛋白。纤维素酶：10万U/g；果胶酶：5万U/g；木聚糖酶：20万U/g；纤维素复合酶：由纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶组成。均由华芬饲料酶有限公司提供。

醋酸-醋酸钠缓冲液，2M植酸钠溶液，10%钼酸铵，硫酸亚铁-钼酸铵显色液，10% TCA。

Ultrospec 4300 pro UV-Visible 分光光度计；D-37529 Osterode高速冷冻离心机。

1.2 试验分组 以豆粕为试验材料，对照组不添加任何酶制剂，试验II组添加0.5FTU/g植酸酶，试验III、IV、V、VI组在添加0.50FTU/g植酸酶基础上分别添加纤维素酶20U、果胶酶20U、木聚糖酶20U、复合酶(7U纤维素酶+7U果胶酶+7U木聚糖酶)。

1.3 指标测定及分析 （1）豆粕植酸含量的测定。本试验豆粕中植酸含量的变化是通过测定植酸释放出来的磷含量的变化来表示。取1.5g可通过60目筛的豆粕，在碘量瓶中用15ml 0.1 M HAc-NaAc缓冲液(pH5.5)混合。每克豆粕添加酶水平分别是0FTU，0.5FTU植酸酶，0.5FTU植酸酶+20U纤维素酶，0.5FTU植酸酶+20U果胶酶，0.5FTU植酸酶+20U木聚糖酶，0.5FTU植酸酶+复合酶。混合液在37℃培养3h，并且以200rpm/min晃动，再把样品立即放入冰中终止反应。样品在4℃，800×g离心15min。取上清1ml加4ml 12.5%TCA放置15min，然后在4℃，350×g离心15min。取上清1000μl加显色剂1000μl在37℃培养5min，在660nm波长处比色。以不添加植酸酶的对照组作为空白进行比色。（2）定磷标准曲线的绘制。0.1M KH2PO4母液：准确称取1.36gKH2PO4，加水溶解，在容量瓶中定容至100ml，备用；1000nmol/ml KH2PO4：将0.1M KH2PO4母液稀释100倍。

按下表配置成含有不同磷浓度的溶液(总体积1000μl)：

1000nmol/ml KH2PO4母液体积(μl)0100200300400500 0.1M HAc-NaAc缓冲液(pH 5.5)体积(μl)1000900800700600500 最终磷浓度(nmol/ml)0100200300400500

将不同磷浓度的溶液1000μl(对照取500μl 0.1M HAc-NaAc缓冲液)与1000μl硫酸亚铁-钼酸铵显色液混合，37℃温育5min，显色后用分光光度计测定660nm处的吸光值。以吸光值为横坐标，反应体系中磷的浓度为纵坐标，建立回归方程，绘制标准曲线。

图1 定磷标准曲线

其标准曲线的回归方程为：Y=1235.8X，R2=0.9997 [Y：无机磷含量(nmol/ml)，X：吸光度(660nm)]

2 结果

在0.5FTU/g植酸酶基础上添加纤维素酶20U、果胶酶20U、木聚糖酶20U、复合酶(7U纤维素酶+7U果胶酶+7U木聚糖酶)，释放豆粕中的植酸磷的比较见图2。从图中可以看出，植酸酶加纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶或纤维素复合酶共同作用，对豆粕中植酸磷的降解效果要优于植酸酶单独使用。与不添加任何酶比较，添加植酸酶、植酸酶+纤维素酶、植酸酶＋果胶酶、植酸酶＋木聚糖酶、植酸酶＋纤维素复合酶对豆粕中植酸磷的降解率分别提高了36.98%，37.06%，37.67%，38.20%和38.28%。与仅添加植酸酶比较，植酸酶+纤维素酶、植酸酶＋果胶酶、植酸酶＋木聚糖酶、植酸酶＋纤维素复合酶对豆粕中植酸磷的降解率分别提高了0.10%，0.87%，1.55%，1.64%。

图2 NSP酶对植酸酶降解植酸效率的影响

*CON：无酶；PHY：植酸酶；PHY-CELE：植酸酶+纤维素酶； PHY-PE：植酸酶+果胶酶；PHY-XE：植酸酶+木聚糖酶；PHY-CE：植酸酶+复合酶

3 讨论

刘志伟等在体外条件下研究温度、pH、纤维素酶和果胶酶对外源植酸酶作用效果的影响，研究证明添加纤维素酶和果胶酶能有效促进植酸酶的降解作用，提高植酸降解率[2]。陈乃松等研究发现用植酸酶、果胶酶和纤维素酶组成的复合酶制剂处理豆粕，豆粕中果胶、纤维素的含量与这两种单一酶处理相比有显著的差异(P<0.05)，植酸的含量较单一植酸酶处理相比无显著差异(P>0.05)。但用植酸酶、果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶和SB酶(含α-半乳糖苷酶和木聚糖酶)组成的复合酶处理豆粕，果胶、纤维素和植酸与单一酶添加组相比均呈现出显著的差异(P<0.05)，说明多酶复合的使用有助于去除豆粕中的相关抗营养因子[3]。

本试验证明，在适宜的体外条件下，植酸酶基础上添加NSP酶能够提高植酸降解效率。这与前人研究结果基本一致。分析结果原因可能是，植酸盐主要分布在糊粉层，NSP酶通过降解细胞壁基质增强了植酸酶与其底物植酸盐的接触，有利于植酸酶作用于植酸盐。

4 结论

NSP酶能够提高植酸酶降解植酸的效率，本试验复合NSP酶的添加使植酸酶对植酸的降解率提高了1.64%，效果最为显著。

[1] 吴建忠, 李绿雄. 木聚糖酶在畜禽营养中的研究及应用[J]. 农业与技术. 2005，25(2):74~77.

[2] 刘志伟, 陈华杏, 张晨. 外源酶对糙米中植酸降解的影响[J]. 食品科学. 2010, 31(5):215~218.

[3] 陈乃松, 杨志刚, 崔惟东等. 酶制剂体外酶解豆粕中抗营养因子的研究[J]. 大豆科学.2008, 27(4):664~668.

（2011–04–20）

利用定点突变技术研究二硫键等对植酸酶结构、催化活性及热稳定性的作用，编号30471261

通讯作者

S816.6+1

A

1007-1733(2011)07-0007-02