复合酶制剂体外预消化仔猪饲粮最佳条件的筛选以及对其品质的影响

发布日期: 2022-03-26

复合酶制剂体外预消化仔猪饲粮最佳条件的筛选以及对其品质的影响

筛选出体外预消化复合酶制剂的最佳作用条件,比较复合酶制剂预消化前后饲粮的差异,为无抗饲粮的研发提供参考。试验选用蛋白酶、淀粉酶、非淀粉多糖(NSP)类酶(纤 维素酶、果胶酶、木聚糖酶、B-葡聚糖酶和a -半乳糖苷酶)、葡萄糖氧化酶(GOD)、阿魏酸酯酶 (FAE)和阿拉伯呋喃糖苷酶(AF) 10种酶,组成复合酶制剂,根据酶的理化特性,探索酶的作用 温度和时间对预消化仔猪饲粮的影响,应用扫描电镜和激光共聚焦拍照技术评定酶解前后饲粮 的结构变化,并通过细菌生长曲线观察酶解预消化饲粮对肠道有害菌的影响。


结果表明:
1)与 未添加酶相比,添加蛋白酶,在pH = 3的缓冲液中预消化,50 °C作用0.5 h时,氨基酸和小肽分 子含量显著升高(P<0.05);添加淀粉酶和NSP酶,在pH = 5的缓冲液中反应,预消化1.0 h后, 二硝基水杨酸(DNS)法检测得到50 C时还原糖含量极显著升高(P<0.01),酶联免疫吸附试验 (ELISA)检测发现50 C时部分抗营养因子含量也显著降低(P<0.05)。


2)本试验分析木聚糖 主链酶与其支链酶的协同作用,结果显示先添加AF和FAE,再添加木聚糖酶后酶解饲粮,还原 糖的释放量比单独添加木聚糖酶提高了 79.07% (P <0.01 )。此外,再添加GOD,产生的葡萄糖 酸含量为1.32 mg/mL,并且降低了饲粮的pH。
3)扫描电镜和罗丹明B染色结合激光共聚焦拍 照检测发现,经过复合酶制剂预消化,饲粮的细胞壁损伤严重,完整结构遭到破坏。


4)本试验选用从腹泻猪肠道中分离出的大肠杆菌和沙门氏菌来检验饲粮酶解产物的抑菌作用,结果表明酶 解预消化后可以抑制大肠杆菌和沙门氏菌的生长。综上所述,酶制剂的最佳组合条件为:首先 在pH = 3、50 C下,加入蛋白酶,作用时间为0.5 h;接着上调pH为5,加入AF、FAE和GOD, 40 C作用1.0 h;最后加入淀粉酶和NSP酶群50 C作用1.0 h。酶解后的饲粮,其可利用的营养 物质含量提高,抗营养因子含量降低,并可以抑制有害菌的生长。

我国饲料原料资源紧张,最大化提高饲粮养分的消化率和利用率是缓解饲料资源短缺的有效方式之一。长期以来,玉米-豆粕型配合饲粮作为传统的单胃动物饲粮配方被养殖业广泛应用,但配合饲粮饲料成分复杂,原料中的营养物质被细胞壁包围,这影响了营养物质的利用。

此外,饲粮中含有较多的抗营养物质如非淀粉多糖(NSP) 等,这阻止了饲粮中营养物质的释放,饲粮利用效果的稳定性不高。研究发现,饲粮添加酶制剂可以增加可消化营养物质含量,并降低抗营养因子等,是一种提高饲粮利用率的有效途径;但受到催化底物单一性以及饲粮成分复杂性的影响, 单一的酶制剂作用效果有限,因此饲粮中添加复合酶制剂得到广泛应用。
仔猪断奶后,饲粮由液态的母乳转变为颗粒 状的固态饲料,仔猪由于不适应饮食状态的转变, 会出现食欲不振,抗病力降低,肠道有害菌感染的 风险增加⑸。而在饲喂过程中,酶制剂主要是随 饲粮添加进行饲喂,酶制剂最适的温度、时间和 pH没有实现,使得酶没有发挥最佳效果⑹。液态 饲料的形状与母乳相似,饲喂液体饲料可以减少 对仔猪胃肠道的刺激,提高饲料的转化率,并能降 低抗营养因子,抑制有害菌的生长,有效减轻断奶 应激压力[7]o目前,在液态饲料中添加复合酶制 剂预消化的研究报道还较少,酶解预消化的程序 和作用效果还有待进一步建立和评定。


木聚糖是植物细胞壁的重要组成成分,连接细胞壁中的木质素和纤维素。玉米的木聚糖主要 是由葡萄糖和阿拉伯木聚糖组成,支链复杂,且由 于木聚糖支链结构的存在,木聚糖不能被单一的 木聚糖酶所降解[8'。阿拉伯吠喃糖苷酶(arabino-furanosidase,AF)和阿魏酸酯酶(ferulic acid esterase ,FAE)可特异性降解木聚糖支链上的阿拉伯吠 喃糖苷键和阿魏酸酯键,从而可促进木聚糖酶对 木聚糖的水解作用[”。葡萄糖氧化酶(glucose oxidase, GOD) 是一种以&-D-葡萄糖为底物的脱氢 酶制剂,水解产物能够抑制肠道内病原微生物的 生长,降低肠道pH,提高肠道酸性酶的活性[10-12]。 目前,很少有研究评价复合酶制剂中GOD、木聚糖 主链酶和支链酶协同作用的添加效果。因此,本研究通过仔猪饲粮中添加复合酶制剂,筛选体外预消化的最佳作用条件,并鉴定其作用效果,以完善饲料体外预消化技术体系,为断奶仔猪无抗饲粮的研发提供参考。