不同非消化性寡糖組合對錦江黃牛瘤胃內容物酶活的影響

鐘志勇 瞿明仁

(江西農業大學動物科學技術學院，江西南昌330045)

國內外大量研究表明，非消化性寡糖（nondigestible oligosaccharides,NDOs）是一種具有多種功能的營養生理活性物質（Nutricines），具有促進有益菌增殖的作用。近年來,江西農業大學動物營養實驗室圍繞NDOs進行了大量研究，結果發現，在體外批次培養條件下，NDOs具有促進瘤胃發酵功能的作用。那么，在體內條件下，非消化性寡糖對瘤胃內容物酶活性有何影響，目前尚未見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養管理

試驗動物為3頭體況良好，體重為(300±20)kg生長期錦江黃牛，安裝永久性瘤胃瘺管,栓系圈養，每天分別在08：00和20：00以“先粗后精”順序等量飼喂，自由飲水。其日糧精粗比為20：80，基礎日糧為玉米-麥麩-稻草型日糧，精料購于江西華達牧業有限公司。基礎日糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成及營養水平

1.2 試驗材料

甘露寡糖購自北京奧特奇生物制品有限公司，其有效成分含量大于90%。果寡糖購自河南天順食品有限公司，其有效成分含量大于92%。大豆寡糖購自陜西森弗生物技術有限公司，其純度達到98%。

1.3 試驗設計

試驗設計采用自身對照方法，分為3期，第1期為對照期，不添加寡糖，第2期和第3期分別為添加非消化性寡糖組合GT1和組合GT2。非消化性寡糖組合中的添加量和組合構成是根據本研究團隊前期研究所確定的(見表2)。

表2 功能性寡糖組合構成(%)

根據表2和每天試驗牛飼料飼喂量進行計算，各期每頭試驗牛每天非消化性寡糖飼喂量如下：

第1期(對照期)：飼喂基礎日糧，不添加任何寡糖。

第2期(添加組合GT1)：即每日將甘露寡糖48 g+果寡糖60 g+大豆寡糖48 g和每日所需飼喂的精料混勻，于08:00和20:00各飼喂一半,連續飼喂14 d。

第3期（添加組合GT2）：即每日將甘露寡糖48 g+果寡糖72 g+大豆寡糖60 g和每日所需飼喂的精料混勻，于08:00和20:00各飼喂一半，連續飼喂14 d。

每期為14 d，過渡14 d(飼喂基礎日糧)。

1.4 樣品采集

在各期結束當天8:00晨飼后4 h進行瘤胃內容物樣品采集，分固相和液相兩個部分。采樣前，先對采樣器進行潤洗，采用高、中、低3個點，各采集60 ml瘤胃液；另采集瘤胃固相物100 g，裝入自封袋中備用。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 總脫氫酶

按哈茲耶夫（1980）描述的方法測定。以38.5℃、pH值6.8條件下，每100 ml瘤胃液中的總脫氫酶每分鐘引起測定液吸光度上升0.1的酶量定義為1個酶活單位（IU）。

1.5.2 蛋白水解酶

按繆輝南(1983)描述的方法測定，稍有修改。每100 ml瘤胃液中的蛋白水解酶在38℃條件下，每分鐘催化酪蛋白水解生成1 μg酪氨酸的酶量定義為一個酶活單位（IU）。

1.5.3 纖維素酶與木聚糖酶

提取主要參考王貞貞(2007)方法進行,測定主要參照張愛忠(2005)方法進行。纖維素酶與木聚糖酶酶活用每毫升或每克樣品干物質每分鐘作用于底物生成的葡萄糖(木糖)的微摩爾數為一個酶活單位(IU)表示。

液相酶活[μmol/（ml·min），IU]=（C×V×1 000×V0）/(M×60 min×8 min×V1)；

固相酶活[μmol/（g·min），IU]=（C×V×1 000×V0）/M×60 min×M1×DM%×V1。

其中：C——由工作曲線得出葡萄糖或木糖濃度(mg/ml)；

V——總提取粗酶液的用量(ml)；

V0——表示反應終止后定容的體積(ml)；

V1——測定時粗酶液的用量(ml)；

M——葡萄糖（木糖）的分子量；

M1——食糜濕重(DM%表示固相干物質含量)。

1.6 數據處理

采用Excel軟件處理試驗數據，采用 IBM SPSS19.0中的One-way ANOVA過程對試驗結果進行方差分析，用Duncan's法進行多重比較。

2 結果與分析

不同組合NDOs對瘤胃液酶活性的影響見表3。

表3 不同組合NODs對瘤胃內容物酶活的影響

由表3可知，對于固相羧甲基纖維素酶，GT1期、GT2期與對照期之間差異均不顯著（P＞0.05）；與對照期相比，GT1期酶活增加5.02%，而GT2期酶活卻降低19.78%。對于固相木聚糖酶，GT1期、GT2期、對照期之間差異均不顯著（P＞0.05）；GT2期酶活比對照期高2.53%，比GT1期高5.45%。

對于液相中的羧甲基纖維素酶酶活，GT1期與對照期之間，酶活差異不顯著（P＞0.05），而GT2期與對照期之間酶活差異極顯著（P＜0.01），酶活水平GT1期最低，GT2期最高。GT1期酶活比對照期降低了3.41%，GT2期的酶活比對照期增加了36.36%。GT1期與GT2期之間酶活存在極顯著差異（P＜0.01），且GT2期酶活比GT1期提高了41.18%。對于液相中的木聚糖酶酶活，兩個試驗期的酶活與對照期相比，差異均達到顯著水平（P＜0.05），且GT2期與對照期之間差異達到極顯著水平（P＜0.01），酶活水平以對照期最低，GT2期最高；與對照期相比GT2期酶活提高了175.74%，GT1期酶活提高了20.96%；GT2期與GT1期之間也存在極顯著差異（P＜0.01）,且GT2期酶活比GT1期提高127.96%。

對總脫氫酶酶活而言，GT1期與對照期之間酶活差異不顯著（P＞0.05），GT2期與對照期之間酶活差異極顯著（P＜0.01）。與對照組相比，GT1期酶活降低4.04%、GT2組提高10.05%。GT1期與GT2期之間也存在極顯著差異（P＜0.01），且GT2期酶活比GT1期高14.69%。

對于蛋白水解酶活性，對照期酶活最低，GT2期最高，但各組之間差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

瘤胃中營養物質的消化主要依靠瘤胃微生物生產的纖維素酶、木聚糖酶、蛋白酶和總脫氫酶，這些功能酶也是反映瘤胃微生態系統結構與功能是否優良的重要指標。研究表明,非消化性寡糖具有促進有益微生物增殖的作用,從而增加瘤胃微生物酶的活性。本研究發現，瘤胃液中羧甲基纖維素酶和木聚糖酶在添加非消化性寡糖后，其活性顯著或極顯著增加（P＜0.05或0.01），這可能是非消化性寡糖促進了纖維分解菌的增殖與纖維素酶的產生。總脫氫酶主要是以NAD+和NADP+為輔基的谷氨酸脫氫酶(GDH)和乳酸脫氫酶,總脫氫酶能反映微生物發酵時脫氫酶傳遞氫的能力,即整體微生物的活力水平。本試驗結果表明，與對照期相比，添加非消化性寡糖GT2組合，極顯著地提高了總脫氫酶活性（P＜0.01）；與GT1期相比，也顯著地提高了總脫氫酶活性（P＜0.05）。但非消化性寡糖沒有對固相中羧甲基纖維素酶和木聚糖酶等活性產生顯著影響（P＞0.05），也沒有對液相中蛋白水解酶產生顯著影響（P＞0.05）。總體而言，研究結果表明：非消化性寡糖可能因提高了瘤胃內微生物的整體活力而有利于其生長繁殖,從而有可能引起瘤胃整體發酵功能的改善。

4 結論

添加非消化性寡糖能提高錦江黃牛瘤胃液中纖維素酶、木聚糖酶和總脫氫酶活性，未見提高瘤胃液中蛋白酶活性。以GT2（0.8%甘露寡糖+1.2%果寡糖+1.0%大豆寡糖）效果較好。

[1]哈茲耶夫,鄭洪元譯.土壤酶活性[M].北京：科學出版社,1980.

[2]繆輝南.酶法分析手冊[M].上海:上海科學技術出版社,1983.

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