5种粗纤维饲料底物对瘤胃真菌纤维素酶的影响

5种粗纤维饲料底物对瘤胃真菌纤维素酶的影响

孙艳朋，王利华*，王 光，吕 娟，周光明

【摘 要】本试验通过在体外模拟瘤胃内环境，利用取自崂山奶山羊瘤胃内的混合厌氧真菌为菌种，分别以花生蔓、地瓜蔓、豆荚、玉米叶和滤纸为培养底物，以羧甲基纤维素酶、木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶酶活为监测指标，研究不同纤维素含量的发酵底物对混合瘤胃厌氧真菌产纤维素酶的影响。结果表明：木聚糖酶在豆荚底物组培养72 h酶活达到最高，显著高于其他各底物组（P<0.05）；羧甲基纤维素酶活性和β-葡萄糖苷酶活性的最高点均出现在培养72 h的花生蔓底物组，酶活比地瓜蔓组分别高25.00%、14.67%（P<0.05）；滤纸组3种纤维素酶酶活均显著低于其余4种底物组（P<0.05）。发酵120 h后，花生蔓、地瓜蔓和玉米叶组的干物质消失率均达到37%，显著高于豆荚底物组和滤纸底物组（P<0.05）。综上，底物中木质素含量对木聚糖酶、纤维素含量对羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶均有一定诱导作用；选择豆荚做发酵底物可产生较高活性的木聚糖酶，选择花生蔓则可以产生较高活性的羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶；底物干物质消失率对3种酶的活性高低影响不大。 【期刊名称】中国畜牧杂志 【年(卷),期】2012(048)019 【总页数】3

【关键词】瘤胃混合厌氧真菌；底物；纤维素酶；干物质消失率；山羊

反刍动物之所以能够大量采食秸秆类饲料，其瘤胃中的厌氧真菌起着重要作用。厌氧真菌会优先附着并机械侵袭细胞壁等难以降解的组织，然后利用其假根或者通过球泡深入到维管组织内，再经过内部扩张，使植物纤维变疏松甚至破裂，

从而有利于被其他微生物所降解[1-2]。在利用底物的同时，厌氧真菌会分泌多种纤维素酶，其中包括内切葡聚糖酶（endo-glucanase）、外切葡聚糖酶（exo-glucanase）和β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase）。对于厌氧真菌所产纤维素酶的活性，Lee等[3]研究均表明，厌氧真菌分泌的纤维素酶活力比目前工业上常用的纤维素酶活力要高出数倍。

本试验以瘤胃真菌作为厌氧真菌的来源，以羧甲基纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的酶活力为指标，研究不同粗纤维饲料底物对瘤胃真菌发酵产纤维素酶效果的影响及作用机理，提高纤维素类农作物的利用率，为实际生产中获得活性更高的纤维素酶提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 菌株 本试验采用的混合厌氧真菌取自装有永久性瘤胃瘘管的崂山奶山羊，用真菌培养基稀释10倍，39℃培养3 d获瘤胃真菌产酶接种用菌株。 1.2 培养底物和试验设计 试验选用含有不同纤维素类型和含量的地瓜蔓、花生蔓、玉米叶、豆荚和滤纸的5种底物，每个试验组设3个重复。产酶培养基参照朱崇淼[4]的方法配制。

地瓜蔓、花生蔓、玉米叶、豆荚均取自青岛农业大学试验田，滤纸为实验室所用的定量滤纸。5种底物65℃烘干后，经同一粉碎机粉碎后装于封口袋中保存备用。底物采用范式分析方案测定纤维素含量[5]，测定结果见表1。 1.3 测试指标与方法

1.3.1 酶活力的测定 分别称取每种底物0.5 g，装入封口袋中，然后依次加入45 mL产酶培养基和5 mL培养3 d的真菌培养液，每种底物设3个重复，1个对照，对照组加入5 mL无菌蒸馏水，完毕后挤净封口袋中空气并封口，放

入39℃烘箱中培养，发酵时间分别为0、24、48、72、96、120 h。在各时间点发酵结束，迅速从各封口袋中抽取适量发酵液上清，备测酶活，各酶活测定方法参照朱崇淼[4]、王建等[6]方法。

1.3.2 底物干物质消失率的测定 发酵结束后，抽滤培养基，将底物残留置于称量瓶（已恒重）中，于65℃烘至恒重，计算底物干物质消失率。

1.4 统计分析 试验数据均采用SPSS18.0软件进行单因素方差分析，并进行多重比较。检验误差为5%水平，结果均以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 纤维素酶活力测定结果 由表2可知，各底物组中3种纤维素酶活均随时间呈现先上升后下降的趋势。其中木聚糖酶在豆荚底物组培养72 h酶活达到最高，显著高于其他底物组（P<0.05）；羧甲基纤维素酶活性和β-葡萄糖苷酶活性的最高点均出现在培养72 h的花生蔓底物组，分别比地瓜蔓组高出25.00%和14.67%（P<0.05）；滤纸组的3种纤维素酶活均显著低于其余4种底物组（P<0.05）。就3种纤维素酶活活力大小而言，木聚糖酶活力最高，β-葡萄糖苷酶和羧甲基纤维素酶活力次之。

培养时间对3种酶活的影响差异显著（P<0.05）。3种纤维素酶在培养72、96h时达到最大值，显著高于0h（P<0.05），且2个时间点的酶活差异显著（P<0.05）。

2.2 不同底物组的干物质消失率测定 由表3可知，各种底物在发酵120 h后，花生蔓、地瓜蔓和玉米叶组的干物质消失率均达到37%左右，显著高于豆荚底物组与滤纸底物组（P<0.05），但3种底物之间的干物质消失率差异不显著（P>0.05）。