全 文 ：科技与实践·Science and Practice 2012年 第 48卷 第 8期
小麦是我国主要的粮食作物之一，小麦麸是小
麦粉加工的主要副产品，目前主要用作饲料原料。
小麦麸的成分变异较大，主要受小麦品种、制粉工
艺、面粉加工精度等因素影响，一般麦麸比例占加
工总量的 20%左右。据统计，我国每年麦麸产量在
2 000万 t以上，其中大部分用作饲料原料 [1-2]。小麦
麸粗蛋白含量高于原粮，氨基酸组成较佳，但由于
粗纤维含量高，不宜作为仔猪饲料，但可作为生长育
肥猪饲料，也是牛、羊、马、兔的良好饲料。小麦麸中
的阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖和纤维素等抗营养成分
大大降低了饲料消化利用率，严重时甚至引起畜禽
生产性能、胴体质量下降。因此，在含有小麦麸的饲
料中常通过添加木聚糖酶、纤维素酶和 β-葡聚糖酶
来提高饲料利用率。
目前，部分企业在使用酶制剂时盲目追求高的
酶活力，而忽略了实际应用效果。酶促反应过程非
常复杂，受多方面因素的影响，而实验室检测酶活力
使用的底物通常是可溶的羧甲基纤维素钠或燕麦
（桦木、榉木）木聚糖等，与饲料原料中的底物有着
本质的区别，这种差异往往被忽略。
复合酶制剂在动物消化道内的作用效果主要受
原料类型、酶系组成、pH 值及抗内源蛋白酶降解能
力等因素的影响。体外消化试验可以模拟消化道内
温度、pH、消化液分泌、胃肠蠕动等状态，建立一套
与畜禽消化道内环境接近的体外试验程序，对酶制
剂的作用效果进行评定。相对于常规消化试验，体
外消化试验可以节省大量人力、物力和时间，近 20
年来发展迅速 [3]，已逐渐成为评价酶制剂的重要手
段。目前，多个实验室采用体外模拟消化的方法模
拟非淀粉多糖酶在不同动物日粮中的作用效果，结
果表明，体外评价试验与体内试验结果有较强的一致
性，能够在一定程度上反映酶制剂的作用效果 [4-5]。
笔者检测了 5种不同的小麦型复合酶中木聚糖
5种复合酶对小麦麸酶解效果的比较
李玉林，孙 赫，赵迎春，李 强
（宁夏夏盛实业集团有限公司，北京 100101）
摘 要：笔者以国家标准及农业行业标准方法对 5 种小麦型复合酶中主要酶系进行了活力测定，并采用实验室
体外模拟消化法对其降解小麦麸的效果进行了评定，旨在说明酶活与实际应用效果的关系，为评价和选择酶制
剂提供参考。经检测，C 样品的木聚糖酶、纤维素酶和 β-葡聚糖酶的酶活最高，而 A 样品的木聚糖酶、纤维素酶
和 β-葡聚糖酶的酶活最低，其他 3 个样品的纤维素酶活力基本一致，木聚糖酶和 β-葡聚糖酶的酶活有一定的
差别。将 5 种复合酶以相同的添加量作用于小麦麸进行体外模拟消化试验，检测反应后生成还原糖的量发现，
其对麸皮的酶解能力：E>C>B>D>A。
关键词：复合酶；酶活力；体外消化；小麦麸；DNS 法
中图分类号：S816.79；S816.44 文献标识码：A
作者简介：李玉林（1982—），男，辽宁省灯塔市，博士，主要从事
分子生物学研究
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Science and Practice·科技与实践2012年 第 48卷 第 8期
表 1 5 种复合酶成分列表
样品
组分
A（国外）
木聚糖酶
纤维素酶
β-葡聚糖酶
B（国外）
木聚糖酶
纤维素酶
β-葡聚糖酶
β-甘露聚糖酶
淀粉酶
果胶酶
α-半乳糖酶
C（国内）
木聚糖酶
纤维素酶
β-葡聚糖酶
β-甘露聚糖酶
果胶酶
D（夏盛）
木聚糖酶
纤维素酶
β-葡聚糖酶
β-甘露聚糖酶
果胶酶
E（夏盛）
木聚糖酶
纤维素酶
β-葡聚糖酶
β-甘露聚糖酶
果胶酶
酶、纤维素酶和 β-葡聚糖酶的酶活，并通过简单、快
速、重现性好的 DNS 比色法比较了它们降解小麦麸
的效果，为提高小麦麸利用效率提供参考。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
复合酶：夏盛实业提供的 2种通用型复合酶，以
及 2种国外某公司的液体小麦复合酶和 1种国内某
公司针对小麦的固体复合酶，组分见表 1。
小麦麸：采购于河北沧州，粉碎至 40目，混合均
匀，密封备用。
1.2 试剂配制
胃蛋白液：将 10 g胃蛋白酶（1∶10 000）加入 800 mL
水中，以 HCl调节 pH值至 3.5，定容至 1 L。
DNS 试剂、氢氧化钠溶液（200 g/L）、乙酸溶液
（0.1 mol/L）、乙酸钠溶液（0.1 mol/L）、乙酸-乙酸钠
缓冲溶液（0.1 mol/L）、葡萄糖溶液（10 mg/mL）、木糖
溶液（10 mg/mL）、木聚糖溶液（10 mg/mL）、羧甲基
纤维素钠溶液（8 g/L）、β-葡聚糖溶液（8 g/L）等参照
中华人民共和国国家标准 GB ／T 23874-2009 及农业
行业标准 NY/T 912-2004和 NY/T 911-2004配制。
1.3 试验方法
1.3.1 标准曲线绘制
空白样：吸取 4.0 mL 乙酸-乙酸钠缓冲液，加入
5.0 mL DNS，振荡混匀。沸水浴 5 min。冷却至室温，
用水定容至 25.0 mL，制成标准空白样。
木糖/葡萄糖标准溶液：分别吸取标准木糖/葡
萄糖溶液 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00 mL，
分别用缓冲溶液定容至 100 mL，配制成浓度为 0.1～
0.7 mg/mL木糖/葡萄糖标准溶液。
分别吸取上述标准液 2.0 mL 到刻度试管中（做
2 个平行），再分别加入 2.0 mL 缓冲液和 5.0 mL
DNS 试剂，震荡混匀。沸水浴 5 min 后，迅速冷却至
室温，用蒸馏水定容至 25 mL，振荡摇匀。以空白样
调零，在 540 nm处测定吸光度 A值，测定 2 次，取
平均值。
以木糖/葡萄糖标准溶液浓度为 Y 轴，吸光度 A
值为 X轴，绘制标准曲线。每次新配制 DNS 试剂均
需要重新绘制标准曲线。
1.3.2 酶活检测
本试验中共选用了 5种复合酶，其酶系组成上
有一定的差别，依照 GB ／T 23874-2009 及 NY/T 912-
2004和 NY/T 911-2004的方法测定了其中共有的木
聚糖酶、纤维素酶和 β-葡聚糖酶的酶活。
1.3.3 体外消化试验
试验分为 6 组，1 个对照组，每种酶为 1 个试验
组，每组设置 2个时间点，同时设置空白起始时间对
照 1个。按照表 2在 150 mL三角瓶中添加各组分。
表 2 体外消化试验分组
试验分组
小麦麸
复合酶
胃蛋白液
对照
10 g
/
37 mL
A
10 g
0.1 mL
37 mL
B
10 g
0.1 mL
37 mL
C
10 g
0.1 g
37 mL
D
10 g
0.1 g
37 mL
E
10 g
0.1 g
37 mL
起始
10 g
/
37 mL
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将三角瓶放入水浴锅中预热 5 min 做为起始时
间点，此后在 38℃摇床中振荡，分别在 3 h 和 5 h 取
出 1个三角瓶，用氢氧化钠调节 pH 值至 5.0 以上，
以 4 000转每分钟离心 10 min，取上清液。吸取一定
量上清液至 25 mL刻度管中加水补至 4 mL，加 5 mL
DNS，沸水浴 5 min 后取出迅速冷却至室温，定容至
25 mL，混匀后于分光光度计 540 nm 波长下测吸光
度（A）。保证吸光值在 0.25～0.35之间。
复合酶降解非淀粉多糖产生的还原糖中包含有
木糖和葡萄糖等单糖，以及二糖和寡糖等，比色法只
能通过 DNS 与还原糖发生显色反应来测定还原糖
的量，为了便于统计分析，本试验中都假设为葡萄糖
单糖来进行比较和分析。
1.4 数据处理
根据吸光值查葡萄糖标准曲线获得还原糖量，
再根据以下公式计算还原糖生成量。
还原糖绝对生成量=m2-m1
m2表示试验组某个时间点还原糖的百分含量
m1表示空白组该时间点还原糖的百分含量
2 结果与分析
2.1 5种样品酶活力分析
为了便于比较，我们依据 GB/T 23874-2009 及
NY/T 912-2004 和 NY/T 911-2004 对 5 种复合酶共
有的 3 个主要酶种（木聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖
酶）进行了统一的活力检测，结果见表 3。可知，C样
品中 3 种酶系的活力均最高；A 样本的 3 种酶活均
为最低；D 样品的纤维素酶活力高于 E 样品和 B 样
品，纤维素酶的活力基本一致，E 样品的 β-葡聚糖
酶活力高于 B样品和 D样品。
2.2 还原糖生成量
5 种复合酶酶解麸皮生成还原糖的结果如图 1
所示，酶解至 3 h 时，酶解麸皮产生还原糖的比例排
序为：C>E>B>D>A。酶解至 5 h时，酶解麸皮产生还
原糖的比例排序为：E>C>B>D>A。5个样品处理 3 h
到 5 h 还原糖的增加量分别是 0.16%、0.02%、
0.43%、0.03%和 1.16%，相对各自 3 h 的还原糖生成
量分别增长了 59.26%、1.68%、20.77%、2.61%、
58.88%。整体看来，5种酶对麸皮的酶解能力排序如
下：E>C>B>D>A。
图 1 5 种复合酶降解麸皮产生还原糖量
3 讨论
植物的细胞壁由纤维素、非纤维素类多糖和果
胶等多种成分组成，破坏细胞壁需要多种非淀粉多
糖酶通过协同作用来完成。对于天然状态下究竟有
多少酶参与植物细胞壁的降解还不清楚，但目前已
经鉴定出了超过 100个家族的糖苷水解酶参与了这
一过程 [6]。本试验中的 E 样品就是一种由原生菌种
发酵生产的一菌多酶产品，酶系非常丰富。因此，虽
然 E 样品 3 个主要酶系的酶活远低于 C 样品，但应
用的实际效果优于 C 样品，E 样品中丰富的酶系在
这一过程中发挥了非常重要的协同作用。小麦细胞
壁的结构同样比较复杂，主要由高度结晶的纤维素
和半纤维素组成，这种高度结晶甚至木质化的结构
阻碍了酶与纤维素、半纤维素的有效接触，使降解效
还原糖%=
查曲线所得还原糖量×
提取液总体积
测定时取用体积
样品毫克数
×100
表 3 5 种复合酶部分酶系活力分析
样品
木聚糖酶
纤维素酶
β-葡聚糖酶
A（U/mL）
3 337
238
659
B（U/mL）
4 243
504
3 479
C（U/g）
28 904
2 337
17 293
D（U/g）
11 624
478
2 389
E（U/g）
6 516
510
3 609
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
A
B
C
D
E
3 h 5 h
0.27
1.19
2.07
1.15
1.97
0.43
1.21 1.18
2.50
3.13
还
原
糖
生
成
量
/%
时间
56
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（上接第 53页）
图 1 生猪 ADG 相对于日粮中添加的色氨酸水平变化
趋势曲线
3 结论
本试验中，生猪自由采食含 2 种色氨酸产品的
日粮。统计发现，生猪 ADG和 ADFI 对逐级添加的
色氨酸反应比饲料增重比更敏感。经分析，ADG 数
据适合非线性指数回归模型，该模型过去经常被用来
评估不同来源同质产品的相对生物学利用率。经比较
分析，以 ADG 为衡量指标，在等摩尔基础上，10%色
氨酸相对于 98%色氨酸的生物学利用率为 88.1%。
参考文献
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tional value of feed materials (Pigs, poultry, cattle, sheep, goats,
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Publishers, Wageningen and INRA Editions, 2004.
率大打折扣，也是许多实验室检测时酶活力很高的
复合酶产品实际应用效果不佳的根本原因。因为实
验室检测时使用的通常是羧甲基纤维素钠和燕麦
（桦木、榉木）木聚糖等可溶性底物，与真实的植物
细胞壁有根本的区别，因此实验室检测的酶活力不
能完全反映非淀粉多糖复合酶类的降解能力。而本
研究直接利用饲料原料为底物进行试验，更能反映
非淀粉多糖酶对原料中抗营养因子的作用效果。
胃蛋白酶对蛋白质具有很强的水解能力，酶作
为具有生物活性的蛋白质，其对胃蛋白酶的耐受能
力也是影响酶制剂实际应用效果的制约因素之一，
对胃蛋白酶耐受能力强的酶制剂在实际应用中具有
更好的效果 [7]。本试验中，5 种复合酶都具有一定的
胃蛋白酶耐受能力，因为从消化 3 h 到 5 h，5 种酶
作用产生的还原糖量都在持续增加。其中 B和 D耐
受能力稍差，还原糖增加量比较小；其余 3种复合酶
耐受能力较强，其中 A、E耐受能力更强。
综合来看，复合酶 E 酶解麸皮的效果最好，虽
然其主要酶系酶活仅是复合酶 C 的 1/4左右。原因
可能在于 E 是原生菌发酵生产的一菌多酶产品，酶
系丰富，不同酶系搭配合理。
4 结论
本研究通过体外模拟试验比较了 5 种同类酶制
剂对麸皮的酶解性能，发现常规酶活力分析结果不
能完全反映酶制剂降解饲料原料的效果，在选择复
合酶制剂的时候还要充分考虑复合酶酶系丰富程度
及酶系搭配是否合理。
参考文献
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平
均
日
增
重
/（
g/
d）
日粮中添加的色氨酸水平/%
550
540
530
520
510
500
490
480
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050
98.5%色氨酸
10%色氨酸
基础日粮
y ＝ 482．4＋90．46×（1－ e－（31．45x1 ＋27．71x2））
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