本试验旨在通过在高粱中添加焦亚硫酸钠（Na2S2O5），研究其对高粱能量和粗蛋白质体外酶解和发酵参数的影响。试验选择单宁含量低的高粱作为试验原料，随机分成2个组，以无添加（试验组Ⅰ）或添加0.5%焦亚硫酸钠（Na2S2O5）（试验组Ⅱ）为处理，每个组5个重复。通过体外模拟猪胃肠道酶消化功能，测定酶解后风干物质、能量和粗蛋白质的消失率；随后以体外酶解残渣作为发酵底物进行体外发酵，测定产气量、发酵液pH值以及残渣风干物质、能量和氮素的消失率。试验结果表明焦亚硫酸钠显著降低高粱总能酶解消失率和微生物发酵液pH值（P＜0.05），显著提高高粱酶解残渣的微生物发酵产气量（P＜0.05）；但对高粱风干物质和粗蛋白质体外酶解消失率影响并未达到显著水平（P＞0.05）。结论该试验表明焦亚硫酸钠降低高粱总能的体外酶解消失率，提高高粱酶解后体外微生物发酵参数。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 3
1.1 试验材料 3
1.2 仪器与试剂 3
1.2.1 试验仪器 3
1.2.2 试验试剂 3
1.3 试验方法 4
1.3.1 体外酶解缓冲液制备 4
1.3.2 体外酶解过程 4
1.3.3 体外发酵缓冲液制备 4
1.3.4 体外发酵培养基制备 5
1.3.5 体外发酵过程 5
1.4 样品处理与分析 5
1.5 测定方法 5
1.6 统计分析 5
2 结果与分析 5
2.1 焦亚硫酸钠对低单宁高粱体外酶解参数的影响 5
2.1.1 风干物质消失率 5
2.1.2 总能消失率 6
2.1.3 粗蛋白质消失率 6
2.2 焦亚硫酸钠对低单宁高粱酶解残渣体外发酵参数的影响 7
2.2.1 风干物质消失率 7
2.2.2 总能消失率 7
2.2.3 粗蛋白质消失率 8
2.2. *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072* 
4 产气量 8
2.2.5 发酵液pH 9
3 讨论 9
3.1 焦亚硫酸钠对低单宁高粱能量和氮素体外酶解参数的影响 9
3.2 焦亚硫酸钠对低单宁高粱酶解残渣体外发酵参数的影响 10
4 结论 10
焦亚硫酸钠对高粱能量和粗蛋白质体外酶解和发酵参数的影响
引言
引言
高粱（Sorghum）是人类栽培的重要谷类作物之一，同时也是禾本科重要旱粮作物，抗逆性强，适应性广，产品用途多，生物产量和经济效应均较高。它耐旱耐涝，常种植于高地或低洼处，同时也适应于碱地和贫瘠土地种植。在世界谷物粮食产量中，高粱排在小麦、大米、玉米和大麦之后，位居第五。在非洲，由于干旱和饥饿原因，高粱倍受重视，被誉为“救命之谷”[1]。高粱也是我国重要旱粮作物，在我国干旱、半干旱、低洼易涝地区种植，对稳定当地粮食产量、保证当地人民粮食供应也曾起过不可低估作用[2]。高粱籽粒中淀粉含量为66%~74%，蛋白质含量为8.42%~14.45%，粗脂肪含量为2.29%~5.4%[3]，营养物质丰富，且易于种植。高粱因具有独特的抗逆种植优势、与玉米相近的营养成分以及相对低廉的价格成本，逐渐受到饲料行业的关注，高粱也许是未来替代玉米最有潜力的谷物[4]。因此，出于经济效益和营养价值的综合考虑，高粱饲料的开发和应用成为当今乃至未来饲料工业的研究热点之一[6]。
尽管高粱作为全球重要的粮食作物和饲料作物，但是高粱蛋白质质量不佳，富含半胱氨酸，缺乏赖氨酸和色氨酸，导致蛋白质和氨基酸消化率并不高，约为30%~80%，在禾谷类作物中消化率最低[6]。这限制了其营养价值的发挥及其在动物饲料配方中的应用。袁保京等（2014）总结了高粱饲料原料利用中存在的3大主要问题：①含有较高的单宁，影响其适口性和生物利用率；②醇溶蛋白含量高，影响其蛋白在动物体内的消化，③必需氨基酸赖氨酸含量低。最早认为单宁能与蛋白质结合而使高粱蛋白不被蛋白酶消化[7]。然而，即使在单宁含量较低或不含单宁的高粱中，蛋白质消化率低的情况依然存在，本课题组前期大量研究证实低单宁高粱的能氮利用效率仍显著低于玉米[4,5,8]。
高粱中除淀粉以外含量最高的成分是蛋白质，醇溶蛋白是高粱蛋白主要存在形式，占总蛋白质的77%~82%[9,10]。高粱醇溶蛋白质因富含二硫键，在动物体内可阻碍其消化利用，研究表明高粱醇溶蛋白是最后被消化的蛋白质，还原剂或者外源蛋白酶添加则会提高高粱蛋白消化率[11]。随高粱籽粒成熟度提高，高粱蛋白消化率会随着高粱醇溶蛋白中所形成二硫键增加而降低，特别是β醇溶蛋白和γ醇溶蛋白的表现尤其明显[12]。高粱蛋白质结构特征，特别是二硫键存在会影响蛋白质水解。当α醇溶蛋白从蛋白体中以自然形式被分离出来时很容易消化，但高粱粉在体外消化试验表明，贮藏蛋白分解是从蛋白质体外部开始向内部进行的，α醇溶蛋白在β醇溶蛋白和γ醇溶蛋白消化之后才能被消化[13]。α醇溶蛋白低消化率是因为蛋白质体外部的β醇溶蛋白和γ醇溶蛋白会交联形成二硫键，抵抗酶的接触和降解，阻止中心的α醇溶蛋白的消化。
高粱蛋白质消化率的改善可通过高粱遗传育种和加工处理两个方面进行。研究表明，高粱发芽和发酵方式可改善高粱蛋白质品质，有助于克服高粱蛋白低消化率和必需氨基酸成分不合理等不利因素[14]。由于高粱蛋白体包埋在蛋白质基质中，蛋白质基质是通过分子间二硫键所形成的聚合物，从而限制了蛋白质的消化利用；还原剂能使二硫键断裂而致蛋白质基质破坏，从而可以让酶更易进入蛋白体内而使蛋白质更易被消化。通过添加酶制剂，可以提高大多数谷物原料营养成分的利用率，降低抗营养因子的影响。在高粱的基础饲粮中添加蛋白酶是能够水解醇溶蛋白，增加高粱的营养价值。课题组前期研究证实通过外源蛋白酶添加可以提高高粱蛋白质的消化率[11]。在目前的实际生产中，饲料配方中高粱的使用主要以低单宁为主，但是即使低单宁高粱仍然会导致能氮利用效率仍低于玉米[4,5,8]，这可能与高粱醇溶蛋白中二硫键对高粱蛋白和淀粉消化利用的干扰相关。

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