不同生長階段細(xì)鱗鮭（Brachymystax lenok）消化酶活性比較研究

徐革鋒，劉 洋，谷 偉，牟振波

（中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，哈爾濱 150070）

硬骨魚類的新陳代謝是其生命活動的重要特征之一，其主要的機能表現(xiàn)在機體對食物的消化與吸收利用方面，而機體的消化-吸收機能與消化道結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的消化酶分布和特性的關(guān)系緊密[1]。因此，了解魚類消化酶的分布及特性是研究其食性和代謝機能的重要途徑。魚類消化道主要呈細(xì)長的膜質(zhì)管道結(jié)構(gòu)，其中不同區(qū)段的消化腺分泌的消化酶類，能催化營養(yǎng)物質(zhì)分解為可被機體吸收利用的小分子物質(zhì)，從而使其獲得用于維持生命、生長及繁殖等活動所需的能量與營養(yǎng)[1]。

細(xì)鱗鮭(Brachymystax lenok)屬鮭形目、鮭科、細(xì)鱗鮭屬；為易危，國家二級保護動物[2]。該魚為肉食性魚類，早期階段生長較快，但對于該魚腸道酶類分布及特性的研究較少，尤其在其幼魚、魚種和親魚階段。由于在不同時期腸道結(jié)構(gòu)組成、生理機能等都會發(fā)生很大的變化，而各種消化酶的發(fā)生也隨著消化器官的發(fā)育而逐步變化完善。因此，本文研究細(xì)鱗鮭3個主要生長階段的消化酶變化趨勢以及不同消化器官內(nèi)的消化酶分布規(guī)律，為細(xì)鱗鮭的消化生理和營養(yǎng)需求研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗魚

細(xì)鱗鮭幼魚、魚種和親魚均來自于黑龍江水產(chǎn)研究所渤海冷水性魚類實驗站，試驗前暫養(yǎng)于水族箱，適應(yīng)期1周。3個階段的實驗魚各10尾，幼魚、魚種和親魚的平均體長分別為（18.80±4.51）、（33.50±3.57）和（42.50±5.75）cm，平均體重分別為（105.50±15.78）、（320.50±57.00）和（935.00±77.85）g。幼魚、魚種和親魚階段投喂的飼料粗蛋白含量分別為42%、22%和52%，粗脂肪含量分別為20%、55和15%。

1.2 樣品制備

各生長階段分別挑取5尾體質(zhì)健康，且體表無損傷的細(xì)鱗鮭個體進(jìn)行深度麻醉（麻醉劑：苯氧乙醇），之后將實驗魚放置于碎冰上解剖，取出整個消化道，分成食道、胃、幽門盲囊、前腸、中腸和后腸5個部分，剔出內(nèi)容物與腸系膜，采用0～4℃生理鹽水沖洗干凈，迅速放入液氮中冷凍，之后將冷凍樣品置于-80℃超低溫冰箱內(nèi)保存。

1.3 粗酶液制備

粗酶液的提取[3]：取出冷凍樣品，置于4℃下解凍，用濾紙輕輕拭干黏膜表面，稱重。將各部分組織樣品剪碎后移入玻璃勻漿杯內(nèi)，按樣品重的10倍加入預(yù)冷的去離子水，在0～4℃條件下，將勻漿液轉(zhuǎn)入冷凍離心機離心15 min（3 000 r·min-1），取其上清液（4℃下保存），用作酶活測定，在24 h內(nèi)完成。

1.4 酶活力測定

蛋白酶活性測定采用Folin酚試劑法[3]，定義在37℃下每分鐘水解干酪素產(chǎn)生1 μg酪氨酸的酶量為一個酶比活力單位：

式中，ODCR：對照管吸光度；ODSA：測定管吸光度；0.4：樣品量（mL）；15：反應(yīng)時間（min）；

A：由標(biāo)準(zhǔn)曲線求出的系數(shù)；M：蛋白濃度（mg·mL-1）。

淀粉酶活性測定采用常規(guī)方法[3]，定義在25℃條件下每分鐘催化淀粉生成1 μg麥芽糖的酶量為一個酶比活力單位：

式中，3：反應(yīng)時間（min）；0.5：樣品量（mL）。

脂肪酶活性測定采用聚乙烯醇橄欖油乳化液水解法[3]，定義在37℃下每克組織在本反應(yīng)體系中與底物反應(yīng)1 min，每消耗1 μmol底物為一個酶比活力單位：

式中，ODS：標(biāo)準(zhǔn)管吸光度；454：標(biāo)準(zhǔn)管的濃度（μmol-1）；4：測定管底物毫升數(shù)（mL）；

0.05：樣本毫升數(shù)（mL）；10：反應(yīng)時間（10 min）。

1.5 統(tǒng)計分析

所得數(shù)據(jù)用SPSS11.5統(tǒng)計軟件處理，進(jìn)行單因子方差分析(one-way ANOVA)和Duncan's多重比較，以P＜0.05作為差異顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 細(xì)鱗鮭不同生長階段的消化酶活性

在幼魚、魚種和親魚3個主要生長階段，細(xì)鱗鮭的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性呈現(xiàn)不同的變化趨勢（見圖1～3）。各生長階段的細(xì)鱗鮭蛋白酶活性差異不顯著（P＞0.05）（見圖1）；淀粉酶活性的變化趨勢是幼魚、魚種期逐漸增大，親魚期達(dá)最大值（見圖2）；脂肪酶活性在細(xì)鱗鮭各個消化區(qū)段均有體現(xiàn)，但幼魚和魚種的消化系統(tǒng)的脂肪酶活性最高，親魚期的脂肪酶活性較低（見圖3）。

圖1 蛋白酶在不同器官的活性分布Fig.1 Distribution of protease activity in the organs

圖2 淀粉酶在不同器官的活性分布Fig.2 Distribution of amylase activity in the organs

圖3 脂肪酶在不同器官的活性分布Fig.3 Distribution of lipase activity in the organs

2.2 細(xì)鱗鮭不同消化道部位的消化酶分布特點

在不同消化器官中，蛋白酶主要分布在細(xì)鱗鮭的胃部，且親魚階段腸道內(nèi)蛋白酶活性較魚種和幼魚高，分布趨勢為食道＜幽門盲囊腸＜道＜胃；淀粉酶在各個消化區(qū)段均有分布，且活性并不高，但在前腸部位活性最高，在幽門盲囊和后腸處活性最低；脂肪酶主要分布在細(xì)鱗鮭的胃部，而且從胃向后的消化道各主要部位的脂肪酶活性變化呈遞減趨勢，發(fā)育到親魚階段，各消化器官（除胃以外）的消化酶活性變化不大（見表1）。

表1 不同生長階段細(xì)鱗鮭消化系統(tǒng)各主要器官的消化酶活力比較Table 1 Comparison of digestive enzyme activity of B.lenok in the alimentary system at different growth stages

3 討 論

3.1 細(xì)鱗鮭不同生長階段的消化酶活性差異

Das認(rèn)為，在魚類生長發(fā)育過程中其主要消化酶活性的變化與食性極其相關(guān)[4]。在現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，絕大數(shù)商業(yè)養(yǎng)殖品種均攝食全價顆粒飼料，其食性已發(fā)生本質(zhì)改變，盡管各生長階段投喂不同營養(yǎng)效價的飼料，但這些飼料影響魚類消化酶活性變化。試驗結(jié)果表明，在細(xì)鱗鮭幼魚期、魚種期和親魚期的消化道內(nèi)的蛋白酶活性存在不同程度的差異，但魚種和親魚階段的蛋白酶活性較高，幼魚期略低。沈文英等的研究表明，雜食性魚類的親魚期腸道淀粉酶活性最低，而幼魚和成魚生長階段淀粉酶的活性較高[5]。這與本研究結(jié)果不同，淀粉酶活性在細(xì)鱗鮭魚種和親魚期最高，幼魚期的活性最低，這可能與細(xì)鱗鮭肉食食性有關(guān)。淀粉酶活性在魚類不同生長發(fā)育階段存在差異，這不但與發(fā)育時期有關(guān)，而且與魚類的種屬以及其食性的不同有關(guān)。脂肪酶活性在細(xì)鱗鮭不同生長發(fā)育階段的變化較為規(guī)律，隨著魚體生長其脂肪酶活性呈遞減趨勢。這種規(guī)律性的變化與細(xì)鱗鮭攝食的飼料組成有極大關(guān)系，因為細(xì)鱗鮭在幼魚和魚種階段主要攝取高能飼料（高脂肪飼料），而細(xì)鱗鮭在親魚期的培育飼料脂肪添加量相對較低。

3.2 細(xì)鱗鮭不同消化道部位的消化酶分布特點

3.2.1 蛋白酶

Das等對硬骨魚類黑鱸(Micropterus sp.)、丁魚歲(Phoxinus tinca)和鯉（Cyprinus carpio）的肝胰臟研究發(fā)現(xiàn)[4]，胰臟主要分泌蛋白酶原，在腸激活酶的作用下，不但激活蛋白酶原，而且腸液還能增強蛋白酶的作用，促進(jìn)蛋白酶對腸道食泥中蛋白質(zhì)的消化與吸收。但本研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶主要分布于細(xì)鱗鮭的胃部，腸道蛋白酶以前腸分布最為廣泛，中腸次之，這與王常安等對哲羅鮭(Hucho taimen)的研究結(jié)果[6]相一致。譚北平認(rèn)為，胃蛋白酶的活性隨食物性質(zhì)不同而變化，兇猛魚類胃中蛋白酶活性極高，因此認(rèn)為肉食性魚類的胃是主要消化食物中蛋白質(zhì)的器官[7]。由于細(xì)鱗鮭為肉食性魚類，以無脊椎動物、小魚等為主要食物[8]，因此其蛋白質(zhì)的消化吸收主要在胃中，劉洋等研究[9]與本研究也獲得相同結(jié)果。

3.2.2 淀粉酶

淀粉酶的分布因魚種類和消化器官不同而差異較大，其活力大小隨食物組成的變化也有一定的相關(guān)性，這種對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)源自魚類本身，一般草食性和雜食性魚類腸道里的淀粉酶活性高于肉食性魚類[10-12]。倪壽文等對鯉（Cyprinus carpio）、草（Ctenopharyngodon idellus）、鰱（Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)和尼羅羅非鯽(Tilapia nilotica)的研究認(rèn)為，淀粉酶主要是由散布在肝臟內(nèi)的胰組織分泌，并且在進(jìn)入腸道后進(jìn)一步被激活[13]；Dhage對印度鯉科主要魚類的研究發(fā)現(xiàn)，淀粉酶是由全腸分泌，且活力極高[14]。本研究結(jié)果表明，淀粉酶的分布特點為遞減趨勢，由高到低依次為前腸、中腸、胃、食道、幽門盲囊和后腸，說明淀粉酶主要在細(xì)鱗鮭腸道發(fā)揮高效的催化特性，由于淀粉酶原在腸道是從前至后被分泌的，因此該酶的分布特點為，前腸＞中腸＞后腸。比較發(fā)現(xiàn)，魚類的淀粉酶活性遠(yuǎn)低于畜禽類動物，在今后的養(yǎng)殖管理過程中有必要在飼料中添加外源性淀粉酶，提高淀粉利用率，不但能有效降低有機物排泄量，而且還能減輕有機物對水體的污染[15]。

3.2.3 脂肪酶

Das等研究表明，魚類的脂肪酶主要在其肝胰臟進(jìn)行合成[4]，而消化系統(tǒng)的各個部分均存在脂肪酶的分布，但脂肪酶的活性與魚餌料的脂肪含量呈正相關(guān)性[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，到親魚期之前細(xì)鱗鮭消化道各主要部位的脂肪酶活性變化從前至后呈遞減趨勢，胃內(nèi)最高，幽門部次之，腸道最低。在細(xì)鱗鮭的養(yǎng)殖過程中，主要投喂的是進(jìn)口鱒魚飼料，這種飼料的特點是，不同生長階段的飼料的脂肪含量不同，即幼魚期＞魚種期＞親魚期。這種高能飼料可能對細(xì)鱗鮭的消化道脂肪酶分布產(chǎn)生了影響，因此使細(xì)鱗鮭在性成熟之前，脂肪酶在消化道各個區(qū)段的活性均較高，且成規(guī)律性分布。但到了親魚期，由于飼料中的脂肪含量減少，使其消化道各區(qū)段的脂肪酶活性降低，且分布不明顯。

4 結(jié)論

本文對細(xì)鱗鮭3個主要生長階段消化道各種酶類活性及其分布的研究表明，蛋白酶在魚種和親魚期的胃部活性最高，幼魚期蛋白酶活性略低，細(xì)鱗鮭各生長階段的腸道蛋白酶活性以前腸最高，中腸次之，進(jìn)而說明胃內(nèi)是蛋白的只要消化場所。淀粉酶活性的變化趨勢是幼魚、魚種期逐漸增大，親魚期達(dá)到最大值，淀粉酶活性由高到低依次為前腸、中腸、胃、食道、幽門盲囊和后腸，說明淀粉酶主要在腸道發(fā)揮高效的催化特性；脂肪酶活性在幼魚和魚種期最高，且消化道各主要部位的脂肪酶活性變化從前至后呈遞減趨勢，胃內(nèi)最高，幽門部次之，腸道最低，細(xì)鱗鮭對脂肪的消化主要在胃部，但脂肪酶活性與攝食飼料的脂肪含量密切相關(guān)。

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