黃金鯽腸道和肝胰臟對(duì)添加植酸酶的全植物蛋白飼料鈣磷離體消化率的影響

■叢林梅 李 萌 王桂芹

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林長春 130118）

由于動(dòng)物性蛋白源的緊缺和價(jià)格的提升，如何節(jié)約動(dòng)物性蛋白源，減輕集約化養(yǎng)殖對(duì)水體的負(fù)擔(dān)，已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和飼料加工業(yè)的研究熱點(diǎn)。植物性蛋白源的替代可以很好地解決這個(gè)問題，但是植物性蛋白源中含有的植酸和植酸磷較多，植物性飼料中所含的植酸磷幾乎不能被魚體消化利用，大部分隨糞便排出而損失。植酸鹽中的磷通過螯合作用可降低魚類對(duì)鈣、鋅、錳、鐵、鉀以及蛋白質(zhì)等的利用率。魚類對(duì)植酸磷的利用依賴于可將植酸鹽分解的植酸酶的存在。但在魚體內(nèi)天然存在的這種酶含量幾乎沒有，因而魚體本身并不能利用植酸磷[1]。外源植酸酶的添加可以很好地解決這個(gè)問題，植酸酶可以將植酸磷分解，這樣不僅解決了植酸不能被魚體利用的難題，還可以釋放更多的磷，起到節(jié)約磷源的作用。

由于不同種魚的消化道和消化能力不同，不同的飼料原料具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成，所以魚類對(duì)各種飼料有不同的消化能力[2]?，F(xiàn)階段對(duì)魚類離體消化的研究主要集中在不同食性的魚種，比如銅魚（Brass gudgeon）[3]、蘭州鲇（Silurus lanzhouensis）[4]等，不同飼料原料的蛋白質(zhì)消化率[5]、不同加工工藝對(duì)干物質(zhì)和脂肪的消化率的影響[6]以及添加植酸酶對(duì)禽類和生長豬鈣、磷離體消化率的研究已有報(bào)道[1，7]。與體內(nèi)的表觀消化率測定方法相比，離體消化的方法測定植物性飼料有效鈣、磷含量的方法具有快速、簡便又相對(duì)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。由于植物性飼料中的植酸含量相對(duì)較高，鈣的生物學(xué)效價(jià)相對(duì)較低[8]，同時(shí)鈣的添加在飼料配制上所占成本較低，一般都認(rèn)為植物性飼料鈣有效率的評(píng)定意義不大，因此也造成目前少有這方面的報(bào)道。利用魚腸道的粗酶提取液測定其對(duì)添加不同劑量植酸酶飼料的鈣、磷離體消化率，并以此作為評(píng)價(jià)飼料添加植酸酶前后其生物利用率高低的依據(jù)，為植酸酶在黃金鯽配合飼料中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用黃金鯽幼魚（10.71±0.16）g購自二八一四漁場。試驗(yàn)用植酸酶購自中國上海生物工程有限公司（酶活力為5 000 U/kg），試驗(yàn)共6組。對(duì)照組添加磷酸二氫鈣，試驗(yàn)組添加植酸酶水平分別為0、300、600、900、1 200 U/kg。植酸酶以次粉為載體進(jìn)行稀釋混均添加并制備飼料[9]。飼料粉碎后過60目篩，-20℃保存?zhèn)溆?。試?yàn)飼料的配方及營養(yǎng)水平見表1。

1.2 方法

1.2.1 消化道粗酶液的制備

將鮮活試驗(yàn)魚致死，迅速解剖取出前腸（第一個(gè)回折處以前為前腸）和肝胰臟，去除腸系膜和腸道內(nèi)容物后，稱取一定重量腸和肝胰臟組織，按重量與體積比1∶20加入0.2 mol/l pH值7.2磷酸緩沖液，用組織勻漿器在冰浴中勻漿后，0～4℃下3 500 r/min離心20 min，取上清液為消化道粗酶液[10]。

1.2.2 離體消化方法

將粉碎的飼料樣品稱取1.000 g置于250 ml帶塞三角瓶中，同時(shí)加入0.2 mol/l pH值7.2磷酸緩沖液46 ml，加消化道粗酶液4 ml，30℃水浴搖床孵育12 h，加青霉素和硫酸鏈霉素150 IU/ml，每4 h補(bǔ)充1次。消化后，用定量濾紙過濾，30℃蒸餾水沖洗3～4次，取濾渣（含濾紙）105℃烘至恒重，稱重。測定消化過濾前后鈣磷含量[11]。

消化試驗(yàn)中，每2 h測量一次，共進(jìn)行8 h的消化。測量時(shí)，將殘?jiān)鼰o損失地轉(zhuǎn)移至已恒重的150 ml的燒杯中，在65℃條件下烘至無水痕后，105℃烘至恒重，飼料中鈣和總磷的測定采用GBT 6436—2002和GBT 6437—2002。

表1 黃金鯽試驗(yàn)飼料配方及營養(yǎng)水平

1.3 測定指標(biāo)

鈣離體消化率（%）=100×[消化前飼料樣品鈣的含量（g）-消化后濾渣鈣的含量（g）]/消化前飼料樣品鈣的含量（g）；

磷離體消化率（%）=100×[消化前飼料樣品磷的含量（g）-消化后濾渣磷的含量（g）]/消化前飼料樣品磷的含量（g）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS（17.0）進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan's多重比較分析組間差異的顯著性程度，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±S.D.）”來表示。

2 結(jié)果

2.1 植酸酶對(duì)黃金鯽磷離體消化率的影響(見表2、表3)

表2 不同時(shí)間黃金鯽腸道消化液對(duì)飼料磷離體消化率的影響（%）

表3 不同時(shí)間黃金鯽肝胰臟消化液對(duì)飼料磷離體消化率的影響（%）

由表2可知，隨著各組黃金鯽飼料中植酸酶添加量的逐漸增加，腸道離體消化率隨消化時(shí)間變化都有逐漸升高的趨勢。消化2 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組(600 U/kg)時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組(0 U/kg)與第2組(300 U/kg)(P＜0.05)；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第3組與第4組(900 U/kg)、第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異。消化4 h后，當(dāng)植酸酶添加到第4組（900 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前三個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）、第2組（300 U/kg）與第3組(600 U/kg)（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第4組與第5組(1 200 U/kg)沒有顯著差異。消化6 h后，當(dāng)植酸酶添加到第4組（900 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前三個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）、第2組（300 U/kg）與第3組（600 U/kg）（P＜0.05）；第4組隨著植酸酶的繼續(xù)添加，與第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異（P＞0.05）。消化8 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組（600 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）與第2組（300 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第3組與第4組（900 U/kg）、第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異。

以消化8 h時(shí)腸道消化液中磷消化率的數(shù)據(jù)建立方程，植酸酶含量與離體磷消化率的線性關(guān)系為y=-0.000 003x2+0.011 5x+43.052，R2=0.978 8。

由表3可知，隨著黃金鯽飼料中植酸酶添加量的逐漸升高肝胰臟離體消化率隨消化時(shí)間變化都有逐漸升高的趨勢。消化2 h后，當(dāng)植酸酶添加到第4組（900 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前三個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）、第2組（300 U/kg）與第3組（600 U/kg）（P＜0.05）；第4組隨著植酸酶的繼續(xù)添加，與第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異（P＞0.05）；消化4 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組（600 U/kg）時(shí)與對(duì)照組差異不顯著，但顯著高于第1組（0 U/kg）(P＜0.05)；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第3組與第4組（900 U/kg）、第5組（1 200 U/kg）相比沒有顯著差異。消化6 h后，當(dāng)植酸酶添加到第4組（900 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前三個(gè)試驗(yàn)組，即第1組(0 U/kg)、第2組(300 U/kg)、第3組（600 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第4組與第5組（1 200 U/kg）相比沒有顯著差異。消化8 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組(600 U/kg)時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組(0 U/kg)與第2組（300 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第3組與第4組（900 U/kg）、第5組（1 200 U/kg）相比沒有顯著差異。

以消化8 h時(shí)肝胰臟消化液中磷消化率的數(shù)據(jù)建立方程，植酸酶含量與離體磷消化率的線性關(guān)系為y=-0.000 007x2+0.015 2x+52.133，R2=0.980 5。

2.2 植酸酶對(duì)黃金鯽鈣離體消化率的影響(見表4、表5)

由表4可知，隨著黃金鯽飼料中植酸酶添加量的逐漸增加，隨消化時(shí)間變化腸道離體消化率都有逐漸升高的趨勢。消化2 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組（600 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）與第2組（300 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，與第4組（900 U/kg）、第5組（1 200 U/kg）相比沒有顯著差異。消化4 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組（600 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，隨著植酸酶的繼續(xù)添加，消化率有繼續(xù)升高趨勢，與第4組（900 U/kg）相比沒有顯著差異；但第4組顯著高于第1組（0 U/kg）和第2組(300 U/kg)(P＜0.05)，第5組(1 200 U/kg)顯著高于對(duì)照組和第1～第3組(P＜0.05)；第4組(900 U/kg)與第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異。消化6 h后，當(dāng)植酸酶添加到第4組（900 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前三個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）、第2組（300 U/kg）與第3組（600 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第4組與第5組（1 200 U/kg）相比沒有差異。消化8 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組(600 U/kg)時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）與第 2組（300 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第3組與第4組（900 U/kg）、第5組（1 200 U/kg）相比沒有顯著差異。

表4 不同時(shí)間黃金鯽腸道消化液對(duì)飼料鈣離體消化率的影響（%）

表5 不同時(shí)間黃金鯽肝胰臟消化液對(duì)飼料鈣離體消化率的影響（%）

以消化8 h時(shí)腸道消化液中鈣消化率的數(shù)據(jù)建立方程，植酸酶含量與離體鈣消化率的線性關(guān)系為y=-0.000 005x2+0.013 7x+43.214，R2=0.987。

由表5可知，隨著黃金鯽飼料中植酸酶添加量的逐漸增加，隨消化時(shí)間變化肝胰臟離體消化率都有逐漸升高的趨勢。消化2 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組(600 U/kg)時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，第3組與前兩個(gè)試驗(yàn)組第1組(0 U/kg)與第2組(300 U/kg)相比差異也不顯著；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第4組（900 U/kg）與第5組（1 200 U/kg）消化率有逐漸上升的趨勢，第4組與對(duì)照組、第3組相比差異不顯著，但顯著高于第1組（0 U/kg）與第2組（300 U/kg）（P＜0.05），第4組（900 U/kg）與第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異，但第5組顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。消化4 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組(600 U/kg)時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組(0 U/kg)與第2組(300 U/kg)(P＜0.05)；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，第3組與第4組(900 U/kg)、第5組(1 200 U/kg)沒有顯著差異；消化6 h后，當(dāng)植酸酶添加到第3組（600 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前兩個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）與第2組（300 U/kg）（P＜0.05）；隨著植酸酶的繼續(xù)添加，與第4組（900 U/kg）、第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異。消化8 h后，當(dāng)植酸酶添加到第4組（900 U/kg）時(shí)與對(duì)照組相比差異不顯著，但顯著高于前三個(gè)試驗(yàn)組，即第1組（0 U/kg）、第2組（300 U）與第3組（600 U/kg）（P＜0.05），隨著植酸酶的繼續(xù)添加，與第5組（1 200 U/kg）沒有顯著差異。

以消化8 h時(shí)肝胰臟消化液中鈣消化率的數(shù)據(jù)建立方程，植酸酶含量與離體鈣消化率的線性關(guān)系為y=-0.000 000 7x2+0.004x+58.271，R2=0.956 4。

3 討論

3.1 植酸酶對(duì)黃金鯽全植物蛋白飼料的磷離體消化率的影響

在離體消化的研究過程中，研究者以消化酶發(fā)揮其最佳水解能力，飼料消化率最大為原則來確定最佳消化時(shí)間[12]。本試驗(yàn)也以飼料磷離體消化率最大為原則，同時(shí)也參考飼料在腸道的平均存留時(shí)間來確定仿生消化系統(tǒng)小腸期的最佳消化時(shí)間。本試驗(yàn)中離體磷消化率隨植酸酶的增加而提高，這與Drake等[12]的研究相一致。但本試驗(yàn)的結(jié)果與很多禽類消化道試驗(yàn)存在較大差異[13-15]，這可能是因?yàn)轸~類與禽類的消化系統(tǒng)存在差異，植酸酶和蛋白酶在畜禽消化飼料蛋白質(zhì)過程中起著至關(guān)重要的作用，只有經(jīng)過植酸酶和蛋白酶的初步消化后，磷才能被小腸充分的吸收，所以植酸酶和蛋白酶將直接對(duì)飼料磷離體消化率產(chǎn)生影響[16]，這可能是因?yàn)槲锓N不同，魚類與禽類和大動(dòng)物的消化系統(tǒng)存在差異導(dǎo)致的。

魚類對(duì)各飼料原料磷的消化主要是體內(nèi)消化道中所分泌的各種酶的活性在起作用。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃金鯽腸道的酶解能力很強(qiáng)，可能由于其胰臟彌散在腸系膜上，本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)消化道各部位對(duì)飼料原料的消化能力與酶活性大小的分布有相似的趨勢，即酶活性越高的部位，對(duì)飼料的消化能力就越強(qiáng)。適量的植酸酶可以顯著提高飼料磷的離體消化率，這與李東衛(wèi)等[16]對(duì)豬的研究結(jié)果相一致，而且與體內(nèi)添加植酸酶對(duì)磷的消化率有相同的趨勢。

3.2 植酸酶對(duì)黃金鯽全植物蛋白飼料鈣的離體消化率的影響

飼料鈣的離體消化率的測定原理與磷一樣，也是根據(jù)消化前后的養(yǎng)分含量差值，測定試管中消化出的鈣的含量（相當(dāng)于可吸收利用量），由此計(jì)算出飼料鈣的離體消化率。但小腸液對(duì)飼料鈣離體消化率的影響與它們對(duì)飼料磷離體消化率的影響存在很大區(qū)別，不同之處在于飼料磷的消化率在肝胰臟消化液中比在腸道消化液中高，而鈣消化率正好相反。這可能是因?yàn)橐鹊鞍酌笇?duì)磷的消化率影響大于鈣消化率，與左建軍等[11]、Drake等[12]和李東衛(wèi)等[16]的研究結(jié)果相一致。小腸液添加植酸酶對(duì)飼料鈣離體消化率的影響與其對(duì)飼料磷離體消化率的影響相似，而且鈣的消化率要比磷的高。

4 小結(jié)

在本試驗(yàn)條件下，黃金鯽對(duì)飼料鈣、磷的離體消化率最好的植酸酶添加量為600～900 U/kg。