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1、文章编号：1008-5394(2003)01-0006-05植酸酶对鲤钙磷等营养物质利用率的影响白东清，乔秀亭，魏 东，郭 立，齐海林(天津农学院 水产科学系，天津 ) 摘 要：从营养学角度出发，初步研究了添加植酸酶的饲料经不同温度（常温、60 、70 、80 、90 、100 ）处理对鲤钙磷营养物质利用率的影响。通过10 d的饲养，收集粪便分析发现：与对照组相比，添加植酸酶可以使钙的利用率提高132%以上，总磷利用率提高105%122%； 74.86%89.04%的植酸磷得以利用；蛋白质和脂肪的利用率约提高11%和12%。关 键 词：植酸酶；鲤；钙；磷；营养物质；利用率中图分类号：S965.
2、116；S816.32 文献标识码：A Effects of Phytase on Utilization Ratio of Nutrient Composition (Calcium, Phosphorus, etc.)of Carp (Cyprinus carpio L.) BAI Dong-qing，QIAO Xiu-ting，WEI Dong，GUO Li，QI Hai-lin (Department of Fishery Science, Tianjin Agricultural College, Tianjin ,China) Abstract: The carp was fed
3、with the diets added phytase (treated at room temperature, 60 ,70 ,80 ,90 ,100 ) for 10 days. The results show that the utilization ratio of calcium significantly increased by more than 132.0% by adding phytase to the diets. At the same time, the utilization ratios of total phosphorus and phytase ph
4、osphorus increased by from 105% to 122% and from 74.86% to 89.04%, respectively. Also, the utilization ratios of protein and crude lipid increased by about 11% and 12%, respectively.Key words: phytase；carp (Cyprinus carpio L.);calcium；phosphorus；nutrient composition；utilization ratio 20世纪90年代以来，国内外有
5、很多关于植酸酶的特性及其应用的报道。植酸酶可以分解植物中的植酸磷，使植物中绝大多数的磷得以利用，又无需添加无机磷，从而减少水环境的富营养化，同时还可以使与磷酸根结合的内源性酶得以释放出来，充分发挥酶的活力1。Schaefer以鲤为研究对象，以大豆粉和大麦为基础，在饲料中添加500 U/kg和1 000 U/kg的植酸酶，可分别提高鲤对植酸磷的利用率20%和40%2。Kenneth在虹鳟饲料中添加植酸酶也得出相似结论3。国内学者杨林曾提到Soares在带纹鲈鱼饲料中添加植酸酶可以代替Ca(H2PO4)2的添加4。余丰年等用添加植酸酶的饲料投喂异育银鲫，发现饲料中的植酸磷有所下降5，因此，在饲料中
6、添加植酸酶不仅可以降低饲养成本，提高饲养效益，而且可以减少饲料中不能被利用的磷排出体外造成水体的富营养化。但国内外学者对添加植酸酶的饲料进行不同温度处理的研究还未见报道，为此，本试验从营养学的角度出发，结合消化代谢实验，采用向饲料中添加植酸酶，经过不同的温度处理，探讨其对鲤营养物质利用率的影响，为生产中使用植酸酶提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验用鱼试验用一冬龄鲤（Cyprinus carpio L.）购于静海团泊洼水库。购回后在实验室条件下（1822 ）于水族箱 (64 cm36 cm 44 cm)中暂养2 d。平均体重28.279.99 g ，平均体长 10.231.46 cm，共1
7、57尾，分为7组。1.2 试验用饲料添加含800 U/kg植酸酶（瑞士巴斯夫(BASF)公司，单位2 500 U/g）的饲料，配制及处理过程如下：将颗粒料粉碎过60目筛；将植酸酶溶解于pH=5.5的柠檬酸盐缓冲溶液中；将、混合均匀后用绞肉机制成颗粒料，放在鼓风干燥箱中吹干，然后平均分成6份，1份为常温组，其余在烘箱中分别经60 、70 、80 、90 、100 处理5 min，除常温外，分别投喂27组。1组为对照组，经过同样粉碎、过筛和制粒后吹干。每天投饲2次，投饲率为2%，并依具体情况适时调整，以刚好吃饱为度。添加植酸酶前后，饲料营养成分没有变化，主要营养成分含量为粗蛋白32%,粗脂肪16%
8、,钙0.90%,磷0.93%。1.3 粗酶液的制备解剖活鱼，取出肠、肝胰脏，用预冷蒸馏水(4 )冲洗，剔除肠外的脂肪和结缔组织，用滤纸吸干。将肠分成3等份，剪碎，分别随机称取1 g组织，再用YQ-3型电动匀浆机(江苏江阴科研器械厂)匀浆12 min，加5 mL蒸馏水，再用TGL-16G型台式离心机(上海安亭科学仪器厂)以10 000 r/min的速度离心815 min，然后取上清液于4 冰箱保存，24 h内测定完毕。1.4 指标测定1.4.1 常规成分测定（国标方法）蛋白质测定采用微量凯氏定氮法，粗脂肪采用索氏乙醚抽提法，植酸磷、总磷采用钒钼黄比色法，Ca采用KMnO4氧化还原滴定法。消化率的
9、测定采用Cr2O3指示剂法6。1.4.2 蛋白酶活力的测定方法和定义酶活力的测定采用福林-酚试剂法7，用UV-9001紫外分光光度计，依OD280计算蛋白酶活性。在pH 8.0（磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配制的缓冲液）的条件下，30 水浴保温30 min，以每克鲜样组织每分钟水解酪蛋白产生1 g酪氨酸为1个活性单位 (单位：gg-1min-1) 。1.5 粪便的收取及处理采用虹吸法收集粪便，取包膜完整的于105 烘箱中烘至恒重,保存待测其中的蛋白质、钙和磷含量。1.6 营养物质消化率的计算D(%)=1001-(AB/AB)，其中A、A分别为饲料和粪便中的营养物质含量；B、B分别为饲料和粪便中的Cr
10、2O3含量。2 结果与讨论 2.1 植酸酶对钙利用率的影响由表1和图1可以看出，试验组钙的利用率均明显高于对照组，利用率提高130% 以上。原因可能是鱼类缺乏内源性植酸酶，无法利用饲料中的植酸磷，而植酸磷常常与Ca2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等金属阳离子形成难溶的络合物，影响鱼体对这些营养物质的吸收利用率6。添加植酸酶后，这些离子得以游离出来，有利于饲料中钙的吸收利用，从而有效地提高钙在鲤鱼生长代谢过程中的利用率。这与Soares研究带纹鲈鱼的结果相符合4。Soares的试验表明， 在带纹鲈鱼饲料中添加2 400 U/kg的植酸酶后（不添加无机磷），鱼的生长速度与添加 1.3%的Ca（H
11、2PO4）2的生长速度相同。表1 添加植酸酶对钙、总磷、植酸磷、脂肪、蛋白质的利用率的影响组 别 1234567处理方式 对照常温60 70 80 90 100 钙的利用率/%34.1487.2285.8079.4187.6986.5388.16钙的利用率提高/% 155.48151.32132.69156.85153.46158.23总磷的利用率/% 41.3790.7190.7685.0092.1090.1992.18总磷的利用率提高/% 104.16119.39105.46122.63118.01122.82植酸磷利用率/%076.0585.8774.8689.0477.6086.92脂
12、肪的利用率/% 85.9896.4996.4795.2297.2196.5497.35脂肪利用率提高/%12.2212.2010.7513.0612.2813.22蛋白质利用率/%88.2297.9897.7898.8398.2798.0898.20蛋白质利用率提高/% 11.0610.8410.8911.3911.1811.31图1 添加植酸酶对鲤几种营养物质利用率的影响 2.2 添加植酸酶对鲤总磷及植酸磷的利用率的影响由表1及图1可知，饲料经添加植酸酶后怎么减肚子，饲料中总磷的利用率明显提高，与对照组相比，利用率提高了104%122%，各试验组间的差别不明显。同时，植酸磷的利用率提高了74
13、%89%，效果比较显著，同时各试验组间的差别不大，这说明不同温度处理对饲料的利用率影响不明显。究其原因，可能是：在植物性饲料中，磷主要以植酸及植酸盐的形式存在。鱼类体内缺乏内源性植酸酶,所以饲料中的植酸磷不能有效地利用。为了满足鱼体生长过程中对磷的需要，人们往往采取在饲料中添加无机磷酸盐的方式，未被利用的植酸磷则排入水中，造成水质的富营养化和水体的污染等一系列问题。植酸酶将植酸及植酸盐水解成肌醇和磷酸，将无机磷释放出来，供鱼体吸收。由表1可知，在鲤鱼饲料中添加植酸酶后可使磷的利用率提高104%以上，亦可使植酸磷的利用率提高74%89%。余丰年等用添加植酸酶的饲料投喂异育银鲫，发现饲料中植酸磷有
14、所下降，添加500 U/kg的植酸酶可分解60%的植酸磷，添加1 000 U/kg的植酸酶可分解80%的植酸磷5。所以，在饲料中添加植酸酶替代无机磷的添加在实践中是完全可行的。2.3 添加植酸酶对鲤脂肪及蛋白质利用率的影响由表1可以看出，经添加植酸酶处理的试验饲料饲喂鲤后，脂肪的利用率较对照组有所增加，大体增加12%左右。各组的蛋白质利用率较对照组有11%左右的提升，且各试验组间的变化很不明显。植酸酶的添加可以解除植酸与内源性蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等的结合，提高蛋白酶和脂肪酶的活性，导致鱼类蛋白质和脂肪利用率的提高4。另外，植酸酶能够促使植酸蛋白复合物裂解，促进蛋白质的消化吸收。各处理组消化率
15、较对照组可提高10%以上，从理论上讲，植酸酶水解植酸释放出磷的同时，可将与植酸络合的蛋白质释放出来，便于消化道分泌的各种蛋白酶作用，从而使其消化利用率得到提高。另一方面，由于脂肪利用率的提高，从某种意义上说，就意味着脂肪对蛋白质起到节约作用，减少了蛋白质作为能量消耗的部分，从而使蛋白质最大限度地转化为鱼体蛋白，毛孔大怎么办提高了利用率。2.4 添加植酸酶对鲤肠道、肝胰脏蛋白酶活性的影响从表2和图2看出，同一组织不同处理温度酶活力比较：各组肝胰脏酶活力均高于对照组，且从常温100 一直呈下降趋势。前肠各组酶活力均低于对照组，其中常温70 呈上升趋势，7080 明显下降，80100 又显著上升。中
16、肠酶活力在常温、60 、100 时高于对照组，其余各组均低于对照组，其中常温60 显著上升，6070 显著下降，70100 又显著升高。后肠酶活力除60 组外，其余各组均低于对照组。其中常温60 急剧升高，6070 又急剧降低，70100 又显著升高。表2 植酸酶对鲤肠道、肝胰脏蛋白酶活力的影响(104 gg-1min-1)组别1234567处理方式对照常温60708090100前肠3.132.012.573.021.742.632.73中肠2.472.814.011.121.342.282.71后肠1.910.784.290.140.471.521.52肝胰脏0.082.031.831.65
17、1.450.720.70图2 植酸酶对鲤肠道、肝胰脏蛋白酶活力的影响 同种处理不同组织部位酶活力比较：对照、90 、100 ：前肠中肠后肠肝胰脏;常温：中肠肝胰脏前肠后肠；70 、80 ： 前肠肝胰脏中肠后肠; 60 ：后肠中肠前肠肝胰脏。表2结果显示，在饲料中添加植酸酶饲养鲤鱼，各组肝胰脏蛋白酶活力均明显高于对照组，即使是酶活力最小的一组，也是对照组的7.5倍。肠道蛋白酶活力虽然有个别的明显升高，但就总体而言，其酶活力与对照组相比仍呈下降的趋势。出现这种现象，其原因可能是肠道和肝胰脏蛋白酶活力存在的某种消长关系。由于肝胰脏是分泌蛋白酶的主要器官，因此，其蛋白酶活力增强，有助于加强鱼体对蛋白质
18、的消化吸收。3 小结饲料中添加植酸酶对钙、磷、蛋白质、脂肪的利用率具有一定的影响，其中对钙和总磷的利用率的影响非常明显，可以提高1倍以上，对植酸磷利用率的提高达80%左右，这是植酸酶的主要作用。另外，还可以通过提高肝胰脏蛋白酶的活性，来提高对蛋白质的利用率，同时，脂肪利用率也有一定程度的提高，这是植酸酶的辅助作用。且植酸酶对营养物质利用率的影响与处理温度之间没有明显的相关关系，即在这种添加方式下，植酸酶的热稳定性不是制约植酸酶活力的关键。造成这一现象的原因可能是：(1)在添加植酸酶后，经高温处理前，植酸酶已经参与反应，排毒养颜胶囊使饲料中的营养物质的状态或性质发生了变化；(2)对饲料中营养物质
19、利用率起作用的是植酸酶的某一个或多个基团，而该基团对温度不敏感。如果前一设想属实的话，一直困扰人们的植酸酶的热稳定性问题就可以得到很好的解决。关于植酸酶热稳定性问题，亦可从以下2个途径去解决：(1)培育优势、耐高温菌株；(2)开发新的加工工艺。相信在不久的将来，植酸酶在水产领域会获得更广泛的应用。参 考 文 献： 1 宋金彩.植酸酶对蛋白质和氨基酸利用率的影响EB/OL.东北农业大学.http：/keywords：hometechadditive，2001-06-10. 2 Schaefer A，Koppe W M.Effect of a microbial phytase on utiliz
20、ation of native phosphorus by carp in a diet based on soybean meal J.Water Science and Technology, 1995，31(1)：149-155.3 Kenneth Cain K D,Donald Garling D C.Pretreatment of soybean meal phytase for salmonid diets to reduce phosphorus concentrations in effluentsJ.Prog Fish Cult,1995,57(1):114-119.4 杨林
21、. 植酸酶在鱼饲料中应用意义J.水产学杂志，2000，13（1）：87-89.5 余丰年，王道尊.植酸酶对异育银鲫生长及饲料中磷利用率的影响J.中国水产科学，2000，7（2）：106-109.6 李爱杰.水产动物营养与饲料学M.北京：中国农业出版社，1996.199-200.7 蒋传葵.工具酶活力测定M.上海：上海科学技术出版社，1979.153-156.GAP或GAP基地GAP是指中药材生产质量管理规范，是将传统中药的优秀特色与现代科学技术相结合，按国际认可的标准规范进行研究、开发、生产和管理，是中药现代化的第一步。所谓GAP基地就是国家GAP管理部门认可的规模化、药用动植物养殖、种植基地，或是加盟于同类相关中药材专营企业的基地，也是制药集团制药原料供应地。GAP基地有2种类型，一是密集型的，另一类是松散型的，但无论什么类型，都有专营公司可实施调控和管理。实施GAP以后，只要你加盟于国家认可的GAP基地岳阳家政，成为基地的一员，技术服务、种苗供应、产品质量认证、回收销售义务全由专营公司承担，农户只承担人力和物力的投入，既降低了技术风险，又减少了市场风险，甚至完全无风险。(摘自农业新技术2003(1)：40)