黃燕華,王國霞,劉襄河,周 曄,黃文慶
(1 珠海市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心,廣東珠海 519070;2 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所,廣東廣州 510640)
低聚木糖作為一種新型的綠色添加劑,具有穩(wěn)定性好、用量小及來源豐富等特點,其對雙歧桿菌等益生菌有高選擇性增殖、提高機體免疫力及促生長等作用倍受關(guān)注.低聚木糖又稱木寡糖,是由2~7個木糖分子以β(1-4)糖苷鍵結(jié)合而成的功能性聚合糖,以二糖和三糖為主[1].目前,低聚木糖應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖[2-7]和魚類[8-11]已有部分研究.資料表明,低聚木糖具有提高動物生產(chǎn)性能[2-7],提高飼料轉(zhuǎn)化率[4-5],促進有益菌、抑制有害菌[6],提高動物免疫力[3]和肉類品質(zhì)[7]等功效.本試驗擬通過研究低聚木糖對凡納濱對蝦生長及其消化道主要消化酶活性的影響,為功能性寡糖——低聚木糖在對蝦配合飼料及其健康養(yǎng)殖的應(yīng)用中提供試驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù).
凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei蝦苗由珠海市世海飼料有限公司下屬苗場提供,低聚木糖由江蘇康維生物有限公司提供,有效成分質(zhì)量分數(shù)為35%.
試驗基礎(chǔ)日糧組成和營養(yǎng)水平見表1.采用單因子試驗設(shè)計,各試驗組是在基礎(chǔ)飼料中按照質(zhì)量比分別添加0、0.01%、0.03%、0.05%的低聚木糖,飼料原料經(jīng)80目粉碎,混合均勻后用MM12型絞肉機擠壓制粒,粒徑為1.5 mm,于室內(nèi)陰干后裝入密封袋中置-20℃冰箱保存?zhèn)溆?
表1 飼料原料組成及營養(yǎng)成分Tab.1 Ingredient and nutritional composition of basal diet
養(yǎng)殖試驗在珠海市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心的室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行.試驗選用體質(zhì)健康,個體大小均一(0.05 g左右)的凡納濱對蝦480尾,隨機分為4個處理組,每個處理組3個重復(fù),每個重復(fù)40尾蝦,飼養(yǎng)56 d.循環(huán)流水過濾玻璃纖維桶(桶內(nèi)呈灰白色)容積為350 L(直徑80 cm×高70 cm,水體體積300 L),進水速率為1.6 L/min.試驗期間鹽度為5.0‰ ~6.4‰、溫度為21.5~28.5 ℃、pH7.7~8.0、溶氧>5 mg/L、氨氮≤0.02 mg/L和亞硝酸鹽≤0.2 mg/L.每天投料4 次,投料時間為7:00、11:30、16:30和21:00,早晚的投喂量占60%,同時根據(jù)攝食情況及時調(diào)整投飼量,每周排污1次.
試驗結(jié)束后(飼養(yǎng)56 d后)禁食24 h,稱取每個重復(fù)組的總質(zhì)量和記錄尾數(shù),將采血后的對蝦置于冰盤內(nèi)玻璃平面皿上解剖,取出蝦的胃、腸道和肝胰臟,然后剪開胃、腸道和肝胰臟,再用預(yù)冷超純水(4℃,pH7.0)清洗胃、腸道內(nèi)容物,濾紙吸干表面水分后分別稱質(zhì)量.將胃、肝胰臟、腸道樣本,按其質(zhì)量分別加入10倍體積(即按1 g組織加10 mL預(yù)冷超純水的比例)預(yù)冷超純水(4℃、pH7.0),用玻璃勻漿器在冰浴中勻漿,取部分勻漿液直接用于測定脂肪酶活力,其余部分以5000 r/min、4℃離心10 min,然后取上清液(即粗酶提取液),立即置于-70℃冰箱中備用.生長性能指標(biāo)及計算公式如下:
增質(zhì)量率=(末均質(zhì)量-初均質(zhì)量)/初均質(zhì)量×100%,
特定生長率=[ln(末均質(zhì)量)-ln(初均質(zhì)量)]/飼養(yǎng)時間×100%,
餌料系數(shù)=攝食量/(蝦末質(zhì)量+試驗中死亡蝦質(zhì)量-蝦初質(zhì)量),
飼料效率=增質(zhì)量/投飼量×100%.
1.5.1 蛋白酶活力 按 Folin-酚法[12].在一定溫度和pH條件下,底物酪蛋白質(zhì)量濃度為5 mg/mL,1 g消化器官鮮活組織內(nèi)蛋白酶1 min水解酪蛋白產(chǎn)生1 μg酪氨酸的酶量為1個蛋白酶活力單位(U).
1.5.2 淀粉酶活力 按3,5-二硝基水楊酸顯色法(DNS法)[13].在一定溫度和pH條件下,以可溶性淀粉為底物,1 g鮮活組織內(nèi)淀粉酶1 min水解淀粉產(chǎn)生1 mg麥芽糖的酶量為1個淀粉酶活力單位(U).
1.5.3 脂肪酶活力 按聚乙烯醇橄欖油乳化液水解法[14].在一定溫度和pH條件下,以聚乙烯醇橄欖油為底物,1 g鮮活組織內(nèi)脂肪酶1 min水解脂肪產(chǎn)生1 μmol脂肪酸的酶量為1個脂肪酶活力單位(U).
1.5.4 酶液、血清蛋白濃度的測定 蛋白量測定以牛血清白蛋白作標(biāo)準曲線,用考馬斯亮藍G-250法測定[15].酶的活性以比活力表示,即:比活力(U/mg)=酶活力/蛋白質(zhì)含量.
試驗數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準差表示,采用SPSS 11.5軟件進行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計,先對數(shù)據(jù)作單因素方差分析(ANOVA),若處理間差異顯著,再用Duncan’s多重比較.
從表2可知,對蝦末均體質(zhì)量分別為4.04、4.42、4.38和4.52 g,與對照組比較,試驗組增質(zhì)量率分別提高了9.41%、8.41%和11.93%,特定生長率分別提高了2.06%、2.06%和2.65%,餌料系數(shù)降低了1.83%~5.51%,其中0.03%組餌料系數(shù)顯著低于對照組(P<0.05),飼料效率提高了4.88% ~11.90%,其中0.03%組飼料效率顯著高于對照組(P <0.05).
表2 低聚木糖對凡納濱對蝦生長性能的影響1)Tab.2 Effects of xylooligosaccharide on the growth performance of Litopenaeus vannamei
從表3可知,低聚木糖對消化酶活力的影響從不同種類消化酶活性的統(tǒng)計結(jié)果看,對蛋白酶的影響最大,其次是脂肪酶,淀粉酶的影響最小;從不同器官的消化酶活性統(tǒng)計結(jié)果看,對腸道消化酶酶活性的影響最大,其次是肝胰臟的,對胃中的消化酶酶活的影響最小.即添加低聚木糖后能夠一定程度地增加凡納濱對蝦消化道中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性,但效果不明顯(P>0.05),也不存在明顯的劑量效應(yīng),也就是消化酶活性沒有隨著低聚木糖添加比例的遞增而增加.除腸道0.03%組淀粉酶外,試驗組肝胰臟和腸道中各種酶的活性都高于對照組的(P>0.05).
表3 低聚木糖對凡納濱對蝦消化酶活力的影響1)Tab.3 Effects of xylooligosaccharide on digestive enzymes activity of Litopenaeus vannamei
熊沈?qū)W等[8]在日糧中按比例分別添加0、0.005%、0.01%和0.02%的低聚木糖,研究其對異育銀鯽Hybridized prussian生長和腸道消化酶活性的影響,飼養(yǎng)45 d后,發(fā)現(xiàn)添加0.01%時異育銀鯽增質(zhì)量效果最佳,其增質(zhì)量率為30.24%,較對照組的15.09%顯著提高(P<0.05),添加0.02%時,生長出現(xiàn)下降;中后腸蛋白酶和對照組比較沒有顯著性差異,但有先增加后減少的趨勢,淀粉酶活性增加,且添加0.01%~0.02%時與對照組差異顯著(P<0.05).王優(yōu)軍等[9]研究表明,在大菱鲆 Scophthalmus maximus飼料中添加0.04%的低聚木糖,飼養(yǎng)72 d后顯著提高了大菱鲆的生長性能(P<0.05).褚武英等[10]在草魚Ctenopharyngodon idella魚種料中按比例分別添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.6%的低聚木糖飼養(yǎng)56 d,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加0.1% ~0.4%低聚木糖組草魚增質(zhì)量率較對照組顯著提高(P<0.05),0.6%時反而較對照組顯著下降(P<0.05),0.4%組顯著高于其他試驗組(P<0.05).本試驗結(jié)果表明:飼料中添加低聚木糖對凡納濱對蝦的增質(zhì)量率和特定生長率沒有顯著影響(P>0.05),但有促生長、提高飼料效率和降低餌料系數(shù)的表現(xiàn),而且0.03%低聚木糖組飼料效率顯著高于對照組(P<0.05),餌料系數(shù)顯著低于對照組(P<0.05);從增質(zhì)量率和特定生長率看,添加0.05%組效果最好,但從餌料系數(shù)和飼料效率看,0.03%組最佳,0.05%組反而降低,與上述報道不完全相同,尤其是最佳添加劑量的差異,這可能與所用的試驗動物種類、飼養(yǎng)條件和飼養(yǎng)周期等不同有關(guān).另外本試驗所用的低聚木糖來源與熊沈?qū)W等[8]、王優(yōu)軍等[9]所用的相同,而不同于褚武英等[10]的,且所用材料低聚木糖的有效成分含量前者都高于后者,這也許是導(dǎo)致褚武英等[10]報道草魚中添加0.4%的低聚木糖為最佳,明顯高于0.01%~0.05%的添加劑量的原因.李兆勇等[16]報道在日糧中添加低聚木糖200 g/t不影響仔豬的增質(zhì)量(P>0.05),但能顯著提高仔豬飼料轉(zhuǎn)化效率(P<0.05)及仔豬十二指腸和空腸的胰蛋白酶、胃蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活力(P <0.05).Chung等[17]研究在65歲的老年人中補充低聚木糖,可以顯著增加雙歧桿菌的數(shù)量和降低糞便pH(P<0.05),但不影響飲食量、胃腸道功能和血液參數(shù)指標(biāo)(P>0.05).本試驗結(jié)果表明,添加低聚木糖后能夠一定程度地增加凡納濱對蝦消化道中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性,但效果不明顯(P>0.05),而且消化酶活性也沒有隨低聚木糖添加比例的遞增而增加,與上述報道不太一致,可能是不同動物的消化生理不同或由其導(dǎo)致的所需的最佳劑量不同,具體的有待更多的研究來證實.肉食魚蝦個體生長過程就是物質(zhì)(主要是蛋白質(zhì))在體內(nèi)存留的過程,蛋白質(zhì)消化需要酶的參與,消化酶活力是影響蛋白質(zhì)消化率和消化量的主要因素.本試驗中,低聚木糖比例高時,蛋白酶酶活相對要高,跟生長性能的結(jié)果較一致.
低聚木糖是新型的寡糖類添加劑,在動物體內(nèi)不能被消化酶所消化,但可以通過在體內(nèi)發(fā)酵后,被幾類雙歧桿菌和乳酸菌利用[18-19],促進雙岐桿菌的增殖和抑制有害菌[6,20],而雙岐桿菌等有益菌可以刺激胃腸道上皮細胞增生,提高消化酶的活力[21],從而促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用進而提高增質(zhì)量率和降低餌料系數(shù).綜合上述報道知,低聚木糖添加過量反而引起生長性能下降,同時也提高了飼養(yǎng)成本;添加量不足,則效果不明顯,低聚木糖在凡納濱對蝦飼料中的最適添加量還有待進一步的研究.
[1]石波,李特.功能性飼料添加劑木寡糖的制備研究[J].國外畜牧科技,2000(6):14-17.
[2]安淑芝,胡玉海.日糧中添加低聚木糖對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].當(dāng)代畜牧,2005(8):24.
[3]王繼成,潘靈輝,李淑云,等.低聚木糖對斷奶仔豬生產(chǎn)性能、腸道菌群及免疫水平影響的研究[J].中國畜牧獸醫(yī),2006,33(5):3-7.
[4]吳媛媛,咼于明,王忠,等.木寡糖對肉仔雞生長性能、腸道生理學(xué)和形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,11(4):42-46.
[5]徐勇,顧陽,陳牧,等.低聚木糖對蛋雞的促生長作用及促生長機理研究[J].飼料工業(yè),2005,26(22):56-59.
[6]周俊,王蓉,朱漢靜.低聚木糖對肉鴨空腸菌群的影響[J].飼料研究,2007(6):59-61.
[7]吳紅翔,歐陽撿云,劉三鳳,等.木寡糖益生素和益生素對廣東麻雞屠宰性能及肌肉品質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,28(6):809-812.
[8]熊沈?qū)W,劉文斌,方星星.低聚木糖梯度添加對異育銀卿生長及腸道消化酶活性的影響[J].畜牧與獸醫(yī),2005,27(10):23-24.
[9]王優(yōu)軍,李勇.低聚木糖等三種新型添加劑對大菱鲆的促生長作用[C]∥谷繼承,沙玉圣.飼料添加劑研究與應(yīng)用進展:第十屆全國飼料添加劑大會論文集.北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2008:233-237.
[10]褚武英,吳信,成嘉,等.低聚木糖對草魚生長性能及血液生化指標(biāo)的影響[J].飼料研究,2008(6):60-61.
[11]明建華,劉波,周群蘭,等.功能性寡糖在水產(chǎn)動物飼料中的應(yīng)用[J].水產(chǎn)科學(xué),2008,27(9):490-492.
[12]北京大學(xué)生物系生物化學(xué)教研室.生物化學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:人民教育出版社,1979:73-74.
[13]潘魯青,王克行.中國對蝦幼體消化酶活力的試驗研究[J].水產(chǎn)學(xué)報,1997,21(1):26-31.
[14]朱儉,曹凱鳴,周潤琦,等.生物化學(xué)試驗[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1981:190-193.
[15]揚安剛,毛積芳,藥立波.生物化學(xué)與分子生物學(xué)試驗技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2001:247-248.
[16]李兆勇,楊在賓,楊維仁,等.益生素和低聚木糖對仔豬生長和養(yǎng)分消化性能的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué):自然科學(xué)版,2008,36(1):59-65.
[17]CHUNG Y C,HSU C K,KO C Y,et al.Dietary intake of xylooligosaccharides improves the intestinal microbiota,fecal moisture,and pH value in the elderly[J].2007,27(12):756-761.
[18]李德發(fā),尹靖東,譙仕彥,等.豬的營養(yǎng)[M].2版.北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2003:22-42.
[19]HSU C K,LIAO J W,CHUNG Y C,et al.Xylooligosaccharides and fructooligosaccha rides affect the intestinal microbiota and precancerous colonic development in rats[J].J Nutr,2004,134:1523-1528.
[20]雷浪偉,李培榮,李志霞,等.低聚木糖對模擬失重大鼠腸道微生態(tài)的影響[J].中國微生態(tài)學(xué)雜志,2005,17(4):244-246.
[21]HOWARD M D,GORDON D T,GARLEB K A,et al.Dietary fructooligosaccharide,xylooligosaccharide and gum Arabic have variable effects on cecal and colonic microbiota and epithelial cell proliferation in mice and rats[J].J Nutr,1995,125:2604-2609.