張曉清 李小勤 陳佳楠 徐懷兵 石 澤 冷向軍,

(1. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院, 上海 201306; 2. 上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗室, 上海 201306;3. 上海市水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心, 上海 201306; 4. 上海高校知識服務(wù)平臺, 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)動物遺傳育種中心(ZF1206), 上海 201306)

無魚粉低磷飼料中添加中性蛋白酶和植酸酶對建鯉生長及營養(yǎng)物質(zhì)利用的影響

張曉清1李小勤1陳佳楠1徐懷兵1石 澤1冷向軍1,2,3,4

(1. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院, 上海 201306; 2. 上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗室, 上海 201306;3. 上海市水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心, 上海 201306; 4. 上海高校知識服務(wù)平臺, 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)動物遺傳育種中心(ZF1206), 上海 201306)

在無魚粉低磷飼料中添加中性蛋白酶、中性植酸酶, 考察對建鯉(Cyprinus carpiovar. Jian)生長、營養(yǎng)物質(zhì)消化率和沉積率、血漿生化指標(biāo)及腸道組織學(xué)的影響。配制含魚粉5%和磷酸二氫鈣1.5%的正對照飼料、無魚粉飼料、無魚粉低磷飼料(磷酸二氫鈣1.0%)和在無魚粉飼料中添加175 mg/kg蛋白酶, 在無魚粉低磷飼料中添加175 mg/kg蛋白酶+300 mg/kg植酸酶的5組等蛋白飼料, 飼喂初始體重為(52.5±2.0) g的建鯉10周。結(jié)果表明: 對照組具有最高增重率和最低飼料系數(shù)(P＜0.05), 無魚粉飼料和無魚粉低磷飼料組的增重率、蛋白質(zhì)和磷沉積率、蛋白質(zhì)和鈣消化率均顯著下降(P＜0.05); 在無魚粉飼料中添加蛋白酶后, 提高了建鯉增重率13.1%(P＜0.05), 達(dá)到和對照組基本一致的水平; 顯著提高了蛋白質(zhì)、鈣消化率和腸絨毛高度, 降低了飼料系數(shù)(P＜0.05); 在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶后, 顯著提高了脂肪、蛋白質(zhì)、磷沉積率和蛋白質(zhì)、鈣、磷消化率(P＜0.05), 增加了前腸絨毛長度和隱窩深度(P＜0.05), 提高了血漿磷濃度(P＜0.05)。以上結(jié)果表明, 在全植物性蛋白飼料中添加蛋白酶, 在全植物蛋白的低磷飼料中同時添加蛋白酶和植酸酶可以促進(jìn)建鯉生長, 提高對營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和沉積率, 促進(jìn)腸道生長發(fā)育。

中性蛋白酶; 中性植酸酶; 建鯉; 生長

近年來, 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的一個重要研究領(lǐng)域是植物性蛋白替代魚粉的可持續(xù)發(fā)展和蛋白替代對全球水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的支持。然而, 植物蛋白源通常具有氨基酸組成不平衡, 蛋白質(zhì)消化率低, 含植酸、非淀粉多糖(NSP)和蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子[1],影響動物生長性能。添加酶制劑是提高植物蛋白源利用率的重要途徑, 可破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子, 提高水生動物對蛋白質(zhì)、脂肪、多糖和磷的利用率, 促進(jìn)生長。目前, 用于水產(chǎn)飼料中的酶類主要有蛋白酶[2—4]、植酸酶[5,6]、非淀粉性多糖酶[7,8]等。

蛋白酶可將大分子蛋白水解成寡肽或氨基酸,提高飼料蛋白利用率[1]。蛋白酶根據(jù)其作用的最適pH, 可分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶及堿性蛋白酶。目前, 蛋白酶已得到較為廣泛的研究和應(yīng)用,在虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[9]、尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)[10]、異育銀鯽(Carassius auratus gibelio)[4]等魚類中研究表明, 在飼料中補(bǔ)充蛋白酶能提高消化酶活性, 促進(jìn)魚類生長。植酸酶水解植物性原料中的植酸, 釋放出肌醇、磷酸及與植酸螯合的其他營養(yǎng)物質(zhì), 提高磷等營養(yǎng)物質(zhì)的利用率[5],進(jìn)而促進(jìn)生長。根據(jù)植酸酶水解作用時適宜pH的不同, 有中性植酸酶和酸性植酸酶之分。近年來,酸性植酸酶應(yīng)用在水產(chǎn)動物中已見于斑點(diǎn)叉尾鮰(Ictalurus puuctatus)[11]、草魚(Ctenopharyngodon idellus)[12]等; 有關(guān)中性植酸酶應(yīng)用的報道已見于花鱸(Lateolabrax japonicus)[13]、黑鯛(Acanthopagrus schlegelii)[14]、異育銀鯽[15]。

植物蛋白原料在水產(chǎn)飼料中的用量不斷增加,提高其利用率, 降低飼料成本, 減少N和P向水體的排放, 越來越受到廣泛關(guān)注。將蛋白酶和植酸酶復(fù)合使用, 能否達(dá)到上述目的? 因此, 本試驗以建鯉(Cyprinus carpiovar. Jian)為研究對象, 在無魚粉低磷飼料中補(bǔ)充中性蛋白酶和中性植酸酶, 考察對建鯉生長、營養(yǎng)物質(zhì)消化率、營養(yǎng)物質(zhì)沉積率、腸道組織學(xué)和血液生化指標(biāo)等的影響, 為蛋白酶和植酸酶在水產(chǎn)飼料中的合理應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗用酶制劑

蛋白酶商品名為AG175, 由加拿大JEFO動物營養(yǎng)公司提供, 為細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生的堿性絲氨酸蛋白酶,具有較高的耐溫性[4]; 耐高溫中性植酸酶由廣東溢多利生物科技股份有限公司提供, 適宜pH 4.5—8.0,植酸酶活性為2000 U/g。

1.2 試驗設(shè)計與試驗飼料

共配制5組飼料: 正對照飼料(魚粉5%和磷酸二氫鈣1.5%)、無魚粉飼料, 無魚粉低磷飼料(磷酸二氫鈣1.0%), 在無魚粉飼料中添加175 mg/kg蛋白酶, 在無魚粉低磷飼料中添加175 mg/kg蛋白酶和300 mg/kg植酸酶。在各配方中添加0.025% 三氧化二釔(Y2O3)作為指示劑, 用于消化率的測定。各原料粉碎過40目篩, 逐級混勻, 用單螺桿擠壓機(jī)(SLP-45, 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所)制成直徑2 mm的沉性顆粒飼料[制粒溫度(85±5)℃],飼料于通風(fēng)陰涼處晾干, 置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆?。飼料配方組成分和營養(yǎng)水平見表1。

1.3 試驗用魚及飼養(yǎng)管理

試驗用建鯉購自山東濟(jì)南建鯉育苗場。正式試驗前, 用正對照飼料飼喂建鯉1周, 使其適應(yīng)試驗環(huán)境和試驗飼料, 選225尾體格健壯、體重均勻的建鯉(52.5±2.0) g, 隨機(jī)放入15口自動充氣循環(huán)過濾玻璃缸, 每缸放養(yǎng)15尾魚。每個試驗缸大小為0.60 m×0.55 m×0.50 m (有效水體150 L)。養(yǎng)殖期間, 每天投喂3次(08:30、11:30和16:30), 投飼率為2.5%—3.0%, 每次投喂時間約20min, 并根據(jù)攝食情況作相應(yīng)調(diào)整, 使各缸保持基本一致的投飼量并無殘餌。飼養(yǎng)期間每日吸污, 同時更換1/10水量; 水溫26.0±2.0℃, pH 6.5—7.3; 溶解氧＞4 mg/L。

1.4 測定指標(biāo)和方法

生長指標(biāo)和形體指標(biāo)在養(yǎng)殖試驗結(jié)束后,魚體饑餓24h, 統(tǒng)計每缸魚尾數(shù)并稱重, 計算增重率(Weight gain rate,WGR)、飼料系數(shù)(Feed conversion ratio,FCR)、存活率(Survival rate,SR)。每缸取3尾魚, 測量其體長、體重, 解剖取內(nèi)臟團(tuán)、肝胰臟并稱重, 計算肝體比(Hepato-somatic index,HSI)、臟體比(Viscero-somatic index,VSI)、肥滿度(Condition factor,CF)。

增重率(%)=100×[(魚終重(g)–魚初重(g))/魚初重(g)];

飼料系數(shù)=攝食量(g)/魚體增重(g);

肝體比(%)=100×[肝臟重(g)/魚體重(g)];

臟體比(%)=100×[內(nèi)臟重(g)/魚體重(g)];

肥滿度(%)=100×[魚體重(g)/魚體長(cm)3]。

飼料、全魚組成分析在養(yǎng)殖試驗開始前,取6尾魚進(jìn)行初始魚的常規(guī)體成分析。在養(yǎng)殖試驗結(jié)束后, 每缸取3尾魚(每處理組9尾), 置于–20℃冰箱中凍存, 用于全魚成分分析。飼料、全魚組成和鈣、磷的測定方法如下: 水分采用105℃烘干法, 粗蛋白質(zhì)(N×6.25)根據(jù)凱氏測氮法測量(2300 全自動分析儀, Foss Tecator, AB, Hoganas, Sweden), 脂肪采用索氏提取法?；曳植捎?50℃灼燒法(馬弗爐,SXL-1008, 上海精宏實(shí)驗設(shè)備有限公司, 中國)。鈣、磷的測定采用EDTA絡(luò)合滴定法和鉬黃比色法法。在上述數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上, 計算蛋白質(zhì)沉積率(Pretention ratio,PRR)、脂肪沉積率(Lipid retention ratio,LRR)、磷沉積率(Phosphorus retention ratio,PhRR)。

蛋白質(zhì)沉積率(%)=100×(Wt×Wtp–W0×W0p)/(Wf×Wfp);

脂肪沉積率(%)=100×(Wt×Wtl–W0×W0l)/(Wf×Wfl);

磷沉積率(%)=100×(Wt×Wtph–W0×W0ph)/(Wf×Wfph)。

式中:W0為初體重(g);Wt為末體重(g);Wtp為末全魚蛋白質(zhì)含量;Wtl為末全魚脂肪含量;Wtph為末魚磷含量;W0p為初全魚蛋白質(zhì)含量;W0l為初全魚脂肪含量;W0ph為初全魚磷含量;Wf為飼料投喂量;Wfp為飼料蛋白質(zhì)含量;Wfl為飼料脂肪含量;Wfph為飼料磷含量。

消化率在養(yǎng)殖試驗的后兩周, 采用虹吸法收集糞便(每天于投飼后1h收集糞便, 一天2次, 取包膜完整糞便于60℃烘干, –20℃保存待測)。測定指標(biāo)包括飼料、糞便中的粗蛋白質(zhì)、磷、鈣、釔含量, 計算蛋白質(zhì)表觀消化率、鈣和磷表觀消化率。釔元素采用等離子體發(fā)射光譜法(ICP) (Vista MPX, VARIAN, Alo Alto, California, America), 其他指標(biāo)的測定方法同上。

蛋白質(zhì)表觀消化率(ADC, %)=100×(a×c–b×d)/(a×c);

磷表觀消化率(ADC, %)=100×(a×e–b×f)/(a×e);

鈣表觀消化率(ADC, %)=100×(a×g–b×h)/(a×g)。

式中:a為糞便中指示劑含量,b為日糧中指示劑含量,c為日糧中蛋白質(zhì)含量,d為糞便中蛋白質(zhì)含量,e為日糧中磷含量,f為糞便中磷含量,g為日糧中鈣含量,h為糞便中鈣含量。

表1 試驗飼料組成和營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Tab. 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) (%)

血漿生化指標(biāo)在養(yǎng)殖試驗結(jié)束后, 魚體饑餓24h, 每缸取5尾魚, 用經(jīng)肝素鈉試劑潤洗后的注射器尾靜脈采血, 離心(4℃, 3000 r/min, 10min), 取血漿于–80℃冷凍待測。各生化指標(biāo)以全自動生化分析儀(BS-200, 邁瑞, 深圳, 中國)測定: 谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)(International Federation of Clinical Chemistry:IFCC法)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)(IFCC法)、ALP堿性磷酸酶(AMP緩沖液法)、甘油三脂(TG)(氧化酶法)、總蛋白(TP)(雙縮脲法)、白蛋白(ALB)(溴甲酚綠法)、無機(jī)磷(P)(磷鉬酸法)、葡萄糖(Glu)(葡萄糖氧化酶法)。

腸道組織切片在魚體采血后, 每缸取3尾已采血魚, 解剖, 取前腸1—1.5 cm, 用生理鹽水沖洗后用Bouin液固定24h, 進(jìn)行包埋, HE染色, 光學(xué)顯微鏡觀察, 拍照測量腸絨毛長度以及隱窩深度。使用儀器: 德國型Leika RM2235切片機(jī), 光學(xué)顯微鏡下, Nikon YS100顯微攝影系統(tǒng), 圖像分析軟件Image 14.0。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示, 使用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA), 用Duncan’s法進(jìn)行多重比較, 差異顯著水平為P＜0.05。

2 結(jié)果

2.1 生長性能和形體指標(biāo)

由表2可知, 無魚粉組和無魚粉低磷組的增重率顯著低于對照組(P＜0.05), 而飼料系數(shù)顯著高于對照組P＜0.05; 在無魚粉飼料中添加蛋白酶后, 增重率提高13.1% (P＜0.05), 飼料系數(shù)降低10.5%(P＜0.10), 且與對照組無顯著差異 (P＞0.05); 在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶后, 增重率提高8.8% (P＜0.10), 飼料系數(shù)降低9.1% (P＜0.10), 達(dá)到與無魚粉飼料組基本一致水平。各處理組在臟體比、肝體比、肥滿度和成活率上無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 全魚組成和營養(yǎng)物質(zhì)沉積率

如表3所示, 各處理組在全魚水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量方面無顯著差異(P＞0.05); 無魚粉組和無魚粉低磷組磷含量均顯著低于對照組(P＜0.05); 在無魚粉飼料中添加蛋白酶、在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶后, 全魚磷含量與對照組相比已無顯著差異(P＞0.05);

在營養(yǎng)物質(zhì)沉積率方面, 無魚粉組和無魚粉低磷組的脂肪、蛋白質(zhì)和磷的沉積率均顯著低于對照組 (P＜0.05); 在無魚粉飼料中添加蛋白酶, 在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶后, 均顯著提高了脂肪、蛋白質(zhì)和磷的沉積率(P＜0.05)。

表2 無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶、植酸酶對建鯉生長及形體指標(biāo)的影響Tab. 2 Effects of supplemental protease and phytase in low phosphorus and fish meal free diet on the growth and body index of Jian carp

表3 無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶以及植酸酶對建鯉體成分、營養(yǎng)物質(zhì)沉積率的影響Tab. 3 Effects of supplemental protease and phytase in low phosphorus and fish meal free diet on the body composition, the rate of deposition of Jian carp (%)

2.3 營養(yǎng)物質(zhì)消化率

由表4可見, 無魚粉低磷組的蛋白質(zhì)、鈣和磷的表觀消化率顯著低于對照組(P＜0.05), 無魚粉組的蛋白質(zhì)和鈣消化率顯著低于對照組(P＜0.05); 在無魚粉飼料中添加蛋白酶顯著提高了蛋白質(zhì)和鈣的消化率(P＜0.05), 在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶顯著提高了蛋白質(zhì)、鈣和磷的消化率(P＜0.05)。

2.4 血漿生化指標(biāo)

由表5可見, 各處理組在血漿AST、ALT、TP、ALB、TG和Glu含量上均無顯著差異(P＞0.05)。與對照組相比, 無魚粉低磷組的血漿磷顯著降低, 堿性磷酸酶(ALP)活性顯著升高(P＜0.05), 在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶后, 血漿磷含量顯著增加, 而ALP活性顯著降低(P＜0.05)。

2.5 前腸組織學(xué)指標(biāo)

由表6和圖1可見, 與對照組相比, 無魚粉組的絨毛長度和隱窩深度在數(shù)值上有所降低(P＞0.05),而無魚粉低磷組的絨毛長度顯著降低(P＜0.05); 在無魚粉飼料中添加蛋白酶后, 前腸絨毛長度和隱窩深度顯著增加(P＜0.05), 且在數(shù)值上高于對照(P＞0.05); 在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶和植酸酶,顯著增加了絨毛長度(P＜0.05), 隱窩深度在數(shù)值上也有提高(P＞0.05)。各組絨毛長度/隱窩深度比值無顯著差異(P＞0.05)。

3 討論

3.1 蛋白酶和植酸酶對建鯉生長和消化率的影響

在本實(shí)驗中, 以豆粕、菜粕、棉粕(1∶1∶1)等蛋白替代全部魚粉(5%)后, 建鯉的增重率、蛋白質(zhì)和鈣消化率均顯著下降, 說明全植物蛋白源飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子較多, 其消化利用率較低, 導(dǎo)致魚體生長性能下降; Shi等[4]研究表明以豆粕等蛋白代替基礎(chǔ)飼料(含魚粉9%)中2/3的魚粉, 導(dǎo)致異育銀鯽對飼料干物質(zhì)和粗蛋白消化率及生長性能的顯著降低,類似報道也見于日本方頭魚[16](Branchiostegus japonicus)等。蛋白酶作為酶制劑, 水解植物性蛋白,可提高水解產(chǎn)物中易被吸收利用的氨基酸含量[17],激活內(nèi)源消化酶活性[18], 從而提高植物蛋白的利用率。本實(shí)驗在無魚粉飼料(全植物蛋白飼料)中添加蛋白酶后, 建鯉的蛋白質(zhì)和鈣消化率顯著提高, 生長性能也顯著改善, 并達(dá)到與對照組基本一致水平。陳建明等[19]在青魚(Mylopharyngodon piceus)飼料中添加1‰蛋白酶, 顯著提高了青魚生長性能; 張娟娟等[20]在低魚粉飼料中添加175 mg/kg蛋白酶后,虹鱒增重率提高9.42%, 飼料系數(shù)降低7.80%; 在肉雞飼料中補(bǔ)充蛋白酶也顯著改善了生產(chǎn)性能[10]; 蛋白酶對生產(chǎn)性能的改善, 主要來自于對消化率的改善。Drew等[13]在亞麻粕豆粕基礎(chǔ)日糧中添加蛋白酶, 顯著提高了虹鱒對蛋白質(zhì)、脂肪、能量和干物質(zhì)的消化率; 在低魚粉飼料中添加150—175 mg/kg蛋白酶, 顯著提高了異育銀鯽的干物質(zhì)和粗蛋白消化率[4]; 但在Dalsgaard等[2]的研究中, 在豆粕、葵子粕、菜粕分別替代魚粉日糧中添加蛋白酶對虹鱒的增重率和飼料系數(shù)無顯著性影響, 這可能與其日糧中只存在一種植物蛋白源, 蛋白組成結(jié)構(gòu)單一有關(guān), 同時實(shí)驗用魚的種類、大小均會影響酶制劑的效果。

表4 無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶以及植酸酶對建鯉營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響Tab. 4 Effects of supplemental protease and phytase in low phosphorus and fish meal free diet on apparent digestibility coefficients of Jian carp (%)

表5 無低魚粉低磷飼料中添加蛋白酶以及植酸酶對建鯉血漿生化指標(biāo)的影響Tab. 5 Effects of supplemental protease and phytase in low phosphorus and fish meal free diet on serum biochemical indices of Jian carp

表6 無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶以及植酸酶對建鯉腸道組織學(xué)的影響Tab. 6 Effects of supplemental protease and phytase in low phosphorus and fish meal free diet on intestinal morphology of Jian carp

圖1 對照組A、無魚粉組B和無魚粉蛋白酶組C的前腸組織切片F(xiàn)ig. 1 The representative Hamp;E staining imgages of foregut in control group (A), fish meal free group (B) and fish meal free+protease group (C)

植酸酶水解植酸, 可釋放出無機(jī)磷及與植酸螯合的營養(yǎng)物質(zhì), 從而提高營養(yǎng)物質(zhì)和磷的利用[21]。徐樹德等[14]研究表明在減少磷酸二氫鈣添加量60%—100%的飼料中添加1000 FTU/kg和1500 FTU/kg中性植酸酶, 可使花鱸對總磷的消化率提高5.8%—18.9%(P＜0.05); 張曉清等[22]在含0.5%、1.0%磷酸二氫鈣的異育銀鯽飼料中添加400 IU/kg中性植酸酶, 秦巍倫等[5]在含2.0%和1.6%磷酸二氫鈣的建鯉飼料中添加2000 U/kg酸性植酸酶均顯著提高了磷的表觀消化率; 磷消化率的提高, 是魚體生長性能改善的重要原因。張璐等[22]研究表明飼料中添加200 mg/kg酸性植酸酶, 可使鱸(Lateolabraxjaponicus)增重率從859.3%提高到947.2%(P＜0.05), 類似報道也見于尼羅羅非魚[23]、虹鱒[24]等。本實(shí)驗在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶+植酸酶后, 提高了蛋白質(zhì)、鈣和磷的消化率, 顯著改善了建鯉生長性能, 這種改善應(yīng)該是來自于植酸酶和蛋白酶的共同作用。

不同酶制劑的配伍, 如能發(fā)揮各自的作用, 則可起到協(xié)同效應(yīng)。萬振環(huán)等[25]在肉雞日糧中添加蛋白酶和植酸酶, 顯著提高了磷的表觀消化率, 降低了糞便中磷、氮排放; 在日糧中添加植酸酶和木聚糖酶可改善Ca、P利用率, 但單獨(dú)添加木聚糖酶對礦物質(zhì)利用率無顯著影響[26]; 在Olukosi等[27]的研究中, 添加蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶復(fù)合酶制劑未能夠改善肉仔雞生長性能, 但復(fù)合酶制劑與植酸酶的混合添加顯著提高了體增重。本實(shí)驗在無魚粉低磷飼料中添加蛋白酶+植酸酶后, 顯著提高了蛋白質(zhì)、鈣和磷的消化率?？梢? 蛋白酶與植酸酶的復(fù)合使用, 具有更大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng), 更有利于提高氮、磷利用率。由于本次試驗沒有設(shè)置單獨(dú)添加植酸酶的組, 故難以分辯出兩種酶各自的貢獻(xiàn)度,這有待于今后的進(jìn)一步研究。

3.2 蛋白酶和植酸酶對建鯉體成分和沉積率的影響

陳建明等[19]在青魚飼料中添加不同濃度中性蛋白酶對全魚的營養(yǎng)組成無顯著性影響。張娟娟等[20]在虹鱒試驗中, 高魚粉組、低魚粉組及低魚粉+蛋白酶組的肌肉營養(yǎng)成分無顯著差異。在本試驗中, 各組全魚水分、粗蛋白粗脂肪和灰分含量均無顯著差異, 表明在飼養(yǎng)環(huán)境和營養(yǎng)條件相近的情況下, 魚類的營養(yǎng)組成相對穩(wěn)定, 但無魚粉組和無魚粉低磷組的全魚磷含量均較對照組顯著降低, 表明該兩組飼料中的磷不能滿足魚體生長需求, 導(dǎo)致體內(nèi)沉積下降; 前者是因為缺少魚粉所提供的無機(jī)磷, 后者則是缺少魚粉和磷酸二氫鈣所提供的無機(jī)磷, 其磷的缺乏程度更嚴(yán)重; 在無魚粉低磷飼料中補(bǔ)充蛋白酶+植酸酶后, 全魚磷含量顯著增加, 并達(dá)到與對照組基本一致的水平, 表明植酸酶提高了磷利用率, 促進(jìn)了骨骼礦化。添加植酸酶促進(jìn)骨骼礦化的報道也見于暹羅鯰(Pangasius pangasius)[28]和南亞野鯪(Labeo rohita)[29]。相應(yīng)的, 生長的改善和沉積磷的增加, 使得在無魚粉飼料中補(bǔ)充蛋白酶和在無魚粉低磷飼料中補(bǔ)充蛋白酶和植酸酶, 提高了魚體脂肪、蛋白質(zhì)和磷的沉積率。秦巍侖等[5]在含1.6%磷酸二氫鈣飼料中補(bǔ)充植酸酶, 也提高了建鯉幼魚對磷的沉積率, 但在含2.0%磷酸二氫鈣飼料中補(bǔ)充植酸酶對磷沉積率沒有影響。

3.3 蛋白酶和植酸酶對建鯉血漿生化指標(biāo)的影響

血漿生化指標(biāo)的變化是動物健康及代謝情況的直接反映: 血漿ALT和AST主要參與機(jī)體的轉(zhuǎn)氨基作用, TP和ALB含量是機(jī)體蛋白質(zhì)代謝和免疫功能的反映[30], TG是脂類代謝的指標(biāo), ALP在水生動物的礦化作用和膜運(yùn)輸中起著非常重要作用[31], 血漿P是反應(yīng)磷代謝的指標(biāo)。在本實(shí)驗中, 各處理組血漿ALT、AST、TP、ALB和TG均無顯著性差異,但無魚粉低磷組有著最高的ALP活性和最低的血漿P濃度, 說明當(dāng)飼糧中缺乏可利用磷時, 血液磷水平較低, 此時ALP的活性增強(qiáng), 以動員機(jī)體產(chǎn)生更多的磷用于必需的代謝; 當(dāng)添加植酸酶后, 提高了植物性原料中磷的利用率, 緩解了磷的缺乏, 血液磷恢復(fù)正常水平, 骨磷周轉(zhuǎn)變慢, 血漿ALP的活性降低。在黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)[32]試驗中,添加0.2 g/kg植酸酶使堿性磷酸酶活性降低。楊維仁等[33]在肉雞的研究也有類似結(jié)果。

3.4 蛋白酶和植酸酶對建鯉腸道組織形態(tài)的影響

建鯉是無胃魚, 腸道是消化和吸收營養(yǎng)成分的主要器官, 而小腸絨毛是各種養(yǎng)分吸收的主要場所。腸道中的蛋白質(zhì)酶解產(chǎn)物增加了腸壁上G細(xì)胞數(shù)量, 加強(qiáng)了腸道上皮對某些小肽刺激的感受能力,進(jìn)而使絨毛變長, 擴(kuò)大了腸上皮表面積, 有利于營養(yǎng)物質(zhì)吸收; 絨毛短時成熟的絨毛細(xì)胞減少, 對養(yǎng)分的吸收能力降低; 隱窩深度則反映了細(xì)胞增殖率, 隱窩變淺表明腸上皮細(xì)胞成熟率上升[34,35]。在本實(shí)驗中無魚粉組、無魚粉低磷組的絨毛長度和隱窩深度在數(shù)值上較對照組為低, 說明全植物蛋白飼料有損傷腸上皮的趨勢, 但在本試驗中尚未達(dá)到嚴(yán)重的程度; 在此基礎(chǔ)上, 補(bǔ)充蛋白酶, 或蛋白酶+植酸酶后, 前腸絨毛長度顯著增加, 隱窩深度也有不同程度的增加。張娟娟等[20]在低魚粉的虹鱒飼料中補(bǔ)充蛋白酶后, 也發(fā)現(xiàn)虹鱒腸絨毛發(fā)達(dá)且排列整齊, 皺襞高度和面積顯著增加, 說明蛋白酶能夠改善腸道組織結(jié)構(gòu), 從而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。由于在本次試驗中沒有設(shè)置單獨(dú)添加植酸酶的組, 故蛋白酶+植酸酶組所帶來的腸道組織學(xué)的改善是否有來自于植酸酶的作用, 即植酸酶是否具有類似作用效果, 有待于今后進(jìn)一步研究。

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EFFECTS OF SUPPLEMENTATION OF NEUTRAL PROTEASE AND NEUTRAL PHYTASE IN FISH MEAL FREE DIET WITH LOW PHOSPHORUS LEVEL ON GROWTH, NUTRIENTS DIGESTIBILITY AND DEPOSITION OF JIAN CARP(CYPRINUS CARPIO VAR. JIAN)

ZHANG Xiao-Qing1, LI Xiao-Qin1, CHEN Jia-Nan1, XU Huai-Bing1, SHI Ze1and LENG Xiang-Jun1,2,3,4
(1. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Key Laboratory of Freshwater Fishery Cermplasm Resources, Ministry of Aquaculture, Shanghai 201306, China; 3. Shanghai Engineering Research Center of Aquaculture, Shanghai 201306, China; 4. Shanghai University Knowledge Service Platform Aquatic Animal Breeding Center(ZF1206), Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

To evaluate the effects of the supplementation of neutral protease and neutral phytase in fish meal free diet with low phosphorus level on the growth, nutrients digestibility, nutrients deposition, serum biochemical index, and intestinal morphology of Jian carp (Cyprinus carpiovar. Jian), five diets were prepared as the positive control diet [5%fish meal, 1.5% Ca(H2PO4)2], fish meal free diet (FMF) supplemented without or with 175 mg/kg protease, low phosphorus and fish meal free diet [1.0% Ca(H2PO4)2, LP-FMF] supplemented without or with 175 mg/kg protease+300 mg/kg phytase (LP-FMF+Pr+Ph), respectively, for a 10-weeks trial. The results indicated that the control group had the highest weight gain rate (WGR) and the lowest feed conversion ratio (FCR) among all groups (P＜0.05). TheWGR, the retention ratios of protein and P, the digestibilities of protein and calcium of FMF group and LP-FMF group were significantly lower than those of control group (P＜0.05). The supplementation of protease (FMF+protease) improved theWGRby 13.1% (P＜0.05), and promoted the digestibilities of protein and calcium, and improved the foregut villus length, and decreased theFCR(P＜0.05) compared with FMF group. The LP-FMF+Pr+Ph group showed the higher retention ratios of lipid, protein and phosphorus (P＜0.05), the higher digestibilities of protein, phosphorus and calcium(P＜0.05), the longer villus length and crypt depth, and the higher serum phosphorus level (P＜0.05) than the LP-FMF group. These results indicated that the supplementation of protease in fish meal free diet and the supplementation of protease and phytase in low phosphorus and fish meal free diet could improve the growth performance, the digestibility and retention ratios of nutrients, and promote the intestinal development of Jian carp.

Neutral protease; Neutral phytase; Jian carp; Growth

S963.73

A

1000-3207(2017)06-1291-10

2016-08-04;

2016-11-15

上海市自然科學(xué)基金(13ZR1419600)資助 [Supported by the Natural Science Foundation of Shanghai (13ZR1419600)]

張曉清(1990—), 女, 浙江嘉興人; 碩士研究生; 研究方向為動物營養(yǎng)與飼料。E-mail: 1214385506@qq.com

冷向軍, 男, 教授, 博士生導(dǎo)師；E-mail: xjleng@shou.edu.cn

10.7541/2017.160

doi: 10.7541/2017.161