白斑狗鱼越冬期间不同消化器官的脂肪酶活性

    金廷海 韩立忠 王雅倩

    白斑狗鱼(Esox lucius)属狗鱼科(Esocidae),狗鱼属(Esox),分布于亚洲、欧洲和北美,我国仅产于新疆北部额尔齐斯河流域,是新疆特产的以肉食性活饵为主的野生性经济鱼类[1]。白斑狗鱼病害少,养殖周期短,肉质鲜美,体大肉厚,坚韧少刺,深受全国市场青睐[2]。

    目前国内外鱼类学者对关于温度和pH值对鱼类消化酶活性影响的研究报道较多[3-5],但关于白斑狗鱼消化酶方面的研究较少[6],研究了白斑狗鱼在不同温度和pH下不同消化器官中三种酶的活性大小。鱼类消化道的结构不同其消化功能也存在差异,一般研究消化酶的种类及分布时将鱼类的消化道分为胃、肝胰脏、幽门盲囊和肠道,肠道又可分为前肠、中肠、后肠,通常不同消化器官内分布消化酶的种类和消化酶的活力各不相同,同一种类的同一种酶,也会因其他条件(温度、季节、食物、摄食状态等)的变化,其活性分布也有所不同[7]。鱼类对食物的消化主要发生在胃和肠的前部,大多数鱼类肠道中的消化酶活性由前段向后段呈递减趋势[8-9]。本实验主要研究越冬期白斑狗鱼不同消化器官中消化酶的活性及pH对其酶活性的影响,以便为越冬期白斑狗鱼的饲养提供有价值的信息。

    1 材料与方法

    1.1 实验材料

    1.1.1 白斑狗鱼来源 引自新疆养殖地在长春养殖越冬后的4条白斑狗鱼,鱼体健康,体型匀称,平均体重为304.9 g,体长平均为38.1 cm。

    1.1.2 实验药品 标准蛋白酶溶液、0.9% NaCl溶液、考马斯亮蓝染液、新鲜牛奶、95%乙醇、酚酞试剂、0.01 mol/L的NaOH溶液、1%淀粉溶液、0.025 mol/L、pH为6.9的磷酸缓冲液、3,5-二硝基水杨酸显色液、6 mol/L NaOH、蒸馏水、10 g/L酪蛋白、0.025 mol/L磷酸缓冲溶液(pH 7.5)、10%的三氯醋酸、0.55 mol/L Na2CO3、Folin-酚试剂、0.2 mol/L磷酸二氢钠-柠檬酸钠缓冲液。

    1.2 方法

    1.2.1 酶粗液的制备 将白斑狗鱼先在冰箱中冷冻保存,取鱼4尾,将实验鱼随机分成两组,每次取一组进行实验,重复两次,参照刘玉梅[10]等的方法制备粗提取液,分别测定淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶的活性。

    1.2.2 脂肪酶活性的测定 脂肪酶活性的测定参照酚酞试剂指示滴定法[11]。酶活性定义为pH 7.5时,每分钟催化鲜牛奶产生1 μmol脂肪酸为1个脂肪酶活性单位。

    1.2.3 磷酸緩冲溶液及pH值梯度的设定 以0.2 mol/L磷酸二氢钠-柠檬酸钠缓冲液调节pH,在37 ℃恒温水浴锅条件下。pH梯度因部位不同而有区别,胃的pH梯度设定为2.0~6.5范围内,以pH值0.5为一个梯度, 肝胰脏pH梯度设定为3.0~7.5范围内, 以pH值0.5为一个梯度,肠pH梯度设定为5.0~9.5范围内,以pH值0.5为一个梯度测出各部位消化酶在37 ℃下最适宜的pH值。

    1.2.4 数据处理

    用EXCEL对结果进行处理,并用SPSS统计软件进行分析,P>0.05即认为有显著差异。

    2 结果与分析

    2.1 pH值对脂肪酶活性的影响

    在37 ℃下,由图3可知胃脂肪酶在pH 2.0~4.0之间活性迅速上升,在pH 4.0时活性达到最高为230 U/(min·g),此后,随pH值增加活性开始快速降低,胃脂肪酶的最适pH为4.0;肝胰脏脂肪酶在pH 3.0~4.5之间活性成上升趋势,在3.0~4.0之间上升缓慢,在4.0~4.5之间迅速上升,在pH 4.5时活性达到最高为342 U/(min·g)此后,随pH值增加活性开始降低,在4.5~5.5之间快速下降,5.5~7.5之间下降速度减缓,肝胰脏脂肪酶的最适pH为4.5;前肠和中肠在pH值6.0~7.5之间活性成上升趋势,6.0~6.5之间上升缓慢,6.5~7.5之间迅速上升,在pH 7.5时活性达到最高分别为388 U/(min·g)和468 U/(min·g),此后,随着pH的增加活性快速下降,前肠和中肠脂肪酶的最适pH分别为7.5和7.5;后肠脂肪酶在pH 6.0~7.0之间活性迅速上升,在pH 7.5时活性达到最高为480 U/(min·g), 此后,随pH值增加活性快速降低,后肠脂肪酶的最适pH为7.5。详见图1和图2,胃和肝胰脏脂肪酶的最适宜pH值在弱酸性范围,前肠、中肠和后肠的最适宜pH值在中性或略偏碱性范围。

    2.2 不同消化器官脂肪酶活性比较

    白斑狗鱼不同器官脂肪酶活性在最适宜pH值条件下,脂肪酶活性后肠>中肠>前肠>肝胰脏>胃(P>0.05),肠是脂肪的主要消化场所,依次是肝胰脏和胃,而在肠中,后肠是脂肪的主要消化场所,详见表1和图3。

    3 讨论

    本研究结果表明,在37 ℃时,白斑狗鱼消化系统不同部位脂肪酶的最适宜pH值不同。 本研究结果表明,白斑狗鱼胃、肝胰脏、前肠、中肠和后肠脂肪酶的最适宜pH值分别为4.0、4.5、7.5、7.5和7.0, 本研究结果与其他文献[12]略有不同,这可能与鱼的种类和食物种类不同有关,也可能与鱼类生活水温和研究时所处的温度不同有关,这需要进一步研究才能得出结论。从pH值对脂肪酶的影响来看, 在37 ℃下,胃和肝胰脏内脂肪酶在强酸或弱酸条件下活性最高;前肠、中肠和后肠内脂肪酶则在中性或偏碱性条件下活性最强。这一结果于消化系统生理机能是一致的,因鱼类的胃内多为强酸性,饱食后肠内多呈碱性,这与文献[13]结果相吻合。John[14]认为,鱼类消化酶的最适宜温度为30~50 ℃,在37 ℃下,脂肪酶活力表现为肠>肝胰脏>幽门盲囊>胃,本实验研究结果与前者相近,由此可知肠道是白斑狗鱼的主要消化部位。

    酶的活性受环境pH值的影响极为显著,pH值是酸碱度大小的反映,其对鱼类生理活性的影响是多方面的[15]。酸碱度的作用一方面对食物进行酸碱性的消化,另一方面是为消化酶提供适宜的pH值。通常各种酶只有在一定pH值范围内才表现它的活性。因此,为了充分保证食物的消化吸收,促进鱼类的生长发育,可以在饲料中加入一定的酸化剂和外源性酶制剂,这样可以提高饲料的利用率,同时减少有有机物的排泄量,从而减轻水体污染。

    参考文献:

    [1] 任慕莲,郭炎,张人铭,等.中国额尔齐斯河鱼类资源及渔业[M].乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,2002:80-87.

    [2] 管文章,李静。白斑狗鱼的池塘养殖技术[J].渔业致富指南。2007(2):36-37.

    [3] 沈文英,寿建昕,金叶飞.温度对银鲫肠道消化酶活性的影响[J].浙江农业学报,2003,15(1):39-41.

    [4] 沈文英,胡洪国,潘雅娟.温度和pH值对南美白对虾消化酶活性的影响[J].海洋与湖沼,2004,35(6):543-548.

    [5] 沈文英,祝尧荣,钱科亮.温度和pH对澳洲宝石鱼消化酶活性的影响[J].大连水产学院学报,2006,21(2):189-192.

    [6] 王咏星,范镇明,冯新忠,等.温度和pH对白斑狗鱼消化酶活性的影响[J].生物技术,2008,18(1):49-51.

    [7] Jonas E.Proteolytic digestive enzymes of carnivorous (Silurus glanis L.),herbivorous

    (HypopHthalmichthys molitrix Val.) and omnivorous (Cyprinus carpio L.)fishes[J].Aquaculture,1983,80:145~154.

    [8] 向枭.鲇消化道主要消化酶活性及对饲料蛋白酶解动力学的研究[D].西南农业大学硕士研究论文,2002,9~10.

    [9] Moleese J M,Stevens E D.The effect of acclimation temperature,assay temperature,and ration on the activity of trypsin and chymotrypsin from rainbow trout (Salmo gairdneri)[J].CompBi Chem pHesiol,1982,738

    [10] 胡兰.动物生物化学实验教程[M].中国农业大学出版社,2006:69.

    [11] 陈毓荃.生物化学实验方法和技术[M].北京:科學出版社,2002:78-83.

    [12] 刘玉梅,朱谨钊.对虾消化酶的研究[J].海洋科学,1984(5):46-50.

    [13] 李瑾,等.中华鲟消化酶活性分布的研究[J].水产科技情报,2001,28(3):99-103.

    [14] Vys W,Hechi T.Assays on the digestive enzymes of sharp tooth catfish,Clarias gariepinus[J].Aquac,1987,63:301-313.

    [15] 尾崎久雄.鱼类消化生理(上册)[M].吴岗忠,译.上海:上海科技出版社,1983.

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