pH和温度对黄姑鱼主要消化酶活力的影响（可编辑）

pH和温度对黄姑鱼主要消化酶活力的影响（可编辑） pH和温度对黄姑鱼主要消化酶活力的影响 第 卷第 期. . 浙江海洋学院学报 自然科学 ., 年 月 文章编号:??? 和温度对黄姑包士 西/出:化酶活力的影响 朱爱意,谢佳彦,江丽华 .中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛 ; .浙江海洋学院海洋科学学院,浙江省海洋养殖装备与技术重点实验室,浙江舟山 摘 要:采用酶学分析的方法,研究了在不同 和温度下离体黄姑鱼蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活性变化。结果表明: 和温度对黄姑鱼主要消化道各部位消化酶活力多数有显著影响 如. ,在黄姑鱼前肠、中肠、后肠、胃、肝胰脏 个部位,蛋白 酶的最适 分别为 .. . ,淀粉酶最适 分别为.. . ,脂肪酶的最适 分别为 . . . ;在最适 条件下,前肠、中肠、后肠、胃、肝胰脏中蛋白酶的最适温度均为 ?左右,淀粉酶的最适温度除肝胰脏中为 ?夕 ,其他部位均为 ?,脂肪酶的最适温度均为 ?。蛋白酶活力在 . 、 ?时达到最大值 . . ,淀粉 酶活性在 . 、 ?时达到最大值.. ,脂肪酶在 . 、 ?时达到最大值 .. 。 关键词:黄姑鱼;消化酶; ;温度 中图分类号:文献标识码: , . , ,; . ,, , : , .. . ,. . . . . , . , . , . . , , , ,. , . , . , . . , . , . , . , . .. ? ; 收稿日期: ? ?基金项目:国家科技支撑项;浙江省重大科技专项 ;浙江省院所专项 作者简介:朱爱意 一 ,男,浙江舟山人,研究员,研究方向:海洋生物生理生态. ? : 第 期 朱爱意等: 和温度对黄姑鱼主要消化酶活力的影响, ; 【 . ...: ...【 : . .. ?. :; ; ;黄姑鱼隶属于鲈形目 、石首鱼科、黄姑鱼属 , 俗称罗鱼、铜罗鱼、花蜮鱼、黄婆鸡、黄姑子等。分布于我国黄、渤海、东海及南海,越冬场在黄海南部及东海 北部外海。为暖水性中下层鱼,具有发声能力,主要摄食底栖动物。其肉味鲜美,含脂量高、营养丰富且生长 迅速,病害少。当年即可达到商品鱼规格,成为海水鱼网箱养殖的一个新养殖品种,备受海水养殖业欢迎。 目前,国内对黄姑鱼的研究仅见黄姑鱼胚胎发育、仔稚鱼形态特征观察【、人工育苗技术研究及群 体遗传多样性的分析,但是对黄姑鱼消化酶的研究未见报道。鱼类消化酶活性的高低决定鱼类对 营养物质消化吸收的能力,最终影响鱼类的生长速度,其中温度和 是影响鱼类消化酶活性的重要因 素,近年来国内外学者对各种鱼类的消化酶活性与环境因素的关系开展了广泛研究.,本文研究了不同和温度下黄姑鱼淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶活性,旨在为黄姑鱼消化生理学、营养和饲料学的研究提供基 础资料。科与方法 . 样品制备 实验所用黄姑鱼于 年 月 日由浙江省海洋水产研究所西轩养殖场提供,暂养于数控循环水 族箱中,盐度 . ,水温.. ,溶解氧 . . / ,每天早晚各投喂 次冰冻小杂鱼,以稍有残饵 为准,暂养 周。投饲后 取样,健康鱼 尾,体重. . ,体长 . ~ . ,每 尾为一组,随 机分成 组,测定体长和体重,置冰盘上解剖,取出全部肝胰脏和消化道,剥除脂肪和结缔组织,测定黄姑 鱼的比肠长肠长与体长之比等消化道指数。按生理形状分成胃和肠道,把肠按生理弯曲从前至后剪成前 肠、中肠、后肠然后纵向剪开各部分并测其 值,再用预冷蒸馏水冲净消化道,用吸水纸吸掉多余水份, 分别称重,装入塑料袋密封保存在一 ?冰箱里备用。 把各组织剪碎放人研钵中加入 倍重量的预冷缓冲液,研磨,之后将混合液转入离心管中, , / ,离心,取得上清液即为粗酶液,将酶液放人 。 冰箱中备用, 内完成测试。 . 方法 . .对消化道各部分消化酶活性的影响 参照解剖黄姑鱼消化道时实测的 值范围,设定 . 、 . 、. 、 . 、. 五个梯度,在 ?下测定 消化道各部分消化酶的活性。 . . 温度对消化道各部分消化酶活性的影响 设置 、 、 、 、 ?五个梯度,分别在各消化酶最适 条件下测其活性。 采用磷酸氢二钠一柠檬酸钠缓冲液调节 ,恒温水浴锅控制反应温度。 . . 酶活力的测定 蛋白酶活性的测定,以 . %酪蛋白为底物,按福林酚显色法【】,用分光光度计在 波长下 测定其 值。 蛋白酶活性定义:在一定 和温度下, 新鲜消化道组织每 催化酪蛋白水解产生 酪氨酸 的酶量为一个蛋白酶的活力单位 。 淀粉酶活性测定:以%可溶性淀粉为底物,参照 ,一二硝基水杨酸法进行,淀粉酶活性定义: 新鲜组织每 催化淀粉分解产生 麦芽糖为一个淀粉酶的活性单位 。 脂肪酶活性测定:采用橄榄油乳化液水解法【,脂肪酶活性定义为: 新鲜消化道组织每 催化聚 乙烯醇橄榄油乳化液产生 脂肪酸为一个脂肪酶滑『生单位 。 . 数据处理 浙江海洋学院学报自然科学版 第 卷 用 . 软件进行单因素方差分析 用 . 表示差异显著,用 . 表示差异 极显著。 结果 . 黄姑鱼消化道各部分生理消化道各部分的 见表 ,从胃至后肠各部位 逐渐升高,而且各部分中段位置的 差异。 表 黄姑鱼消化道各部分. 注:同一行上标字母不同表不有显著差异 .. .对蛋白酶,淀粉酶,脂肪酶活力的影响 在实验设定的 ?温度下,日本黄姑消化道不同部位、不同消化酶最适 也不尽相同 图 ~ 。前 肠、中肠、后肠、胃、肝胰脏中蛋白酶的最适 分别为. 、 . 、 . 、. 、 . ,淀粉酶最适 分别为. 、 . 、. 、 . 、 . ,脂肪酶的最适 分别为. 、 . 、 . 、. 、. 。 种消化酶分别在其最适 下,前肠、中肠、后肠、胃、肝胰脏中各部位的蛋白酶活力依次为:前肠 中 肠 后肠 胃 肝胰脏,各部位间蛋白酶活性差异显著 .;各部位淀粉酶的活力依次为肝胰脏 前肠 中肠后肠 胃,肝胰脏中淀粉酶活性明显大于其他各部分 . ,其他各部位间淀粉酶活性差异不显著 尸 . ;各部位脂肪酶的活力依次为前肠 肝胰脏 中肠 后肠 胃,除胃部显著低于其他各部位外.,各部位间脂肪酶活性差异不显著 .。。 已 套 链 蠢 。 ? 图对蛋白酶活力的影响 图 对淀粉酶活力的影响 图对脂肪酶活力的影响. . . . 温度对蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活力的影响 在实验设定的温度范围内,不同酶在黄姑鱼消化道内有各自的最适温度图 。在最适 条件下, 前肠、中肠、后肠、胃、肝胰脏中蛋白酶的最适温度均为 。 左右;淀粉酶的最适温度除肝胰脏中为 ? 外,其他部位均为 ;脂肪酶的最适温度均为 ?。各部位的酶在各自最适温度下,蛋白酶的活力依次 为:前肠 中肠、后肠 胃 肝胰脏且差异显著.,中、后肠间蛋白酶活性差异不显著.,淀粉酶 的活力依次为:肝胰脏 中肠 前肠 后肠 胃,差异都不显著 . ;脂肪酶的活力依次为:肝胰脏 前 肠后肠 中肠 胃,除胃部显著低于其他各部位外, .,各部位之间脂肪酶活性差异不显著.。 ~ 蛐 ? 蠢: 蝗 链 褰 ? 嫂 ?温度,? 温度/? 图 温度对蛋白酶活力的影响 图 温度对淀粉酶活力的影响.. 第 期 朱爱意等: 和温度对黄姑鱼主要消化酶活力的影响 讨论 . 酶活性与食性 鱼类的食性因鱼的种类不同而不同,一般分为肉食性、植食性和杂食性。与食性相适应,消化器官的形 态与机能依食性而大有不同,消化酶的种类与分泌量也与之相呼应四。一般肉食性鱼类由于食物中蛋白质 含量高而碳水化合物含量较低,相对植物性食物较易磨碎,在长期的进化适应过程中导致其消化道相对较 短,蛋白酶的活性比较强,淀粉酶活性相对较弱;植食性鱼类的食物中由于碳水化合物相对较高,特别是纤 维素等含量较高,相对较难磨碎,长期的进化适应导致其消化道相对较长,糖酶活性强,蛋白酶活性较低。 本研究结果中,黄姑鱼的比肠长为 . .,介于肉食性鱼类鲇 比肠长为 ..、撕鱼 比肠长为 .~ . 大黄鱼 比肠长为 .、鳕 鱼 比肠长为 . 之间 旧;黄姑鱼蛋白酶的最大活性在 . 、 ?时为. . ,淀粉酶最大活性在. 、 时为 .. ,总体蛋白酶活性 淀粉酶活 性脂肪酶活性,消化道指数显示黄姑鱼具有典型的肉食性鱼类消化道结构和 功能特征。 .与消化酶活性的分布 胃及肠道中的 分布:胃酸及胃液的分泌受食物的调节,排空期胃中 一般较高,胃的活动处于休 眠状态;进食后,由于食物对胃壁的刺激作用而大量分泌胃酸和胃液胃中 逐渐降低【句。本研究显示,饱 食 后黄姑鱼胃部在胃酸的作用下表现为强酸陛 为. . ,从前肠至后肠, 逐渐由酸性转 向弱碱性,后肠中段 为 ..。 消化酶是蛋白质,在其正常 范围内有其严密的空间结构,同时发挥最大催化活性。在不同的 作 用下,其特定的空间构型会被不同程度地破坏,导致其催化活力会被不同程度地降低甚至丧失,消化酶起 作用时的最适 不仅取决于酶活性中心的性质,且与底物和介质等有关。健康鱼类消化道内的 环境 一 般能够满足消化酶发挥其最大活力。 蛋白酶分布:在黄姑鱼消化道各部分均检测到有蛋白酶分布,前肠蛋白酶活性在. 时达到 最大值 . . ,其活力为胃蛋白酶最大活力的 倍,从前肠至后肠活力逐渐降低,肝胰脏仅 有微弱的活性,胃蛋白酶随着消化道内 的从前至后逐渐升高而迅速失去活 性;肠道和肝胰脏中分泌的 蛋白酶最适 在 .~ . 问,基本与消化道内的 相吻合,因此认为前肠和中肠是蛋白质最重要的消化 场所。叶继丹等】,研究了 种小规格鲟鱼幼鱼不同组织蛋白酶活性,均以肠中最高,肝脏中最低,等【】 对尖齿鲶 和 】对鲢鱼的研究结果均显示肠蛋白 酶活性由前肠向后肠逐渐下降,这与我们对黄姑鱼研究的结果基本一致。众多研究表明肝胰脏是一种消化 腺,分泌蛋白酶原,进入肠道后在肠激活酶的作用下被激活,进而催化蛋白质分解,因此肝胰脏中蛋白酶活 力很低。 淀粉酶分布:几乎所有的鱼类都有淀粉酶,即使是肉食性的鱼类也不例外,只不过活性大小和分布因 鱼的种类和食性等不同存在一定的差异【】。杨金海等四对长鳍篮子鱼 的研究结果认 为,长鳍篮子鱼消化器官中淀粉酶活性以肠道中最高,幽门盲囊次之,胃较低,肝脏中很低。梅景良等 对 黑鲷消化酶的研究结果认为,黑鲷肝胰脏的淀粉酶活力最强,肠和胃的淀粉酶活力较 弱,叶继丹等耐 种鲟鱼的淀粉酶活性研究结果表明,肠中淀粉酶活性大约是胃中的~ 倍,而肝脏中 淀粉酶活性则没有被检出。因此,可以认为不同种类鱼的淀粉酶活力分布也 不一样。本实验研究结果显示, 黄姑鱼的肝胰脏淀粉酶活性最大,且显著大于其他部位的淀粉酶活性 . ,几乎是肠中最大活性部位 “中肠”在最适条件下活力的 倍,而胃淀粉酶由于饱食时胃内 较低,不能发挥其应有的催化活力,胃 淀粉酶在胃部与食物充分混合后随着消化道的蠕动从胃逐渐向后肠方向移动,随着消化道内 不断增 高,几乎接近中肠才发挥其活力,同时肝胰脏导管开口于肠的前端,其分泌的淀粉酶进入肠中参与消化作 用,因此中肠是碳水化合物的主要消化场所。 脂肪酶分布:叶继丹等【对 种鲟鱼消化酶活性的比较研究认为,鲟鱼肝脏脂肪酶活性低于肠道中的 浙江海洋学院学报自然科学版 第 卷 活性,吴婷婷等【】对 种淡水鱼消化酶活性研究结果发现,鳜鱼、青鱼、鲤、鲢肝脏中脂肪酶活性显著低于 肠道中的活性,而草鱼和鲫肝脏中脂肪酶活性与肠道中的活性差异不明显,因此认为不同组织脂肪酶活性 因鱼而异。黄姑鱼肠道和肝胰脏内各部位脂肪酶活力没有显著差异尸 . ,但胃内脂肪酶活力显著低于 肠道和肝胰脏中的活力 .,约为肠道和肝胰脏脂肪酶活力的/ ,因此认为整个肠道是脂肪消化的 主要场所。 . 黄姑鱼不同季节的饲料配比 酶的活力受环境温度的影响,在一定范围内,催化反应速度随温度升高而加快。超过一定温度后,酶蛋 白开始变性,活性降低。在一定温度时,酶反应可达最大速度,这一温度即为酶的最适温度,它是表示酶特性 的一个数值。消化酶活性的高低,决定了对食物中营养成分的消化和利用的速度,因此也就决定了鱼的 生长速度。一般说来,在食物充足盼隋况下,消化酶活性越大,鱼类生长趱陕。因此,在日常养殖管理过程 中,投饲量不但要根据鱼个体的大小,还要结合水温的高低决定投饵量和饲料成分的配比,在 ~ ?范 围内,以上 种酶的活性均随着水温的升高而快速增加,尤其是胃蛋白酶活性在 ~ ?范围内增加迅 速,同时由于水温对 种消化酶的影响程度不同,因此要随水温的增高逐渐增加投饲量,增加饲料中蛋白 质的比例。根据本实验结果, ?时蛋白酶最大活性只有其最适温度 ?活性的 .%, 时淀粉酶 最大活性只有 ?时最大活性的 . %,而 / 肪酶最大活性仍保持 ?时淀粉酶最大活性的 .%,因此建议在低温时适当加大饲料配方中脂肪的含量,一方面有利于提高饲料的适口性,另一方面, 由于脂肪酶在低温时仍保持较高的活性,有利于鱼体对脂肪的消化利用;再一方面,脂肪含有较高的热 量,有利于为机体提供较多能量,以抵抗低温环境胁迫。黄姑鱼的生长适温范围为 ~ , 时开始摄 食,这与本实验结果 ?黄姑鱼保持较低的消化酶活性基本吻合。日本学者尾崎久雄 曾报道鱼类消化 酶的最适温度一般为 ~,:究认为鱼类消化酶的最适温度也为 ~ ?,从、桂远明 圜 、叶元土陶等研究结果可以看出,鱼类消化酶的最适温度的上限多数高于生存的极限温度,本实验结果发 现黄姑鱼蛋白酶、脂肪酶和肝胰脏中的淀粉酶的最适温度均大于黄姑鱼的极限生存温度 ?,与上述报 道基本一致。相关酶的最大酶活性一般应与最适的生存水温相适应 。根据酶的理化特性。酶反应的最适 温度随着作用时间的长短而改变,反应时间短,酶的最适温度就高,反之则低,本研究中黄姑鱼蛋白酶和脂 肪酶最适温度值的偏高现象推测可能与离体实验设定的酶作用时间较短有 。 致谢: 级生物科学专业沈恩悯同学参加了实验部分工作,在此表示谢眈 参考文献: 【 雷霁霖,樊宁臣,郑澄伟.黄姑鱼胚胎及仔、稚鱼形态特征的初步观察】.海洋水产研究, ,: . 雷霁霖,陈 超,徐延康,等.黄姑鱼工厂化育苗技术研究 海洋科学, :. 孙 忠,余方平,程国宝.舟山近海黄姑鱼室内全人工育苗技术研究【.浙江海洋学院学报:自然科学版,, : ?.韩志强,高天翔,王志勇,等.黄姑鱼群体遗传多样性的分析阴.水产学报, , : ? 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