饲料蛋白含量对仿刺参幼参体成分及消化酶活性的影响

■于建华 周 玮 赵志刚

（1.内蒙古民族大学动物科学技术学院，内蒙古通辽028042；2.大连海洋大学水产与生命学院，辽宁大连116023；3.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江哈尔滨150070）

仿刺参（Apostichopus japonicus）隶属于棘皮动物门、海参纲、楯手目、刺参科、仿刺参属，由于具有较高的营养和药用价值[1-3]，刺参养殖业得到蓬勃发展，其中苗种培育阶段需要投喂人工配合饵料[4]，了解刺参的营养需求和其消化生理是配制人工饲料的理论基础。目前，在刺参体壁成分和消化道生理方面已有一些研究[5-7]。本试验研究了不同蛋白水平饲料对刺参幼参体壁生化组成以及消化道中消化酶（蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶）活力的影响，以探讨刺参的营养需求和其消化生理，为科学配制刺参人工饲料提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以鱼粉为蛋白源，玉米面粉、鼠尾藻、复合维生素和复合矿物质为原料，分别配制蛋白水平为5.81%、13.31%、19.48%、26.24%、33.18%5种等能饲料，饲料配方见表1。鱼粉、鼠尾藻分别来自于市售秘鲁鱼粉和鼠尾藻原粉。复合维生素含有维生素A、D、E、K3、B1、B2、B12、C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙、胆碱、烟酸。复合矿物质含有硒、铁、钴、碘、锌、铜。将饲料原料按比例混合，加水混匀，制成粒径为2～3 mm颗粒状，在65℃烘干至恒重，4℃条件下贮存。

表1 试验饲料配方及营养成分（%）

1.2 饲养试验

幼参来源于大连市金州区陆源海产科技园同一批苗种，平均体质量为(3.25±0.08)g，试验开始前禁食48 h，每个塑料水槽放入刺参15头，每两个水槽为一个平行，共5个处理，分别投喂不同蛋白水平饲料。水槽排列采用完全随机化区组设计。试验进行30 d。

养殖容器为45 cm×35 cm×35 cm塑料水槽，放置石块作为刺参附着基。试验海水为经沉淀和沙滤的天然海水。试验过程中，连续冲气，每天下午换水1/2，并清除残饵粪便，换水后投饵一次。水温（14±0.5）℃，溶氧大于8.0 mg/l，pH值8.0～8.2，盐度31～33，光照条件13 D∶11 L。

1.3 样品的收集及制备

刺参饲养30 d后，取健康个体停食48 h。在冰盘内对刺参进行解剖，剔除与消化道末端相连的呼吸树，用滤纸吸干肠表面水分后称重，置于-80℃冰箱中暂存备用。

刺参解剖后体壁，在65℃条件下烘干至恒重，同一个水槽中的刺参合为一个样品分析其生化组成。

酶液的制取：在冰浴中用玻璃研磨器匀浆样品，每克样品研磨10～15 min，按1.0 g样品10.0 ml缓冲溶液的比例分次加入pH值7.2的磷酸缓冲溶液，在高速冷冻离心机中将匀浆液以4℃冷冻离心30 min(10 000 r/min)，其上清液即为粗酶提液，4℃保存，在24 h内分析。

1.4 生化组成测定

粗蛋白含量用凯氏定氮法测定；粗脂肪含量用索氏抽提法测定；粗灰分和水分按梁萌青等[8]方法测定。每个样品测定2次。

1.5 消化酶的测定

蛋白酶活力：根据福林-酚试剂法[9]，略加修改。蛋白酶活力单位定义为在pH值7.2和温度40℃下反应15 min，1 g仿刺参消化道 1 min水解0.5%的酪蛋白产生1 μg酪氨酸即为1个蛋白酶活力单位。

淀粉酶活力：根据淀粉-碘显色法[9]，略加修改。淀粉酶活力单位定义为在37℃、30 min内，100 ml酶液中能完全水解淀粉10 mg称为一个淀粉酶活力单位。

纤维素酶活力：采用3，5-二硝基水杨酸法[9]。纤维素酶活力定义为在40℃和pH值7.2下，水浴反应30 min，每分钟催化纤维素水解生成1 μg葡萄糖的酶量定义为一个酶活力单位。

蛋白质含量测定：采用考马斯亮蓝G—250法[9]。以比活力表示蛋白酶的活力，即1 mg蛋白中所显示的活力。

1.6 数据处理

试验数据以“平均值±标准误（mean±SE）”表示，应用SPSS12.0软件包对数据进行方差分析，并进行Duncan's法多重比较，以P＜0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 不同蛋白水平饲料组幼参体壁的生化组成

不同蛋白水平饲料组幼参体壁的生化组成见表2。饲料粗蛋白含量在5.81%的饲料组幼参体壁的粗蛋白含量显著低于其它蛋白水平饲料组（粗蛋白含量13.31%、19.48%、26.24%、33.18%）(P＜0.05)，其它4个饲料组之间差异均不显著(P＞0.05)；幼参体壁的水分含量则在5个饲料组之间均无显著差异(P＞0.05)。

表2 不同蛋白水平饲料组幼参体壁的生化组成(%)

幼参体壁粗脂肪含量变化范围在4.47%～7.32%之间，饲料粗蛋白含量在5.81%的饲料组幼参体壁粗脂肪含量显著高于其它4个饲料组(P＜0.05)；其它四个饲料组之间差异不显著(P＞0.05)。

随饲料中蛋白水平的升高，幼参体壁粗灰分含量变化范围在27.02%～30.40%之间，高蛋白组饲料（粗蛋白含量26.24%、33.18%）粗灰分含量显著高于低蛋白组（粗蛋白含量5.81%、13.31%、19.48%）(P＜0.05)；低蛋白组之间差异均不显著(P＞0.05)。

2.2 不同蛋白水平饲料组幼参肠道的消化酶活力

不同蛋白水平饲料组幼参肠道的消化酶活力见图1。随饲料中蛋白水平的升高，幼参肠道蛋白酶活力呈先升高后降低的趋势，蛋白水平19.48%时，蛋白酶活力达到最高值58.74 U/mg。蛋白水平对幼参肠道蛋白酶活力影响不显著(P＞0.05)。

图1 不同蛋白水平饲料组幼参消化道消化酶活力

幼参肠道淀粉酶活力随蛋白水平增加呈逐渐降低的趋势，饲料蛋白水平为5.81%时，淀粉酶活力最高值为224.51 U/mg。最低蛋白饲料组（粗蛋白含量5.81%）与最高蛋白饲料组（33.18%）之间淀粉酶活力差异显著差(P＜0.05)，其它饲料组之间差异均不显著(P＞0.05)。

幼参肠道纤维素酶活力随着饲料中蛋白水平的升高呈逐渐降低趋势，粗蛋白含量较低（5.81%、13.31%）饲料组纤维素酶活力分别为649.43 U/mg和334.10 U/mg，显著高于其它3个饲料组（136.88～174.33 U/mg）(P＜0.05)；其它饲料组之间差异均不显著(P＞0.05)。

3 讨论

3.1 不同蛋白水平饲料对幼参体壁生化组成的影响

采用不同蛋白水平的饲料投喂刺参，结果表明饲料蛋白水平在5.81%～33.18%之间，刺参体壁的水分含量没有显著差异，刺参在摄食了不同蛋白水平的饲料后，对其体壁干物质的积累程度没有明显的影响。王庆吉等认为在一定范围内，在日粮中蛋白质含量越大，刺参的蛋白含量越高，个体生长越大[10]，本试验结果与其一致。当饲料蛋白水平达到26.24%时，刺参体壁蛋白质沉积率最高。高蛋白水平饲料(粗蛋白含量26.24%、33.18%)，刺参体壁粗灰分含量显著高于低蛋白饲料组(5.81%、19.48%)，过高的饲料蛋白水平会加重刺参的代谢负担，大量消耗刺参体壁的能源物质，导致刺参体壁糖类以及蛋白质沉积率下降，使刺参体壁粗灰分含量增加，体壁灰分含量过高会影响到刺参的品质。

刺参在投喂5.81%蛋白水平饲料时，其体壁粗脂肪含量显著高于其它蛋白饲料组，低蛋白饲料组因蛋白含量过低而不能满足刺参对蛋白营养的需求量，为达到营养平衡，刺参需大量摄食，过多的能量摄入可能进一步激发了刺参体内脂肪合成酶的活性，促使多余的能量转化为脂肪。

3.2 不同蛋白水平饲料对幼参消化酶活性的影响

3.2.1 饲料蛋白水平与三种消化酶关系

饲料蛋白水平在5.81%～33.18%范围内，刺参消化道蛋白酶活力随饲料蛋白水平的升高呈先上升后下降的趋势，当饲料蛋白水平为19.48%时，蛋白酶活力最高，这与冯丹等[6]研究结果一致。张加润等[11]通过不同蛋白水平对斑节对虾幼虾消化酶的影响也得出了相似的结果。随饲料蛋白水平的增加，刺参能够通过提高体内蛋白酶的活性来适应，以提高对饲料蛋白的消化与吸收，有利于刺参体内蛋白的合成，从而促进其生长。但随着蛋白水平的继续增加，刺参摄入过多的蛋白，可能通过体内代谢，产生较多的有毒的含氮废物抑制了其体内蛋白酶的活性所致。虽然刺参消化道蛋白酶活力存在以上趋势，但是蛋白酶活力并无显著差异，这表明在5.81%～33.18%范围内，饲料蛋白水平并不能显著影响刺参消化道蛋白酶活力。蛋白酶活性不显著受蛋白水平变化诱导，刺参为了保证作为能量和物质代谢的主要营养来源的蛋白质的最大限度的吸收，在摄食后分泌足量的蛋白酶以提高消化效能，这可能是刺参特殊食性和简单的消化系统导致其特有的消化机制，关于刺参的消化机制，有待进一步研究。

随饲料蛋白水平的升高，淀粉酶和纤维素酶活力下降。一方面，可能是由于本试验中饲料随蛋白水平的升高，碳水化合物水平逐渐降低，刺参为适应对碳水化合物的消化吸收，通过自身调节降低了肠道内淀粉酶和纤维素酶的活力；另一方面，可能由于饲料中逐渐升高的蛋白水平抑制了这两种消化酶的活性。

3.2.2 刺参食性与消化酶

水产动物的食性一般分为肉食性、草食性和杂食性，与消化器官组织结构和消化机能是相适应的。消化器官组织结构不同，消化机能不同，因而消化酶的活性也呈明显差异。在刺参生长最佳即饲料蛋白水平为19.48%时，刺参消化道消化酶活力大小为纤维素酶＞淀粉酶＞蛋白酶，且蛋白酶活性要远小于其他两种酶的活性。刺参在天然状态下以沉积物中的有机物为营养，主要包括微生物（混在泥沙中的底栖硅藻、细菌、原生动物、蓝藻或有孔虫等）和动、植物的有机碎屑等[12]。在刺参的胃含物中，植物的重量占绝对优势，在长期的生活和进化过程中刺参获得了自身的消化酶系统，产生了对天然食物的适应性。在配制刺参人工饲料时，应适当增加植物性饲料原料。

3.2.3 刺参生长与消化酶

试验表明，当饲料蛋白水平为19.48%时，刺参能够获得最佳的生长效果，刺参消化道除了蛋白酶活性相对较高外，淀粉酶和纤维素酶活性均未达到最高水平。结果显示，刺参消化酶与生长之间并没有存在着必然的相关性，此结果与何志刚等对芙蓉鲤鲫幼鱼的研究[13]相似。Maugle等[14]认为，消化酶活性的变化不仅受到饲料中蛋白质含量的影响，也同样受到氨基酸和无机盐离子含量的影响。消化酶活性与饲料及其营养成分的关系较为复杂，可能与不同种属、生长发育期、生理状况和饲料蛋白源等均具有一定的关系。试验结果进一步表明，消化酶活性不宜作为衡量刺参个体生长的单独指标。

4 结论

在饲料蛋白水平5.81%～33.18%范围内，刺参摄食不同蛋白水平的饲料后，对其体壁水分含量没有显著影响；在配制刺参人工饲料时，应适当增加植物性饲料原料。