江鳕消化酶活性及pH值对消化酶活性的影响

●韩晴 杨敬爽 金香琴 李冠颖 陈伟强※ 刘建君

（1.吉林省水产科学研究院 吉林 长春 130033 ；2.吉林查干湖国家级自然保护区管理局 吉林 松原 138000；3.大安市水利工程处 吉林 大安 131300）

江鳕（Lota lota），属鳕形目（Gadiformes）鳕科（Gadidae）江鳕属（Lota），是鳕科中唯一的淡水种类，肉质细腻且富含营养。近年来，由于过度捕捞和繁殖场环境被破坏等导致江鳕自然种群数量急剧减少。江鳕人工养殖对恢复江鳕的种质资源、保护生态环境、满足市场需求、调整渔业产业结构、发挥江鳕价值优势意义重大。饲料是发展江鳕养殖的重要环节，鱼类消化酶活性关系到机体对营养物质的吸收和利用，从而影响鱼类的生长发育。在不同生理状态下，各种消化酶活性不同，最适pH也不同。通过研究江鳕消化酶活性及pH值对消化酶活性的影响，为江鳕营养需求的研究和人工配合饲料的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验鱼

松花江流域采集的江鳕40条（雌、雄各20条），体 质 量 为（770.41±84.52）g，体 长 为（45.62±1.89）cm。

1.2 主要仪器和试剂

电子天平、玻璃匀浆器、高速低温冷冻离心机（德国）、恒温水浴锅、分光光度计等。酪氨酸、酪蛋白、磷酸氢二钠、氯化钠、福林酚试剂、氢氧化钠、三氯乙酸、无水碳酸钠、盐酸、淀粉酶试剂盒、脂肪酶试剂盒、酸碱缓冲溶液。

1.3 样品制备

将试验鱼饥饿处理24 h后，在冰盘上解剖，取出胃、幽门、肝脏、前肠、中肠、后肠。去除内容物和附着物，用0.65%的生理盐水冲洗干净，在4℃条件下将新鲜的样品组织用剪刀剪碎后称量，按质量（g）与体积（mL）1∶9的比例加入9倍体积的0.65%NaCl溶液，用组织匀浆机充分研磨，用低温离心机离心匀浆液，3000 r/min离心15 min，取上清液作为酶粗提液，保存于4℃冰箱中待测，在24 h内完成上述操作。

1.4 测定方法

1.4.1 蛋白酶测定用福林-酚试剂法测定蛋白酶。蛋白酶活力定义为在37℃条件下，每毫克组织蛋白每分钟水解干酪素产生的酪氨酸的量 （U/mg）。

1.4.2 淀粉酶测定用南京建成生物公司研究所研制的试剂盒测定淀粉酶。淀粉酶活力定义为在37℃条件下，每毫克蛋白和底物进行反应，时间为30 min，水解10 mg淀粉定义为1个淀粉酶活力单位。

1.4.3 脂肪酶测定用南京建成生物公司研究所研制的试剂盒测定脂肪酶。脂肪酶活力定义为每克组织蛋白在37℃的条件下，在反应体系中与底物进行反应，时间为l min，每消耗l μmol底物为1个酶活力单位。

1.5 pH值对消化酶活性的影响

胃蛋白酶活性，测定pH值为2.0～4.0，梯度为0.5。胃淀粉酶、脂肪酶，幽门、肝脏、肠道消化酶活性，测定pH值为6.0～9.0，梯度为0.5。在测定中其他条件和环境不变。

1.6 数据统计分析

使用SPSS 24.0统计软件，对试验所得数据进行处理和分析，所得结果以平均数±标准差（Mean±SD）的形式表示。

2 结果与分析

2.1 消化酶活性

江鳕不同组织器官消化酶活性，见表1。

表1 江鳕不同组织器官消化酶活性

2.1.1 蛋白酶活性由表1可知，江鳕不同器官组织中蛋白酶活性顺序为胃＞幽门＞前肠＞中 肠＞后肠＞肝脏，其中胃蛋白酶活性显著高于其他组织（P＜0.05），肝脏中蛋白酶活性显著低于其 他组织（P＜0.05），中肠与后肠蛋白酶活性差异不显著（P＞0.05）。

2.1.2 淀粉酶活性由表1可知，江鳕不同器官组织中淀粉酶活性的顺序是肝脏＞前肠＞幽门＞中肠＞后肠＞胃，胃、中肠和后肠组织淀粉酶活性无显著差异（P＞0.05），肝脏组织中淀粉酶活性显著高于其他组织（P＜0.05）。肝脏是鱼淀粉酶产生的主要器官。

2.1.3 脂肪酶活性由表1可知，江鳕不同器官组织中脂肪酶活性的顺序为前肠＞中肠＞后肠＞幽门＞肝脏＞胃。前肠的脂肪酶活性显著高于其他组织（P＜0.05）。胃的脂肪酶活性显著低于其他组织（P＜0.05）。

2.2 pH值对消化酶活性的影响

江鳕胃蛋白酶的最适pH值是2.5，见图1；幽门盲囊的最适pH值是7，肠道的最适pH值都是7.5，肝脏蛋白酶的最适pH值是8，见图2；江鳕胃淀粉酶最适pH值是6，幽门盲囊和肝脏最适pH值都是7，肠道淀粉酶最适pH值都是7.5，见图3；江鳕胃、幽门盲囊、前肠、中肠脂肪酶的最适pH值都是7，后肠和肝脏脂肪酶最适pH值为7.5，见图4。结果表明：胃蛋白酶在强酸性环境下酶活性较强，幽门盲囊、肝脏和肠道蛋白酶活性在中性或偏碱性时较强；胃中淀粉酶的最适pH值在弱酸性范围，幽门盲囊、肝脏和肠道在中性或偏碱性情况下淀粉酶的活性较强，在中性偏弱碱性的情况下各部位脂肪酶的活性较强。

图1 pH值对江鳕胃蛋白酶活性的影响

图3 pH值对江鳕各组织器官淀粉酶活性的影响

图4 pH值对江鳕各组织器官脂肪酶活性的影响

3 讨论

3.1 食性与消化酶活性的关系

鱼类的食性与其消化酶的种类和活性密切相关。吴婷婷等[1]发现蛋白酶活性与鱼类食性相关，其活性由高到低排列为：肉食性鱼类、杂食性鱼类、草食性鱼类。Biesiot等[2]提出将淀粉酶与蛋白酶的比率用作评价鱼类食性和营养状况的指标，当该比率高时，为草食性或偏草食性鱼类，当该比率低时，为肉食性或偏肉食性鱼类。本研究发现，江鳕各部位A/P明显小于1，符合其食性特点。所以，在人工养殖江鳕的过程中，要以动物性饲料为主或用蛋白质含量高的人工配合饲料。在脂肪酶活性与食性相关性的问题上，不同的学者持不同的意见。倪寿文等[3]认为鱼的食性与脂肪酶没有较为明显的相关性。李芹等[4]对瓦氏黄颡鱼稚鱼的研究结果表明，脂肪酶活性与脂肪含量呈正相关。从目前的研究来看，脂肪酶活性与鱼类食性相关性比较复杂，有待进一步研究。

3.2 消化酶活性的特点

不同鱼类的消化道结构不同，有胃鱼类胃蛋白酶活性最强，能初步消化蛋白质[5]。本试验中，江鳕胃蛋白酶活性很高，说明它的胃对蛋白质有很强的消化能力。对四川裂腹鱼[6]、小黄鱼[7]的研究结果均与本试验结果相似，说明江鳕的胃、幽门、肠和肝脏都在蛋白质的消化中起一定作用，其中胃是主要的消化器官。江鳕不同器官组织中淀粉酶活性顺序为肝脏最高，显著高于其他组织，其次为前肠，胃最低。由此推测，肝脏和肠是江鳕淀粉酶产生的主要器官，而胃对淀粉的消化作用较小。草鱼、鲤、尼罗非鲫[8]、青鱼[9]的研究结果均与本试验结果一致。本研究结果表明，江鳕脂肪酶活性顺序为前肠＞中肠＞后 肠＞幽门＞肝脏＞胃，与鲢、鳙、花斑裸鲤[10]、大弹涂鱼[11]基本一致，可以认为其脂肪的消化吸收主要集中在肠道。

3. 3 pH值与消化酶活性的关系

pH值是鱼类食物消化和调节体内环境的重要影响因子之一。试验所测江鳕胃蛋白酶活性在pH值2.5时最高，胃蛋白酶的最适pH值在酸性范围内，蛋白酶在消化道其他部位的最适pH值在中性至偏碱性范围内。江鳕胃淀粉酶的活性在pH值为6.0时最强，在pH值7.0时幽门和肝脏淀粉酶活性最强，肠道淀粉酶活性最适pH值为7.5，这与区又君等[12]报道的条石鲷，杨婳[13]报道的黄金鲈的淀粉酶最适pH值相似；以上结果表明，鱼类消化道淀粉酶的最适pH值是不同的，这可能是由于不同种类、不同消化部位的酶活性中心不同，导致酶活力表达的最适pH值不同。但总的来说，淀粉酶活性的最适pH值均控制在弱酸性到中性偏碱性范围内。许多研究表明脂肪酶的活性在pH中性或略偏碱性时最强，如泥鳅最适pH值为7.4[14]，洞庭鲇鱼最适pH值为7.5[15]。江鳕脂肪酶最适pH值在7.0～7.5，与上面列举的鱼类相类似，脂肪酶在中性或偏碱性时活性最强。

4 结论

蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性在各个消化器官中均被检测到，但消化酶在每个消化器官中的活性不同。胃中蛋白酶活性很强，幽门盲囊中蛋白酶、淀粉酶活性较强，肠道中脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶活性均较强。肝脏中淀粉酶活性较强，蛋白酶活性和脂肪酶活性较差。这说明胃是蛋白质的消化吸收的主要场所，其次是幽门和肠道；肝脏、幽门和肠道是江鳕淀粉酶产生的主要器官；肠道是脂肪消化吸收的主要场所。胃蛋白酶在强酸性时活性最强，胃淀粉酶在偏酸性条件下活性最强，消化道其他部位的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的最适pH值均在中性或偏碱性范围。