牛磺酸對泰國虎紋蛙體內消化酶活力的影響

莊建洲，頡志剛，凌 云

（浙江師范大學化學與生命科學學院生態所，浙江 金華 321004）

牛磺酸（Taurine）是一種條件性必需氨基酸，間接參與營養代謝、免疫等多種生理反應。動物自身合成牛磺酸的能力因物種而異，這與體內是否存在合成牛磺酸的關鍵酶——半胱亞磺酸脫羧酶（Cysteine Sulfinate Decarboxylase，CSAD）有關。肉食性動物通常容易缺乏牛磺酸，而蛙類是典型的肉食性動物，在養殖條件下因食物組成的改變經常會導致蛙的營養性疾病[1]。

泰國虎紋蛙（Rana tigrina cantor）是一種大型的經濟食用蛙，經過長期人工馴化能夠攝食人工配合飼料。然而，由于飼料成本問題，商品化飼料原料中富含牛磺酸的魚粉等動物性蛋白成分含量日趨減少，因此蛙類飼料內需要添加適量的牛磺酸來滿足其生長發育的需要。國內外關于蛙類對牛磺酸需求量的研究尚不多見。采用人工灌胃的方法，研究了牛磺酸對泰國虎紋蛙肝臟和腸道蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力的影響，以此來評估泰國虎紋蛙對牛磺酸的需求量，旨在為飼料配方的改進提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

養殖泰國虎紋蛙購自浙江省金華市水產市場，飼養在80 cm × 35 cm × 50 cm 玻璃缸中（10 只/缸）進行馴化。水溫控制在（25±1）℃，提供遮蔽物和食臺，每天投喂活體黃粉蟲（Tenebrio molitor）1 次，隔天用經曝氣脫氯的自來水換水1/3 體積。

1.2 試驗設計

1.2.1 濃度梯度試驗 馴化2 周后，虎紋蛙饑餓2 d 以排空胃內殘余食物。選擇28 只體重相近、體質健康的泰國虎紋蛙（75.77±1.66）g，隨機分成7 組（4 只/組），用裝有盾形針頭的注射器作為灌喂裝置，分別給各組蛙灌胃不同濃度的牛磺酸溶液（0～1.8 mg/mL，牛磺酸溶解于蒸餾水），劑量為1 mL/50 g 體重。連續灌喂5 d 后，蛙經毀髓后迅速解剖，取肝臟和腸道組織用于測定消化酶活力。

1.2.2 時間梯度試驗 給44 只蛙以特定濃度0.8 mg/mL 進行灌喂，分別在灌胃0、1、2、3、4、5、6、7、8、10、12 h 后取3 只個體用于酶活力測定。

1.3 測定方法

1.3.1 蛋白酶活力測定 蛋白酶活力測定采用福林-酚試劑法[2-3]。以每分鐘水解酪蛋白產生1 μg酪氨酸為1 個蛋白酶比活力單位（mU/mgprot，pH值8.0 和溫度25 ℃）。

1.3.2 脂肪酶活力測定 脂肪酶活力測定參照Rungkan 等[4]提供的方法。以每分鐘產生1 μmol 對硝基苯酚（p-NP）的酶量定義為1 個脂肪酶比活力單位（mU/mgprot，pH 值7.5 和溫度25 ℃）。

1.3.3 淀粉酶活力測定 淀粉酶活力測定采用3,5-二硝基水楊酸顯色法。以每分鐘催化可溶性淀粉產生1 μg 麥芽糖的酶量作為1 個淀粉酶比活力單位（mU/mgprot，pH 值6.9 和溫度25 ℃）。

1.4 數據統計

采用SPSS 統計軟件包進行數據分析，數據均以平均值±標準誤（Mean ±SE）表示。組間比較采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）檢驗，并進行LSD 多重比較。顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同濃度牛磺酸對虎紋蛙消化酶活力的影響

圖1 不同濃度牛磺酸對蛋白酶活力的影響

2.1.1 蛋白酶活力 如圖1 所示，當牛磺酸灌胃濃度為1 mg/mL 時，肝蛋白酶活力達到峰值，且顯著高于對照組（0 mg/mL）（P＜0.05），但濃度過高（1.8 mg/mL）時，酶活力受到顯著抑制（P＜0.05）。當灌胃濃度為0.2、0.4 mg/mL 和1 mg/mL 時，腸蛋白酶活力顯著高于對照組（P＜0.05），其中灌胃濃度為0.4 mg/mL 時酶活力達到最大峰值，但灌胃濃度過高（1.4 mg/mL 和1.8 mg/mL）時，酶活力受到顯著抑制（P＜0.05）。

2.1.2 脂肪酶活力 如圖2 所示，肝脂肪酶活力在牛磺酸灌胃濃度為1 mg/mL 時達到峰值，顯著高于對照組（P＜0.05）；當灌胃濃度為0.8 mg/mL 和1.8 mg/mL 時，酶活力受到顯著抑制（P＜0.05）。腸脂肪酶活力在灌胃濃度為0.2～1.4 mg/mL 時，與對照組間無顯著差異（P＞0.05）；當灌胃濃度為1.8 mg/mL 時，酶活力受到顯著抑制（P＜0.05）。

圖2 不同濃度牛磺酸對脂肪酶活力的影響

2.1.3 淀粉酶活力 如圖3 所示，當牛磺酸灌胃濃度為1 mg/mL 時，肝淀粉酶活力達到峰值，顯著高于對照組（P＜0.05）；當灌胃濃度為0.4、0.8 、1.8 mg/mL 時，酶活力受到顯著抑制（P＜0.05）。腸淀粉酶活性在灌胃濃度為0.2～1.4 mg/mL 時，各組與對照組間無顯著差異（P＞0.05）；當灌胃濃度升至1.8 mg/mL 時，酶活力受到顯著抑制（P＜0.05）。

圖3 不同濃度牛磺酸對淀粉酶活性的影響

2.2 牛磺酸灌胃后消化酶活力隨時間的變化趨勢

2.2.1 蛋白酶活力 灌注牛磺酸后，虎紋蛙肝蛋白酶活力在灌后3 h 和7 h 均出現峰值（P＜0.05），卻在灌后1 h 出現最低值（P＜0.05）（圖4）。腸蛋白酶活力在灌后1、3、7 h 出現峰值（P＜0.05），其中最高峰值出現在灌后3 h（圖5）。

圖4 肝蛋白酶活力隨時間的變化趨勢

圖5 腸蛋白酶活力隨時間的變化趨勢

2.2.2 脂肪酶活力 虎紋蛙肝脂肪酶活力在灌注牛磺酸后3 h 和7 h 出現峰值，均顯著高于初始值（P＜0.05），最高峰值出現在灌后3 h（圖6）。腸脂肪酶活力在灌后12 h 內出現多次波動，在灌后2、4、7、10 h 出現峰值（P＜0.05）（圖7）。

圖6 肝脂肪酶活力隨時間的變化趨勢

圖7 腸脂肪酶活力隨時間的變化趨勢

2.2.3 淀粉酶活力 虎紋蛙肝淀粉酶活力在灌注牛磺酸后3 h 和7 h 出現峰值（P＜0.05），最高峰值出現在灌后7 h，卻在灌后1 h 出現最低值（P＜0.05）（圖8）。腸淀粉酶活力在灌后12 h 內出現較大波動，但各時間點酶活力值與初始值間均無顯著差異（P＞0.05）（圖9）。

圖8 肝淀粉酶活力隨時間的變化趨勢

圖9 腸淀粉酶活力隨時間的變化趨勢

3 討 論

動物體內合成內源性牛磺酸需要含硫氨基酸，當機體從外界獲得牛磺酸后，可讓更多的含硫氨基酸參與到蛋白質的合成，從而使食物蛋白質的質量和消化率得到相對提高[5-8]。蛋白酶活性是體現動物對蛋白質利用能力的重要指標，而牛磺酸可以提高蛋白酶的活力。尤勇等[9]研究發現，當灌胃濃度為0.2 mg/mL 時草魚肝胰臟蛋白酶活性最高，而灌胃濃度為0.8 mg/mL 時腸道蛋白酶活性最高，表明肝胰臟蛋白酶活力對牛磺酸的反應要比腸道蛋白酶敏感。該研究同樣采用灌胃方式，發現當牛磺酸灌胃濃度為1 mg/mL 時虎紋蛙肝蛋白酶活力達到峰值，而腸蛋白酶活力在灌胃濃度為0.4 mg/mL 和1 mg/mL 時都會出現峰值，當灌胃濃度為0.4 mg/mL 時酶活力達到最大峰值，說明虎紋蛙腸道蛋白酶活力對牛磺酸的反應要比肝蛋白酶敏感。

牛磺酸可以促進脂肪和淀粉的分解和利用。牛磺酸在動物肝臟內與膽酸結合生成牛磺膽酸，而后者可促進脂肪乳化，從而加速脂肪的水解和利用[10]。草魚肝胰臟脂肪酶在灌胃濃度為0.6 mg/mL時活力達到峰值，而腸道脂肪酶在灌胃濃度為0.8 mg/mL 時達到峰值[9]。該研究試驗結果表明，泰國虎紋蛙在灌胃濃度為1 mg/mL 時肝脂肪酶活力達到峰值（P＜0.05），而腸道脂肪酶活力在灌胃濃度為0.2～1.4 mg/mL 時，各處理與對照組的數值出現波動，但無顯著差異（P＞0.05）。

淀粉酶在酸性條件下會表現出較高的活性，牛磺酸通過提高飼料酸度來增強淀粉酶活力。如草魚肝胰臟淀粉酶在牛磺酸灌胃濃度為0.8 mg/mL 時活力可達到峰值，腸道淀粉酶在灌胃濃度為1 mg/mL 時活力達到峰值，均著高于對照組[9]。該研究試驗結果表明，當牛磺酸灌胃濃度為1 mg/mL 時，泰國虎紋蛙的肝淀粉酶活力達到峰值；但腸淀粉酶活力在0.2～1.4 mg/mL 范圍內與對照均無顯著差異（P＞0.05）。由此可見，腸道的脂肪酶和淀粉酶活力對牛磺酸的劑量反應不如肝脂肪酶和淀粉酶活力明顯，說明牛磺酸主要在肝臟中發揮其生物學作用。

過量攝入牛磺酸會對機體產生條件毒性。高春生等[11]研究表明，在黃河鯉魚的飼料內添加1 600 mg/kg 牛磺酸能夠顯著抑制其脂肪酶活力。尤勇等[9]研究表明，飼料內牛磺酸添加量為1 800 mg/kg 時，可明顯抑制草魚肝胰臟和腸道蛋白酶活性；當牛磺酸灌胃濃度達到1.8 mg/mL 時可顯著降低草魚體內蛋白酶活性。在該研究中，當灌胃濃度達到1.8 mg/mL 時能夠顯著抑制泰國虎紋蛙肝臟和腸道組織內3 種消化酶的活力（P＜0.05）。

牛磺酸在體內對消化酶的持續作用時間以及不同消化酶對牛磺酸的反應模式均存在物種差異。如草魚僅在灌胃牛磺酸2 h 后肝胰臟和腸道蛋白酶活力出現1 次峰值，而肝胰臟脂肪酶在灌后0～9 h 內呈現持續升高的趨勢[9]。但是，該研究發現虎紋蛙肝臟組織3 種消化酶活力均在灌后3 h 和7 h達到峰值（P＜0.05），肝臟和腸道蛋白酶活力在灌后1～10 h 內也出現了3～4 次峰值（P＜0.05），且肝蛋白酶和淀粉酶活力在灌后1 h 均出現了顯著下降（P＜0.05）。這種酶活力波動變化的現象與上述草魚的研究結果存在較大差異。因此，牛磺酸對蛙類消化酶的調節可能比魚類更為復雜，需要進一步研究。

總之，適當劑量的牛磺酸對泰國虎紋蛙的消化酶活性具有較為顯著的調節作用，其在蛙體內對消化酶的持續作用時間在10 h 左右。然而，攝入量過高（36 mg /kg 體重及以上）會對消化酶活力產生條件毒性。根據試驗結果，推測每日提供20 mg /kg體重的牛磺酸可以顯著提高泰國虎紋蛙的消化酶活力，從而促進機體對飼料營養物質的利用效率。

[1]Huxtable R J.Physiological actions of taurine[J].Physiological Review，1992，72：101-163.

[2]Pan L Q，Wang K X.Studies on digestive enzyme activities and amino acid in the larvae of Eriocheir sinensis[J].Journal of Fishery Sciences of China，1997，（4）：13-20.

[3]Pan L Q，Xiao G Q，Zhang H X，et al.Effects of different dietary protein content on growth and protease activity of Eriocheir sinensis larvae[J].Aquaculture，2005，246：313-319.

[4]Rungkan K，Nontawith A，Ruangvit Y，et al.Characterization and activity of digestive enzymes in different sizes of Nile Tilapia（Oreochromis niloticus L.）[J].Kasetsart Journal，2009，43：143-153.

[5]Hayes K C，Pronczuk A，Addesa A E，et al.Taurine modulates platelet aggregation in cats and humans[J].American Journal of Clinical Nutrition，1989，49（6）：1211-1216.

[6]王 密，董順義，楊建成，等.牛磺酸在養禽業中的應用現狀及其發展前景[J].中國家禽，2007，29（7）：51-53.

[7]羅 莉，王 琳，龍 勇，等.牛磺酸對草魚生長效應研究[J].飼料工業，2005，26（12）：22-24.

[8]Martinez J B，Chatzifotis S，Divanach P，et al.Effect on dietary taurine supplementation on growth performance and feed selection of sea bass Dicentrarchus labrax fry fed with demand-feeders[J].Fisheries Science，2004，70（1）：74-79.

[9]尤 勇，羅 莉，幺相姝，等.灌胃牛磺酸對草魚消化酶活性的影響[J].西南農業大學學報（自然科學版），2004，26（5）：650-653.

[10]Takashi I，Yasushi F，Mayo H，et al.Expression of taurine transporter is regulated through the TonE （tonicity-responsive element）/ Ton EBP （TonE-binding protein） pathway and contributes to cytoprotection in HepG2 cells[J].Biochemical Journal，2004，382（1）：177-182.

[11]高春生，范光麗，王艷玲.牛磺酸對黃河鯉魚生長性能和消化酶活力的影響[J].水產漁業科學，2007，23（6）：645-647.