植酸酶處理植物性蛋白質原料對吉富羅非魚生長性能及磷利用率的影響

卜小麗，劉　翼，劉世操，陳　帆，吳豐惟，韓朋偉，祝愛俠，2*（.武漢輕工大學動物營養與飼料安全湖北省協同創新中心，湖北武漢430023；2.武漢市畜禽飼料工程技術研究中心，湖北武漢430023）

植酸酶處理植物性蛋白質原料對吉富羅非魚生長性能及磷利用率的影響

卜小麗1，劉翼1，劉世操1，陳帆1，吳豐惟1，韓朋偉1，祝愛俠1，2*
（1.武漢輕工大學動物營養與飼料安全湖北省協同創新中心，湖北武漢430023；2.武漢市畜禽飼料工程技術研究中心，湖北武漢430023）

為研究植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚生長性能、魚體成分和磷利用率的影響，本試驗選用500尾體重為（12.0±0.3）g的吉富羅非魚，按試驗要求隨機分為5組，每組4個重復，每個重復25尾魚，試驗期為60 d。以豆粕、棉籽粕、菜籽粕等主要植物性蛋白質為原料設計配方，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組分別在投喂植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料的基礎上添加0％、0.6％、1.2％的Ca（H2PO4）2（MCP）；Ⅳ組為體內水解對照組、Ⅴ組作為空白對照組投喂未處理植物性蛋白質飼料和1.2％MCP，Ⅳ組在此基礎上添加1280 U/kg植酸酶。結果表明：與空白組相比，植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料可以使吉富羅非魚的增重率提高3.6％～9.7％，Ⅰ組粗灰分提高率高達32.8％，鈣含量由1.58％提高到2.31％，糞磷降低在50％以上；與體內水解對照組相比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組總磷的儲積量分別提高22.7％、22.2％、16.1％。由此可見，本試驗條件下，水產飼料中添加適量的植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料可替代MCP的添加。

植酸酶；預處理；吉富羅非魚；生長性能；鈣磷沉積；磷利用率

［Abstract］This study was conducted to evaluate the effects of phytase in vitro pre-treated plant protein ingredients on growth performance，fish body composition and phosphorus accumulation rate of Yoshitomi tilapia.This project chose 500 Yoshitomi tilapia，which were randomly divided into 5 groupswith 4 replicates of 25 each for 60 d.The phytase-pretreated soybeanmeal，cottonmeal and rapeseedmeal as themain protein source were formulated.GroupⅠ，ⅡandⅢwere respectively added 0％，0.6％and 1.2％Ca（H2PO4）2based on phytase in vitro pretreatment plant protein diet，whereasⅣgroup added 1280 U/kg phytase on the basis ofⅣandⅤgroups feeds was included untreated feed and 1.2％MCP.The results showed that，compared with blank control group，the phytase in vitro pretreatment plant protein feed ingredients could make Yoshitomi tilapia weight gain rate increased 3.6％～9.7％.Crude ash increased rate of groupⅠwas up to 32.8％.Calcium content increased by 1.58％to 2.31％and fecal phosphorus decreased above 50％.Compared with the control group in vivo hydrolysis，the accumulation amount of total phosphorus of groupⅠ，Ⅱ，Ⅲwere increased by 22.7％，22.2％，16.1％.The results showed that under the experimental conditions，phytase in vitro pre-treatment plant protein feed in aquatic feed could substitude for MCP adding.

［Key words］phytase；pretreatment；Yoshitomi tilapia；growth performance；calcium and phosphorus deposition；phosphorus utilization

磷是水生動物生長、繁殖所必需的礦物質元素，水產動物飼料中所用植物性原料的磷含量雖較高，但飼料中 60％～80％的磷是以植酸及其鹽的形式存在，而單胃或無胃的水生動物腸道中因缺乏能將植酸水解的酶，以至于植物性飼料中的磷元素幾乎不能被利用（Jackson等，1996）。目前解決該問題的有效途徑就是在此類動物日糧中補充Ca（H2PO4）2（MCP）和植酸酶。但未被消化吸收的磷通過糞便排入水體，會造成水環境的污染。植酸酶不耐熱，在飼料加工過程中容易失活。Schafer等（1995）認為并不是所有水產動物的消化道環境如溫度、pH、物料的停留時間都適合外源性植酸酶發揮作用，這些因素都限制了植酸酶的功效。因此，本試驗對植酸酶預處理植物性蛋白質飼料原料在羅非魚養殖上的效果進行研究，以期為植酸酶在羅非魚配合飼料中合理使用提供依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料吉富羅非魚購于武漢東西湖魚場。中性植酸酶（粉狀，2500 U/g，最適pH 5.5）購自新華揚集團。飼料原料均購自武漢九星飼料有限公司。

植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料加工工藝，即通過采用單因素試驗和正交試驗，將飼料配方中的豆粕、棉籽粕和菜籽粕作為底物 （比例為15∶9∶7），添加2000 U/kg植酸酶進行酶解，植酸酶水解效率為42.16％。

1.2試驗設計本試驗選用500尾初始體重為（12.0±0.3）g、體質健康的吉富羅非魚隨機分為5個處理組，每個處理設4個重復，每個重復25尾，具體分組與處理見表1。

表1　試驗分組及處理

1.3飼養管理及日糧本試驗在動物營養與飼料科學湖北省重點實驗室進行，試驗期60 d，采用循環水養殖系統，24 h充氣增氧，每天投喂2次，時間分別為9∶00和18∶00，投喂量為魚體重的3％～5％。保持水中溶解氧≥6 mg/L，NH3-N≤0.2mg/L，試驗期間控制水溫為27～30℃，pH為7.0～7.5，光照周期為12 h光照和12 h黑暗（8∶00～20∶00）。各組飼料按照配方經混合、加工制成粒徑為2 mm的顆粒，風干，于冰箱4℃下保存備用。各組飼料組成及營養水平見表2。

表2　飼料組成及營養水平　％

1.4測定指標與方法

1.4.1生長性能的測定在試驗開始和試驗結束后，禁食1 d，然后用電子秤稱魚體重量（精確到0.01 g），計算成活率、增重率、特定生長率、飼料系數和蛋白質效率。

成活率/％=（1-死亡魚尾數/試驗魚總尾數）× 100；

增重率/％=（末均重-初均重）/初均重×100；

特定生長率/（％/d）=（ln試驗末魚均重-ln試驗初魚均重）/試驗天數×100；

飼料系數=攝取的飼料總重量/（試驗末魚總體重+試驗中死亡魚體重-試驗初魚總體重）；

總磷的貯積率/％=（總磷的貯積量/總磷的攝入量）×100。

1.4.2魚體生化成分的測定生長試驗結束后，禁食1 d，從每個重復中隨機取3尾羅非魚，擦干魚體表面水分并稱重，將魚體剪成小細塊后，于65℃烘箱中烘干、粉碎。魚體中干物質測定采用GB/T 6435-1986中的方法；粗蛋白質含量測定采用GB/T 6432-1994中的方法；粗脂肪含量測定采用GB/T 6433-1994中的方法；粗灰分含量測定采用GB/T 6438-1994的方法；鈣含量測定采用GB/ T 6436-1992的方法；總磷含量測定采用GB/T 6437-1992中的方法。

1.5數據處理試驗數據分析采用統計軟件SPSS 17.0進行單因素方差分析（One-Way ANOVA）和Duncan’s多重比較檢驗，以P＜0.05為差異顯著標準。結果以“平均值±標準差”表示。

2　結果與分析

2.1植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚生長性能的影響由表3可知，與空白對照組相比，100％MCP替代組和50％MCP替代組吉富羅非魚的增重率提高9.7％、9.0％（P＜0.05），特定生長率提高5.3％、4.9％（P＜0.05）；與體內水解對照組相比，MCP替代組均有提高增重率和特定生長率的趨勢，但差異不顯著 （P＞0.05）。總體來說，各試驗組均不會影響存活率和飼料系數，在飼料中添加植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料替代MCP可以一定程度上增加吉富羅非魚的增重率和特定生長率，完全替代MCP效果最佳。

表3　植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚生長性能的影響

2.2植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚體成分的影響由表4可見，與空白對照組相比，100％MCP替代組魚體粗灰分、鈣、磷含量提高32.8％、46.2％、46.7％，粗脂肪的含量降低45.6％（P＜0.05），添加植酸酶的四組魚體鈣磷含量均可提高27％以上 （P＜0.05），粗脂肪含量均低于空白對照組；與體內水解組相比，100％MCP替代組使鈣的含量提高14.4％，粗脂肪含量降低23.2％（P＜0.05），對粗蛋白質、粗灰分影響不顯著。此結果表明，在吉富羅非魚飼料中添加植酸酶和植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料均可在一定程度上提高吉富羅非魚粗蛋白質、粗灰分、鈣、磷的含量，降低魚體脂肪含量。植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料使用效果優于直接添加植酸酶的飼養效果。MCP替代組對吉富羅非魚體內鈣磷含量影響呈現一定規律，在礦物磷較低的條件下，魚體鈣磷含量更高。

表4　植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚體成分的影響　％

2.3植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚磷代謝的影響由表5可見，與空白對照組相比，添加植酸酶組磷的表觀消化率提高均在14％左右，魚體總磷蓄積量增加28.6％～57.8％，100％MCP替代組魚體總磷儲積量最高，糞中磷的含量可降低率均在49.1％以上 （P＜0.05）；與體內水解組相比，植酸酶體外預處理植物性蛋白飼料原料組顯著提高了魚體總磷儲積量可提高16.1％～22.7％，并隨MCP替代率的增加而增加（P＜0.05），磷表觀消化率和糞磷均差異不顯著（P＞0.05）；植酸酶體外預處理植物性蛋白飼料原料組間差異均不顯著。

表5　植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚磷代謝的影響

3　討論

3.1植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚生長性能的影響在飼料原料中添加適量植酸酶能夠增強消化酶活性，提高蛋白質利用率，可明顯提高水產動物增重率和特定生長率。與飼料中直接添加植酸酶的方式相比，植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料替代MCP對吉富羅非魚生長性能有更顯著的提高作用。原因可能是植酸酶在低磷飼料水平下要優于高磷飼料水平下的使用效果，由于在有效磷較低的條件下，植酸酶水解得到的磷會迅速被動物吸收利用，這又會進一步刺激植酸酶的活性，促進植酸酶水解（張克英等，2001）。牛紀鋒（2008）研究表明，當鈣磷比為1.1～1.4時，植酸酶能發揮最好的作用，植酸影響鈣離子的吸收，進而影響機體的生長。陳京華和麥康森（2010）在牙鲆飼料中添加用植酸酶預處理的豆粕，使特定生長率提高10.25％，飼料轉化率提高18.29％，與本試驗的研究結果一致。說明植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料可以提高吉富羅非魚的生長性能。

3.2植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚體成分的影響本研究結果表明，直接添加植酸酶和植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料均可改善魚體成分，提高鈣磷的蓄積。劉行彪等（2012）在斑點叉尾鮰的基礎飼料中添加不同水平的植酸酶，顯著提高了魚體的粗蛋白質、粗灰分、鈣、磷的含量。王愛民等（2007）研究發現，添加植酸酶使得異育銀鰓和奧尼羅非魚魚體常規營養成分含量顯著提高，同時顯著促進了礦物質元素在魚體內的沉積，與本研究結果一致。因為植酸可與糖類、蛋白質、脂肪、氨基酸等多種營養物質及消化酶相結合，從而降低其生物效價，而直接添加植酸酶和植酸酶體外預處理飼料原料均可降低飼料中植酸含量并提高多種營養素的利用率（黃峰等，2007；高春生和王艷玲，2006）。同時 Liu等（2013）和張璐等（2006）認為植酸酶水解植酸并促進礦物質元素（磷、鈣等）的釋放及其在魚體中的沉積，進而提高魚體粗灰分的含量。本試驗研究表明，兩種添加植酸酶的方式對吉富羅非魚的體成分影響差異不顯著，表明植酸酶在吉富羅非魚體內和體外均能夠發揮作用。

3.3植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚磷代謝的影響在吉富羅非魚飼料中添加植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料可以提高魚體磷的表觀消化率和總磷貯積率，減少糞便中磷的排放、降低水體磷的含量，這將有利于改善池塘水體水質，緩解水體富營養化。張春曉等（2008）報道魚體所需要的磷在被滿足之前，魚體吸收的所有磷都會在體內累積；當魚體吸收的磷達到其最適需求量后，磷的排放率將會隨外源磷攝入量的增加而增加。本試驗結果表明植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料中的有效磷含量已達到吉富羅非魚的需求量，額外添加MCP時，會增加磷的排出率。

4　結論

4.1兩種添加植酸酶的方法均能顯著提高吉富羅非魚的生長性能，改善魚體成分，提高鈣磷在體內的蓄積，降低糞磷的排放；且與在配合飼料中直接添加植酸酶的方式相比，植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料對吉富羅非魚生長性能的提高、魚體成分的改善、鈣磷蓄積提升、減少糞磷效果更為顯著。

4.2在本試驗條件下，水產飼料中添加適量的植酸酶體外預處理植物性蛋白質飼料原料，可不再添加MCP。

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A

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國家863高技術項目“農田及魚塘小生境信息感知技術及物聯網監控系統”（2013AA10230203）