■ 邢思華 華雪銘朱站英, 黃 衛(wèi) 沈彥萍沈文婧
(1.上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201306;2.泗洪縣水產(chǎn)技術(shù)推廣站泗洪縣水生動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,江蘇宿遷223900;3.杭州?;曙暳祥_(kāi)發(fā)有限公司,浙江杭州311100;4.上海沈李科工貿(mào)有限公司,上海200436)
作為國(guó)際公認(rèn)的綠色天然酶制劑[1-2],溶菌酶具有無(wú)毒[3]、無(wú)害、專(zhuān)一性強(qiáng)[4]的特點(diǎn),并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療[5]、食品[6]等行業(yè)。相關(guān)研究表明,溶菌酶在飼料行業(yè)也有著廣闊的應(yīng)用前景,在部分水產(chǎn)動(dòng)物飼料中使用[7-8]已取得良好的效果。然而針對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)生理特性[9-12],漁用飼料高溫高壓的加工工藝特點(diǎn)以及酶制劑易失活的特性[13-14],飼用溶菌酶在水產(chǎn)飼料中的可行性、穩(wěn)定性和真實(shí)有效性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。研究采用人工模擬環(huán)境因子的方法探討溶菌酶酶活力受溫度、pH值等因素的影響,評(píng)價(jià)溶菌酶制品的儲(chǔ)存效果,并通過(guò)體外消解法探討溶菌酶制品對(duì)魚(yú)體內(nèi)源性消化酶的耐受性,為溶菌酶制品的改良及其在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用提供參考。
溶菌酶制品為粉狀脂質(zhì)體,采用薄膜法制備而成。
將溶菌酶制品分裝在自封袋中,放入干燥器,室溫14~26℃保存。保存至60 d和90 d時(shí)在pH值7.2、37℃條件下分別測(cè)定溶菌酶活力。
以?xún)?chǔ)存至60 d的溶菌酶制品為試驗(yàn)材料,在37℃及不同pH值(3.0、4.0、5.0、6.0、7.0與8.0[15])條件下測(cè)定溶菌酶活力。將溶壁微球菌接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基,30℃培養(yǎng)48 h,用上述不同pH值的PBS沖洗菌落[16],轉(zhuǎn)移至離心管,3 000 r/min離心1 min,棄上清液后,再用相應(yīng)的PBS重新混勻溶壁微球菌,使懸濁液的透光度在0.4左右;同時(shí)用相應(yīng)pH值的PBS溶解溶菌酶制品(0.01 g/ml)。
以保存至90 d的溶菌酶制品為試驗(yàn)材料,在pH值7.2及不同溫度條件下測(cè)定溶菌酶活力。使用恒溫水浴鍋將溫度分別控制在14、20、30、40、50、60、70、80、90℃和99℃。用pH值7.2的 PBS溶解溶菌酶制品(0.01 g/ml)、制備透光度約0.4的溶壁微球菌懸濁液。
溶菌酶活力測(cè)定:溶菌酶制品溶液50 μl和溶壁微球菌菌液3 ml在冰水浴條件下混勻,于570 nm處測(cè)量透光度,然后在試驗(yàn)設(shè)定溫度條件下水浴30 min,混勻冰水浴20 min以終止反應(yīng),570 nm處測(cè)量透光度。溶菌酶活力計(jì)算公式如下:
將溶菌酶制品按300 mg/kg的添加量與基礎(chǔ)飼料原料(魚(yú)粉6.2%、豆粕23.4%、菜籽粕18.9%、小麥麩15.0%、次粉15.0%、米糠5.0%、面粉11.7%、磷酸二氫鈣1.5%、氯化膽堿1.0%、大豆油1.0%、復(fù)合多維0.5%、復(fù)合礦物質(zhì)0.5%、食鹽0.3%)逐級(jí)混合后加10%蒸餾水,取一部分經(jīng)絞肉機(jī)兩次擠壓,測(cè)定擠壓前后的溶菌酶活力;另取一部分密閉在自封袋內(nèi),放入烘箱,80℃加熱2 h,待冷卻后破碎,過(guò)60目篩絹,用無(wú)菌的pH值7.2 PBS溶解,靜置20 min,反復(fù)混勻,3 000 r/min離心10 min后,取上清液在37℃條件下測(cè)定溶菌酶活力[17]。
取草魚(yú)(Ctenopharyngodon idellus)、鯽魚(yú)(Caras?sius auratus)和鯉魚(yú)(Cyprinus carpio)的肝胰臟和腸道不同部位(去腸道內(nèi)容物),用pH值7.2的PBS漂洗后,吸干水分,裝入1.5 ml離心管待用。
用pH值7.2的PBS將肝胰臟和腸道勻漿后(質(zhì)量體積比1∶10),3 000 r/min離心1 min,取上清液即為粗酶液;將粗酶液稀釋100倍后與儲(chǔ)存60 d的溶菌酶制品的PBS溶液(0.01 g/ml)37℃預(yù)熱后按體積比1∶9混合,混勻反應(yīng)30 min,測(cè)定溶菌酶制品與粗消化酶液反應(yīng)前后的溶菌酶活力。
試驗(yàn)魚(yú)規(guī)格:草魚(yú)(0.021 kg/尾)、鯉魚(yú)(0.52 kg/尾)、異育銀鯽(0.15 kg/尾)。溶菌酶測(cè)定方法參照1.1。
在基礎(chǔ)飼料原料(同1.2)中分別添加100、200、300、400 mg/kg與500 mg/kg溶菌酶制品(分別稱(chēng)為100、200、300、400、500飼料組),用實(shí)驗(yàn)室小型制粒機(jī)加工成直徑為1.5 mm的顆粒飼料,密閉、干燥、常溫(14~30℃)保存,參考沈明泉等的方法[18]每隔30 d在37℃條件下測(cè)定溶菌酶活力。
圖1 溶菌酶制品酶活力隨溫度變化
圖2 溶菌酶制品酶活力隨pH值變化
從圖1可以看出,該溶菌酶制品的溶菌酶活力隨溫度升高呈現(xiàn)先升高后降低的顯著變化(P<0.05),峰值出現(xiàn)在70℃。常溫與高溫條件下的溶菌酶活力無(wú)顯著差異(P>0.05),表明該溶菌酶制品對(duì)高溫具有比較強(qiáng)的耐受能力,可以承受飼料加工過(guò)程中的調(diào)質(zhì)處理。程建軍等[14]研究表明,未包被的蛋殼溶菌酶最適溫度在50℃左右,在50℃時(shí)抑菌效果最佳,而本試驗(yàn)結(jié)果顯示,該溶菌酶的最適溫度在70℃附近,說(shuō)明包被處理能在一定程度上提高溶菌酶的耐高溫性能。而在不同的pH值(3.0~8.0)條件下,溶菌酶活力變化不顯著(見(jiàn)圖2),說(shuō)明該溶菌酶制品在理論上可以適應(yīng)不同水產(chǎn)動(dòng)物、不同消化道pH值的變化。這與賴(lài)曉芳等[19]的研究結(jié)果基本一致。
表1 飼料加工環(huán)境模擬對(duì)飼料溶菌酶活力的影響
含溶菌酶飼料經(jīng)擠壓和高溫處理,溶菌酶活性從處理前的(0.64±0.01)×106U/g變化到(0.62±0.02)×106U/g和(0.55±0.01)×106U/g,但處理前后無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明該溶菌酶制品對(duì)飼料加工過(guò)程有較好的耐受性。
圖3 三種魚(yú)類(lèi)腸道和肝胰臟粗酶液對(duì)溶菌酶制品酶活力的影響
飼料中所添加的外源溶菌酶在水產(chǎn)動(dòng)物機(jī)體內(nèi)能否最大程度耐受內(nèi)源消化酶的消化分解,保持其自身的酶活性,是提高外源溶菌酶使用效果的重要影響因素[15]。從圖3可以看出,魚(yú)類(lèi)消化道所分泌的消化酶對(duì)溶菌酶制品活力的影響因魚(yú)的種類(lèi)以及消化道位置的不同而不同,總體而言,外源溶菌酶在魚(yú)類(lèi)消化道中被不同程度地消化,且在中腸處溶菌酶的酶活損失較大,這可能與不同魚(yú)類(lèi)的食性及消化道不同部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān),具體原因有待進(jìn)一步研究。鑒于溶菌酶對(duì)魚(yú)類(lèi)消化酶相對(duì)有限的耐受性,改進(jìn)溶菌酶制品的包被技術(shù)對(duì)提高外源溶菌酶的使用效果具有重要意義。
在0~90 d的保存期內(nèi),單獨(dú)存放的溶菌酶制品酶活力顯著降低(P<0.05,見(jiàn)圖4)。當(dāng)溶菌酶制品添加在配合飼料中時(shí)(見(jiàn)表2),隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng),飼料中的溶菌酶活力逐漸降低。100 mg/kg組酶活變化出現(xiàn)一個(gè)折線(xiàn)趨勢(shì),即0~30 d有較大的酶活變化,30~60 d出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定時(shí)期,60~90 d后又出現(xiàn)一個(gè)酶活下降時(shí)期。200、300和400 mg/kg組的酶活在30 d以后保持相對(duì)穩(wěn)定。
圖4 溶菌酶制品酶活力隨儲(chǔ)存時(shí)間變化
表2 飼料中溶菌酶活力隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化(×106U/g)
相比較而言,溶菌酶制品單獨(dú)存放較添加到飼料中更容易造成溶菌酶活力的降低。其可能原因是單獨(dú)存放的溶菌酶制品需要應(yīng)對(duì)環(huán)境的作用,而添加在飼料中的溶菌酶制品被飼料原料中的蛋白、脂肪等包裹,形成的“保護(hù)層”使溶菌酶制品與空氣接觸的機(jī)會(huì)大大減少[18],因此其活力變化比單獨(dú)存放時(shí)相對(duì)穩(wěn)定。另外,飼料中的溶菌酶活性雖然隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)有不同程度的降低,但水產(chǎn)養(yǎng)殖季節(jié)性明顯,飼料保存周期相對(duì)較短,因此,該溶菌酶制品符合漁用飼料的儲(chǔ)存要求,具有較大的應(yīng)用潛力。
本研究所用漁用溶菌酶制品具有耐高溫、耐擠壓、對(duì)酸堿度不敏感等特點(diǎn);添加溶菌酶制品的飼料在3個(gè)月后仍能保持35%~45%的溶菌酶活性。鑒于溶菌酶制品在魚(yú)類(lèi)消化酶作用下會(huì)被部分分解,有必要對(duì)溶菌酶制品的包被技術(shù)進(jìn)行研究。