本实验研究了不同温度和pH对血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶活力的影响。结果表明,在设定的温度和pH条件下,血鹦鹉消化酶活力随温度和pH的增加表现为先升高后下降。肠道和肝胰腺中蛋白酶的最适温度分别为55℃、45℃;淀粉酶的最适温度分别为35℃、25℃;肠道纤维素酶的最适温度为45℃。肠道和肝胰腺中蛋白酶的最适pH分别为8.0、10.0;淀粉酶的最适pH均为7.0;肝胰腺纤维素酶的最适pH为5.0。在各自最适温度下,血鹦鹉蛋白酶活力大小为肠道 > 肝胰腺,淀粉酶活力大小为肝胰腺 > 肠道;在各自最适pH下,血鹦鹉蛋白酶活力大小为肝胰腺 > 肠道,淀粉酶活力大小为肠道 > 肝胰腺。 The effects of temperature and pH on the activities of protease, amylase and cellulase in intestine and hepatopancreas of blood parrot were studied. The results showed that the digestive enzyme activity of blood parrot increased first and then decreased with the increase of temperature and pH. The optimum temperature of protease was 55˚C, 45˚C, amylase was 35˚C, 25˚C, cellulase was 45˚C. The optimal pH of protease was 8.0, 10.0, amylase was 7.0, and cellulase was 5.0. Under the optimum temperature, the order of the activity of blood parrot protease was intestine > hepatopancreas, the order of the activity of amylase was hepatopancreas > intestine; under the optimum pH, the order of the activity of blood parrot protease was hepatopancreas > intestine, the order of the activity of amylase was intestine > hepatopancreas.
本实验研究了不同温度和pH对血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶活力的影响。结果表明,在设定的温度和pH条件下,血鹦鹉消化酶活力随温度和pH的增加表现为先升高后下降。肠道和肝胰腺中蛋白酶的最适温度分别为55℃、45℃;淀粉酶的最适温度分别为35℃、25℃;肠道纤维素酶的最适温度为45℃。肠道和肝胰腺中蛋白酶的最适pH分别为8.0、10.0;淀粉酶的最适pH均为7.0;肝胰腺纤维素酶的最适pH为5.0。在各自最适温度下,血鹦鹉蛋白酶活力大小为肠道 > 肝胰腺,淀粉酶活力大小为肝胰腺 > 肠道;在各自最适pH下,血鹦鹉蛋白酶活力大小为肝胰腺 > 肠道,淀粉酶活力大小为肠道 > 肝胰腺。
血鹦鹉,肠道,肝胰腺,消化酶活力,温度,pH
Hong Qian1,2, Dan Zhang1*, Sudong Xia1, Li Guo1, Yan Gao2, Yaxin Shi1, Maozhe Li1, Zehao Jiang1, Xueliang Yao2
1Tianjin Key Laboratory of Aquatic Ecology and Aquaculture, College of Aquatic Products, Tianjin Agricultural University, Tianjin
2Tianjin Fisheries Research Institute, Tianjin
Received: Feb. 24th, 2022; accepted: Mar. 9th, 2022; published: Mar. 25th, 2022
The effects of temperature and pH on the activities of protease, amylase and cellulase in intestine and hepatopancreas of blood parrot were studied. The results showed that the digestive enzyme activity of blood parrot increased first and then decreased with the increase of temperature and pH. The optimum temperature of protease was 55˚C, 45˚C, amylase was 35˚C, 25˚C, cellulase was 45˚C. The optimal pH of protease was 8.0, 10.0, amylase was 7.0, and cellulase was 5.0. Under the optimum temperature, the order of the activity of blood parrot protease was intestine > hepatopancreas, the order of the activity of amylase was hepatopancreas > intestine; under the optimum pH, the order of the activity of blood parrot protease was hepatopancreas > intestine, the order of the activity of amylase was intestine > hepatopancreas.
Keywords:Blood Parrots, Intestinal, Hepatopancreas, Digestive Enzyme Activities, Temperature, pH
Copyright © 2022 by author(s) and beplay安卓登录
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
血鹦鹉,因其体色鲜红,嘴型与鹦鹉嘴型类似而得名,俗称“财神鱼”,寓意财富和健康,受到广大消费者的喜爱,是主要的热带淡水观赏鱼类 [
鱼类的消化过程就是通过分泌消化酶将食物消化分解,再运输到组织器官内,以此来获得用于生长繁殖的能量。对消化酶的研究是鱼类消化生理和营养生理上一项重要的内容,这关乎到鱼类养殖业的发展 [
目前,国内外对于血鹦鹉的研究主要集中在养殖繁育 [
实验所用的血鹦鹉鱼为同一批次取自天津嘉禾田园观赏鱼养殖厂。
本实验在天津农学院循环水养殖实验室进行,取初始体长体长14.5 ± 0.5 cm,体重500.0 ± 20.0 g血鹦鹉,于110 cm × 45 cm × 38 cm玻璃水槽中,8尾为一组,共3组,共计24尾。养殖水体温度控制在25℃。溶氧大于5 mg/L,光照采用自然光照。投喂商品饲料,约为体重1%,每天两次(上午8:30;下午17:00),投喂半小时后吸出残饵。试验周期45天。养殖结束后空腹24 h取样。
实验前暂停进食24 h,取出血鹦鹉的肠道和肝胰腺组织,去除多余组织并分别称重,预冷重蒸水(0℃~4℃)按质量体积比1:10加入后匀浆,于4℃离心15 min (4000 r/min),取其上清液作为酶液,在0℃~4℃下保存。
反应温度的控制用恒温水浴锅来进行。以5℃为一个梯度,在0℃~60℃共设13个梯度来测定蛋白酶和淀粉酶活力;纤维素酶活力测定在0℃~55℃以5℃为一个梯度,设置12个梯度,在此基础上增加设置60℃、70℃、80℃,共计15个梯度。控制pH值为7.0,重复三遍测定。
在pH 1.0~13.0范围内共设置13个梯度来测定淀粉酶和纤维素酶活力;蛋白酶的测定在此基础上,增加设置pH值为0.5,共14个梯度。在37℃条件下,测定各pH值下的消化酶活力,重复三遍。
向离心管中加入2 mL 0.5%干酪素溶液,0.1 mL 0.04 M EDTA-2Na,0.8 mL 0.1 M设定pH的缓冲液和0.6 mL酶液,混匀(总体积为3.5 mL);在设定温度水浴30 min,用1 mL 30%三氯乙酸终止反应;离心15 min (4000 r/min),取1 mL上清液加入5 mL 0.55 M碳酸钠溶液,1 mL福林试剂,37℃水浴显色15 min;用分光光度计在波长680 nm下测定。
当温度为变量时,缓冲液pH为7.0,按顺序于不同温度(0℃~60℃)下水浴。当pH为变量时,按标号顺序分别加入不同pH (0.5, 1.0~13.0)的缓冲液,在37℃下水浴。
将离心管标号并加入1 mL 1%淀粉溶液,1 mL 0.1 M设定pH缓冲液,0.5 mL待测酶液摇匀,于设定温度下水浴8 min,再加2 mL DNS指示剂,加盖沸水浴15 min停止反应;快速冷却后加4.5 mL蒸馏水,用分光光度计在波长550 nm比色测定。
当温度为变量,缓冲液pH为7.0,按顺序置于不同温度(0℃~60℃)下水浴。当pH为变量时,按标号顺序分别加入不同pH (1.0~13.0)的缓冲液,在37℃下水浴。
将0.5%羧甲基纤维素钠溶液、0.1 M设定pH的缓冲液以及待测酶液各1 mL加入离心管中并标号,混匀后在设定温度下进行30 min的水浴糖化;再加入2 mL DNS显色剂,沸水浴15 min显色;冷却后加4 mL蒸馏水,摇匀后在波长550 nm下测定其吸光度。
当温度为变量时,加入pH为7.0的缓冲液,按顺序将15个离心管置于不同温度(0℃~80℃)下水浴。当pH为变量时,按标号顺序将13个离心管分别加入不同pH值(1.0~13.0)的缓冲液,置于37℃下水浴。
实验数据的分析处理采用Excel 2019及SPSS25.0进行。数据用平均值 ± 标准误(means ± S.E.)表示,用Excel 2019进行数据绘图。使用ANOVA单因素方差分析和Duncan多重比较对实验结果进行显著性检验,以P < 0.05标志差异显著水平。
如表1所示,血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶活力随温度升高而升高,超过一定温度后开始下降,呈先升高后下降的趋势。在55℃时,血鹦鹉肠道蛋白酶活力最大,高于其他温度下的蛋白酶活力(P < 0.05)。肝胰腺蛋白酶活力在45℃时最高,在40℃与45℃之间的活力差异显著(P < 0.05),45℃与50℃的活力差异也显著(P < 0.05)。由此可见,血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶的最适温度分别是55℃,45℃。
反应温度(℃) | 肠道蛋白酶活力(%) | 肝胰腺蛋白酶活力(%) |
---|---|---|
0 | 30.67 ± 0.58k | 3.33 ± 0.58j |
5 | 33.00 ± 1.73jk | 3.49 ± 0.89j |
10 | 35.33 ± 0.58j | 18.50 ± 0.87h |
15 | 43.55 ± 2.51i | 20.27 ± 0.47g |
20 | 81.00 ± 1.73h | 25.37 ± 0.64f |
25 | 122.91 ± 0.87g | 26.88 ± 0.21e |
30 | 161.89 ± 1.55f | 27.49 ± 0.85e |
35 | 178.78 ± 1.35e | 34.28 ± 0.48c |
40 | 184.85 ± 5.94d | 51.66 ± 0.55c |
45 | 206.75 ± 3.19b | 45.49 ± 0.59a |
50 | 209.43 ± 1.69b | 32.33 ± 0.85b |
55 | 213.87 ± 1.19a | 4.68 ± 0.57d |
60 | 130.90 ± 73.64c | 25.27 ± 0.55i |
表1. 不同温度下血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶的活力
注:表中所标字母不同表示差异显著(P < 0.05),字母相同表示差异不显著(P > 0.05)。
由表2可以看出,血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶活力随pH值的增加先上升后下降,血鹦鹉肠道蛋白酶活力在pH为8.0时最高,并且在pH为7.0和8.0之间蛋白酶活力差异显著(P < 0.05),在pH为8.0和9.0之间差异也显著(P < 0.05)。血鹦鹉肝胰腺蛋白酶活力在pH为10.0时最高,活性显著高于其他pH (P < 0.05)。因此,血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶的最适pH分别为8.0,10.0。
pH | 肠道蛋白酶活力(%) | 肝胰腺蛋白酶活力(%) |
---|---|---|
1 | 23.54 ± 0.50j | 2.68 ± 0.55h |
2 | 33.67 ± 0.58i | 4.81 ± 0.33h |
3 | 61.28 ± 0.48h | 8.81 ± 0.33h |
4 | 64.38 ± 1.07h | 41.27 ± 0.64g |
5 | 66.29 ± 0.62h | 42.67 ± 0.58g |
6 | 117.09 ± 3.39g | 44.67 ± 0.58g |
7 | 242.00 ± 7.00e | 75.70 ± 0.52f |
8 | 299.44 ± 0.96a | 131.78 ± 1.95e |
9 | 292.63 ± 2.47b | 311.43 ± 9.87c |
10 | 282.82 ± 3.02c | 428.59 ± 5.91a |
11 | 279.17 ± 3.89c | 374.63 ± 6.63b |
12 | 264.69 ± 1.55d | 283.02 ± 4.37d |
13 | 177.33 ± 10.26f | 125.33 ± 4.04e |
表2. 不同pH下血鹦鹉肠道和肝胰腺蛋白酶的活力
注:表中所标字母不同表示差异显著(P < 0.05),字母相同表示差异不显著(P > 0.05)。
如表3所示,血鹦鹉肠道淀粉酶的活力随温度的升高先上升后下降;肝胰腺淀粉酶活力随温度升高变化较为平稳,但总体上呈现先上升后下降的趋势。血鹦鹉肠道淀粉酶活力在35℃时最大,显著高于其他温度(P < 0.05)。血鹦鹉肝胰腺淀粉酶活力在25℃时最大,在20℃与25℃之间的活力差异显著(P < 0.05),25℃与30℃的活力差异也显著(P < 0.05)。因此,血鹦鹉肠道和肝胰腺淀粉酶的最适温度分别为35℃,25℃。
如表4所示,血鹦鹉肠道和肝胰腺淀粉酶活力随着pH的增加表现出明显地先上升后下降的趋势。可以看出,血鹦鹉肠道和肝胰腺淀粉酶活力均在pH为7.0时最大,并且在pH为6.0和7.0之间蛋白酶活力差异显著(P < 0.05),在pH为7.0和8.0之间差异也显著(P < 0.05)。因此,血鹦鹉肠道和肝胰腺淀粉酶的最适pH均为7.0。
反应温度(℃) | 肠道淀粉酶活力(%) | 肝胰腺淀粉酶活力(%) |
---|---|---|
0 | 2741.00 ± 35.93i | 3911.67 ± 11.50e |
5 | 2776.67 ± 8.50h | 3976.00 ± 8.19d |
10 | 2883.67 ± 11.55g | 4056.67 ± 10.02c |
15 | 2998.33 ± 2.89f | 4074.67 ± 6.66bc |
20 | 3418.00 ± 5.20d | 4108.72 ± 3.94b |
25 | 3433.00 ± 18.19d | 4186.83 ± 42.73a |
30 | 3595.67 ± 7.51c | 4001.67 ± 2.08d |
35 | 3976.33 ± 40.99a | 4006.67 ± 12.42d |
40 | 3683.33 ± 28.87b | 4013.67 ± 27.14d |
45 | 3698.33 ± 2.89b | 3982.00 ± 5.57d |
50 | 3409.67 ± 16.74d | 3760.33 ± 5.69f |
55 | 3205.33 ± 9.24e | 3034.33 ± 49.44g |
60 | 2804.00 ± 6.93h | 3016.67 ± 39.72g |
表3. 不同温度下血鹦鹉肠道和肝胰腺淀粉酶的活力
注:表中所标字母不同表示差异显著(P < 0.05),字母相同表示差异不显著(P > 0.05)。
pH | 肠道淀粉酶活力(%) | 肝胰腺淀粉酶活力(%) |
---|---|---|
1 | 424.00 ± 13.86j | 533.67 ± 10.50i |
2 | 476.67 ± 68.06ij | 551.33 ± 13.80i |
3 | 558.00 ± 13.08hi | 1031.17 ± 28.53g |
4 | 569.67 ± 5.51h | 2568.67 ± 5.69e |
5 | 4406.00 ± 53.02d | 2859.33 ± 121.82d |
6 | 11,610.00 ± 58.97b | 3099.33 ± 24.01c |
7 | 13,133.30 ± 115.47a | 5429.33 ± 8.33a |
8 | 9944.33 ± 59.79c | 5237.33 ± 30.01b |
9 | 2861.33 ± 12.70e | 1693.00 ± 15.72f |
10 | 863.33 ± 25.54f | 1021.67 ± 37.53g |
11 | 658.33 ± 17.90g | 883.67 ± 11.59h |
12 | 554.00 ± 10.54hi | 549.00 ± 15.87i |
13 | 525.00 ± 12.12hi | 522.00 ± 21.52i |
表4. 不同pH下血鹦鹉肠道和肝胰腺淀粉酶的活力
注:表中所标字母不同表示差异显著(P < 0.05),字母相同表示差异不显著(P > 0.05)。
反应温度(℃) | 肠道纤维素酶活力(%) |
---|---|
0 | 7.67 ± 0.58l |
5 | 9.26 ± 0.45k |
10 | 11.78 ± 0.39j |
15 | 12.93 ± 0.13h |
20 | 15.26 ± 0.45g |
25 | 21.33 ± 0.58f |
30 | 24.07 ± 0.13e |
35 | 24.93 ± 0.13d |
40 | 31.63 ± 0.64c |
45 | 36.63 ± 0.64a |
50 | 35.67 ± 0.58b |
55 | 35.44 ± 0.51b |
60 | 12.67 ± 0.58hi |
70 | 12.00 ± 0.00ij |
80 | 12.37 ± 0.64hij |
表5. 不同温度下血鹦鹉肠道纤维素酶的活力
注:表中所标字母不同表示差异显著(P < 0.05),字母相同表示差异不显著(P > 0.05)。
pH | 肝胰腺纤维素酶活力(%) |
---|---|
1 | 24.87 ± 0.81i |
2 | 29.13 ± 0.81i |
3 | 90.09 ± 0.16fg |
4 | 97.90 ± 0.17e |
5 | 298.13 ± 3.23a |
6 | 191.87 ± 3.23b |
7 | 70.58 ± 4.70h |
8 | 85.90 ± 1.90g |
9 | 92.58 ± 0.73ef |
10 | 156.00 ± 5.60c |
11 | 153.00 ± 2.65c |
12 | 140.58 ± 6.01d |
13 | 135.33 ± 6.66d |
表6. 不同pH下血鹦鹉肝胰腺纤维素酶的活力
注:表中所标字母不同表示差异显著(P < 0.05),字母相同表示差异不显著(P > 0.05)。
如表5所示,随着温度的升高,血鹦鹉肠道纤维素酶活力表现出先升高后下降的趋势,血鹦鹉肠道纤维素酶活力在45℃时最大,在40℃与45℃之间的活力差异显著(P < 0.05),45℃与50℃的活力差异也显著(P < 0.05)。由此可见,血鹦鹉肠道纤维素酶的最适温度为45℃。
由表6可知,随着pH的升高,血鹦鹉肝胰腺纤维素酶活力先升高后下降。血鹦鹉肝胰腺纤维素酶活力在pH为5.0时,血鹦鹉肝胰腺纤维素酶活力最大,并且在pH为4.0和5.0之间差异显著(P < 0.05),在pH为5.0和6.0之间差异也显著(P < 0.05)。由此可见,血鹦鹉肝胰腺纤维素酶的最适pH为5.0。
温度是影响消化酶活力的众多因素之一。血鹦鹉不同消化酶的活性受不同温度的影响不同,其最适温度也不同。实验发现血鹦鹉肠道和肝胰腺中蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶这三种消化酶活力随温度的升高先上升后下降。齐红莉等 [
随着pH条件的变化,血鹦鹉消化酶活力也受到不同的影响,不同消化酶的最适pH也不同。血鹦鹉肠道和肝胰腺中蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶的活力在一定范围内随pH的增加而逐渐上升,但当pH升到一定值后,消化酶活力逐渐下降。同类型的报道在蓝点马鲛鱼仔鱼 [
血鹦鹉不同消化器官中的消化酶活力各不同,并且不同消化器官中消化酶对温度和pH的敏感程度也有所差异。血鹦鹉蛋白酶对温度的敏感程度肠道大于肝胰腺,而肠道淀粉酶对温度的敏感程度小于肝胰腺。在最适温度下,血鹦鹉肠道蛋白酶的活力高于肝胰腺蛋白酶的活力,肠道淀粉酶的活力低于肝胰腺淀粉酶的活力。与本实验结果相似,范镇明等 [
血鹦鹉肠道蛋白酶对pH的敏感程度小于肝胰腺,而淀粉酶对pH的敏感程度肠道大于肝胰腺。血鹦鹉肠道蛋白酶在最适pH下的活力小于肝胰腺,而肝胰腺淀粉酶的活力小于肠道。这与姜永华等在对中国龙虾的实验结果相符。同样地,刘江华等 [
本文结果显示温度和pH对血鹦鹉肝胰脏、肠道有显著影响。
1) 血鹦鹉肝脏蛋白酶、淀粉酶最适温度为45℃和25℃。肠道蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶最适温度为55℃、35℃和45℃。肝脏蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶最适pH分别为10.0、7.0和5.0,肠道蛋白酶、淀粉酶最适温度分别为8.0和7.0。
2) 在各自最适温度下,血鹦鹉蛋白酶活力大小为肠道 > 肝胰腺,淀粉酶活力大小为肝胰腺 > 肠道;在各自最适pH下,血鹦鹉蛋白酶活力大小为肝胰腺 > 肠道,淀粉酶活力大小为肠道 > 肝胰腺。
国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”重点专项(2020YFD0900705)及天津市淡水养殖产业技术体系创新团队(ITTFRS2021000-001)。
钱 红,张 丹,夏苏东,郭 立,高 燕,史雅馨,李茂哲,蒋泽昊,姚学良. 温度和pH对血鹦鹉(Amphilophus citrinellus × Paraneetroplus synspilus)肠道和肝胰腺消化酶活力的影响Effects of Temperature and pH on Digestive Enzyme Activities in Intestine and Hepatopancreas of Blood Parrot (Amphilophus citrinellus × Paraneetroplus synspilus)[J]. 水产研究, 2022, 09(01): 26-35. https://doi.org/10.12677/OJFR.2022.91004