植酸酶强化大豆蛋白饲料提升大口黑鲈矿物质消化率与营养沉积的研究

《Aquaculture Reports》：Phytase supplementation in soy protein-based diets for improved mineral digestibility, tissue mineralization, nutrient and energy retention in largemouth bass ( Micropterus nigricans)

本研究针对大豆蛋白基饲料中植酸(PA)抗营养效应导致的磷(P)利用率低、矿物质沉积受限等问题，系统评估了植酸酶(2000 FTU/kg)对大口黑鲈(Micropterus nigricans)生长性能、营养保留及骨骼矿化的影响。结果表明，高水平植酸酶可显著提升磷消化率(52.7%)、磷保留率(85%)及骨骼磷浓度(26%)，为水产饲料减量磷排放、优化植物蛋白利用提供关键技术支撑。

　　

随着全球水产养殖业的快速发展，传统鱼粉资源日益紧张，植物蛋白原料逐渐成为水产饲料的重要替代来源。其中，大豆制品因其蛋白质含量高、来源稳定而备受青睐。然而，大豆类原料中含有一种名为植酸(phytic acid, PA)的抗营养因子，这种物质会与磷、钙、镁等矿物质结合形成不溶性复合物，严重影响鱼类对矿物质的吸收利用。更棘手的是，鱼类作为单胃动物，自身无法合成能够分解植酸的植酸酶(phytase)，导致饲料中约三分之二的植酸磷无法被利用，最终随排泄物进入水体，加剧水体富营养化风险。大口黑鲈(Micropterus nigricans)作为重要的淡水经济鱼种，其饲料中植物蛋白的使用比例逐年增加，但关于植酸酶在其饲料中适宜添加量的研究尚属空白。因此，探究植酸酶在大口黑鲈大豆蛋白基饲料中的应用效果，对于提高饲料效率、减少磷污染具有重要的理论和实践意义。这项研究发表在《Aquaculture Reports》上。

为评估植酸酶的作用，研究团队设计了两项实验：为期11周的生长试验和为期10周的消化率试验。他们配制了7种等氮等脂的实验饲料，核心差异在于植酸酶活性(从<100 FTU/kg到2040 FTU/kg)和非植酸磷水平(约0.3%至0.85%)。生长试验在循环水养殖系统中进行，监测鱼的生长性能、体成分、骨骼矿物质沉积及血浆碱性磷酸酶(ALP)活性。消化率试验则采用剥取法收集粪便，以氧化钇(Y₂O₃)为惰性标记物，计算营养物质的表观消化系数(ADC)。所有化学分析均遵循标准程序。

3.1. 生长试验

研究结果显示，饲料中添加植酸酶对大口黑鲈的摄食率产生了积极的线性影响，摄食率随植酸酶水平的升高而增加(从2.7% BW/天增至3.0% BW/天)。尽管观察到的增重率(270%至351%)也呈现线性增长趋势，但协方差分析表明，这种生长差异主要归因于摄食率的提高，当校正摄食率后，植酸酶本身对整体生长的影响不显著。然而，在营养保留和骨骼矿化方面，植酸酶表现出显著效果。当植酸酶添加量达到2040 FTU/kg时，与负对照组(-CTL)相比，磷保留率显著提高了85%，蛋白质保留率和能量保留率分别提升了19%和15%。同时，骨骼中的磷、钙、镁浓度分别增加了26%、25%和30%。这表明植酸酶有效释放了被植酸螯合的矿物质，促进了其在鱼体内的沉积。此外，负对照组鱼只的血浆碱性磷酸酶(ALP)活性显著高于高剂量植酸酶组和正对照组(+CTL，添加无机磷)，这通常被认为是磷缺乏的一个生理指标，进一步证实了植酸酶改善了磷的营养状况。

3.2. 消化率试验

消化率试验结果与生长试验的发现相互印证。植酸酶显著提高了磷的表观消化系数(ADC)。当植酸酶水平达到948 FTU/kg和2040 FTU/kg时，磷的消化率(分别为50.7%和52.7%)与正对照组(54.5%)无显著差异，并显著高于低剂量植酸酶组(约40%)。有趣的是，研究还观察到植酸酶的添加对铁(Fe)的消化率产生了负面的线性影响，即随着植酸酶水平的升高，铁的消化率下降。正对照组中铁和锌(Zn)的消化率也低于负对照组。这可能与植酸酶或无机磷的添加改变了肠道内矿物质的相互作用有关，但骨骼中铁和锌的浓度未受显著影响，说明饲料中的微量元素水平足以满足鱼体需求。

本研究系统评估了植酸酶在大口黑鲈大豆蛋白基饲料中的应用效果。结果表明，推荐添加2000 FTU/kg的植酸酶可以显著提高磷的消化率和保留率，促进骨骼矿化，并改善蛋白质和能量的利用效率。这不仅有助于降低饲料中无机磷的添加量，减少磷排放对环境的压力，也为大口黑鲈饲料中植物蛋白的高效利用提供了科学依据。尽管观察到植酸酶对铁消化率的潜在影响，但并未对鱼体健康产生负面影响，提示在实际应用中需关注微量元素的平衡。总体而言，这项研究为水产养殖业的可持续发展提供了重要的技术支撑，展示了植酸酶在推动饲料配方优化和环境保护方面的双重价值。