水產養殖是世界上增長最快的產業之一。不過,由于體系的強化,水產養殖也受到更多的環境保護方面的關注和節制。磷是一種危險的水域污染物,過量的磷排放到清潔水域中會促使藻類和浮游生物生長,從而降低水溶的氧導致水污染(Miller等,1974;Beveridge,1984;Boyd,1990;Sugiura等,1999)。因此, 減少磷向水域的排放對水產養殖業的持續發展至關重要。用鱒魚和鮭魚做試驗得出的數據表明,在典型的商業飼養中,日糧中的磷只有20%左右留在魚體中(Ketola,1982;Philips和Beveridge,1986;Ackefors和Enell,1990;Holby和Hall,1991;Ketola和Harland,1993)。這意味著大約80%的日糧磷未被利用,而是以可溶態和糞便形式排放到水域中?,F已了解,魚排放磷的數量取決于魚飼料中磷的含量和磷源的生物利用率。
魚粉是水產飼料的一種主要原料。魚粉含有相當多的磷和其他礦物質,而很多種魚,包括鱒魚和鮭魚,對磷的利用率是較低的(NRC 1993;Sugiura 等,1998)。再者,魚粉往往比大多數油粕如豆粕、谷物及其副產品,價格更高。因此,使用豆粕或谷物及其副產品替代魚粉對于生產經濟而有利于環保的水產飼料就更加重要了。但是,豆粕或谷物及其副產品中的總磷,大約2/3以植酸磷存在,而魚對植酸磷的生物利用率是非常有限的(Ogino等,1979;NRC,1993;Raboy,1997)。Sugiura 等 (1998)報道,虹鱒魚對豆粕中磷的利用率是22%;而Riche 和 Brown (1996)得出,虹鱒魚對豆粕中的磷根本不能利用。由此可見測磷的重要性了。測定總磷和植酸磷的簡化法分別列入附錄D和附錄E。
虹鱒魚對豆粕中的磷的利用率實際上取決于豆粕來源和魚的大小。程宗佳等 (2002d;2002e)發現,虹鱒魚(體重223.4g)對豆粕中磷的利用率為63.2%。程宗佳等(2002d)進一步發現,擠壓加工對豆粕中氨基酸的利用率無明顯影響,但降低了磷的利用率(表1)。
提高豆粕中磷利用率的另一途經是在豆粕配制的動物飼料中使用植酸酶。植酸酶是專一水解植酸的酶。許多動物的消化道都有這種酶,但數量很少,不足以將飼料中的植酸明顯分解(Bitar 和 Reinhold,1972)。在含有豆粕或谷物及其加工副產品的魚飼料中使用植酸酶,不僅可降低魚飼料的含磷量,還能減少向水域排放磷的數量。現在已有可添加到魚和其他動物飼料中的商品植酸酶出售。不過植酸酶的效力可能各有不同,這取決于酶的來源和飼料配方。程宗佳等(2002d)在用干擠壓全脂大豆制作的虹鱒魚飼料中使用植酸酶,得出植酸酶的最佳劑量大致是400 FTU/kg飼料(表2)。
附錄D:總磷的測定方法:
釩鉬磷酸法(標準方法 15版,1981。APHA等):
將0.5g飼料(0.1g糞便)在550 °C 過夜灰化,稱取灰分量;加 1mL濃縮HCl和 1mL濃縮HNO3,室溫放置6h;以酚酞作指示劑,用NaOH中和樣品溶液,定容至100mL,加HCl使溶液呈弱酸性。
試劑:溶液A:1.25g鉬酸胺((NH4)6MO7O24·4H2O))/15mL 蒸餾水;
溶液B:0.0625g偏釩酸胺(NH4)VO3,加16.5mL濃縮HCl,冷卻至室溫;
將溶液A注入溶液B,混合,稀釋至50mL。
操作規程:1mL 樣品溶液(0.05~1.0mg P)+ 1mL釩酸鹽鉬酸鹽試劑;
混合;讀取在400~490nm的吸收率(10min~ 幾d都穩定)
P濃度/(mg/kg) 讀吸收率所在分光度/nm
1~5 400
2~10 420
4~18 470
總P(%)=溶液P濃度×稀釋系數/所用樣品量
附錄E:植酸磷的測定方法 (Latta and Eskin,1980)
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在50mL離心管中置入植物材料(1g),加入20mL 2.4%HCl(0.65N) (54mL HCl / L 蒸餾水),室溫下搖動 3h;
離心,稀釋,洗脫,顯色:
取1.5mL樣品溶液上層清液+0.2mL CHCl3 置MC管中,搖動5min,以12000rpm離心5min;
取0.5mL上清液(單一原料樣品取0.5mL,混合飼料樣品取1.0mL),用蒸餾水稀釋至10mL;
先用15mL 0.7M NaCl 淋洗陰離子交換柱;后用大約15mL 蒸餾水再淋洗一遍,廢棄洗脫液;
讓10mL樣品溶液通過0.5g(6cm柱內)陰離子交換柱(淋洗3份樣品后應廢棄離子交換樹脂);用15mL 0.1M NaCl (5.85g NaCl/L蒸餾水)洗脫,回收洗脫液共25mL。(此洗脫液含有酸溶P,非植酸磷,可用其它測磷方法分析。)
換管,加 15mL 0.7M NaCl (40.95g NaCl/L蒸餾水) 洗脫,收集洗脫液(這一洗脫液中含植酸鹽,采用以下方法分析);
取3mL洗脫液+1mL威德試劑(0.03% FeCl3·6H2O + 0.3% 磺基水楊酸);混合(溶液混濁時離心10min);讀取在500nm的吸收率;
標準溶液:將標準試劑十二烷基植酸鈉C6H6O24P6Na12(FW 923.8,純度99%,含水12%)溶于0.7MNaCl溶液中制成濃度為5~40μg 植酸鹽/mL 0.7MNaCl的標準溶液;1mL標準液+0.333mL威德試劑;混合,離心,讀取在500nm的吸收率。
根據標準曲線得出洗脫液中植酸鹽濃度,采用以下公式計算出樣品中植酸磷含量。
計算:
植酸P(%)=溶液的植酸鹽濃度×稀釋系數×植酸鹽含P量/樣品重量
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