估测与提高鱼饲料中磷的消化率PPT课件.ppt

估测与提高鱼饲料中磷的消化率估测与提高鱼饲料中磷的消化率Dominique P. Bureau and Katheline Hua加拿大圭尔夫大学加拿大圭尔夫大学动物与家禽科学系动物与家禽科学系鱼类营养研究室鱼类营养研究室网址网址://常用鱼饲料原料中磷的含量原料原料P 含量含量 (%)鱼粉1.08 – 4.19肉骨粉2.49 – 7.08家禽副产品粉 1.65 – 3.45血粉0.08 – 1.71禽毛粉0.54 – 1.26玉米蛋白粉 0.44 – 0.55豆粕0.64 – 0.85次粉 0.97 – 1.17来源于各种文献资料来源于各种文献资料各种鱼饲料原料中磷的表观消化率显著不同原料ADC (%)鱼粉17 - 81肉骨粉22 - 67家禽副产品粉 38 - 66禽毛粉68 - 82血粉 70 - 104豆粕27 - 46玉米蛋白粉<10NaH2PO495 - 98Ca(H2PO4)290 - 94CaHPO454 - 77Ca10(OH)2(PO4)6 or Ca3(PO4)237 - 64来源于各种文献资料来源于各种文献资料饲料中磷的存在形式1. 无机磷•骨磷: hydroxyapatite Ca10(OH)2(PO4)6•无机磷添加剂: •Monobasic: NaH2PO4, Ca(H2PO4)2•Dibasic: CaHPO4饲料中磷的存在形式2. 有机磷•磷脂, e.g. phosphatidyl choline•磷酸化蛋白质, e.g. casein•磷糖, e.g. Glucose-6-P•植酸磷:占植物原料中总磷的60 - 80%饲料中磷的含量对消化率的影响Rodehutscord et al. (2000) Graded levels of Na2HPO4 supplemented to low P basal dietSugiura et al. (2000)Graded levels of fish bone supplemented to low P basal diet原料原料样品数样品数Total PBone-POrganic P% DM鱼粉102.5 – 4.71.4 – 3.50.7 – 1.3家禽副产品粉82.1 – 3.62.1 – 3.4 0.5 – 0.8肉骨粉142.2 – 8.31.6 – 7.00.3 – 1.1分离法将动物原料中磷进行特性划分Hua et al. (2005)分离结果动物原料中灰分含量足以用来估测不同磷化合物的含量估测磷消化率的数学模型(Hua and Bureau 2006)磷化合物的分类及含量PhytaseIngredient/ feedPi SupplementPlant ingredients Bone-PPhytate-PCa Mono/Na/K PiCa-Di PiOrganic PAnimal ingredients Contents estimated by a fractionationprotocolContents estimated from various data in literature磷消化率模型•模型数据库: 22个以虹鳟鱼为研究对象的实验中的137个处理 •多元线性回归分析 Digestible P content =  digestibility of P compounds * inclusion level of P compounds结果: 多元线性回归分析估测的系数值Bone-P2-3%Bone-P*Mono-Pi-14%Dietary PBone-P68%Phytate-P0%Ca Mono/Na/K Pi89%Ca-Di Pi64%Phytase51%Organic P84%Phytase2-2%•此模型基于文献中广泛原料和饲料而建。

•此模型解释了数据中96% 的波动，很好地描述了实验观察数据模型通过消化率实验验证•消化率实验依照Cho et al. (1982)模式在Guelph 系统中进行•比照饲料: •鲱鱼粉，玉米蛋白粉为主•实验用饲料:•2种鱼粉 (high vs. low ash)•1种肉骨粉•2种家禽副产品粉 (high vs. low ash)•2种大豆蛋白浓缩物(regular vs. dephytinized)实验用饲料总磷和各种磷的含量Diet No. Diet Total PBone P Phytate POrganic P1比照饲料比照饲料7.32.92.61.82herring 鱼粉饲料鱼粉饲料12.06.31.93.83Menhaden 鱼粉饲料鱼粉饲料13.78.02.03.84肉骨粉饲料肉骨粉饲料14.68.71.93.95低灰分家禽副产品饲料低灰分家禽副产品饲料12.66.71.94.06普通家禽副产品饲料普通家禽副产品饲料14.58.41.94.27大豆蛋白浓缩物大豆蛋白浓缩物饲料饲料8.73.13.12.68去植酸磷大豆蛋白浓缩去植酸磷大豆蛋白浓缩物饲料物饲料8.53.02.23.3Units: g/kg DM验证实验结果Y = X•模型准确地预测了实验饲料中可消化磷的含量。

•在实用饲料配制中可以成为有用的工具•需要进一步验证•不同形式的无机磷添加剂•植酸酶结果•针对影响磷消化率的不同因素 •鱼种差异•消化生理•饲料磷来源提高饲料中磷的消化率的策略虹鳟鱼鲶鱼鲤鱼，无真胃提高饲料中磷的消化率的策略•选择高利用率的原料 •低植酸作物•饲料添加剂•饲料添加citric acid, Na citrate, and EDTA 提高了虹鳟鱼对鱼粉中磷的消化率(Sugiura et al. 1998) •Formic acid提高了鱼粉为主的饲料中磷的消化率Vielma and Lall 1997) •外源植酸酶(微生物或真菌)提高了植酸磷的消化率 OPO32-OPO32-OPO32--2O3PO134562Inositol hexakisphosphate (IP6)OPO32--2O3PO植酸的结构植酸的结构• •1212个质子解离位点个质子解离位点个质子解离位点个质子解离位点• •6 6 个强酸性个强酸性个强酸性个强酸性( (pKapKa ~ 1.5) ~ 1.5)• •3 3个个个个弱酸性弱酸性弱酸性弱酸性( (pKapKa = 5.7, 6.8, 7.6) = 5.7, 6.8, 7.6)• •3 3个极弱酸性个极弱酸性个极弱酸性个极弱酸性 ( (pKapKa > 10) > 10)Slide courtesy of Dr. D. Maenz, University of SaskatchewanOPO32-OPO32-OPO32--2O3PO134562OPO32--2O3PO植酸磷植酸磷植酸磷植酸磷- -矿物质聚合物的结构矿物质聚合物的结构矿物质聚合物的结构矿物质聚合物的结构中型及碱性中型及碱性中型及碱性中型及碱性 pHpH• •多价阳离子与植酸磷多价阳离子与植酸磷螯合 (Zn(Zn2+2+>Cu>Cu2+2+>Ni>Ni2+2+>Co>Co2+2+>Mn>Mn2+2+>Ca>Ca2+2+>Fe>Fe2+2+) )• •低低矿物质矿物质：：植酸磷植酸磷比例情况下比例情况下- -可溶性可溶性聚合物聚合物• •矿物质矿物质结合在结合在P4 and P6 P4 and P6 位置上位置上• •低矿物质：植酸磷比例上升低矿物质：植酸磷比例上升情况下情况下- - 沉淀形成沉淀形成 • •pentapenta-mineral -mineral phytatephytate salts salts Slide courtesy of Dr. D. Maenz, University of SaskatchewanOPO32-OPO32-OPO32--2O3PO134562OPO32--2O3PO酸性酸性酸性酸性pH (< 5)pH (< 5)• •矿物质不沉淀矿物质不沉淀• •弱酸弱酸磷酸基团磷酸基团的质子化质子化 限制了限制了植酸植酸和矿物质的和矿物质的结合，防止了结合，防止了pentapenta-mineral -mineral phytatephytate complexes complexes的形成。

的形成植酸磷植酸磷植酸磷植酸磷- -矿物质聚合物的结构矿物质聚合物的结构矿物质聚合物的结构矿物质聚合物的结构Slide courtesy of Dr. D. Maenz, University of Saskatchewan竞争性螯合的概念竞争性螯合的概念Soluble-PhytateSoluble-Phytate(S)(S)soluble-Phytatesoluble-Phytate(R)(R)CaCaCaCaChelatorChelatorChelatorChelatorCaCaCaCainsoluble-Phytateinsoluble-Phytate(R)(R)CaCaCaCaCaCaCaCaCaCaCaCa2+2+CaCa2+2+inositolinositolP Pi i(phytase)(phytase)Slide courtesy of Dr. D. Maenz, University of Saskatchewan植酸酶添加剂改善磷的消化率•多个研究表明添加外源植酸酶可以改善不同鱼种对植酸磷的消化率在 Rohu中对植酸酶作用的研究Basal diet (Baruah et al. 2007)在 Rohu中对植酸酶作用的研究(Baruah et al. 2007)在 罗非鱼中对植酸酶作用的研究basal diet (Portz and Liebert 2004)在罗非鱼中对植酸酶作用的研究(Portz and Liebert 2004)微生物植酸酶的来源也可能对其效果产生影响basal diet (Liebert and Portz 2007)在罗非鱼中对不同来源植酸酶的作用的研究•植酸酶 A 有高的最佳pH optimum (>5) 和高稳定性抗蛋白水解酶和热处理。

•植酸酶 B 是商业产品 Ronozyme® P5000Liebert and Portz 2007聚焦不同酶来源及其性质植酸酶添加剂改善磷的消化率•比起以动物原料的饲料，外源植酸酶对以植物原料为主的饲料更加有益•饲料添加剂可能会增加可溶性磷废物排泄量致谢•美国动物油脂提炼协会 · 香港（虞予博士）•Department of Fisheries and Oceans •Fats and Proteins Research Foundation •Aqua-Cage Fisheries Ltd•AquaNet •Ontario Ministry of Natural Resources•Ontario Ministry of Agriculture, Food水产动物的磷营养•20世纪后半叶鱼类和贝类养殖发展迅速,联合国粮农组织(FAO)对以后40年的发展已制订出新的计划世界上鱼类品种约有24 000种,而现在养殖的或考虑养殖的水产品种仅有1 000多种,在养殖品种方面仍有很大潜力•目前水产养殖和畜禽养殖一样都面临环境的挑战,在某些国家制订的水产养殖法规甚至比其他陆生动物更为严格。

磷和氮(粗蛋白和氨基酸)是鱼类和贝类的必需营养素,但是这两种元素过量可导致水环境的恶化是植物的基本营养素,在养殖水体中施肥能促进藻类生长,并产生氧如果供给营养过量将引起藻类繁殖当食物或营养耗竭时,藻类死亡和分解,这是一个需氧的过程当水体富营养化时,往往是那些产生氧的生物引起氧耗竭和鱼、贝死亡水产养殖产生的废弃物直接排入水中，净化处理比较困难一、鱼类、贝类对磷的需要量•　磷是优质水产饲料的首要矿物质，磷不能从水中吸收，必须由饲料提供钙则通过淡水鱼鳃利用特异性ATP酶而被主动吸收，通过鳃吸收可满足80％钙的需要海鱼饮入大量水以维持渗透压平衡，饮水中钙浓度较高，因此海洋鱼类可以通过调节渗透压而满足钙的需要•　　盐水中磷的浓度较低，海洋鱼类明显需要补磷研究人员给鱼贝饲喂提纯的饲料，并用无机磷酸盐（钠、钾或钙）补充大部分或全部磷，研究了磷的需要量，通常以可利用磷表示，根据已公布的资料，磷需要量的范围较窄，为饲粮的0.3～0.86％•磷缺乏时增重缓慢,体内钙和P、血P、肝糖原、骨灰分、骨P和骨Ca降低，而体脂浓度，葡萄糖异生酶活性和血清碱性磷酸酶活性升高在水产动物饲粮中钙磷比例并不像在陆生动物饲粮中那么重要，但是某些鱼类高钙不利于磷的利用。

大多数配方设计师使Ca:P保持在1：1的水平，超过2：1则认为是过量了真鲷是个例外，其饲粮Ca:P约为1：2二、磷的利用率•磷的利用率因鱼的种类和磷的来源不同而异一般说来愈是溶解性好的盐类利用率愈高，能向胃肠道分泌胃酸的鱼类能吸收更多的磷无胃的鱼如鲤鱼吸收磷较少20～25年前采用用于陆生脊椎动物的方法获得并公布了第一批磷利用率的数据近年来对测定方法进行了改进，取得更为精确的数据•　　测定水产动物磷的消化率或利用率比较困难，因为它们在水中生活，饲料和粪便均暴露在水中，关键的营养物质在动物采食前，采样前或分析前可能丢失利用率的测定需要进行化学分析，以确定通过动物消失的部分，如果不考虑进食前和排出后的损失，则不会得出准确的数值•　　大多数鱼类采食饲料较快，损失较少，而贝类则采食缓慢，在采食前将饲料颗粒变小，因此在采食前水溶性营养物质损失很多，难以定量目前唯一的方法是将饲料放于水中，轻轻搅拌，经过一段时间以后收集干物质，对欲测的营养物质进行分析也可在水浸饲料一段时间以后，对水进行分析用这种方法来矫正摄入营养物质的浓度对粪便的处理可能更为困难•　从水中收集粪便可以测定粗蛋白和能量的消化率，但通过剖检收集粪便，而不使粪便露于水中，则可较准确地测定磷的利用率。

这种未测定内源性磷排出量得出结果是表观利用率最近已测定出虹鳟鱼磷真利用率　　三、内源磷的收集•　　　测定真利用率必须准确测定内源磷，内源磷是一个典型的下降函数例如，为了测定内源磷的排出量，有人用低磷饲粮饲喂10天，在此期间收集样品，测定粪便中内源磷，在10天期间其排出量持续下降，而在此期间未出现磷缺乏的临床症状（血磷浓度）因此测定真利用率要求同时饲喂试验饲粮和无营养饲粮，并采集粪便进行测定在设计的采集粪便时间之前或之后采集粪便，分析结果将出现误差鱼像其他非反刍动物一样，通常在投喂试验饲粮后4～6天收集粪便进行测定•　目前，大多数磷利用率数值是单一饲料原料的，通常饲粮中仅含有一种磷源研究结果表明植物性饲料的磷利用率较低，而鱼粉的磷利用率较高只含有一种磷源的饲粮利用率测定结果比较准确，但是它并不能代表多成分饲料磷的利用率，因为饲粮的磷利用率可能不是各饲料成分利用率的简单相加我们尽管用同一群鱼在同一实验系统中测定了单一原料的磷利用率，但是还不能准确预测多成分饲料的磷利用率•　　　在水产动物饲粮中磷与其他矿物元素的互作尚未充分阐明，但似乎与一些阳离了互作，如果这种互作从胃肠道开始，则可能影响吸收率。

植酸会增加鲶鱼和鳟鱼对锌的需要量，而且这种互作似乎在胃中发生，直接影响该阳离子的利用率一般认为植酸磷不能被水产动物利用，鲤鱼例外，鲤鱼植酸利用率为8～38％，这可能是微生物降解的作用与其矿物元素的互作尚待研究•　　在某些鱼（鳟）饲粮中添加植酸酶或预先用植酸酶处理饲料成分可以提高磷利用率此外植酸酶还有利于其他矿物质的利用植酸酶除了能释放植酸磷以外，还能使磷随粪便排出增加，因此在饲粮中添加植酸酶还需要进一步研究。