全 文 ：AnimalProduction· 动物生产2007年 第43卷 第3期
中国畜牧杂志
樟科植物提取物对猪粪脲酶活性的影响
杨彩梅,洪奇华,张云刚,陈安国*,刘建新
(浙江大学动物科学学院,杭州浙江 310029)
摘 要:养猪业中的氨气主要是由粪中的微生物脲酶催化尿中尿素产生的。试验用体外法研究樟科植物提取物对猪
粪中脲酶活性的影响,结果表明:樟科植物的乙醇提取物和二氯甲烷提取物均能极显著(P<0.01)降低猪粪中的脲酶
活性,且作用效果与剂量呈正相关;二氯甲烷提取物的作用效果优于乙醇提取物,其抑制脲酶的效果与乙酰氧肟酸
之间无显著差异。
关键词:脲酶活性;乙酰氧肟酸;樟科植物提取物
中图分类号:S828.5 文献标识码:B 文章编号:0258-7003(2007)03-0059-03
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收稿日期:2005-01-28;修回日期:2005-10-13
基金项目:浙江省科技厅资助项目(011102193-04)
作者简介:杨彩梅(1973-),女,讲师,硕士
*通迅作者
规模化猪场排放的氨气对环境的污染越来越受到
人们的关注,猪场所释放出的氨气主要是由粪中的微
生物脲酶催化尿中尿素产生的。脲酶又名尿素酰胺水
解酶,广泛的存在于各种细菌、真菌和植物中,它在自
然条件下的氮循环中发挥着重要的作用,动物含氮化
合物在代谢过程能产生大量尿素,在自然条件下,尿素
会缓慢的分解,产生氨气,但在脲酶存在的条件下,尿
素的分解速度比一般情况下快1014倍[1]。
目前,常用的脲酶抑制剂主要有磷酸二酰胺、磷酸
三酰胺、乙酰氧肟酸、苯醌等,主要运用在人类医学和土
壤上,较少用于养猪业。而且许多脲酶抑制剂对人体或
环境本身就有害,为减少养猪业中氨气所造成的环境污
染,必须研究高效安全的新型脲酶抑制剂。已有实验证
明,一些植物的提取物能抑制脲酶的活性,减少粪尿中
氨的挥发[2],如丝兰提取物,但丝兰属植物在我国并不多
见,进口成本较高,因此,应用受到限制。樟科植物是我
国亚热带地区的主要经济树种,资源十分丰富。有研究
表明,用乙醇提取一种樟科植物后,得到的提取物可以
抑制脲酶的活性。本试验选用的樟科植物是一种常绿乔
木,中国是主要生产国之一,产量占全世界的 70%,通
过体外试验,研究这种樟科植物的提取物,对猪粪中脲
酶活性的影响,并比较其与化学型脲酶抑制剂乙酰氧肟
酸的作用效果,为植物性脲酶抑制剂的研究、开发提供
理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料 试验用樟科植物叶由市场购买。乙酰
氧肟酸购自上海湘申精细化学品厂(药用级),所用浓
度为10g/L。
1.2 樟科植物的提取方法 分别取 30g风干的樟科
植物叶粉末,放入干燥索式提取器,一个瓶加入无水乙
醇 30mL,在 90℃水浴上加热,另一瓶加入二氯甲烷
30mL,在 45℃的水浴上加热,控制无水乙醇和二氯甲
烷回流次数约6次/h,共蒸馏4h,取下提取器,分别用
无水乙醇和二氯甲烷冲洗3次。把2个索式抽提瓶置于
90℃和45℃的水浴上加热蒸干,再分别溶于无水乙醇
中至30mL(二氯甲烷的提取物也溶于无水乙醇),分别
得到樟科植物的乙醇提取物和二氯甲烷提取物[3]。
1.3 粪样脲酶活性抑制试验 每日 07:30~08:00,从
浙江大学实验牧场随机采集生长猪鲜粪,连续收集粪
样6d,每天收集的鲜粪均进行测定。测定时每次分别称
取5g左右鲜粪装入干净的100mL烧杯,每烧杯分别
加入1mL甲苯;15min后加10mL10%尿素和20mL柠
檬酸盐缓冲液pH6.7;在一烧杯中加入一定量的抑制
剂,另一烧杯中加入与所加抑制剂等量的95%乙醇作
为空白对照。摇匀后在37℃恒温培养箱中培养24h,
取 0.5mL上清液加入 5mL离心管中,再加 3mL
水,4000r/min离心 5min,再取 0.5mL上清液到
50mL容量瓶中,加20mL蒸馏水、加4mL苯酚钠溶
液和3mL次氯酸钠溶液,混合摇匀。20min后显色,
定容。1h在721型分光光度计上于波长578nm处比
色,根据标准曲线计算脲酶活性,脲酶活性用已产生的
氨氮量表示[4]。脲酶活性单位为g/h粪样产生的氨氮毫
克数。每次测定时每组取3个样品,进行平行对照。
2.4 数据处理 本试验数据在 SPSS8.0和 Excel
2000软件上进行处理,数据进行多重比较。
2 试验结果
2.1 樟科植物提取物对猪粪中脲酶活性的影响 樟
科植物乙醇提取物和二氯甲烷提取物对新鲜粪样脲酶
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活性的影响,见表1。
表1 樟科植物提取物对粪样脲酶活性的影响
0.5 5.55±0.15ABab 7.5 5.38±0.11ABb 10.3
1 5.39±0.14ABCb 10.2 4.73±0.09BCc** 22.2
2 5.13±0.23BCbc 14.5 4.52±0.25Cc* 24.7
4 4.83±0.13CDc 19.5 3.65±0.13Dd** 39.2
8 4.02±0.16Dd 33.0 2.81±0.09DEe** 53.2
16 3.86±0.36Dd 35.7 2.48±0.09Ef** 58.7
对照 6.00±0.19Aa 0.0 6.00±0.21Aa 0.0
添加剂量/mL
乙醇提取物 二氯甲烷提取物
脲酶活性 抑制率/% 脲酶活性 抑制率/%
注:同列肩标不同小写字母表示差异显著 (P<0.05),不同大写字母表示
差异极显著(P<0.01)。同行标 *者表示差异显著(P<0.05),标 **者表示差异
极显著(P<0.01)。下表同
由表1可见,在猪粪样中添加0.5mL樟科植物乙
醇提取物能抑制脲酶的活性,但差异不显著。当添加量
达到 1mL时,抑制粪样脲酶活性效果显著(P<0.05)。
当添加量大于2mL时,其对粪中脲酶活性的抑制效果
极显著(P<0.01)。在粪样中添加0.5mL樟科植物二氯
甲烷提取物就能显著抑制脲酶的活性(P<0.05),当添
加量大于1mL时,其对粪中脲酶活性的抑制是极显著
的(P<0.01)。2种提取物抑制脲酶的效果均随着剂量
的增加而增强,添加相同剂量的二氯甲烷提取物和乙
醇提取物时,添加量为0.5mL时两者对脲酶活性的抑
制效果差异不显著,添加量为1mL和高于1mL时,二
氯甲烷提取物抑制脲酶的效果显著(P<0.05)高于乙
醇提取物。
2.2 樟科植物二氯甲烷提取物和乙酰氧肟酸对猪粪
样脲酶活性的影响 由表2可知,一定浓度的樟科植
物二氯甲烷提取物和 AHA均可显著降低粪样中的脲
酶活性,两者的抑制脲酶的效果无显著差异,AHA与二
氯甲烷提取物配合使用时,当两者用量均为4mL时,对
脲酶的抑制效果优于两者单独使用时的效果(P<
0.05),其他剂量时两者配合使作用时的效果与单独使
用时无明显差异。
表2 樟科植物二氯甲烷提取物和乙酰氧肟酸对
粪样脲酶活性的影响
组别 AHA+二氯甲烷提取物 AHA 二氯甲烷提取物
L00 (0∶0)5.71±0.31Aa (0∶0)5.71±0.31Aa (0∶0)5.71±0.31Aa
L01 (0.5∶0.5)4.98±0.08ABb (0.5∶0)5.66±0.24Aa (0∶0.5)5.52±0.24Aa
L02 (1∶1)4.52±0.28Bc (1∶0)5.14±0.17Ab (0∶1)4.44±0.31Bb
L03 (2∶2)4.10±0.33Bc (2∶0)4.22±0.09Bc (0∶2)3.79±0.16Bc
L04 (4∶4)3.02±0.15Cd (4∶0)3.50±0.15Bd* (0∶4)3.65±0.16Bcd*
L05 (8∶8)3.17±0.21Cd (8∶0)3.54±0.18Bd (0∶8)3.29±0.15Bd
注:数据栏括号中的含义为抑制剂的添加量,如(4∶4)即 10g/L的 HAH溶
液:CFPE为4mL∶4mL
3 讨 论
试验结果表明,本试验所用的樟科植物乙醇提取
物和二氯甲烷提取物均可以有效的抑制粪样中的脲酶
活性,其中二氯甲烷提取物对脲酶的抑制效果与 AHA
基本相同。脲酶抑制剂抑制脲酶活性主要是通过以下
2条途径发挥作用的。第一,通过抑制粪中细菌的繁殖
来降低脲酶活性,猪肠道中的很多细菌都能产生脲酶,
研究表明,用猪回肠内容物经厌氧培养得到的100多
株细菌中,有15株细菌能产生脲酶。有研究表明,一些
从其他樟科植物中提取物的活性成分具有抑制脲酶产
生菌活性,从而降低脲酶数量的作用[5],第二,直接抑制
脲酶的活性。但从试验中还无法判断所用樟科植物提
取物采用了何种途径抑制脲酶活性。
本试验结果还表明,一定浓度的樟科植物二氯甲
烷提取物抑制脲酶的能力高于其乙醇提取物,其主要
原因可能是乙醇分子和二氯甲烷分子极性不同所引起
的,提取剂极性的不同会影响提取物的成分[6]。乙醇提
取出富含蛋白性质成分的效率好一些,而二氯甲烷提
取醛类物质的效率更高一些,本试验所用樟科植物提
取物中的主要有效成分是一种醛类物质。另一原因可
能是由于提取温度不同所引起的。因为在提取过程中,
乙醇提取用的是90℃蒸馏,而二氯甲烷用的是45℃
蒸馏,高温对樟科植物的提取可能有不利的影响。
试验所用樟科植物的提取工艺操作简单,工业化
生产所需设备投资少,所得的樟科植物提取物生产成
本低。试验的结果表明,樟科植物提取物直接用于猪粪
有较好的抑制脲酶活性的效果,但樟科植物提取物抑
制脲酶活性的机制和其作为饲料添加剂的作用效果还
需进一步研究。
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