❶ 动物体内的酶主要来源是什么
酶是生物体中具有催化功能的蛋白质，酶的显着特征是它们具有高度的催化能力和专一性，而且酶的活性可以被调节，与不同能量形式的转化密切相关。到现在为止，已知的酶类有近2 000种，消化酶是其中的一种，它主要是由消化腺和消化系统分泌的具有促消化作用的酶类。在消化酶中，依消化对象的不同而大致可划分为蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等几种。目前，国内外对于水产动物消化酶研究的报道主要以蛋白酶和淀粉酶为最多；从水产动物种类上来看，以鱼类、甲壳类等的研究较多；近年来，对于棘皮动物、软体动物消化酶的研究也有较多的报道。
1 鱼类消化酶的研究
对鱼类消化道中消化酶的研究，是了解鱼类消化生理的重要内容，对于鱼类养殖过程中人工饵料的合理配制也具有重要意义。这方面的研究工作国外要比国内开展得早而多。研究消化酶在鱼体内的分布及其活性，可以将其中活性较高的酶提取利用，有利于水产加工过程中充分利用废弃物。如今，从大型的海水鱼中分离、提取的蛋白酶，已经广泛的应用于医药和生物化工领域。
1.1 鱼类蛋白酶
1.1.1 胃蛋白酶
有胃鱼类胃中作用最强的消化酶是胃蛋白酶，它先以不具有活性的酶原颗粒的形式贮存于细胞中，在盐酸或已有活性的蛋白酶作用下转变为具有活性的胃蛋白酶。一般软骨鱼类和有胃硬骨鱼类胃蛋白酶的最适pH值均在较强的酸性范围之内。鱼类胃内pH值主要受胃酸浓度的影响，胃液的分泌是由食物直接刺激胃而引起的，有食或进食一定时间后，胃液pH值较低，为偏酸性。因此，鱼类胃内pH值基本上能够满足胃蛋白酶的发挥，但视鱼的种类不同而异。由于胃蛋白酶的活性随鱼类食性不同而变动，特别是肉食性鱼类蛋白质的消化主要集中在胃，因此有必要在肉食性鱼类饲料中添加酸化剂或在饲料中添加促进胃液分泌的物质。
1.1.2 肝胰脏蛋白酶
硬骨鱼类的肝脏和胰脏大多是混在一起的，现已有研究证明，胰脏是分泌蛋白酶的主要器官，其分布极其复杂而散乱。关于鱼类肝胰脏蛋白酶活性及酶动力学方面的研究报道较多。鱼类肝胰脏蛋白酶的最适pH值多呈中性或弱碱性。软骨鱼类肝胰脏内的胰蛋白酶一般是没有活性的酶原，在肠致活酶的作用下被激活。Das (1991)对硬骨鱼类鲤鱼、黑鲈(Micropterus sp.)、丁■（Phoxinus tinca）的肝胰脏的研究表明，肠液能增强胰蛋白酶的作用，认为胰脏主要分泌蛋白酶原。而Fish(1960)发现，莫桑比克罗非鱼（Tilapia mossambica）的肝胰脏蛋白酶的活性比肠中的高。由此可知，不同鱼类其分泌蛋白酶的部位和形式不同，鱼类分泌的胰蛋白酶原，需在肠致活酶的作用下，使之激活，促进肠对食物蛋白质的消化吸收。
1.1.3 肠道蛋白酶
肠粘膜可以分泌有活性的蛋白酶和肠致活酶，肠致活酶作用就是激活胰蛋白酶原。此外，肠内还有来源于肝胰脏、幽门垂等器官分泌的胰蛋白酶，这样使肠蛋白酶的研究较为复杂。肠蛋白酶最适pH值大多为微碱性。黄耀桐(1988)认为，有胃鱼类和无胃鱼类肠蛋白酶最适pH值是不同的，不同食性的鱼类最适pH值也有一定的差异，冷水性鱼类偏高；肠道蛋白酶的活性还受到鱼类饱食情况和饲料蛋白质水平的影响，草鱼肠道蛋白酶在蛋白质为32%～40%范围内，随蛋白质水平的增加肠道蛋白酶活性增强。黄峰(1996)指出，饲料性质不同，肠蛋白酶的活性也有差异。总之，鱼类肠道蛋白酶活性受多种因素的影响，而蛋白酶活性又直接影响鱼类营养物质吸收利用的程度,从而影响鱼类的生长发育。
1.2 鱼类淀粉酶
1.2.1 胃淀粉酶
关于胃淀粉酶的研究资料较少，但可以肯定胃内存在淀粉酶。大多数硬骨鱼类胃淀粉酶最适pH值是弱酸性或中性。由于胃淀粉酶的活性明显地低于肠、肝胰脏和幽门垂等器官的淀粉酶活性，且胃内pH值在较强的酸性范围内，因此认为淀粉酶在胃内的消化作用微乎其微。
1.2.2 肝胰脏淀粉酶
关于鱼类肝胰脏淀粉酶的研究报道较多，其研究结果显示，淀粉酶最适pH值从弱酸性到弱碱性，平均值接近中性，对热不稳定，其活性要比哺乳动物低得多。肝胰脏是淀粉酶生成的中心器官，其分泌机能的强弱直接影响鱼类对食物中淀粉的消化能力。
1.2.3 肠道淀粉酶
鱼类的肠道存在淀粉酶，最适pH值从酸性到弱碱性，但大多在中性范围内，不同食性以及有胃鱼类和无胃鱼类淀粉酶的最适pH值差异不大。对鱼类肠道淀粉酶的研究认为，淀粉酶主要是由胰脏分泌的，但不同的鱼类分泌器官亦有差别，有的鱼类是由肝胰脏一种器官分泌的，有些鱼类肠道也是分泌淀粉酶的重要器官。
鱼类各种消化器官中均存在淀粉酶，淀粉酶活性的强弱因鱼的种类、消化器官不同而异。因此，有必要在饲料中添加外源性淀粉酶，提高淀粉利用率，减少有机物排泄量，从而减轻水体污染。
1.3 鱼类食性和消化酶的关系
动物的食性因种类不同而异，即使是同一种类，在不同的环境条件和不同的发育阶段也不尽相同，但动物的食性总是和其本身的消化酶组成状况密切相关。有学者做了大量的研究工作，所有这些研究大都得出了一个共同的结论,即鱼类有什么样的食性就有什么样的消化酶组成状况，而且消化酶活力大小的变化程度与食物组分的变化程度也有一定的相关性，这也是生物本身的一种适应。
1.4 季节变化与消化酶的关系
环境条件的变化对生物的生理生化反应有很大的影响，鱼类随季节的变化其消化酶的活力和组成也有一定的变化。目前，国内外对于消化酶与季节变化关系的研究报道较少。有学者研究指出，由于季节的不同、环境水温的变化，鱼类消化酶活力发生变化，进而直接影响动物对营养物质吸收利用的程度，因而鱼类在不同的季节会有不同的生长速度。
1.5 生长与消化酶活性的关系
随着鱼体的生长，鱼体需要营养成分的质与量也随之变化。随着生长、消化器官相对增大，内分泌机能增强，从而使消化酶也随之发生适应性变化。北御门(1960)、川合真一郎(1975)和李广丽(1994)对鱼类生长与消化酶活性的关系进行了研究，结果表明，鱼类在个体发育过程中，不同时期存在着相应的消化生理特点，从而为各发育阶段合理安排饲料各成分含量提供了可靠的参考依据。
1.6 消化酶在鱼体内的分布
不论是有胃鱼类还是无胃鱼类以及鱼类的食性如何，其前肠是消化蛋白质的主要场所。关于肠道淀粉酶的分布，不同的研究有不同的结果。Shinichi等(1973)分别对草鱼、莫桑比克罗非鱼应用淀粉底物条带法确定各消化器官中淀粉酶存在的位置，对黑鲈、铜吻鳞鳃太阳鱼、鲤鱼、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、草鱼等淀粉酶活性研究发现，后肠活性最强，而前肠最弱。倪寿文(1992)对草鱼、鲤鱼、鲢鱼、鳙鱼、尼罗非鲫鱼淀粉酶活性及分布情况进行研究后指出，淀粉酶在肠道分布有2种类型，草鱼、鲤鱼的淀粉酶活性在后肠活性最强，而前肠最弱；鲢、鳙、尼罗非鲫这3种鱼淀粉酶活性分布在中肠最强。Kawai等(1973)对草鱼、真鲷鱼、香鱼（Lecoglossus altivelis）的各种碳水化合物酶在各个消化器官中的分布进行了研究表明，淀粉酶在肠道分布因鱼而异，与鱼类的摄食情况有关。通过这些研究可以清楚地了解鱼体是在何部位消化吸收食物中相应的营养成分的，同时也为研究消化酶的分泌、贮存机制提供了依据。
1.7 天然饵料中的消化酶及外源消化酶在鱼类消化过程中的作用
水环境中存在着鱼类的天然饵料生物，被鱼类摄食后其本身具有的消化酶对鱼类消化有着较大的影响。Lauff(1984)对白鲑属（Coregonus）、鲑属（Salmo）和拟鲤进行研究后指出，饵料生物本身消化酶对孵化后仔鱼生长起着极其重要的作用。Das(1991)在研究草鱼消化酶过程中发现了外源性纤维素酶和细菌产生的纤维素酶,并阐述了其作用；还发现草鱼消化酶的形式和活力依赖于其摄取的饵料种类，并建议人工饵料中需加入动物蛋白以适应草鱼中存在的较高活性的蛋白酶和淀粉酶。
随着对鱼类消化酶的深入研究可知，鱼类本身分泌的消化酶还不能够满足其快速生长发育的需要，且会造成饲料系数较高，饲料浪费，甚至造成水体严重污染。因此，在饲料中添加适量外源酶，可以弥补内源酶的不足，促进鱼类生长发育，提高饲料的利用率，同时又能减少鱼类粪便中氮、磷的排泄量，从而减轻水体有机负荷，保护水质。
1.8 胚后发育阶段消化酶的发生和演变
有关消化酶发生的研究不论在理论上还是在生产实践上均有相当重要的意义。研究鱼类各阶段酶活力的出现与变化有助于人们了解各期幼体如何利用饵料，以及需要什么样的营养成分。Kawai等（1973）研究了虹鳟鱼、鲤鱼和黑鲈鱼消化酶的发生和演变情况，发现幼体期存在消化酶种类的变化。井健二等（1992）研究了真鲷鱼从孵化后到仔稚鱼发育过程中消化酶的发生和演变，结果表明，随着肠道的发育完善，消化酶的种类和活力大小发生了变化。在仔稚鱼期，人工饵料的投喂致使胰蛋白酶大幅度增加，同时也导致仔稚鱼的低生长率和最终的死亡。总之，各种消化酶的发生并不是完全同步的，而是随着鱼体的生长发育逐步演变和完善。
1.9 鱼类消化酶酶促反应与酶动力学方面的研究
酶的蛋白质性质决定了温度和pH值是酶促反应的两个重要影响因素。不同生物种类、不同的组织器官以及不同的酶类具有不同的最适pH值和最适温度，同时最适pH值和最适温度随不同的反应条件而有所不同。最适pH值和最适温度与生物本身消化道的pH值及生活温度常常不一致甚至有极大的差别，一般来说，生物消化道内的pH值条件能够极大的满足其不同种消化酶活力的表现。最适温度的测定是在实验规定的反应时间条件下进行的，实际上生物体内酶起作用的时间会长得多，所以最适温度只是在一定条件下才有意义，但也在一定程度上反映消化酶的耐热性，由此计算而来的活化能的大小可用来比较不同种酶活力的大小。
2 甲壳类消化酶的研究
目前，国内外对于甲壳类动物消化酶的研究主要集中在虾类消化酶的研究上。研究发现，甲壳动物消化液中存在着蛋白水解酶、脂肪酶、淀粉酶、麦芽糖酶和蔗糖酶。以往关于这些酶的特征描述主要根据粗提物的最适温度和最适pH值，但由于试验条件不同，不同研究的结果很难比较；同时，对实验控制不严格，上述酶的存在也受到怀疑，因为这些酶的活性完全有可能来自肠道中共生的微生物、摄食的饵料生物或不纯的药品。近十多年来随着甲壳动物养殖的兴起，饵料短缺问题显得尤为突出，因此，甲壳动物消化酶的研究日益受到重视。目前，国内外对于甲壳类动物消化酶的研究主要集中在虾、蟹类消化酶的研究上，其中又以虾类消化酶的研究最为深入。
2.1 发育不同阶段酶活力的变化
Patricia等(1990)对美国龙虾早期发育过程中前肠腺至中肠腺各组织器官的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶做了分析，在龙虾的5个幼虫阶段以及卵孵化中的几个时期分别予以测定，阐明了这3种消化酶在各个阶段的发生和变化。刘玉梅等(1984、1990)先后对中国对虾消化酶进行了两次研究，测定了稚虾期、生长中期、收获期3个阶段的肝、胃、肠中酶的活力；将稚虾期按蚤状幼体、糠虾幼体和仔虾3个时期分析其食性转化、消化酶的转变以及每个时期其消化酶的组成，从而在更深的层次上丰富了这项研究，同时也为各发育阶段合理安排饵料各成分含量提供了可靠的理论依据。魏华等(1996)对罗氏沼虾幼体和成虾的消化酶进行研究后指出，在罗氏沼虾幼体发育过程中，类蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶活性在中期最高，而在发育早期和后期较低；胃蛋白酶活性在发育后期较高。消化酶的这种变化形式与刘玉梅(1984)得出的中国对虾随着幼体发育消化酶上升有所不同。Lovett(1990)认为，在虾幼体发育的不同时期消化酶活性的变化是与虾的食性相一致的。潘鲁青(1997)采用酶学分析方法测定了中国对虾、日本对虾、中华绒螯蟹和三疣梭子蟹各期幼体的4种消化酶活力，并对它们在幼体发育过程中消化酶活力的变化规律进行了分析研究。实验结果表明，4种虾蟹类在整个幼体发育过程中，4种消化酶活力表现出3种不同的变化模式，其中虾类和蟹类幼体消化酶活力的变化模式有各自的相似性，而且它们的胃蛋白酶、类胰蛋白酶和淀粉酶活力较高，纤维素酶活力极微；在食性转换过程中，胃蛋白酶、类胰蛋白酶和淀粉酶活力出现较明显的变化。
2.2 饵料因素对消化酶活力的影响
许实荣(1987)分析了维生素B对中国对虾消化酶的影响，阐明了VB在对虾体内碳水化合物代谢和蛋白质代谢中所起的重要作用。Maugle(1982)则专门针对一种食物即短颈蛤（Shortneck clam）对对虾生长和消化酶的作用进行研究，结果表明，只有短颈蛤鲜活投喂时才会对虾类消化酶有影响。分析饵料对消化酶活力的影响，不仅可以作为饵料各营养成分消化吸收和利用的重要指标，且对人工饵料的合理配制意义重大。
3 棘皮动物消化酶的研究
3.1 不同发育阶段的棘皮动物消化酶的活性
海胆和海参是重要的海水养殖对象，海胆一直是用来研究受精和胚胎发育的好材料，所以，关于海胆与其相关的研究进行得较多、较早。但关于海胆消化酶的研究仅有少量报道，研究也是结合海胆的生长发育进行的。美国学者Victor等(1971)研究了海胆（Dendraster excentricus）α-淀粉酶的活性，指出它随着海胆长腕幼体的肠分化而出现，并且与β-1，3-葡聚糖酶同步增加。这种α-淀粉酶还兼有麦芽糖酶的作用，同时还证明了海胆幼体阶段的α-淀粉酶和海胆成体的α-淀粉酶具有不同的最适pH值范围，进而判断这两种酶是不同的两种蛋白质。同年，Victor等还对海胆长腕幼体肠分化阶段β-1，3-葡聚糖酶的发生和活力大小进行了探讨和测定。
3.2 棘皮动物消化酶酶促反应与酶动力学
日本学者田岛健一郎(1993)和泷襄(1992)对海胆消化酶进行过一些定性的分析。李大志(2002)研究了虾夷马粪海胆（Strongylocentrotus intermedius）蛋白酶的主要特性，如酶动力学等。实验结果表明，虾夷马粪海胆消化道内含有两种蛋白酶（类胃蛋白酶和类胰蛋白酶），它们的最适温度分别为50、40 ℃，最适pH值分别为2.0、8.6。类胃蛋白酶的抗热性大于类胰蛋白酶，因此在饵料配制过程中应根据季节变化，调整主要配料的比例，提高饵料的转化率。虾夷马粪海胆蛋白酶的最适温度与其它水生动物主要消化酶的最适温度的比较发现，水生动物消化酶反应的最适温度一般都高于它们的生理极限温度。生物在正常生理条件下的酶促反应是在低于酶本身的最适温度下进行的。这可以认为是生物在长期进化过程中的一种适应，因为温度越高，对酶蛋白的破坏越大；而在较低温度，比较温和又能保证正常生理机能条件下进行酶促反应是对生物本身的一种保护。
4 软体动物消化酶的研究
近年来随着水产养殖业的大力发展，相继有不少学者对不同的软体动物进行了研究。刘万顺等(1988)研究了紫贻贝(Mytilus elis)和滨螺(Littorina brevicula)的消化酶活性大小。朱仁华(1983)对3种海产螺类即朝鲜花冠小月螺(Lunella coronata)、单齿螺(Monodonta labio)和疣敌荔枝螺(Thais clavigera)进行了研究。小玉修嗣等对柔鱼(Todarodes pacificus)的胰凝胶蛋白酶进行了研究。杨蕙萍等(1997、1998)曾针对皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）的蛋白酶、淀粉酶和褐藻酸酶的最适温度和最适pH值进行了测定，同时又测定了10种金属离子对这3种酶的影响，其中Ag+、Hg2+和Cu2+对酶活性有极显着的抑制作用，而Ca2+、Mn2+和Fe3+则对其活性有促进作用。张硕等(1997)研究了温度和pH的变化对栉孔扇贝蛋白酶和淀粉酶活性的影响，试验结果表明，栉孔扇贝的蛋白酶不但与酶性质有关，也与栉孔扇贝对温度的适应密切相关。淀粉酶的最适pH值为6.45，与所在的体内环境pH值一致，说明无脊椎动物之间淀粉酶的最适pH值差异不大。
就目前对软体动物的消化酶类的研究状况来说，单纯针对消化酶及其各方面特性的研究并不是太多，而大多数则集中在对软体动物消化酶的利用上，且主要的用途范围又集中在对海藻细胞壁的解壁作用，从而得到其原生质体，利用原生质体培养植株或是进行杂交等，在生物工程技术上有极大的利用价值。目前已做过研究的藻类很多，且取得了较好的效果。
对水产动物消化酶的研究，是认识酶的结构与功能的关系，探讨酶作用机理的一种重要手段；是了解水产动物消化生理的重要内容。一方面，酶在体内的活性水平反映了水产动物机体内的生理状况；另一方面，如果控制机体内酶的活性水平，就能对水产动物的机能活动做出相应的调整。因此，了解消化酶特性的生物学规律对于养殖饲料研制具有重要的意义。目前，关于水产养殖消化酶的研究也存在一些问题：①外源性物质对水产动物消化的贡献问题，即外来酶源在促进消化酶活性中的机制是什么？这里的外源性物质主要指消化道内存在的微生物和生物活饵料带来的外来酶源。由于肠道中的微生物也存在简单的酶系，因此对水产动物消化饵料和饲料中的营养性物质也起到作用。②蛋白质合成评价问题。我们通过对消化酶活力的测定，可以对水产动物消化营养物质做出评定，但是机体不仅要消化蛋白质，而且要进行蛋白质的合成，并且后者是最重要的，因为我们最终关心的是动物的生长情况，但对于这一点目前还很少有研究，将来可能会是一个研究热点。