林思源, 游翠紅, 王樹啟, 李遠友

(汕頭大學 海洋生物研究所 廣東省海洋生物技術重點實驗室, 廣東 汕頭 515063)

金鼓魚(Scatophagus argus)又名金錢魚, 屬鱸形目(Perciformes)、鱸亞目(Percoidei)、金錢魚科(Scatophagidae)、金錢魚屬(Scatophagus), 是一種廣鹽(0~35‰)、植食性魚類, 因其體表分布有數(shù)十個黑色圓斑, 類似金錢狀, 故得名金錢魚。該魚主要分布于南海和東海南部, 尤以廣東沿海分布最為廣泛。因其具有較高的營養(yǎng)與經(jīng)濟價值, 近年來已成為中國南方沿海較受歡迎的養(yǎng)殖品種之一; 同時, 金鼓魚體態(tài)優(yōu)美, 體色會隨著環(huán)境的改變而變化, 是著名的觀賞魚類; 因此不少學者認為金鼓魚是一種非常具有潛力的半咸水養(yǎng)殖魚類[1]。

目前, 關于廣鹽、植食性魚類的營養(yǎng)需求方面的研究資料較少, 主要集中在藍子魚科(Siganidae)(與金鼓魚同屬鱸形目)魚類。王樹啟等[2]報道黃斑藍子魚(Siganus canaliculatus)幼魚對脂肪及蛋白的適宜需要量分別在 29.01%~34.37%和 6%~9%; 朱衛(wèi)等[3]報道點藍子魚(Siganus guttatus)對脂肪的適宜需要量為 13.94%。為了促進金鼓魚人工養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展, 有必要對其營養(yǎng)需求和飼料配方進行研究。蛋白質(zhì)是魚類最重要的三大營養(yǎng)素之一, 與魚類的生長發(fā)育、生理功能和魚肉品質(zhì)等密切相關, 也是影響魚類飼料成本的最主要因素[4]。為此, 本研究設計了5種不同蛋白水平的配合飼料, 通過8周飼養(yǎng)試驗, 比較不同飼料投喂組魚的生長性能、飼料利用率、常規(guī)生化指標、消化酶活性、免疫與抗氧化指標等, 以確定金鼓魚幼魚對蛋白的適宜需要量, 為飼料配方的研發(fā)提供參考依據(jù)和資料, 豐富植食性海水魚類的營養(yǎng)學內(nèi)容。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

在參考其他雜食、植食性魚類營養(yǎng)需求的基礎上, 以酪蛋白為蛋白源, 魚油為脂肪源, 配制脂肪水平為8%、蛋白水平分別為24%、28%、32%、36%、40%的5種配合飼料(D1~D5), 其具體配方及營養(yǎng)成分見表1。將各種飼料原料混合均勻、加水, 用飼料機(上海漁機所生產(chǎn))制成直徑約1 mm的浮性顆粒飼料, 自然晾干后保存于4℃冰箱中備用。

1.2 實驗動物

試驗用金鼓魚幼魚(初始體質(zhì)量約4 g左右)購于當?shù)匾患宜a(chǎn)養(yǎng)殖公司。試驗前, 將魚放在汕頭大學南澳臨海實驗站的海上網(wǎng)箱中馴養(yǎng) 4周, 前兩周用冰鮮雜魚和商品飼料(廣東海大公司生產(chǎn)的金槍魚(Thunnus thynnus)飼料)混合投喂, 然后逐步過渡到完全投喂商品飼料; 后兩周用 5種試驗飼料等量混合投喂。

表1 飼料配方及常規(guī)營養(yǎng)成分Tab.1 Ingredients and composition of experiment diets

1.3 養(yǎng)殖試驗分組及日常管理

養(yǎng)殖試驗在南澳臨海實驗站所屬海域的試驗魚排的網(wǎng)箱中進行, 網(wǎng)箱規(guī)格為0.6 m×0.6 m×1.5 m。網(wǎng)箱四周上半部設有50目的密網(wǎng)以防止配合飼料隨水流飄走, 網(wǎng)箱頂部有蓋網(wǎng)以防止試驗魚逃逸和鳥類啄食。試驗魚分為5組, 每組3個平行網(wǎng)箱, 每個網(wǎng)箱放魚20尾。試驗魚分組前, 將魚停食24 h, 然后選取體質(zhì)健壯、規(guī)格基本一致的魚(平均體質(zhì)量約4.3 g)用 0.01%苯氧基乙醇(α-phenoxyethanol)麻醉,稱質(zhì)量后放入相應網(wǎng)箱中。每天投喂兩次(8: 30, 16:30), 飽食投喂, 每次每個網(wǎng)箱輪流投喂 3次, 半小時內(nèi)吃完。每天檢查網(wǎng)箱是否存在破損, 記錄水溫、魚死亡情況及投餌量。養(yǎng)殖期間, 水溫為(24±2)℃,溶氧量大于5 mg/L。養(yǎng)殖周期為8周。

1.4 樣品采集

實驗開始和結束時, 將魚停食24 h, 用0.01%苯氧基乙醇麻醉后逐條稱質(zhì)量并記錄。養(yǎng)殖試驗結束時, 從每個網(wǎng)箱中隨機取6尾魚, 其中3尾魚直接置于–20℃凍存, 用于測定全魚的常規(guī)生化成分; 另外3尾魚經(jīng)稱體質(zhì)量、測量體長后, 解剖肝臟稱質(zhì)量,然后分別取肝臟、胃、腸組織樣品。肝臟樣本用于測定消化酶和氨基酸代謝酶活性、免疫與抗氧化指標等; 胃、腸組織用于測定消化酶活性。所有樣品取出后迅速用液氮速凍, 保存在–80℃冰箱中備用。

1.5 生長、生理生化指標的測定

1.5.1 生長性能指標

增質(zhì)量率、特定生長率、餌料系數(shù)、蛋白質(zhì)效率、成活率和肝體比等按照下列公式計算:

式中:Wt為養(yǎng)殖試驗結束時魚的平均體質(zhì)量(g);W0為養(yǎng)殖試驗開始時魚的平均體質(zhì)量(g);Wh為魚肝臟質(zhì)量(g);n為試驗天數(shù)。

1.5.2 飼料及全魚生化成分的測定

配合飼料及全魚樣品的水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量均按照國GB/T 6435-1986、GB/T 6432-1994、GB/T 6433-2006、GB/T 6438-2008進行測定[2]。

1.5.3 生理指標的測定

相關酶活性均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒進行測定, 具體方法詳見各自說明書。測定指標包括胃、腸、肝組織的胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶; 肝臟的谷丙轉氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,GPT)、谷草轉氨酶(glutamic oxalacetic transaminase,GOT); 肝臟的免疫與抗氧化指標包括谷胱甘肽過氧化物酶(glutathion peroxidase, GPX)、過氧化氫酶(catalase, CAT)、溶菌酶(lysozyme)、酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD )總抗氧化力(activity in the anterior intestine, T-AOC)、丙二醛(malonaldehyde, MDA)等。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)以平均值±標準誤(n=3)表示, 各組數(shù)據(jù)用Excel初步處理后, 用 Spss16.0軟件進行單因素方差分析(ANOVA)和 Duncan多重比較分析比較組間差異, 當P<0.05時認為差異顯著; 根據(jù)增質(zhì)量率與飼料蛋白水平做二次回歸分析, 確定金鼓魚達到最佳生長效果時的飼料蛋白水平。

左邊界和地基右邊界y方向約束，上邊界和路基右邊界自由，下邊界y和z方向約束。加寬路基處理后，計算模型的網(wǎng)格劃分如圖3所示。

2 結果與分析

2.1 飼料蛋白水平對金鼓魚生長性能的影響

以蛋白水平24% ~40%的5種配合飼料投喂金鼓魚幼魚 8周后, 魚體的生長性能及相應指標變化等見表2。各組魚的成活率均在85%以上, 相互之間無顯著性差異(P>0.05); 增質(zhì)量率、特定生長率和蛋白質(zhì)效率均隨著飼料蛋白水平的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢, 而飼料系數(shù)的變化呈相反趨勢。當飼料蛋白水平為 32.4%時(D3組)試驗魚生長效果較好, 其中, 增質(zhì)量率和特定生長率顯著大于 D1與 D2組(P<0.05), 與 D1組相比分別增長 76.97%和 46.03%(表3), 同時餌料系數(shù)卻顯著低于 D1和 D2組(P<0.05), 與D1組相比減少41.97%(表3), 蛋白質(zhì)效率顯著高于其他4組(P<0.05)。各組魚肝體比無顯著性差異(P>0.05)。構建金鼓魚幼魚的增質(zhì)量率(y)和飼料蛋白水平(x)的二次曲線回歸方程:y= –838.35773+58.32379x–0.83883x2, 當飼料蛋白水平為 35.15時,其增質(zhì)量率達到最大水平(圖1)。

2.2 飼料蛋白水平對金鼓魚全魚體成分的影響

不同飼料投喂金鼓魚 8周后, 全魚的生化成分變化見表4。全魚的灰分和水分含量沒有顯著差異(P>0.05); 粗脂肪含量與飼料蛋白水平變化趨勢相反,其中D1組粗脂肪含量顯著高于D3~D5組(P<0.05); 全魚粗蛋白含量隨著飼料蛋白水平的上升而上升, D5與D4組顯著高于其他3組(P<0.05)。結果說明, 飼料蛋白水平會對全魚粗脂肪及粗蛋白水平產(chǎn)生顯著影響。

表2 飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚生長和飼料利用的影響Tab.2 Effects of varying dietary protein levels on the growth performance and feed utilization efficiency of butterfish juveniles

表3 主要生長指標組間差異百分比比較Tab.3 The variation range of some mean growth perfor-mance indexes

2.3 飼料蛋白水平對金鼓魚消化酶活性的影響

飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚消化酶活性的影響見圖2~圖4。飼料蛋白水平的變化并不影響消化道中脂肪酶及淀粉酶活性(P>0.05), 但對蛋白酶活性卻產(chǎn)生了顯著影響。其中, 胃蛋白酶和腸道中胰蛋白酶活性均隨著飼料蛋白水平的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢, 與增質(zhì)量率變化趨勢相似。D3與 D4組魚胃蛋白酶活力顯著高于 D1、D2組(P<0.05); D4組

腸道中胰蛋白酶活性最高, 顯著高于D1、D2與D5組(P<0.05); 但各組魚肝臟胰蛋白酶活性差異不顯著(P>0.05)。說明金鼓魚可以通過提高胃、腸道的蛋白酶活性增強對飼料中蛋白成分的消化吸收。

表4 飼料蛋白水平對金鼓魚全魚生化成分的影響Tab.4 Effects of varying dietary protein levels on the body biochemical composition of butterfish juveniles

圖1 不同飼料蛋白水平下金鼓魚幼魚的增質(zhì)量率Fig.1 Weight gain rate of butterfish juveniles fed diets with different levels of protein

圖2 不同飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚胃、腸道和肝臟蛋白酶活性的影響Fig.2 Effects of varying dietary protein levels on the on protease activities in stomach, forgut and liver of butterfish

圖3 不同飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚胃、腸道和肝臟脂肪酶活性的影響Fig.3 Effects of varying dietary protein levels on the lipase activities in stomach, forgut and liver of butterfish

圖4 不同飼料對金鼓魚幼魚腸道和肝臟淀粉酶活性的影響Fig.4 Effects of varying dietary protein levels on the amylase activities in forgut and liver of butterfish

2.4 飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶活性的影響

不同飼料投喂組魚肝臟的谷丙轉氨酶(GPT)和谷草轉氨酶(GOT)活性見圖5。結果顯示, 隨著飼料蛋白水平升高, 肝臟中GPT和GOT的活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢, 這與各飼料組魚的增質(zhì)量率的變化趨勢一致; 其中D3、D4組魚的GPT活性顯著高于D1與D5組, D3組魚的GOT活性顯著高于D1組(P<0.05)。說明飼料蛋白水平顯著影響金鼓魚幼魚肝臟中這兩種轉氨酶的活性。

圖5 飼料蛋白水平對金鼓魚肝臟谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶活性的影響Fig.5 Effects of varying dietary protein levels on the GPT and GOT activities in liver of butterfish juveniles

2.5 飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚免疫、抗氧化指標的影響

飼料蛋白水平顯著影響金鼓魚幼魚肝臟抗氧化酶活性。其中超氧化物歧化酶、過氧化氫酶及總抗氧化力的變化趨勢與增質(zhì)量率的變化趨勢相符, 分別在D3、D4和D3組達到最大值, 且均顯著高于D1、D2和D5組(P<0.05)。丙二醛(MDA)變化趨勢與前三者相反, 以 D3組最低, 顯著低于 D1與 D2組(P<0.05); 此外, 谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)活性在各組之間無顯著性差異。以上結果表明, 適宜的飼料蛋白水平對改善金鼓魚幼魚的免疫及抗氧化能力有一定幫助。

3 討論

3.1 蛋白水平影響金鼓魚幼魚的生長性能

魚類對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)需求與魚類的食性有較大關系, 植食性魚類對蛋白質(zhì)的需求小于雜食性魚類,而肉食性魚類的蛋白營養(yǎng)需求最高[2]。例如, 植食性的黃斑藍子魚為 29.01%~34.37%[2]、雜食性的美國紅魚 (Sciaenops ocellatus)的蛋白需求量為40%[5]、絲尾 鳠 (Cuvier & Valenciennes)為 44%[6]等; 肉食性魚類較高, 如 佛羅里達鯧 鲹 (Trachinotus carolinus)為45%[7]、黑線鱈魚 (Melano grammus aeglefinusL.)為 49.9%[8]、大西洋鱈 (Gadus morhuaL.)為 54.0%[9]、點帶石斑魚 (Epinephelus malabaricus)為55%[10], 一般在45%~55%。

表5 飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚肝臟免疫和抗氧化指標的影響Tab.5 Effects of varying dietary protein levels on the immune and antioxidant indexes in liver of butterfish juveniles

迄今, 尚未有關于金鼓魚蛋白營養(yǎng)需求的報道,但對黃斑藍子魚、點藍子魚[11]、等食性相近的海水魚類的研究表明, 植食性海水魚類的蛋白需求量在29%~34%。且蛋白需求量隨生長階段的不同有較大差異, 一般幼魚蛋白營養(yǎng)需求高于成魚。本研究發(fā)現(xiàn),飼料蛋白水平顯著影響金鼓魚幼魚的增質(zhì)量率和特定生長率。隨著飼料蛋白水平的提高, 金鼓魚幼魚的增質(zhì)量率和特定生長率變化趨勢一致, 均在 D3組(32%)達到最大值; 飼料系數(shù)變化趨勢與增質(zhì)量率和特定生長率相反, 在 D3組達到最小值, 表明 D3組飼料的蛋白水平達到魚體最大生長所需?；貧w曲線分析表明, 當飼料的蛋白含量為 35.15%時幼魚的增質(zhì)量率最高。當飼料蛋白水平大于D3組(32%)后, 隨著飼料蛋白水平升高, 蛋白質(zhì)效率不斷下降, 表明高蛋白飼料使得魚體中更多的蛋白用于能量代謝,造成排放到水體中的氮增加, 導致蛋白質(zhì)浪費[12-14]。

金鼓魚幼魚肝體比隨飼料蛋白水平的上升而下降, 但各組間無顯著差異。一方面, 可能是金鼓魚幼魚在生長、代謝中要維持適宜的能量, 所以當日糧中蛋白質(zhì)提供的能量不足時, 選擇性地積累一定量的脂肪, 并以此作為能量來源[11]; 另一方面, 可能是由于低蛋白組含有較高水平的淀粉, 導致飼料中糖類含量的提高, 引起糖原在肝臟中的積累, 引起肝體比增大[15]。

3.2 飼料蛋白水平影響金鼓魚幼魚魚體常規(guī)生化成分

金鼓魚魚體粗蛋白含量隨著飼料蛋白水平的上升而上升, 這與在黃斑藍子魚[2]和鯔魚 (Mugilcephalus linnaeus)[16]中的研究結果一致, 但與高榮兵[17]對點藍子魚幼魚的研究報道不一致, 他們發(fā)現(xiàn):

隨著飼料蛋白水平從 21%上升到 48%, 點藍子魚魚體粗蛋白呈先上升后下降的趨勢。此外, 也有研究表明, 飼料蛋白水平對魚體粗蛋白含量并無顯著影響,如對白梭吻鱸魚 (Sciaenops ocellatus)[18]、大菱鲆幼魚 (Scophthalmus maximus L.)[19]等的研究, 出現(xiàn)這些結果與魚類的食性、生境、規(guī)格、養(yǎng)殖條件及日常管理等有關。本實驗中當?shù)鞍姿礁哂?6.1%后, 金鼓魚魚體蛋白含量增速明顯放緩, 暗示D5組飼料蛋白水平過高, 金鼓魚通過其他代謝途徑消耗了魚體過剩的蛋白質(zhì)[20]。

金鼓魚魚體粗脂肪含量隨著飼料蛋白水平的上升而下降, 但各組之間無顯著性差異。研究表明, 魚體脂肪沉積與魚體對能量的需要量有關, 且在一定程度上與飼料系數(shù)有關[21], 另一方面, 試驗飼料基本等脂等能, 所以蛋白水平較低的飼料中含有較高含量的碳水化合物, 魚體可能通過轉化部分碳水化合物而獲得一定的脂肪, 導致魚體脂肪沉積量上升[22]。此外, 飼料蛋白水平?jīng)]有對金鼓魚幼魚的水分和灰分含量產(chǎn)生顯著影響, 類似的結果見于黃斑藍子魚。然而, 金鼓魚幼魚魚體體成分改變的原因是否只與飼料的蛋白水平相關仍然有待研究。有學者認為, 魚體基本營養(yǎng)組成與多種營養(yǎng)因素有關, 是復雜的代謝調(diào)控的結果[23]。本研究結果表明, 在適宜范圍內(nèi)提高飼料蛋白水平可以改善金鼓魚肉質(zhì), 減少體內(nèi)脂肪沉積。

3.3 試驗飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚蛋白酶成活性的影響

魚類消化酶的活性與其食性、飼料組成等有很大關系。在一定范圍內(nèi), 蛋白酶活性隨著飼料蛋白水平的增加而增加[24]。本研究發(fā)現(xiàn), 試驗魚消化道中蛋白酶活性的變化趨勢基本一致, 隨飼料蛋白水平的上升, 胃、肝臟和腸道蛋白酶活性均呈先上升后下降的趨勢, 這與在其他魚類中的研究結果相似[25-27], 表明飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚蛋白酶活性有顯著影響。同時, 金鼓魚幼魚前腸胰蛋白酶活性高于肝臟, 這與對鯪(Cirrhina molitorella)[28]、草魚(Ctenopharyngodon idellus)[29]的研究結果一致。一般而言, 肝臟是消化酶分泌器官, 而消化的主要場所是腸道[30], 肝臟消化酶活性直接受消化酶分泌活性的影響; 而腸道消化酶活性受肝臟分泌和轉運兩個過程的影響[31], 本研究發(fā)現(xiàn), 在相同的飼料蛋白水平下金鼓魚幼魚肝臟和腸道蛋白酶變化趨勢基本一致, 表明飼料蛋白水平可能主要對肝臟中蛋白酶分泌過程產(chǎn)生影響。綜上, 作者認為在一定范圍內(nèi)飼料蛋白水平的升高,可以促進金鼓魚幼魚蛋白酶活性, 從而提高其對飼料蛋白的消化吸收[27-28]。

3.4 試驗飼料蛋白含量變化對金鼓魚幼魚肝臟谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶活性的影響

肝臟中兩種轉氨酶酶活性的升高表明轉氨基作用增強, 組織中氨基酸代謝物增加, 谷丙轉氨酶(GPT)主要存在于肝細胞漿內(nèi), 作用于底物丙酮酸、a-酮戊二酸的廣譜酶, 外來化合物可產(chǎn)生抑制或誘導作用[32]。GOT和GPT活性通?？捎脕碇甘緞游锏母闻K功能。林仕梅等[33]研究表明, 中華絨鰲蟹肝胰腺中GOT活力較肌肉中高, 認為肝胰臟是氨基酸合成和脫氨的主要場所。在本研究中, 對不同組魚肝臟中GPT和GOT的活性測定后發(fā)現(xiàn), 二者均在D3組中活力最高, 表明D3組蛋白含量可有效促進金鼓魚幼魚的氨基酸代謝, 有利于金鼓魚幼魚體內(nèi)代謝平衡,這一結果與石英等[34]對血鸚鵡的研究結果相似, 該研究認為, 適宜的蛋白水平會在一定程度上促進魚類肝臟中谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶活性, 但過高的飼料蛋白水平會降低這兩種酶的活性。

3.5 試驗飼料蛋白水平對金鼓魚幼魚肝臟免疫與抗氧化指標的影響

所有抗氧化指標中, 總抗氧化力可以反映所有非酶體系抗氧化系統(tǒng)的能力[35]。SOD、CAT在魚類中的作用主要是清除活性氧, 對過氧化氫(H2O2)和超氧化物(O2-)有清除作用[36]。GPX促進過氧化氫和脂質(zhì)過氧化物的分解, 是一種高效的抗脂質(zhì)過氧化酶[37]。本研究發(fā)現(xiàn), 隨著飼料蛋白水平的上升, 金鼓魚幼魚肝臟中T-AOC、GPX、SOD和CAT水平均呈先上升后下降的趨勢, 相反的, MDA水平呈先下降后上升的趨勢, 且均在 D3(32%)與 D4組(36%)中表現(xiàn)最好, 表明金鼓魚幼魚抗氧化能力與飼料蛋白水平有關。綜合各種指標, 我們認為飼料蛋白水平在32%左右, 金鼓魚幼魚的抗氧化能力較高。

酸性磷酸酶是溶酶體的標志酶之一, 與細胞代謝有關, 常作為魚類非特異性免疫的一個指標。堿性磷酸酶是膜結合蛋白, 參與多種代謝物的轉運[38]。溶菌酶被認為是評估魚類抗病及免疫能力的主要指標之一[35]。隨著飼料蛋白水平的上升, 金鼓魚幼魚溶菌酶和酸性磷酸酶均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢, 并且各組間有顯著差異, 這與樂貽榮等[39]在奧尼羅非魚(Oreochromis niloticus×O.aureus)中的報道不同, 該研究認為飼料蛋白水平變化對奧尼羅非魚溶菌酶活性無顯著影響, 表明不同種魚類的飼料蛋白水平對其免疫能力的影響有所不同。在本研究中, 蛋白含量較低組金鼓魚的免疫和抗氧化指標的活性均有所下降, 可能與飼料中必需氨基酸供應不足有關[40]; 另一方面, 不同的蛋白源含有的氨基酸未必完全適宜某種魚類, 所以當飼料蛋白水平上升到一定程度后,營養(yǎng)拮抗因子也會在魚體中增多, 從而影響魚體免疫和抗氧化的能力[41]。綜上, 32%~36%的飼料蛋白水平可能有利于提高金鼓魚的免疫與抗氧化能力。

4 小結

研究結果表明, 金鼓魚幼魚飼料中蛋白的適宜添加量為35%左右。在此飼料蛋白水平下, 金鼓魚的增質(zhì)量率最大, 魚體蛋白含量較高, 脂肪含量較低,消化道的蛋白酶活性較高, 魚體的免疫與抗氧化能力較強。本研究首次確定金鼓魚幼魚對蛋白質(zhì)的適宜需要量, 為其飼料配方研發(fā)提供了參考依據(jù)。

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