馬季,李寶山, 王成強(qiáng),王曉艷,喬洪金,王際英*
(1.上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部魚類營養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究中心,水產(chǎn)動物遺傳育種中心上海市協(xié)同創(chuàng)新中心,上海 201306; 2.山東省海洋資源與環(huán)境研究院 山東省海洋生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 煙臺 264006; 3.魯東大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,山東 煙臺 264025)
魚粉魚油適口性好、易消化吸收、必需營養(yǎng)素全面,是水產(chǎn)飼料的優(yōu)質(zhì)蛋白源和脂肪源。近年來,由于全球氣候變化、環(huán)境污染及過度捕撈,魚粉、魚油產(chǎn)量已難以滿足行業(yè)發(fā)展的需求。減少飼料中魚粉及魚油的使用比例,對行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。而植物原料來源廣泛且價格低廉,是替代魚粉、魚油的理想原料。
研究表明,發(fā)酵菜粕替代飼料中75%的魚粉會降低真鯛Pagrusmajor的生長性能及抗氧化能力[1];大豆蛋白替代金鯛Sparusaurata飼料中40%魚粉,會對其生長及免疫能力產(chǎn)生負(fù)面影響,替代達(dá)到60%時會引起炎癥反應(yīng)[2];亞麻籽油完全替代大菱鲆ScophthalmusmaximusL.飼料中的魚油會降低血清溶菌酶活性及總抗氧化能力[3]。全部替代魚粉魚油會降低歐洲狼鱸Dicentrarchuslabrax生長性能[4],而完全替代軍曹魚Rachycentroncanadum飼料中的魚粉魚油,則不會影響其生長性能[5]??梢姡参镌咸娲~粉魚油對養(yǎng)殖魚的影響因魚而異,表明不同魚種對植物原料的適應(yīng)能力有所不同,因此,有必要對此進(jìn)行深入研究。
大菱鲆以其良好的肉質(zhì)及較快的生長速度,在中國及歐洲被廣泛養(yǎng)殖。本試驗(yàn)中,探究了混合植物蛋白及芥花油、大豆油替代魚粉魚油對大菱鲆幼魚生長、體成分、生化、抗氧化及免疫指標(biāo)的影響,以期為替代大菱鲆日糧中魚粉及魚油提供科學(xué)參考。
大菱鲆幼魚購自蓬萊宗哲養(yǎng)殖有限公司,養(yǎng)殖試驗(yàn)在山東省海洋資源與環(huán)境研究院循環(huán)水養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
1.2.1 試驗(yàn)飼料的配制 試驗(yàn)飼料設(shè)置4個組,魚粉魚油組(對照)以魚粉為蛋白源,魚油為脂肪源;魚油組以混合植物蛋白(大豆分離蛋白、玉米蛋白粉、發(fā)酵豆粕、花生粕、谷朊粉)為蛋白源,魚油為脂肪源;芥花油組以混合植物蛋白為蛋白源,芥花油并補(bǔ)充必需脂肪酸純化油為脂肪源;大豆油組以混合植物蛋白為蛋白源,大豆油并添加混合藻粉(裂壺藻Schizochytriumsp.與擬微綠球藻Nannochloropsissp.的比例為1.2∶1)為主要脂肪源。各組必需脂肪酸含量均滿足大菱鲆幼魚生長的需求量[6]。按照試驗(yàn)飼料配方,所有干物料經(jīng)粉碎過0.198 mm篩后充分混勻,然后依次加入油和蒸餾水混勻后,經(jīng)螺旋擠壓機(jī)加工成粒徑為3 mm的顆粒,60 ℃下烘干,于-20 ℃下保存待用。試驗(yàn)飼料配方及營養(yǎng)水平見表1~表5,其中,魚粉含粗蛋白質(zhì)69%、粗脂肪6.5%;大豆分離蛋白含粗蛋白質(zhì)90%;玉米蛋白粉含粗蛋白質(zhì)66%;發(fā)酵豆粕含粗蛋白質(zhì)52%;花生粕含粗蛋白質(zhì)53%;谷朊粉含粗蛋白質(zhì)80%;DHA純化油含DHA 55%;ARA純化油含ARA 55%;裂壺藻(干物質(zhì))中含粗蛋白質(zhì)9.7%、粗脂肪25.35%;擬微綠球藻(干物質(zhì))中含粗蛋白質(zhì)45%、粗脂肪18.05%;誘食劑中含5’肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉,二者的比例為1∶7。
1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及養(yǎng)殖管理 正式試驗(yàn)開始前,將試驗(yàn)魚暫養(yǎng)于養(yǎng)殖系統(tǒng)中以適應(yīng)養(yǎng)殖環(huán)境,期間投喂對照組與試驗(yàn)組混合的飼料。兩周后逐漸減少投喂飼料中對照組飼料的比例,直至為零。10 d后,挑選健康且規(guī)格統(tǒng)一的大菱鲆幼魚放入12個養(yǎng)殖桶(高80 cm,直徑70 cm,水深50 cm)中,每桶30尾魚(體質(zhì)量為35.95 g±0.05 g),用每種飼料隨機(jī)投喂3個桶,每組設(shè)3個重復(fù),養(yǎng)殖試驗(yàn)共進(jìn)行55 d。
表1 試驗(yàn)飼料一般營養(yǎng)組成(干物質(zhì))
表2 試驗(yàn)飼料配方
表3 試驗(yàn)飼料氨基酸組成(干物質(zhì))
表4 試驗(yàn)飼料原料脂肪酸組成
表5 試驗(yàn)飼料脂肪酸組成
采取定時定量投喂(8:00和16:00),初始投喂量為魚體質(zhì)量的1%,之后根據(jù)攝食狀況及時調(diào)整投喂量,投喂后30 min排殘餌,記錄殘餌數(shù)量。養(yǎng)殖期間,控制水溫為(17.0±0.5)℃,鹽度為28~32,pH為7.8~8.2,溶解氧質(zhì)量濃度>7.0 mg/L,氨氮質(zhì)量濃度<0.1 mg/L。
1.2.3 樣品采集 試驗(yàn)結(jié)束后,控食24 h,稱重并計(jì)算增重率(WGR)、特定生長率(SGR)、攝食量(FI)、飼料系數(shù)(FCR)、蛋白質(zhì)效率(PER)、脂肪效率(LER)及存活率(SR)。從每桶隨機(jī)取8尾魚,尾靜脈取血,將血液于4 ℃冰箱靜置4 h后,4 ℃下以3 500 r/min離心10 min,分離血清,分裝后置于超低溫冰箱(-80 ℃)中保存待測。隨機(jī)取采血后的3尾魚,冰上分離肝臟,冰浴勻漿后轉(zhuǎn)移至超低溫冰箱(-80 ℃)中保存,用于相關(guān)酶活測定。每桶再取3尾全魚用于全魚氨基酸及脂肪酸組成測定。
1.2.4 樣品分析
1)飼料、全魚、肝臟氨基酸(除色氨酸外)與脂肪酸含量測定。稱取一定量的凍干樣品,加入6 mL 6 mol/L HCl,80 ℃下金屬浴30 min,110 ℃下金屬浴24 h,趕酸后過0.22 μm有機(jī)濾膜,濾液收集于帶有旋塞的樣品瓶中,用氨基酸分析儀(HITACHI L-8900, 日本)分析氨基酸組成及含量。脂肪酸含量的測定步驟參考Qiao等[7]的報(bào)道,通過高效氣相色譜儀(SHIMADZU GC-2010, 日本)測定。
2)血清生化指標(biāo)的測定。采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定總蛋白質(zhì)(TP)、葡萄糖(Glu)、總膽固醇(TCHO)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(AKP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)及谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)含量,具體操作方法參考試劑盒說明書。
3)血清及肝臟抗氧化相關(guān)指標(biāo)測定。采用上海酶聯(lián)生物科技有限公司試劑盒測定超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px),采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定丙二醛含量(MDA)、過氧化氫酶(CAT)及溶菌酶(LZM)活性,具體操作方法參照試劑盒說明書。
4)生長性能及飼料利用參數(shù)。計(jì)算公式為
WGR=(mt-m0)/m0×100%,
SGR=(lnmt/lnm0)/t×100%,
FI=F/[(m0+mt)/2×t],
FCR=F/(mt-m0),
PER=(mt-m0)/(F×P)×100%,
LER=(mt-m0)/(F×L)×100%,
SR=Nt/N0×100%。
其中:mt、m0分別為試驗(yàn)終末和試驗(yàn)初始魚體平均質(zhì)量(g);F為飼料攝入量(g);P、L分別為飼料粗蛋白質(zhì)和粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);t為試驗(yàn)時間(d);Nt、N0分別為試驗(yàn)終末和初始魚數(shù)量(ind.)。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示,采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),采用Duncan法進(jìn)行組間多重比較,顯著性水平設(shè)為0.05。
從表6可見:各組試驗(yàn)魚存活率無顯著性差異(P>0.05);豆油組增重率、特定生長率、飼料系數(shù)、蛋白質(zhì)效率與魚粉魚油組無顯著性差異(P>0.05),二者均顯著優(yōu)于其他組(P<0.05),魚油組、芥花油組各指標(biāo)均無顯著性差異(P>0.05);魚粉魚油組脂肪效率最高,豆油組次之,魚油組及芥花油組最低(P<0.05)。
表6 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆生長性能及飼料利用的影響
從表7可見:各組粗蛋白質(zhì)及水分含量無顯著性差異(P<0.05);魚粉魚油組與豆油組粗脂肪含量無顯著性差異(P>0.05),但均顯著高于其他組(P<0.05);魚粉魚油組粗灰分含量最高,魚油組、芥花油組次之,豆油組最低(P<0.05)。
表7 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆體組成成分的影響(濕物質(zhì))
從表8可見:大菱鲆全魚氨基酸組成中,氨基酸總量及必需氨基酸總量顯著高于魚粉魚油組(P<0.05);除Met及Phe外,其余各種必需氨基酸均有不同程度的提高,豆油組Met含量最高,各組Phe含量無顯著性差異(P>0.05);各組∑NEAA無顯著性差異(P>0.05),魚油組、芥花油組、豆油組Gly、Pro、Ala含量總體上顯著低于魚粉魚油組(P<0.05)。
表8 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆全魚氨基酸組成的影響(干物質(zhì))
從表9可見:大菱鲆肝臟氨基酸組成中,芥花油組及豆油組Met含量較魚粉魚油組顯著下降(P<0.05),魚油組、芥花油組及豆油組其余必需氨基酸較魚粉魚油組有一定程度的提高;對于非必需氨基酸,豆油組Ala含量顯著低于其他組(P<0.05),魚油組、芥花油組及豆油組其余非必需氨基酸較魚粉魚油組有一定程度提高。
表9 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆肝臟氨基酸組成的影響(干物質(zhì))
從表10可見:大菱鲆全魚脂肪酸組成中,魚粉魚油組∑SFA顯著高于其他組(P<0.05),魚油組次之,芥花油組最低;芥花油組C18:1n-9、∑MUFA顯著高于其他組(P<0.05);魚油組、芥花油組及豆油組∑n-6PUFA顯著高于魚粉魚油組(P<0.05),豆油組C18:2n-6顯著高于其他組(P<0.05);魚粉魚油組、魚油組∑n-3PUFA、EPA含量顯著高于其他組(P<0.05),而芥花油組最低,魚粉魚油組DHA含量顯著高于其他組(P<0.05),而魚油組最低。
表10 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆全魚脂肪酸組成的影響
從表11可見:大菱鲆肝臟脂肪酸組成中,芥花油組及豆油組∑SFA顯著降低(P<0.05);芥花油組C18:1n-9及∑MUFA顯著高于其他組(P<0.05),而豆油組∑MUFA則最低(P<0.05);芥花油組及豆油組C18:2n-6及∑n-6PUFA顯著高于其他組(P<0.05);芥花油組及豆油組EPA、DHA及∑n-3PUFA顯著低于其他組(P<0.05)。
表11 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆肝臟脂肪酸組成的影響
從表12可見:各組血清Glu、TP及T-CHO含量均無顯著性差異(P>0.05);各替代組TG含量顯著高于魚粉魚油組(P<0.05);芥花油組LDL-C含量顯著高于魚油組、魚粉魚油組(P<0.05);魚粉魚油組、魚油組HDL-C含量顯著高于其他組(P<0.05);各組間ACP、AST活性無顯著性差異(P>0.05),芥花油組及豆油組AKP和ALT活性顯著高于魚粉魚油組(P<0.05)。
表12 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆幼魚血清生化指標(biāo)的影響
從表13可見:各組血清中SOD、CAT、GSH-Px活性及MDA含量無顯著性差異(P>0.05),芥花油組、豆油組血清中LZM活性顯著低于其他組(P<0.05);豆油組肝臟SOD活性最低,但與其他3組間無顯著性差異(P>0.05);芥花油組MDA含量顯著高于魚粉魚油組和魚油組(P<0.05);魚粉魚油組的CAT和LZM活性顯著高于其他組(P<0.05);魚油組、芥花油組GSH-Px活性顯著低于魚粉魚油組(P<0.05)。
表13 植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆幼魚血清與肝臟抗氧化酶活力的影響
本試驗(yàn)中,經(jīng)過8周的養(yǎng)殖試驗(yàn),魚油組、芥花油組試驗(yàn)魚生長性能與飼料利用率均顯著低于魚粉魚油組、豆油組,而豆油組與魚粉魚油組增重率、特定生長率、攝食量、餌料系數(shù)及蛋白效率無顯著性差異。魚粉不僅營養(yǎng)全面,而且是天然的誘食劑。研究者對虹鱒Oncorhynchusmykiss[8]、黃尾魳Seriolaquinqueradiata[9]及金鯛[10]等的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),低增重率主要是由魚粉替代后攝食量降低導(dǎo)致。本試驗(yàn)中,魚油組、芥花油組及豆油組攝食量顯著高于魚粉魚油組,可能與添加的誘食劑有關(guān)。充足的攝食是生長的必然前提,然而并不一定帶來良好的生長表現(xiàn),如本試驗(yàn)中魚油組、芥花油組攝食量雖高于魚粉魚油組、豆油組,但餌料系數(shù)卻顯著高于魚粉魚油組、豆油組,即飼料效率(feed efficiency, FE)低于魚粉魚油組、豆油組,故導(dǎo)致魚油組、芥花油組增重率低于魚粉魚油組、豆油組。這一結(jié)果與對日本真鱸Lateolabraxjaponicus的研究結(jié)果一致[11],以大豆蛋白替代75%的魚粉時,該組有較高的攝食量,但飼料效率較低,故增重率亦較低。
飼料由蛋白質(zhì)及脂肪兩大主要成分組成,蛋白質(zhì)效率、脂肪效率和飼料效率本質(zhì)均反映試驗(yàn)動物對飼料的利用情況。本試驗(yàn)中,由于魚粉魚油組添加了較其他組精細(xì)植物蛋白原料粗糙的魚粉,而豆油組添加了顆粒蓬松的裂壺藻粉,因此,這兩組飼料顆粒較魚油組及芥花油組蓬松,而魚油組、芥花油組飼料添加的精細(xì)植物蛋白料顆粒較硬,推測這可能會影響試驗(yàn)魚的攝食及消化吸收,進(jìn)而影響各組的增重率、餌料系數(shù)、蛋白質(zhì)效率和脂肪效率。Andrew等[12]對金鯛的研究表明,相較于普通飼料,質(zhì)地柔軟的飼料更有利于消化吸收。Aas等[13]發(fā)現(xiàn),經(jīng)海水浸泡的飼料相較于干料能夠更快地從大西洋鮭的胃中轉(zhuǎn)運(yùn)到小腸,更利于消化與吸收。由于飼料質(zhì)地對試驗(yàn)魚消化吸收的相關(guān)報(bào)道較少,因此,在這方面仍需進(jìn)一步的研究。此外,本試驗(yàn)中雖使用多種植物蛋白源,并補(bǔ)充相應(yīng)的晶體氨基酸,但由于魚體對晶體氨基酸與飼料蛋白質(zhì)中結(jié)合態(tài)氨基酸在消化吸收時間上的不同步,會造成氨基酸利用過程中的不平衡,另外,飼料在制作過程中,晶體氨基酸的損失也會影響氨基酸的平衡。Gao等[14]研究發(fā)現(xiàn),蛋氨酸缺乏會降低大菱鲆的生長及飼料利用效果,且會對腸道有一定損傷。Peres等[15]研究表明,賴氨酸含量與大菱鲆的生長密切相關(guān)。因此,氨基酸的不平衡也是導(dǎo)致各處理組生長性能低于魚粉魚油組的原因。
本試驗(yàn)中,各組全魚水分含量及粗蛋白質(zhì)含量無顯著性差異,說明植物原料替代魚粉魚油并未對全魚粗蛋白質(zhì)及水分沉積造成影響。魚粉魚油組、豆油組全魚粗脂肪含量顯著高于魚油組、芥花油組,主要是由于魚油組及芥花油組脂肪效率較低導(dǎo)致,故此兩組魚脂肪沉積較少。此外,魚油組、芥花油組飼料效率低,可利用的營養(yǎng)物質(zhì)少,在某種意義上魚處于饑餓狀態(tài),養(yǎng)殖魚可能需要消耗更多脂肪以提供機(jī)體生命活動的能量,故而減少了機(jī)體的脂肪含量。這與Yang等[16]對牙鲆Paralichthysolivaceus及Li等[17]對異育銀鯽Carassiusauratusgibeliovar.CAS III的研究結(jié)果類似,本研究結(jié)果表明,饑餓會促進(jìn)脂肪分解產(chǎn)能。
相較于魚粉魚油組,魚油組、芥花油組及豆油組全魚氨基酸組成中的各必需氨基酸含量均有不同程度的提高,而與全魚氨基酸不同的是,芥花油組及豆油組肝臟中Met含量則顯著降低。本試驗(yàn)中,雖采用多種植物蛋白添加相應(yīng)的晶體氨基酸替代魚粉,使得氨基酸模式與對照組接近,但機(jī)體內(nèi)晶體氨基酸與蛋白質(zhì)消化吸收不同步[18-19],未同步消化的氨基酸進(jìn)入魚機(jī)體主要代謝器官,而后繼續(xù)利用,重新分配,以保證機(jī)體正常生長。肝臟是機(jī)體主要的營養(yǎng)代謝器官,且是調(diào)節(jié)代謝的中樞器官,因此,推測肝臟氨基酸中Met顯著下降的原因有兩方面,一是飼料中缺乏Met;二是由于飼料中缺乏Met,而機(jī)體又無法合成Met,肝臟通過調(diào)節(jié)代謝,減少肝臟中Met的沉積,使Met更多的流向機(jī)體,以保證機(jī)體的正常生長,從而對全魚氨基酸組成影響較小。根據(jù)Skiba-Cassy等[20]對虹鱒的研究,投喂缺乏Met的飼料,會提高與氨基酸代謝相關(guān)基因的表達(dá)量,激活可以減少蛋白質(zhì)合成、促進(jìn)氨基酸合成及轉(zhuǎn)運(yùn)的GCN2/eIF2α(GCN2,general control non-derepressible 2; eIF2α,elongation initiation factor 2α)通路。而根據(jù)Panserat等[21]對虹鱒的研究,投喂100%植物源飼料時虹鱒肝臟57%的差異表達(dá)基因的功能與代謝相關(guān),而其中37%和蛋白質(zhì)代謝緊密相關(guān)。氨基酸不平衡會影響肝臟氨基酸組成,同樣也影響到魚的生長性能,具體表現(xiàn)在飼喂不同飼料的魚,若魚達(dá)到相同體質(zhì)量,氨基酸不平衡飼料組所用時間較長,相同時間下,增重率及飼料效率均較低。
植物油缺乏魚油富含的多不飽和脂肪酸(PUFA),尤其是海水魚生長所必需的DHA及EPA[22]。裂壺藻富含DHA[23],在魚油替代的試驗(yàn)中常作為DHA的重要來源[24]。擬微綠球藻富含EPA,常作為輪蟲鹵蟲的EPA供給源[25],也作為EPA來源應(yīng)用在日本對蝦Marsupenaeusjaponicus[26]、牙鲆[27]幼體的營養(yǎng)強(qiáng)化中。本試驗(yàn)結(jié)果表明,全魚及肝臟脂肪酸組成反映了各組飼料的脂肪酸組成特點(diǎn)。這與利用植物油替代大菱鲆[28]、金鯛[29]和軍曹魚[30]飼料中魚油的研究結(jié)果一致。長鏈多不飽和脂肪酸(long-chain polyunsaturated fatty acids,LC-PUFA)的合成是一個以18個碳原子的脂肪酸長鏈(亞油酸C18:2n-6、亞麻酸C18:3n-3)為底物,通過Δ6脂肪酸去飽和酶(Δ6fatty acyl desaturase, Fad)、延長酶及Δ5去飽和酶(Δ5Fad)進(jìn)行合成的過程。 本試驗(yàn)中,替代組全魚脂肪酸中C20:4n-6、EPA及DHA的減少,反映了大菱鲆中C18:2n-6轉(zhuǎn)化成C20:4n-6,C18:3n-3轉(zhuǎn)化成EPA、DHA的能力有限。
本試驗(yàn)中,魚油組、芥花油組及豆油組甘油三酯含量顯著高于魚粉魚油組,這與Li等[31]利用小麥胚芽油替代珍珠龍膽石斑魚Epinephelusfuscoguttatus♀ ×Epinepheluslanceolatus♂日糧中魚油的試驗(yàn)結(jié)果類似。LDL主要轉(zhuǎn)運(yùn)來自肝臟的內(nèi)源性膽固醇,并通過血液送至各個組織和器官,HDL的功能則與其相反,主要轉(zhuǎn)運(yùn)外源性膽固醇至肝臟。本試驗(yàn)中,魚粉魚油組、魚油組及豆油組LDL-C低于芥花油組,而HDL-C含量則與之相反,這與Li等[32]對金鯧的研究結(jié)果一致。該試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著飼料中n-3HUFA的升高,血清中TG、T-CHO及LDL-C含量顯著下降。由此可見,飼料中適宜的n-3PUFA含量能促進(jìn)脂肪的代謝,這也是導(dǎo)致本試驗(yàn)中脂肪效率差異顯著的主要原因。
血清中Glu含量可作為魚類應(yīng)激反應(yīng)的指示指標(biāo),而血清中TP含量也可一定程度上反映魚類非特異性免疫能力。本試驗(yàn)中,各組血清Glu、TP含量無顯著性差異,這與Glencross等[33]對尖吻鱸上的研究結(jié)果一致。表明植物原料替代魚粉魚油對大菱鲆血清中Glu及TP的代謝未產(chǎn)生負(fù)面影響。
肝臟AST和ALT是反映肝臟健康狀態(tài)的重要指示酶,當(dāng)肝臟受到外界毒素脅迫或代謝出現(xiàn)紊亂致使肝功能受損時,肝臟細(xì)胞被破壞,肝臟中轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液[34]。本試驗(yàn)中各組血清AST水平無顯著性差異,但魚油組、芥花油組及豆油組ALT水平則顯著高于魚粉魚油組。Li等[35]利用大豆?jié)饪s蛋白替代星斑川鰈Platichthysstellatus飼料中的魚粉,隨著替代水平的升高,血清中AST及ALT水平升高。棉籽粕在低水平替代魚粉(最高替代水平為7%)的情況下,不會提高武昌魚Megalobramaamblycephala血清中兩種轉(zhuǎn)氨酶的水平[36],對肝臟損傷較小,但高水平(最高替代水平為60%)替代下,則會顯著提高烏蘇里鲇Pseudobagrusussuriensis血清中轉(zhuǎn)氨酶水平,對肝臟造成損傷[37]。而Song等[38]利用大豆水解蛋白替代星斑川鰈飼料中魚粉時發(fā)現(xiàn),即便替代100%的魚粉,其血清中兩種轉(zhuǎn)氨酶的水平與對照組也無顯著差異。Dossou等[1]用發(fā)酵菜籽粕替代真鯛日糧中的魚粉時也發(fā)現(xiàn),在所有替代水平下,血清中兩種轉(zhuǎn)氨酶水平與對照組均無顯著性差異。綜上,利用植物蛋白替代魚粉可能會導(dǎo)致血清中AST及ALT水平升高,并造成肝臟損傷,而植物原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子是導(dǎo)致肝臟損傷的主要原因[39],同時,植物原料替代魚粉時不同替代水平或飼喂不同養(yǎng)殖對象,對肝臟的影響是不同的。經(jīng)發(fā)酵或者水解后的蛋白源,抗?fàn)I養(yǎng)因子被有效降低或剔除,其對肝臟損傷程度明顯降低或無損傷。另外,有研究表明,植物油替代魚油同樣會對肝臟造成損傷,Wang等[3]用亞麻籽油替代大菱鲆日糧中魚油的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著替代水平升高,血清中ALT水平也顯著升高,這可能是由于植物油缺乏高不飽和脂肪酸所導(dǎo)致的。本試驗(yàn)中同時替代魚粉及魚油,與魚粉魚油組相比,其余3組在血清ALT水平均有所升高,且芥花油組水平最高。綜合考慮,這是由抗?fàn)I養(yǎng)因子及高不飽和脂肪酸的缺乏共同導(dǎo)致的。
AKP及ACP被認(rèn)為是機(jī)體免疫系統(tǒng)中巨噬細(xì)胞溶酶體的標(biāo)志酶,且其本身也是非特異性免疫的重要水解酶,不僅可以水解入侵的病原體,而且可以促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬及降解作用[40]。本試驗(yàn)中,各組血清中ACP活性無顯著性差異,芥花油組及豆油組AKP活性顯著提高。這與Li等[35]和Ray等[41]的報(bào)道一致,但Wang等[42]利用棉籽粕替代凡納濱對蝦Litopenaeusvannamei飼料中魚粉的結(jié)果顯示,當(dāng)替代水平低于50%時,AKP及ACP活性與對照組并無顯著性差異,但當(dāng)替代水平進(jìn)一步提高,這兩種酶活性顯著下降,由此推測,當(dāng)替代水平較低時,養(yǎng)殖魚能夠應(yīng)對飼料所引起的內(nèi)環(huán)境變化,而當(dāng)替代水平進(jìn)一步提高,突破魚機(jī)體自我調(diào)控能力時,表現(xiàn)出酶活性的降低。因此,試驗(yàn)對象應(yīng)對植物原料所引起的內(nèi)環(huán)境變化的自我調(diào)控能力是有限的,這一能力因魚種、替代水平及抗?fàn)I養(yǎng)因子含量而異。本試驗(yàn)中使用多種植物蛋白源,盡可能避免使用單一原料而導(dǎo)致抗?fàn)I養(yǎng)因子含量過高,從存活率來看,試驗(yàn)對象對原料所引起的內(nèi)環(huán)境的變化在其可自我調(diào)控范圍內(nèi)。
SOD、CAT和GSH-Px是生物體內(nèi)廣泛存在的抗氧化酶,可以有效清除活性氧自由基以保護(hù)機(jī)體組織免受損傷。LZM是魚體非特異性免疫系統(tǒng)中重要的酶,能保護(hù)機(jī)體免受外源微生物的入侵。MDA是脂肪氧化的終產(chǎn)物之一,在體內(nèi)蓄積會使得機(jī)體被活性氧族損傷。本試驗(yàn)中,各試驗(yàn)組在血清SOD、CAT、GSH-Px活性及MDA含量上無顯著性差異,肝臟中SOD活性也無顯著性差異,芥花油組肝臟MDA含量顯著高于魚粉魚油組,而豆油組則在肝臟GSH-Px活性及MDA含量上與魚粉魚油組無顯著性差異。各處理組肝臟中CAT活性顯著低于魚粉魚油組,且無論血清或者肝臟中LZM水平在各處理組中均低于魚粉魚油組。以上結(jié)果與對真鯛[1]和星斑川鰈[38]飼料中魚粉替代的研究結(jié)果類似。Wang等[3]在利用亞麻籽油替代大菱鲆日糧中魚油的研究中也發(fā)現(xiàn),植物油替代魚油會對魚體免疫能力造成負(fù)面影響,而Li等[32]對金鯧的研究表明,n-3HUFA有助于提高魚體抗氧化能力。本試驗(yàn)中,在魚粉及魚油均被替代的情況下,芥花油組n-3PUFA的缺乏是導(dǎo)致該組抗氧化能力下降的主要原因,而豆油組添加裂壺藻及擬微綠球藻有效提高了該組n-3PUFA的含量,該組抗氧化能力優(yōu)于芥花油組。此外,本研究結(jié)果也表明,植物原料替代魚粉魚油會對養(yǎng)殖魚的非特異免疫能力造成負(fù)面影響,這可能也與某些氨基酸缺乏相關(guān)。飼料中適宜水平的精氨酸有利于提高養(yǎng)殖魚的抗氧化和非特異免疫能力,Zhang等[43]對大菱鲆的研究發(fā)現(xiàn),精氨酸對試驗(yàn)魚生長并無促進(jìn)作用,但可提高其非特異免疫及抗病能力。本試驗(yàn)處理組雖補(bǔ)充了晶體精氨酸,但由于飼料制作過程中的損失,以及晶體氨基酸和結(jié)合態(tài)氨基酸消化吸收不同步,造成了精氨酸在體內(nèi)代謝過程中處于相對缺乏的狀態(tài),從而對處理組非特異性免疫能力造成了負(fù)面影響。
1)不同植物性原料替代魚粉魚油對大菱鲆生長性能影響程度不一。豆油組生長性能與魚粉魚油組接近,優(yōu)于芥花油組及魚油組,混合植物蛋白配合豆油及藻粉有望成為替代魚粉魚油的理想飼料。
2)植物原料替代魚粉魚油會影響大菱鲆全魚及肝臟氨基酸和脂肪酸組成。氨基酸方面,主要是某些必需氨基酸含量的降低;脂肪酸組成直接反映出飼料脂肪酸的特點(diǎn),替代組大菱鲆全魚及肝臟中DHA、EPA含量明顯下降。
3)植物原料替代魚粉魚油會對大菱鲆的抗逆能力帶來一定影響。以植物蛋白源搭配豆油及混合藻粉的豆油組在生長性能及抗逆能力方面優(yōu)于芥花油組及魚油組。同時替代魚粉魚油,必需氨基酸如蛋氨酸、賴氨酸,某些脂肪酸的缺乏,以及抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在,是影響大菱鲆抗逆能力的主要因素。
4)通過調(diào)節(jié)全植物蛋白飼料中脂肪酸的組成及飼料質(zhì)地,可有效提高大菱鲆對飼料的利用效率。