王萬良,周建設,陳美群,王金林,曾本和,王且魯,扎西拉姆
(西藏自治區(qū)農牧科學院水產科學研究所,西藏 拉薩 850000)
【研究意義】β-葡聚糖是一種具有生物活性的功能性低聚多糖,其分子式為(C6H10O5)n,廣泛存在于谷物和微生物中,由均一的D-吡喃葡萄糖單位通過β-1,3和 β-1,4鍵連接成,基于不同糖苷鍵的比例可分為水溶性和非水溶性2種[1]。近些年,國家加快水產養(yǎng)殖業(yè)改革創(chuàng)新和補齊發(fā)展短板,推動水產養(yǎng)殖業(yè)轉型升級和綠色高質量發(fā)展,倡導綠色安全水產品,逐步減少抗生素使用已成為必然趨勢。許多研究表明,β-葡聚糖具有保健功效,被廣泛應用于食品和飼料添加劑中,能夠促進動物機體生長、提高免疫能力、增強抗感染等,特別在水產經濟動物養(yǎng)殖過程中,能夠明顯提高成活率,顯著影響部分魚蝦的生長性能和生理功能[2-3]。亞東鮭(Salmontrutta)隸屬于鮭形目(Salmoniformes)、鮭科(Salmonidae)、鮭屬(Salmon),與褐鱒系同物異名,由英國人從20世紀90年代引進到亞東縣,距今有150年歷史,已成為一個地方性品種,因其肉質細嫩,營養(yǎng)豐富而深受消費者喜愛[4]。【前人研究進展】目前,國內外學者主要開展了亞東鮭資源概況、個體繁殖力、早期發(fā)育、肌肉營養(yǎng)評價及分子生物學等相關研究[5],有關β-葡聚糖對亞東鮭幼魚生長、腸道消化酶活性及肝臟抗氧化能力的影響,還未見報道。【本研究切入點】基于亞東鮭引進時間相對較長,長期近親繁殖導致種質資源退化現象十分突出,通過開展β-葡聚糖對其生長及生理功能等方面相關研究?!緮M解決的關鍵問題】本研究為西藏地區(qū)開展亞東鮭規(guī)?;B(yǎng)殖和產業(yè)化發(fā)展提供理論依據和參考。
試驗材料來自西藏雅魯藏布江魚類資源繁育基地培育的亞東鮭幼魚,隨機挑選體格健壯、規(guī)格相對整齊、游泳活潑、攝食良好,共計1050尾,體質量為0.89~1.26 g,平均體質量為(1.07±0.3) g。在圓形玻璃缸(100 cm×100 cm×60 cm)中進行,采用循環(huán)水系統(tǒng)設備,控制水深約為40 cm,溶氧為6.5~8.0 mg/L,水溫為13~14 ℃,pH 7.51~8.10。
試驗共設計7組,參照王常安等預先配置基礎飼料[6](表1),依次添加β-葡聚糖含量分別為0、0.1 %、0.2 %、0.5 %、1.0 %、1.5 %、2.0 %,每組再設2個平行,每個平行放養(yǎng)50尾亞東鮭幼魚,試驗總持續(xù)時間為60 d。
表1 試驗幼魚基礎飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) (%)
每天查看設備運轉及試驗用魚活動情況至少5次,早中晚各1次,夜間2次,定時測定水溫、溶氧、做好相關記錄;每天清理排泄物1次,每10 d用食鹽消毒1次。投喂人工配置基礎飼料,粗蛋白含量為45 %,在早上10∶00投喂1次,飽食后用塑料小抄網撈掉殘餌,烘干后根據初始投喂計算實際投喂量。
養(yǎng)殖試驗結束后,每個圓形玻璃缸中隨機撈取10尾幼魚,測量體質量、迅速解剖分離腸道和肝臟,依次編號并暫放于附有冰袋的泡沫箱中,采集結束后全部放入-80 ℃冰箱中保存。
1.5.1 生長指標 用棉布干毛巾快速拭去試驗材料體表水分,體長、體質量等形態(tài)學指標分別精確至0.01 cm、0.01 g。其中,C為存活率,N0為每組存活尾數,N為每組試驗魚總尾數;HIS為肝體指數,CF為肥滿度,AWGR為平均體質量增長率,SGR為特定生長率;W、W1、W2、Wg、Wk、t分別代表試驗幼魚的體質量、t1時體質量、t2時體質量、肝質量、空殼質量、開始體長、結束體長、恢復生長天數和攝入飼料量。
相關計算公式[9]:C(%) =N0/N;HIS(%) =100×Wg/Wk;CF(%) =100×W/L23;BWGR(%) =100×(W2-W1)/W1;SGR(%) =100×(lnW2-lnW1)/(t2-t1)。
1.5.2 腸道消化酶活性 將腸道解凍后用剪刀縱向剪開,用小刀片刮下食糜及黏膜,按照質量體積比1∶9加入樣本均漿介質,在冰浴條件下機械勻漿,2500 r·min-1離心10 min,取上清液測定。胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性均采用南京建成生物工程有限公司試劑盒測定,具體操作步驟詳見試劑盒說明書。
將肝臟解凍后,準確稱量質量,按照質量體積比1︰9加入0.86 % NaCl溶液在冰浴條件下進行機械均漿,3000 r·min-1離心10 min,取上清液測定??刂茰y定過程24 h內完成。超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)含量均采用南京建成生物工程有限公司測定,具體操作步驟詳見試劑盒說明書。
采集數據用Excel和Spass13.0軟件進行相關分析。
由表2可知,整個試驗過程中,不同含量β-葡聚糖對亞東鮭幼魚存活率差異不顯著(P>0.05),均為100 %;0.5 %試驗組體質量增加最高,顯著高于其他各組(P<0.05),0.1 %、0.2 %和1.0 % 試驗組之間差異不顯著(P>0.05),0試驗組(對照組)增長最低;平均質量增長率0試驗組增長最慢,與2.0 %試驗組差異不顯著(P>0.05),顯著低于其他各組(P<0.05),0.5 %試驗組平均質量增長率最大,顯著高于其他各組(P<0.05)。1.0 %試驗組體長最大,與0.1 %、0.2 %、0.5 % 和1.5 % 試驗組之間差異不顯著(P>0.05),顯著高于其他各組(P<0.05)。特定生長率依次呈現先增大后減小的變化趨勢,0試驗組最小,顯著低于其他各組(P<0.05);0.5 %試驗組最大,顯著高于其他各組(P<0.05)。肝體指數依次遞減,0試驗組最大,與0.1 %、0.2 %和0.5 %試驗組之間差異不顯著(P>0.05),但顯著高于其他各組(P<0.05)。肥滿度0.1 %、0.2 %、0.5 %和1.0 %試驗組之間差異不顯著(P>0.05),顯著高于其他各組(P<0.05),0試驗組最小。
表2 β-葡聚糖對亞東鮭幼魚存活和生長的影響Table 2 Effect of β-glucan on the survival and growth of young Salmon trutta
由圖1~3可知,亞東鮭幼魚腸道胰蛋白酶活性、脂肪酶活性、淀粉酶活性均呈現先遞增后降低的變化趨勢。其中胰蛋白酶活性0.5 % 試驗組最大,與0.2 % 試驗組差異不顯著,顯著高于其他各組,0試驗組最小,與1.5 % 和2.0 %試驗組差異不顯著,顯著低于其他各組。脂肪酶活性0試驗組最低,顯著低于其他各組;0.5 % 試驗組最大,與0.2 %、1.0 %試驗組差異不顯著,顯著高于其他各組。淀粉酶活性2.0 % 試驗組最小,顯著低于其他各組;0試驗組與1.5 %試驗組之間差異不顯著,顯著低于0.2 %、0.5 % 和1.0 % 試驗組。
由表3可知,飼料中添加不同含量β-葡聚糖,對GSH含量及GSH-Px和SOD均具有顯著性影響,而對MDA、CAT活性差異不顯著。其中MDA含量依次呈現遞減變化,0試驗組最大,各試驗組之間差異不顯著;CAT活性各試驗組之間差異不顯著;GSH含量0.5 %試驗組最大,與0.1 % 和0.2 % 試驗組差異不顯著,顯著高于其他各組;GSH-Px活性0.5 %試驗組最高,顯著高于其他各組,0試驗組最低;SOD活性0試驗組最低,與0.1 %、1.5 %和2.0 %試驗組之間差異不顯著,顯著低于其他各組,1.0 %試驗組最高,顯著高于其他各組。
表3 β-葡聚糖對亞東鮭幼魚肝臟抗氧化能力的影響Table 3 Effects of dietary β-glucan levels on hepatic antioxidant function of juvenile Salmon trutta
目前研究表明,在飼料中添加適量β-葡聚糖水平,能夠明顯提高水產動物水產動物養(yǎng)殖成活率,且表現出促進生長作用。本次試驗結果表明,β-葡聚糖對亞東幼魚存活率無差異,與許國煥等[7]試驗β-葡聚糖對彭澤鯽(Carassiusauratus)存活率結果一致,可能原因本次試驗每10 d進行1次消毒,減少病害發(fā)生,從而提高其存活率。
在配合飼料中添加0.1 %、0.15 %、0.20 %、0.25 %不同比例的β-葡聚糖,對錦鯉(Cyprinuscarpiovar)促生長作用越來越明顯[8];同樣β-葡聚糖對齊口裂腹魚(Schizothoraxprenanti)[9]和羅非魚(Oreochromsmossambcus)[3]均具有改善其生長性能。本次試驗結果表明,添加不同含量的β-葡聚糖,均對亞東鮭幼魚有促生長作用,這與上述研究結果一致,但添加量在0.5 %時,生長速度最快,以此推測β-葡聚糖對亞東鮭幼魚生長性能的影響亦可能與添加劑量相關。但也有一些報道表明β-葡聚糖對水產動物無促生長作用,如王永宏等[10]采用連續(xù)投喂和間接投喂2種方式,β-葡聚糖均能夠顯著提高暗紋東方鲀幼魚(Takifuguobscurus)成活率,但對其生長沒有影響;還有一些學者報道β-葡聚糖對虹鱒(Oncorhynchusmykiss)和南美白對蝦(Penaeusvannamei)的促生長作用不明顯[11-12];可能原因是β-葡聚糖會引起動物機體長時間處于免疫激活狀態(tài),造成營養(yǎng)物質重分配進而對其生長性能造成了影響[13]。肝體指數和肥滿度是反映魚類生長過程中形體指標的參數。本試驗研究結果表明,隨著β-葡聚糖含量的增加,肝體指數依次減小,而肥滿度呈先增大后減小的趨勢,這與李永娟等試驗β-葡聚糖對黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)生長性能肝體指數和肥滿度變化相一致[14],可能原因是β-葡聚糖可以提高亞東鮭幼魚消化酶活性,促進蛋白質轉化效率,增加營養(yǎng)物質在機體沉積,從而降低肝體指數。在本試驗中,隨著β-葡聚糖含量增加,特定增長率呈先遞增后減小的趨勢,這與譚志彪使用β-葡聚糖對奧尼羅非魚研究結果相一致[15],可能原因是亞東鮭幼魚吸收β-葡聚糖之后可以提供能量,從而起到節(jié)約蛋白質用于促進生長。
魚類的消化系統(tǒng)主要由口咽腔、肝臟、食道和腸等部分組成,相應器官的消化腺通過分泌消化酶,將食物分解成可以被吸收利用的小分子物質,從而維持魚體生命、生長及繁殖等所需的能量和營養(yǎng)[16]。腸道是魚類消化系統(tǒng)中最長的區(qū)段,也是最重要的消化器官,其腸粘膜杯狀細胞能夠分泌粘液和消化酶,具有潤滑和消化的功能[17-18]。譚志彪[15]試驗結果表明,飼料中添加一定含量β-葡聚糖對奧尼羅非魚腸道蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶均有顯著性提高,且1.0 % 添加組效果最好;在本試驗中,隨著β-葡聚糖添加不斷增加,亞東鮭幼魚腸道胰蛋白酶活性、脂肪酶活性、淀粉酶活性均呈現先遞增后降低的變化趨勢,這與上述研究結果相一致,說明飼料中添加適量β-葡聚糖可以提高亞東鮭幼魚腸道消化酶活性,從而增強其消化能力。
肝臟在魚類整個新陳代謝過程中扮演著極其重要角色,是最大的消化腺,主要負責魚體消化吸收、物質代謝、解毒和防御功能[19]。一般而言,機體細胞在維持正常生命過程中均產生氧化自由基,MDA具有很強的生物毒性,如果過量將對細胞氧化造成損傷,SOD、GSH-Px和CAT是魚體主要的酶促抗氧化防御系統(tǒng),SOD可以將O2-·轉變?yōu)镠2O2,在GSH參與下,GSH-Px催化H2O2分解,從而清除自由基,達到保護機體的目的[20]。錢妤等[21]開展了生物素對團頭魴幼魚肝臟抗氧化能力的試驗,結果顯示隨著生物素含量增加,GSH含量和GSH-Px、SOD活性變化呈先遞增后降低的趨勢,說明添加適宜生物素能夠提升團頭魴抗氧化能力。本試驗結果表明,隨著β-葡聚糖不斷增加,亞東鮭幼魚肝臟MDA含量變化依次降低,和CAT活性一樣各試驗組之間差異不顯著,而GSH含量和GSH-Px、SOD活性呈先遞增后降低的變化趨勢,與上述研究結果相類似,說明基礎飼料中添加適量β-葡聚糖能夠提升亞東鮭幼魚抗氧化能力。