曹曉莉,李昭林,胡 毅
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)/湖南省特色水產(chǎn)資源利用工程技術(shù)研究中心,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
黃鱔 (Monopterus albus) 屬肉食性魚類,具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值,是中國(guó)名特優(yōu)養(yǎng)殖品種之一[1]。目前,黃鱔配合飼料因魚粉占比大導(dǎo)致成本高,影響其養(yǎng)殖效益[2]。為降低黃鱔飼料成本,常以價(jià)格低廉且優(yōu)質(zhì)的植物蛋白源替代魚粉,但植物蛋白源除了含有抗?fàn)I養(yǎng)因子、氨基酸不平衡、適口性差等問題外[3-5],缺乏?;撬嵋彩瞧鋺?yīng)用的限制性因素之一[6]。牛磺酸是一種β含硫氨基酸,在魚粉中約占0.29%~0.35%,雖不參與蛋白質(zhì)合成,但具有誘食、促生長(zhǎng)、促消化、提高免疫性能和抗氧化能力等作用[7-10]。大多數(shù)魚類都具有一定的?;撬岷铣赡芰Γ芰^弱,難以滿足魚類對(duì)牛磺酸的需求,尤其是肉食性魚類[7]。一般來說,海水魚類對(duì)牛磺酸的需求量約為1.0%~2.0%,如軍曹魚(Rachycentron canadum)飼料中牛磺酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%[11],大菱鲆 (Scophthalmus maximus)飼料中?;撬豳|(zhì)量分?jǐn)?shù)甚至超過2.0%[6];而淡水魚類對(duì)?;撬岬男枨罅肯鄬?duì)較低,在飼料中添加0.1%~0.2%的?;撬峒纯纱龠M(jìn)魚類生長(zhǎng)并提高免疫功能[12-13]。現(xiàn)階段,常在低魚粉高植物蛋白飼料中添加牛磺酸,以降低魚粉使用量并減緩甚至解決高植物蛋白飼料導(dǎo)致的負(fù)面影響。前期研究發(fā)現(xiàn),在低魚粉(32%) 飼料中添加1.0%?;撬崾癸暳现信;撬岬馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.33%后,黃鱔的生長(zhǎng)性能得到改善,但飼料中牛磺酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.38%時(shí),其效果下降[14]。本研究以42%魚粉組為正對(duì)照組,22%魚粉組為負(fù)對(duì)照組,并在低魚粉飼料中分別添加0.2%和0.5%的?;撬?,使飼料中?;撬岬馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)分別達(dá)0.3%和0.6%,比較飼料中適量和過量?;撬釋?duì)黃鱔生長(zhǎng)、消化率和腸道酶活性的效果,以期為低魚粉黃鱔飼料的開發(fā)提供理論依據(jù)。
本實(shí)驗(yàn)采用豆粕等蛋白降低魚粉在黃鱔飼料中的比重,以42%高魚粉組 (FM) 為正對(duì)照組,22%低魚粉組 (T0) 為負(fù)對(duì)照組,在低魚粉飼料中分別添加 0.2% (T0.2組) 和 0.5% 牛磺酸 (T0.5組),共配置4組等氮飼料 (表1)。飼料制備方法為:先將飼料原料粉碎,過80目篩,再按原料配比準(zhǔn)確稱取原料,將其按先干后濕的順序,從小到大逐級(jí)混勻,在陰涼處自然風(fēng)干至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于10%,于–20 ℃保存?zhèn)溆谩M段骨凹?6%的水將其調(diào)成面團(tuán)狀。
表1 飼料配方表及營(yíng)養(yǎng)水平 (風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Nutritional composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis)g·kg?1
養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)于湖南常德市西湖管理區(qū)養(yǎng)殖基地進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)網(wǎng)箱為無結(jié)節(jié)聚乙烯網(wǎng)箱(1.5 m×2.0 m×1.5 m),網(wǎng)箱內(nèi)種植覆蓋網(wǎng)箱水面90%的喜旱蓮子草 (Alternanthera philoxeroides),實(shí)驗(yàn)對(duì)象為1 200尾體質(zhì)量為 (25.03±0.02) g 的健康野生黃鱔。在養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)行10 d的馴化,首次少量投喂質(zhì)量比為1∶1的蚯蚓和鮮魚肉糜,直至黃鱔能完全攝食鮮魚漿后,開始添加粉狀實(shí)驗(yàn)飼料 [m(鮮魚漿)∶m(飼料)=4∶1],依照攝食情況逐步增加實(shí)驗(yàn)飼料的投喂比例,直至黃鱔完全攝食實(shí)驗(yàn)飼料。馴化結(jié)束禁食24 h后,將規(guī)格均勻且健康的黃鱔隨機(jī)分為4組,每組5個(gè)重復(fù),每個(gè)網(wǎng)箱60尾。日投喂 1次 (17:30),投喂量 (飼料為濕質(zhì)量) 以黃鱔體質(zhì)量的3%~5%為標(biāo)準(zhǔn),下一次投喂前將剩余飼料撈出,烘干稱質(zhì)量。每周調(diào)整一次投喂量,養(yǎng)殖期間記錄天氣和攝食情況,養(yǎng)殖周期為70 d。
1.3.1 生長(zhǎng)性能指標(biāo) 養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)開始時(shí)和結(jié)束后稱量每個(gè)網(wǎng)箱黃鱔總質(zhì)量,并記錄總尾數(shù),用于計(jì)算飼料系數(shù) (FCR, %) 和增重率 (WGR, %)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,從每個(gè)網(wǎng)箱中隨機(jī)選取5尾黃鱔,測(cè)量體長(zhǎng)和體質(zhì)量,用以計(jì)算肥滿度 (CF)。
式中:PER為蛋白質(zhì)效率;SR為成活率;FI為攝食量;Wt為末均質(zhì)量 (g);W0為初均質(zhì)量(g);F為平均飼料攝入量 (g);Fp為蛋白質(zhì)攝入量;Wh為單條黃鱔體質(zhì)量 (g);L為體長(zhǎng) (cm);M1為終末尾數(shù);M0為初始尾數(shù);F1為投喂飼料風(fēng)干質(zhì)量 (g);F2為殘餌風(fēng)干質(zhì)量 (g)。
1.3.2 飼料營(yíng)養(yǎng)成分 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定方法參照AOAC[15]的方法。將飼料置于電熱鼓風(fēng)干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司,101-1AB型),采用105 ℃常壓干燥法測(cè)定水分;粗蛋白含量使用全自動(dòng)蛋白測(cè)定儀 (Food ALYT, D5000) 測(cè)定;粗脂肪使用索氏提取器 (杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司,SCT-06) 測(cè)定,提取試劑為石油醚;粗灰分采用550 ℃馬弗爐高溫灼燒法測(cè)定。采用高效液相色譜法 (HP1100,美國(guó)) 檢測(cè)飼料中牛磺酸的含量。
1.3.3 消化率 在飼料中添加 0.1% 的三氧化二釔(Y2O3) 測(cè)定干物質(zhì)消化率 (DDM) 和粗蛋白消化率(DCP)[16]。飽食投喂12 h后,以解剖法收集后腸糞便,50 ℃烘干后于–20 ℃保存待測(cè)。取0.2 g干物質(zhì),采用高氯酸消解后,使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀 (Varian, ICP-OES, Vista-max) 分析飼料和糞便中的釔 (Y) 含量。
式中:B、B1分別為飼料和糞便中的Y2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù);N、N1分別為飼料和糞便中的粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
1.3.4 代謝性能及腸道酶活性 養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)結(jié)束禁食24 h,每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)選取5尾黃鱔于尾靜脈處采血,將血液置于2 mL離心管中,4 ℃靜置過夜,3 000 r·min?1離心 10 min,取上清液混合分裝到0.5 mL的離心管中,于–80 ℃保存?zhèn)溆?。每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)選取3尾黃鱔,迅速解剖取其前腸和肝臟于1.5 mL無酶離心管中,于–80 ℃保存,檢測(cè)前需將其冰水浴勻漿,4 ℃、2 500 r·min?1離心 10 min,取得上清液檢測(cè)腸道消化酶和肝臟蛋白代謝指標(biāo)。
谷草轉(zhuǎn)氨酶 (AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶 (ALT)、血氨(BA)、尿素氮 (UN)、總蛋白 (TP)、高密度脂蛋白膽固醇 (HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇 (LDL-C)、總膽固醇 (TC)、甘油三酯 (TG)、堿性磷酸酶(AKP)、鈉鉀 ATP酶 (Na+-K+-ATPase)、肌酸激酶(CK)、淀粉酶 (AMS)、脂肪酶 (LPS)、胰蛋白酶(TRYP) 活性等指標(biāo)采用南京建成生物工程研究所試劑盒測(cè)定。
采用 Excel 2019和 SPSS 26.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和單因素方差分析,數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤 ()”表示,若組間差異顯著 (P<0.05),則進(jìn)行Duncan's多重比較檢驗(yàn)。
與FM組相比,T0組黃鱔的增重率、蛋白質(zhì)效率和肥滿度顯著降低 (P<0.05),飼料系數(shù)顯著升高 (P<0.05)。T0.2組的增重率、蛋白質(zhì)效率顯著高于T0組 (P<0.05),而飼料系數(shù)則低于T0組 (P<0.05)。T0.5組的增重率、蛋白質(zhì)效率和飼料系數(shù)與T0組無顯著性差異 (P>0.05,表2)。
表2 低魚粉飼料中添加牛磺酸對(duì)黃鱔生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on growth performance of M. albus
相較于FM組,其余各組的干物質(zhì)消化率和蛋白質(zhì)消化率均顯著降低(P<0.05)。添加牛磺酸組的干物質(zhì)消化率和蛋白質(zhì)消化率均高于T0組,其中干物質(zhì)消化率差異顯著 (P<0.05,表3)。
表3 低魚粉飼料中添加?;撬釋?duì)黃鱔消化率的影響Table 3 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on digestibility rate of M. albus%
2.3.1 蛋白質(zhì)代謝指標(biāo) 與 FM 組相比,T0組肝臟AST、AST/ALT和TP顯著降低 (P<0.05),血清中BA和BUN濃度顯著升高 (P<0.05)。添加?;撬岷?,黃鱔肝臟AST/ALT、TP均高于T0組,其中T0.2組的AST/ALT顯著高于T0和T0.5組,而血氨和尿素氮濃度顯著低于T0和T0.5組 (P<0.05,表4)。
表4 低魚粉飼料中添加?;撬釋?duì)黃鱔蛋白質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)的影響Table 4 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on protein metabolism of M. albus%
2.3.2 脂肪代謝指標(biāo) T0組 TG 濃度顯著低于 FM組 (P<0.05),而HDL-C/LDL-C值則高于FM組(P>0.05)。相比于FM組,其余各組HDL-C/LDLC值增大,TG和總膽固醇 (T-CHO) 濃度減少,其中T0.5組的T-CHO、TG濃度最低 (P<0.05),T0.2組的T-CHO與FM組無顯著性差異 (P>0.05,表5)。
表5 低魚粉飼料中添加牛磺酸對(duì)黃鱔脂肪代謝相關(guān)指標(biāo)的影響Table 5 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on fat metabolism of M. albus
T0組的CK、Na+-K+-ATPase、AKP、AMS、TRYP和LPS活性均顯著低于FM組 (P<0.05)。T0.2組的CK、Na+-K+-ATPase、AKP、LPS和TRYP活性顯著高于T0組 (P<0.05),其中AKP、AMS和TRYP活性與FM組無顯著性差異 (P>0.05)。T0.5組的Na+-K+-ATPase和LPS活性顯著低于FM和T0.2組(P<0.05,表 6)。
表6 低魚粉飼料中添加?;撬釋?duì)黃鱔腸道酶活性的影響Table 6 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on intestinal enzyme activities of M. albusU·g?1
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),T0組黃鱔的增重率、蛋白質(zhì)效率、干物質(zhì)消化率和蛋白質(zhì)消化率顯著低于FM組,飼料系數(shù)顯著上升。此結(jié)果與飼料中缺乏?;撬釋?dǎo)致凡納濱對(duì)蝦 (Penaeus vanname)[17]、斑點(diǎn)叉尾鮰 (Ictalurus punctatus)[18]和草魚 (Ctenopharyngodon idellus)[13]等生長(zhǎng)性能和飼料效率下降的結(jié)果相似。推測(cè)可能是由于飼料中?;撬岷肯陆担蛔阋詽M足黃鱔的生長(zhǎng)需求,且導(dǎo)致氨基酸不平衡,氨基酸代謝水平降低,從而使黃鱔的生長(zhǎng)性能下降;此外,腸道消化酶、Na+-K+-ATPase、AKP和CK與魚類對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收功能密切相關(guān),分別參與了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸以及為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收提供能量的過程[19-21]。T0組黃鱔腸道胰蛋白酶、淀粉酶、Na+-K+-ATPase、AKP和CK活性均顯著下降,表明當(dāng)飼料中?;撬岵蛔銜r(shí),黃鱔對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收能力降低。
?;撬峋哂酗@著提高飼料中蛋白質(zhì)效率、改善腸道健康、促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)性能等作用[22]。在低魚粉飼料中添加?;撬岷螅S鱔增重率、蛋白質(zhì)效率、干物質(zhì)消化率和蛋白質(zhì)消化率升高,飼料系數(shù)降低,這與尼羅羅非魚 (Oreochromis niloticus)[23]、舌齒鱸 (Dicentrarchus labrax)[24]和青魚 (Mylopharyngodon piceus)[12]的研究結(jié)果相似,但添加0.5%?;撬岬淖饔眯Ч跤?.2%,表明適量?;撬峥商岣唿S鱔生長(zhǎng)性能及其對(duì)飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率,而過量則對(duì)黃鱔的生長(zhǎng)與消化吸收產(chǎn)生一定負(fù)面作用[13];添加牛磺酸后,黃鱔腸道TRYP、AMS、LPS、Na+-K+-ATPase、AKP和CK活性升高,與花鰻鱺 (Anguilla marmorata)[25]的研究結(jié)果相近,表明?;撬峥梢欢ǔ潭壬现苯踊蜷g接提高黃鱔腸道消化酶的活性,進(jìn)而促進(jìn)黃鱔對(duì)蛋白質(zhì)的利用并提高其生長(zhǎng)性能。Na+-K+-ATPase、AKP和CK活性升高,可能是由于適量?;撬峥尚迯?fù)腸道組織結(jié)構(gòu)[12]、增強(qiáng)細(xì)胞代謝水平。
血氨和尿素氮分別是氨基酸脫氨基作用的終產(chǎn)物和蛋白質(zhì)代謝的主要終產(chǎn)物,兩者的含量變化可反映機(jī)體氨基酸代謝及蛋白質(zhì)代謝的程度;在一定范圍內(nèi),肝臟轉(zhuǎn)氨酶活性及AST/ALT越高,氨基酸的合成代謝越旺盛[26]。本研究顯示,低魚粉飼料使黃鱔肝臟AST活性、總蛋白和AST/ALT顯著降低,血氨和尿素氮濃度顯著升高,表明低魚粉飼料不利于黃鱔的氨基酸代謝、蛋白質(zhì)合成代謝,這與前期的研究結(jié)果[11-12]相似。大量研究發(fā)現(xiàn),?;撬峥蓞⑴c多種營(yíng)養(yǎng)代謝過程,在機(jī)體內(nèi)發(fā)揮重要的生理功能[7]。適量添加?;撬岷螅S鱔肝臟AST、AST/ALT和TP升高,血氨和尿素氮濃度降低,表明牛磺酸可促進(jìn)黃鱔的氨基酸合成代謝,增加蛋白質(zhì)沉積,原因可能是:1) ?;撬峥商岣叨喾N酶活性,進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)代謝[27];2) 外源牛磺酸的添加節(jié)約了機(jī)體內(nèi)其他含硫氨基酸合成轉(zhuǎn)化為?;撬?;3) ?;撬峥赏ㄟ^增強(qiáng)血清中控制魚類機(jī)體生長(zhǎng)激素基因表達(dá)和合成的甲狀腺激素分泌,甲狀腺激素可調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素的基因表達(dá)和合成,從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成[28]。但添加過量牛磺酸 (T0.5組) 時(shí)黃鱔的氨基酸合成代謝弱于T0.2組,可能由于過量的?;撬崾箼C(jī)體氨基酸代謝紊亂,最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉積減少。
T-CHO、TG、HDL-C和LDL-C是反映機(jī)體脂肪代謝的重要指標(biāo),其中HDL-C是高密度脂蛋白 (HDL) 攜帶膽固醇 (CHO) 形成的,外周組織和血清中的CHO與HDL結(jié)合后被運(yùn)回肝臟,從而使CHO在肝臟中被代謝清除[29]。本實(shí)驗(yàn)中,T0組黃鱔TG顯著低于FM組,而HDL-C/LDL-C高于FM組,表明低魚粉高植物蛋白飼料會(huì)阻礙黃鱔的脂肪代謝。添加?;撬岷簏S鱔腸道脂肪酶活性升高,血清中HDL-C和HDL-C/LDL-C升高,LDLC、T-CHO、TG降低,且T0.5組TG顯著低于其他各組,可能是因?yàn)榕;撬嵬ㄟ^提高HDL水平,促進(jìn)CHO的逆向轉(zhuǎn)運(yùn),加快CHO的清除速度,由此促進(jìn)脂肪代謝,提高血液物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男蔥30];也可能是?;撬嵬ㄟ^上調(diào)組織細(xì)胞表面的低密度脂蛋白受體水平,增加受體與血漿中低密度脂蛋白的結(jié)合,提高血漿中LDL-C的清除速率,降低了黃鱔血清中T-CHO的濃度[31-32];此外,牛磺酸和甘氨酸可與膽酸和鵝脫氧膽酸形成?;悄懰岷透拾蹦懰?,其中膽酸由膽固醇形成,因此?;撬崤c膽酸的結(jié)合也是膽固醇含量降低的原因之一[33]。
在本實(shí)驗(yàn)條件下,低魚粉飼料 (22%) 中添加0.2%牛磺酸可促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和脂肪分解代謝,改善腸道消化吸收功能,從而提升黃鱔的生長(zhǎng)性能。但添加過量?;撬?(0.5%) 后黃鱔腸道消化吸收功能下降,蛋白質(zhì)分解代謝增強(qiáng),不利于黃鱔的生長(zhǎng)。