李旭巧 李漢東 吉 紅 孫 健 胡澤超 劉 莎

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院, 水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)實(shí)驗室, 楊凌 712100)

草魚(Ctenopharyngodon idella)是我國產(chǎn)量最高的淡水養(yǎng)殖魚類, 2020年產(chǎn)量達(dá)到557×107kg, 占淡水漁業(yè)總量的18.04%[1], 其配合飼料中蛋白質(zhì)原料以豆粕、棉粕和菜籽粕等植物性原料為主[2]。然而, 魚類飼料中的主要蛋白源豆粕面臨著來源不足、價格上漲等問題[3], 另一方面, 大豆的過量使用會損害草魚健康, 因為其含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子[4]。因此, 草魚養(yǎng)殖需要尋找適宜的替代蛋白源。棉籽濃縮蛋白(Cottonseed protein concentrate, CPC)是普通棉籽粕通過低溫浸出和雙溶劑提取過程得到的產(chǎn)品, 游離棉酚含量低, 蛋白質(zhì)含量高于60%, 且精氨酸和谷氨酸含量較高[5,6]。目前關(guān)于棉籽濃縮蛋白的研究主要集中在其替代魚粉對水產(chǎn)動物的生長性能、腸道組織和菌群、抗氧化能力及免疫力的影響, 對肉質(zhì)影響的研究較少, 且棉籽濃縮蛋白在草魚上的研究還未見報道。在太平洋白蝦(Litopenaeus vannamei)[7]、條紋鋸鮨(Centropristis striata)[8]、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[9]、大口黑鱸(Micropterus salmoides)[6]、卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)[10]和雜交石斑魚(褐斑石斑魚Epinephelus fuscoguttatus♀×石斑魚Epinephelus lanceolatu♂)[11,12]等水產(chǎn)動物上進(jìn)行的研究表明棉籽濃縮蛋白可部分替代魚粉而對生長性能未產(chǎn)生負(fù)面影響。脫酚棉籽濃縮蛋白替代飼料中50%魚粉不會影響虹鱒[9]的腸道形態(tài)。卵形鯧鲹[10]和雜交石斑魚[12]腸道有害微生物類群比例隨著棉籽濃縮蛋白含量的上升而增加。脫酚棉籽濃縮蛋白和棉籽濃縮蛋白替代部分魚粉分別提高了虹鱒[9]和卵形鯧鲹[10]肝臟的抗氧化能力。植物蛋白混合物(脫酚棉籽濃縮蛋白和豆粕)替代不超過48%魚粉不會影響太平洋白蝦的健康狀況[7]。棉籽濃縮蛋白高水平替代魚粉降低雜交石斑魚抗病性和腸道免疫力, 且增加肝臟脂肪沉積[11]。植物蛋白混合物(棉籽濃縮蛋白和大豆?jié)饪s蛋白)完全替代魚粉顯著降低日本鱸(Lateolabrax Japonica)的免疫力, 并誘發(fā)魚體代謝紊亂[13]。

魚肉品質(zhì)由一系列特性組成, 如質(zhì)地、營養(yǎng)成分、氨基酸和脂肪酸組成[14]。此外, 魚肉的物理性質(zhì)(如pH、硬度和多汁性等)直接影響消費(fèi)者的感官可接受性, 也是重要的魚肉品質(zhì)特性[15—17]。肌肉品質(zhì)可能與魚體的健康狀況有關(guān), 如氧化損傷會影響肌肉品質(zhì), 有研究報道, 大西洋鮭(Salmo salar)肉的酸堿度和牛肉的嫩度在受到氧化損傷時會變差[18,19]。相關(guān)研究表明, 棉粕替代飼料中35%的豆粕可以改善草魚幼魚的抗氧化能力[20]。由此可知, 棉籽濃縮蛋白替代飼料中的豆粕可能提高草魚的抗氧化能力, 并可能進(jìn)一步提升肌肉品質(zhì)。本實(shí)驗旨在探討飼料中棉籽濃縮蛋白替代豆粕對草魚的生長性能、健康狀況及品質(zhì)的影響, 為其在草魚飼料中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗飼料

以豆油作為主要的脂肪源, 棉籽濃縮蛋白分別替代0、15%、30%、45%、75%和100% 的豆粕,配制6種等氮(28.7%)等脂(4.6%)的實(shí)驗飼料(表1)。棉籽濃縮蛋白由新疆金蘭植物蛋白有限公司(新疆石河子)提供。使用的棉籽濃縮蛋白、豆粕和實(shí)驗飼料的氨基酸組成見表2。所有原料粉碎后過60目篩, 充分混勻后用實(shí)驗室飼料制粒機(jī)將其制成直徑為4 mm的顆粒飼料。飼料顆粒在60℃下烘干, 并在4℃冰箱中密封保存。

表1 實(shí)驗飼料配方及化學(xué)組成Tab.1 Formulation and chemical composition of the experimental diets (g/kg, dry matter)

表2 實(shí)驗飼料氨基酸組成Tab.2 Amino acid composition of the experimental diets (%)

1.2 實(shí)驗魚及飼養(yǎng)管理

本實(shí)驗在西北農(nóng)林科技大學(xué)安康水產(chǎn)試驗示范站池塘網(wǎng)箱(1.5 m×1.5 m×1.8 m)中進(jìn)行, 實(shí)驗草魚由安康水產(chǎn)試驗示范站提供。將所有實(shí)驗魚暫養(yǎng)于池塘網(wǎng)箱中, 期間投喂與實(shí)驗飼料等氮等脂的商品飼料, 使其適應(yīng)養(yǎng)殖環(huán)境, 暫養(yǎng)期為2周。開始試驗前, 選取規(guī)格平均、健康無病的草魚360尾[初重: (502±0.40) g], 隨機(jī)分為6組, 每組3個重復(fù), 每個網(wǎng)箱20尾魚。每天9: 00、13: 00和17: 00投喂3次,投餌量為體重的2%, 實(shí)驗周期為90d。每個網(wǎng)箱配備一個直徑為1 m的料臺, 以便觀察實(shí)驗魚的攝食情況。在實(shí)驗期間, 水溫為17.5—33℃, 溶解氧不低于7 mg/L, 氨氮低于0.5 mg/L, 亞硝酸鹽低于0.05 mg/L, pH為7—8。

1.3 實(shí)驗取樣

在養(yǎng)殖實(shí)驗結(jié)束后, 禁食24h, 將每個網(wǎng)箱中的所有實(shí)驗魚撈出, 由MS-222麻醉劑(濃度50 mg/L)麻醉后計數(shù)并抹干稱重, 測量魚體體長。從每個網(wǎng)箱隨機(jī)撈取9尾魚抹干稱重, 其中3尾魚用注射器自尾靜脈抽血, 尾靜脈血于冷凍離心機(jī)4℃下3500 r/min離心15min制備血清, 保存于–80℃冰箱中, 用于血清生化指標(biāo)和抗氧化指標(biāo)測定。取血之后取黃豆粒大小的肝臟用于常規(guī)組織學(xué)觀察; 其余6尾魚解剖測量腸長, 稱肝臟重及內(nèi)臟重, 并取出左、右兩側(cè)的背肌。左側(cè)靠近頭部的背肌立即測定其質(zhì)構(gòu)特性和pH, 靠近尾部的背肌立即保存于–80℃冰箱中, 用于氨基酸、羥脯氨酸、肌苷酸、水/鹽溶性蛋白、三甲胺和氧化三甲胺含量測定, 并立即取出位于背鰭下方0.5 mm×0.5 mm ×0.5 mm的背肌塊用于常規(guī)組織學(xué)觀察和超微結(jié)構(gòu)觀察。右側(cè)靠近頭部的背肌立即測定其滴水損失和蒸煮損失, 取下靠近尾部的背肌, 立即保存于–20℃冰箱中, 用于常規(guī)營養(yǎng)成分測定。

采用以下公式計算生長性能和形體指標(biāo):

增重率(Weight gain rate, WGR, %)=100×(終末均重–初始均重)/初始均重

特定生長率(Specific growth rate, SGR, %/d)=100×(ln終末均重–ln初始均重)/養(yǎng)殖天數(shù)

飼料系數(shù)(Feed conversion ratio, FCR)=攝食飼料干重/(終末均重–初始均重)

存活率(Survival rate, SR, %)=100×最終魚數(shù)/初始魚數(shù)

臟體比(Viscerosomatic index, VSI)=100×內(nèi)臟重/終末體重

肥滿度(Condition factor, CF, g/cm3)=100×體重/體長3

相對腸長度(Relative intestinal length, RIL)=腸長/體長

肝體比(Hepatosomatic index, HSI)=100×肝臟重/終末體重

1.4 指標(biāo)檢測

血清生化指標(biāo)的測定谷草轉(zhuǎn)氨酶(Alanine amino transtcrase, ALT)活性、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Aspartic amino transtcrase, AST)活性、堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)活性、總蛋白(Total protein, TP)含量、白蛋白(Albumin, ALB)含量、球蛋白(Globulin, GLO)含量、白球比(Albumin/Globulin,A/G)、葡萄糖(Glucose, GLU)含量、總膽固醇(Total cholesterol, T-chol)含量、甘油三酯(Triglyceride,TG)含量、高密度脂蛋白膽固醇(High-density lipoprotein cholesterol, HDL-c)含量和低密度脂蛋白膽固醇(Low-density lipoprotein cholesterol, LDL-c)含量采用自動生化分析儀(Hitachi 7180, 日本東京)進(jìn)行測定。

光鏡樣品制備及觀察肝臟組織和肌肉塊立即固定于4%福爾馬林溶液中。固定好的樣品經(jīng)梯度乙醇脫水, 移入二甲苯溶液中透明, 浸蠟包埋后切片(厚度5 μm), 以蘇木精-伊紅染色法(Hematoxylin-eosin staining, HE染色)染色, 并用倒置顯微鏡(OPTEC, China)拍照。

血清抗氧化指標(biāo)的測定超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活性、總抗氧化能力(Total antioxidant capacity, T-AOC)和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量使用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定。

營養(yǎng)成分的測定實(shí)驗飼料與肌肉營養(yǎng)組成的測定方法如下: 水分含量采用105℃烘干法測定, 粗蛋白含量通過凱氏定氮法測定, 粗脂肪含量通過索氏抽提法測定, 粗灰分含量使用馬弗爐(TMF-3100, 日本東京EYELA公司)在550℃高溫灼燒測定。氨基酸含量采用氨基酸分析儀(Hitachi, L-8800, 東京日立)測定, 飼料和原料氨基酸含量參照GB/T 18246-2000測定, 肌肉氨基酸含量參照GB/T 5009.124-2003測定。羥脯氨酸含量采用堿水解法測定[21]。

肌苷酸含量的測定肌苷酸(Inosine mono-phosphate, IMP)含量采用高效液相色譜儀(LC-20A,日本島津)測定, 步驟和主要技術(shù)參數(shù)參照馬睿[22]。

肌肉物理特性的測定滴水損失的測定參考Refaey等[23]的方法, 準(zhǔn)確稱取10.00 g (W0)草魚肌肉樣品, 用細(xì)線懸掛在塑料罐中, 在4℃中存放24h,用濾紙擦干稱重(W1), 計算100×(W0–W1)/W0的值即為滴水損失。蒸煮損失通過蒸煮稱重的方法測定[15]; pH采用pH計(PH828+, 東莞萬創(chuàng)電子制品有限公司)測定。

水/鹽溶性蛋白含量的測定水/鹽溶性蛋白的提取參照Wei等[24]的方法, 水/鹽溶性蛋白含量測定使用南京建成生物工程研究所的考馬斯亮藍(lán)法蛋白定量試劑盒。

三甲胺與氧化三甲胺含量的測定三甲胺和氧化三甲胺含量利用多功能酶標(biāo)儀(SynergyH1,美國BioTek公司)測定, 步驟參照馬睿[22]的方法, 其中還原劑使用三氯化鈦。

肌肉質(zhì)構(gòu)特性的測定采用食品物性分析儀(TMS-pllot, FTC, USA)中Texture Profile Analysis模式測定(探頭型號p/5), 測定指標(biāo)包括硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性、咀嚼性、膠黏性和剪切力。將肌肉塊修剪成1 cm×1 cm×1 cm的方塊, 每尾魚測定2個平行的平均值。測試前中后探頭速度分別為3、1和1 mm/s, 樣品壓縮距離為50%, 兩次壓縮時間間隔為5s。

電鏡樣品制備及觀察肌肉塊立即固定于3%戊二醛溶液中且在4℃條件下保存。固定好的樣品在磷酸緩沖液中4℃漂洗過夜后再用1%四氧化鋨溶液固定, 經(jīng)梯度丙酮脫水, 再經(jīng)過比例分別為3﹕1、1﹕1和1﹕3的脫水劑和環(huán)氧樹脂(Epon812)滲透液, 在合適的模具中包埋后用超薄切片機(jī)(EM UC7, 德國)制備超薄切片, 在透射電鏡(JEM-1400PLUS, 日本)下拍照。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用ImageJ圖像軟件對肌細(xì)胞面積和肌節(jié)長度進(jìn)行測量。結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(n=3)表示,使用SPSS 25.0軟件經(jīng)正態(tài)檢驗及方差齊性檢驗后,進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA), 再通過Duncan氏檢驗進(jìn)行多重比較分析, 顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚生長性能和形體指標(biāo)的影響

如表3所示, 草魚的存活率在各組之間均為100%。終末體重、增重率、特定生長率和飼料轉(zhuǎn)化率在各組之間均無顯著差異(P>0.05); 與C0和C100組相比, C45組草魚的臟體比顯著升高(P<0.05)。草魚的肝體比、肥滿度和相對腸長度在各組之間均顯著差異(P>0.05)。

表3 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚生長性能和形體指標(biāo)的影響Tab.3 Effects of soybean meal replacement by CPC on growth performance and physical indicators of grass carp

2.2 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚血清生化指標(biāo)的影響

如表4所示, C30組血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和C15組血清谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性顯著高于C0組(P<0.05)。C45組血清的白蛋白含量顯著低于C15和C30組(P<0.05)。血清白球比上, C30組顯著高于其余組,C45、C75和C100組顯著低于其余組, C100組顯著低于C75組(P<0.05)。各組血清的堿性磷酸酶、總蛋白、球蛋白、葡萄糖、總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的含量無顯著差異(P>0.05)。

表4 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚血清生化指標(biāo)的影響Tab.4 Effects of soybean meal replacement by CPC on serum biochemical indices of grass carp

2.3 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚血清抗氧化指標(biāo)的影響

草魚血清抗氧化指標(biāo)如表5所示, 與C0組相比,C15組血清的超氧化物歧化酶活性顯著升高(P<0.05)。血清總抗氧化能力各組間無顯著差異(P>0.05)。血清丙二醛含量隨著替代比例增加呈下降趨勢(P>0.05)。

表5 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚血清抗氧化指標(biāo)的影響Tab.5 Effects of soybean meal replacement by CPC on serum antioxidant indices of grass carp

2.4 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肝臟組織形態(tài)學(xué)和肌肉超微結(jié)構(gòu)的影響

如圖1所示, 各組肝細(xì)胞形態(tài)正常, 排列較為整齊, 細(xì)胞界限較明顯, 細(xì)胞核清晰, 未見組織病變。如圖2所示, 各組肌纖維呈不規(guī)則多邊形, 由內(nèi)膜分離, 未見組織病變, 無明顯差別。

圖1 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肝臟組織的影響Fig.1 Effects of soybean meal replacement by CPC on liver tissue of grass carp

圖2 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉組織的影響Fig.2 Effects of soybean meal replacement by CPC on muscle tissue of grass carp

2.5 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉營養(yǎng)成分的影響

如表6所示, 與C0組相比, C75組肌肉粗蛋白含量顯著升高(P<0.05); 肌肉的水分、粗脂肪、灰分和羥脯氨酸含量各組之間無顯著差異(P>0.05)。

表6 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉營養(yǎng)成分(%濕重)的影響Tab.6 Effects of soybean meal replacement by CPC on muscle nutritional composition (% wet weight) of grass carp

2.6 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉氨基酸組成的影響

如表7所示, 與C15組相比, C75組肌肉丙氨酸含量顯著升高(P<0.05)。與C0組相比, C30組肌肉異亮氨酸含量顯著升高(P<0.05)。各組肌肉總氨基酸和肌苷酸含量無顯著差異(P>0.05)。

表7 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉氨基酸組成的影響Tab.7 Effects of soybean meal replacement by CPC on muscle amino acid composition of grass carp (%)

2.7 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉理化特性的影響

如表8所示, 各組肌肉的滴水損失、蒸煮損失、水溶性蛋白、三甲胺和氧化三甲胺含量無顯著性差異(P>0.05)。與C45組相比, C75組肌肉鹽溶性蛋白含量顯著升高(P<0.05)。C100組肌肉pH顯著高于除C0和C75組外的其余組(P<0.05)。肌肉硬度、內(nèi)聚性、膠黏性、咀嚼性和剪切力各組間無顯著差異(P>0.05), 而肌肉黏附性和彈性隨著替代比例的增加呈上升趨勢, 與C0和C15組相比, C30、C45和C100組黏附性顯著升高(P<0.05), 與C0組相比, C30、C45和C100組彈性顯著升高(P<0.05)。

表8 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉理化特性的影響Tab.8 Effects of soybean meal replacement by CPC on muscle physicochemical properties of grass carp

2.8 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉纖維直徑和肌節(jié)長度的影響

草魚肌纖維直徑和肌節(jié)長度見表9, C75組肌纖維直徑顯著低于C30組(P<0.05)。肌節(jié)長度隨著替代比例的增加呈上升趨勢, 且C100組顯著高于C75組, C75組顯著高于其余組(P<0.05)。

表9 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉纖維直徑和肌節(jié)長度的影響Tab.9 Effects of soybean meal replacement by CPC on muscle fiber diameter and sarcomere length of grass carp

3 討論

3.1 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚生長性能的影響

本研究發(fā)現(xiàn), 棉籽濃縮蛋白完全替代豆粕對草魚生長性能和飼料利用率均無負(fù)面影響。棉籽濃縮蛋白替代48%和36%魚粉分別對卵形鯧鲹[10]和雜交石斑魚[11]的增重率、特定生長率和飼料系數(shù)沒有產(chǎn)生負(fù)面影響, 但高水平替代抑制生長。Zhao等[9]發(fā)現(xiàn)脫酚棉籽濃縮蛋白替代魚粉不會對虹鱒的生長性能、飼料系數(shù)和存活率產(chǎn)生顯著影響。本研究所選用的棉籽濃縮蛋白中精氨酸含量超過豆粕的2倍。研究表明, 飼料中添加適宜水平的精氨酸可顯著提升草魚[25]、花鱸(Lateolabrax maculatus)[26]、黃斑石斑魚(Epinephelus awoara)[27]、大菱鲆(Scophthalmus maximus)[28]、異育銀鯽(Carassis auratusgibelio var.CAS Ⅲ)[29]和斜帶石斑魚(Epinephelus coioides)[30]的生長性能。Wang等[31]發(fā)現(xiàn)飼料中添加精氨酸可通過提高非酶和酶促抗氧化能力促進(jìn)草魚生長。然而, Chen等[32]發(fā)現(xiàn)飼料中不同精氨酸水平?jīng)]有增強(qiáng)草魚的生長性能。實(shí)驗對象、養(yǎng)殖條件的不同是影響魚類生長性能和飼料利用率差異的重要因素, 在本實(shí)驗中, 棉籽濃縮蛋白與豆粕的氨基酸組成接近可能是棉籽濃縮蛋白替代豆粕未對草魚生長性能產(chǎn)生顯著影響的主要原因。

3.2 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚健康狀況的影響

谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活性升高可能表明肝細(xì)胞出現(xiàn)壞死[33]。在本研究中, 草魚血清的ALT和AST活性因棉籽濃縮蛋白的替代而顯著升高, 但均低于或處于草魚的參考值范圍內(nèi)(ALT: 4.96—15.84 U/L, AST: 40.66—116.47 U/L)[34]。血清總蛋白是反映機(jī)體蛋白質(zhì)代謝的指標(biāo)[10]。血糖濃度是反映機(jī)體整體健康狀況的重要生理指標(biāo)之一[35]。血清膽固醇和甘油三酯水平是反映機(jī)體體脂代謝的重要指標(biāo)[10]。血清球蛋白由α、β、γ三部分組成, 血液中免疫球蛋白基本均屬于γ球蛋白,補(bǔ)體和少部分免疫球蛋白存在于β球蛋白中[36]。白球比越低表明血清蛋白中球蛋白的含量相對于白蛋白更高。在本研究中, 飼料中棉籽濃縮蛋白替代豆粕使血清白球比顯著降低, 而對總蛋白、白蛋白、葡萄糖、甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇含量和高密度脂蛋白膽固醇/低密度脂蛋白膽固醇未產(chǎn)生顯著影響。研究表明, L-精氨酸代謝物在免疫介導(dǎo)的組織損傷、細(xì)胞復(fù)制和膠原合成中都很重要, 涉及組織損傷和修復(fù)[37]。L-精氨酸通過在轉(zhuǎn)錄水平上抑制TLR4/NF-κB和MAPK通路來減輕草魚[38]、大西洋鮭[39]和建鯉(Cyprinus carpiovar.Jian)[40]的炎癥。精氨酸還可顯著減輕銅引起草魚的鰓損傷[41]。此外, 飼料中適宜的精氨酸水平可提高花鱸[26]、鈍吻鯛(Megalobrama amblycephala)[42]、大菱鲆[28]、建鯉[40]和紅鼓魚(Sciaenops ocellatus)[43]的免疫力。精氨酸可調(diào)節(jié)斑馬魚的先天免疫機(jī)制[44]。本研究中草魚免疫力的提升可能與精氨酸有關(guān)。本研究結(jié)果顯示, 各處理組之間的肝細(xì)胞形態(tài)正常, 未見組織病變, 無明顯差別, 表明棉籽濃縮蛋白替代豆粕對肝臟組織健康未產(chǎn)生負(fù)面影響。

氧化應(yīng)激會嚴(yán)重危害動物健康[45], 超氧化物歧化酶(SOD)活性和總抗氧化能力(T-AOC)可以評估動物機(jī)體的抗氧化能力[46]。丙二醛(MDA)的含量可以反映脂質(zhì)過氧化程度[47]。棉籽濃縮蛋白替代36%—48%魚粉顯著提高了卵形鯧鲹肝臟谷胱甘肽過氧化物酶和總超氧化物歧化酶活性[10]。在本實(shí)驗中, 飼料中棉籽濃縮蛋白替代豆粕未對草魚健康狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響, 且提高了草魚的抗氧化能力,完全替代豆粕時還增強(qiáng)了草魚的免疫能力。

3.3 棉籽濃縮蛋白替代飼料中豆粕對草魚肌肉品質(zhì)的影響

魚肉的感官品質(zhì)和健康狀況與其營養(yǎng)成分密切相關(guān)[48]。魚肉的營養(yǎng)成分可以部分反映魚肉的質(zhì)量[49,50]。含棉籽濃縮蛋白的混合植物蛋白質(zhì)替代魚粉顯著增加花鱸肌肉異亮氨酸含量[51]。植物蛋白混合物低水平替代魚粉顯著增加日本鱸魚肌肉的氨基酸總量和風(fēng)味氨基酸含量及西伯利亞鱘(Acipenser baeriBrandt)肌肉的氨基酸總量和必需氨基酸含量[52]。本研究發(fā)現(xiàn), 棉籽濃縮蛋白替代豆粕可以顯著提高草魚肌肉粗蛋白和異亮氨酸的含量, 提升肌肉的營養(yǎng)成分含量。這與大口黑鱸[6]的投喂實(shí)驗結(jié)果不一致, 可能是與養(yǎng)殖對象種類不同有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn), 飼料中添加精氨酸顯著提高草魚、黃斑石斑魚和異育銀鯽的肌肉粗蛋白含量[25,27,29,31]。研究發(fā)現(xiàn), 精氨酸可以通過刺激生長激素、胰島素和胰島素樣生長因子-Ⅰ的釋放來激活魚類內(nèi)分泌系統(tǒng)[53]。胰島素和胰島素樣生長因子-Ⅰ可進(jìn)一步激活TOR信號通路[54]。精氨酸激活TOR信號傳導(dǎo)途徑的靶標(biāo)以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成[31]。精氨酸還可調(diào)節(jié)鈍吻鯛[55]、異育銀鯽[29]和建鯉[56]肝胰腺和肌肉中TOR信號分子的mRNA表達(dá)。本研究中草魚肌肉粗蛋白含量的提高可能是因為飼料中精氨酸含量提高造成的, 相關(guān)研究還需要進(jìn)一步深入。

肌肉品質(zhì)與其物理化學(xué)特性密切相關(guān), 如持水力、酸堿度和嫩度[18,48,57]。研究表明, 鹽溶性蛋白含量較高反映出肌肉的液體損失較低[58]。飼料中適宜精氨酸水平提高肌肉pH和持水力[25,31]。本研究發(fā)現(xiàn), 草魚肌肉pH和鹽溶性蛋白含量隨著替代比例的增加有升高的趨勢。除了營養(yǎng)成分外, 魚肉品質(zhì)還可用硬度、彈性、咀嚼性、黏附性和粘結(jié)性等質(zhì)地指標(biāo)進(jìn)行評價[59,60]。消費(fèi)者通常更傾向于結(jié)實(shí)有彈性的肉品[61,62]。肌纖維特性是用于評估肉質(zhì)的定量指標(biāo), 包括肌纖維類型、肌纖維直徑、肌纖維密度、肌節(jié)長度等[63]。在雞[64]和牛[65]中, 有研究表明當(dāng)肌肉的肌節(jié)長度較長時通常其嫩度較高。包含棉籽濃縮蛋白的混合植物蛋白源替代魚粉顯著增大花鱸生魚片的黏附性[51]。植物蛋白混合物替代魚粉顯著降低金頭鯛(Gilthead seabream)肌肉肌纖維直徑[66]。日本鱸的肌纖維密度隨著植物蛋白混合物替代魚粉比例的上升顯著增加[52]。在本實(shí)驗中, 草魚肌肉的肌節(jié)長度隨著替代比例的增加顯著增大, 說明棉籽濃縮蛋白替代豆粕增加草魚肌肉的嫩度。許多研究發(fā)現(xiàn), 肉質(zhì)(包括風(fēng)味、脂肪酸、嫩度和pH)與氧化損傷密切相關(guān)[67—69]。精氨酸通過提高肌肉抗氧化能力改善草魚的肉質(zhì)[25]。此外, 精氨酸增強(qiáng)抗氧化酶活性可能受信號分子Nrf2、Keap1、CK2、TOR和S6K1調(diào)控[31]。綜合上述研究結(jié)果表明, 棉籽濃縮蛋白高水平替代豆粕在一定程度上改善了草魚肌肉的黏附性、彈性和嫩度, 同時有提高肌肉pH和持水力的趨勢, 增強(qiáng)了肌肉品質(zhì)。其中, 草魚肌肉的黏附性和彈性顯著上升可能與精氨酸提升其抗氧化能力有關(guān)。

研究表明, 蛋白質(zhì)和氨基酸均會影響肌肉的風(fēng)味[70]。異亮氨酸等氨基酸是產(chǎn)生肉香的前提氨基酸[71]。5’-肌苷酸(IMP)是主要的鮮味物質(zhì)[72]。在本實(shí)驗中, 棉籽濃縮蛋白替代豆粕提高了草魚肌肉中粗蛋白質(zhì)和異亮氨酸的含量, 而對肌苷酸含量無顯著影響。三甲胺是魚類中氧化三甲胺在細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化而來的, 其含量可以評估新鮮度[73]。研究發(fā)現(xiàn)三甲胺含量低于20 μg/g時淡水魚肉保持新鮮[74],在本研究中, 草魚肌肉的三甲胺含量均低于20 μg/g。其次, 在確定魚的質(zhì)量時, 酸堿度是公認(rèn)的用于評估新鮮度的重要參數(shù), 因為它影響細(xì)菌的生長[75]。此外, 中性或堿性酸堿度較于酸性酸堿度可以降低降解水平[76]。因此在本研究中, 棉籽濃縮蛋白替代30%豆粕時提高了草魚肌肉粗蛋白含量, 替代75%豆粕時提高了肌肉異亮氨酸含量和肌節(jié)長度, 完全替代豆粕時提高了肌肉黏附性、彈性和肌節(jié)長度,增強(qiáng)了肌肉品質(zhì), 且棉籽濃縮蛋白替代豆粕有提高肌肉pH和鹽溶性蛋白含量的趨勢。

4 結(jié)論

在本實(shí)驗條件下, 棉籽濃縮蛋白完全替代豆粕對草魚的生長性能和形體指標(biāo)無顯著影響, 但降低了血清白球比, 提高了肌肉彈性、黏附性和肌節(jié)長度。以生長性能、健康狀況及肌肉品質(zhì)為評價指標(biāo), 當(dāng)豆粕在草魚基礎(chǔ)飼料中的添加水平為24%時,棉籽濃縮蛋白(添加水平為18.27%)能夠完全替代豆粕。