陳永康 鄭朝中 章 雙 遲淑艷 董曉慧 楊奇慧 劉泓宇 譚北平 * 謝詩瑋 *

(1.廣東海洋大學水產(chǎn)學院, 湛江 524088; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南水產(chǎn)與畜禽飼料重點實驗室, 湛江 524088; 3.廣東省水產(chǎn)動物精準營養(yǎng)與高效飼料工程技術(shù)研究中心, 湛江 524088)

凡納濱對蝦Litopenaeus vannamei, 俗稱“南美白對蝦”, 因生長快、抗病力強、存活率高、味道鮮美、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點被廣泛養(yǎng)殖[1]。2018年世界凡納濱對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量達到496.6×107kg, 占水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)值的10%以上[2]。我國2020年凡納濱對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量達到186.29×107kg, 是我國養(yǎng)殖規(guī)模最大的對蝦品種之一[3]。水產(chǎn)飼料為對蝦的生長和發(fā)育提供了全面且豐富的營養(yǎng), 是對蝦產(chǎn)量持續(xù)增加的重要保證。其中, 魚粉的氨基酸和脂肪酸組成均衡、適口性好、消化率高, 是凡納濱對蝦飼料的首選蛋白質(zhì)來源, 占比常常超過15%[4]。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖需求的不斷攀升, 魚粉供應(yīng)短缺、價格上漲等問題制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。因此, 開發(fā)適宜的魚粉替代品成為了水產(chǎn)行業(yè)的重點研究方向, 一些營養(yǎng)價值豐富、生產(chǎn)過程可持續(xù)、成本低廉的蛋白源因此受到了廣泛的關(guān)注和研究[5]。

黑水虻Hermetia illucens, 又名亮斑扁角水虻,屬于雙翅目水虻科, 是一種腐生生活的昆蟲, 原產(chǎn)于美洲, 現(xiàn)廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。黑水虻繁殖迅速并且生物量大, 通常每個世代周期持續(xù)35d, 包括成蟲、卵、幼蟲、蛹4個階段[6]。此外, 黑水虻可以利用畜禽糞便和餐廚垃圾作為食物來源,在減少資源浪費、環(huán)境污染的同時, 產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益, 是聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織指定資源昆蟲之一。黑水虻幼蟲粉通常含有30%—44%的粗蛋白質(zhì)和4%—38%的粗脂肪[7], 并已經(jīng)作為飼料蛋白源在海鱸Lateolabrax japonicus[8]、大西洋鮭Salmo salar[9]、虹鱒Oncorhynchus mykiss[10]、大黃魚Larimichthys crocea[11]和凡納濱對蝦等水產(chǎn)動物中進行了研究。Cummins等[12]和胡俊茹等[13]研究了黑水虻幼蟲粉替代魚粉對凡納濱對蝦生長性能、體成分和抗氧化能力的影響。但由于黑水虻幼蟲粉的脂肪酸組成(主要由飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸組成, 缺乏多不飽和脂肪酸)與魚粉相差較大[14], 在替代魚粉水平較高時往往導(dǎo)致飼料脂肪酸組成改變, 這可能影響對蝦的代謝狀況, 進而對對蝦非特異性免疫造成影響[15,16]。因此, 本實驗主要研究黑水虻幼蟲粉替代魚粉對凡納濱對蝦的生長性能、非特異性免疫和脂質(zhì)代謝的影響, 旨在為黑水虻幼蟲粉在凡納濱對蝦飼料中的應(yīng)用及其對對蝦的健康養(yǎng)殖提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗飼料制作

實驗配方根據(jù)Xie等[17]研究配制。以紅魚粉、豆粕和花生粕為主要蛋白源, 魚油、豆油和大豆卵磷脂為主要脂肪源, 配制成含粗蛋白質(zhì)41.42%, 粗脂肪7.79%的對照組飼料, 用黑水虻幼蟲粉(粗蛋白質(zhì)35.17%, 粗脂肪32.60%)分別替代10%、20%和30%的魚粉蛋白質(zhì), 共配制成四組等氮等脂的實驗飼料(表1—3), 分別命名為FM、BSF10、BSF20和BSF30。飼料制作方法參照文獻進行[18]。飼料原料粉碎后過80目篩, 按照配方準確稱重, 少量組分經(jīng)逐級放大法混勻后與大量組分在V型立式混合機(浙江正泰電器股份有限公司, JS-14S型)中混合均勻, 所有原料混合均勻后加入適量水再次混勻, 用F-75型雙螺桿擠壓機(華南理工大學科技實業(yè)總廠,廣州)制成1.0 mm粒徑的飼料, 在60℃烘箱中后熟化30min, 自然晾干后，置于密封袋中, 于–20℃冰箱中儲存?zhèn)溆谩?/p>

表1 實驗飼料配方及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ), %)Tab.1 Composition and nutrient levels of experimental diets(DM basis, %)

1.2 實驗動物與飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖實驗在廣東海洋大學湛江海洋高新科技園的室內(nèi)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進行。480尾體質(zhì)健康、大小均勻、體質(zhì)量(0.88±0.01) g 凡納濱對蝦隨機分為四組, 每組3個重復(fù), 每個重復(fù)40尾蝦, 每個重復(fù)置于1個300 L的玻璃鋼桶。養(yǎng)殖實驗持續(xù)7周, 每天投喂對蝦體質(zhì)量5%—8%的實驗飼料, 于07:20、11:20、16:00和21:00進行投喂。根據(jù)對蝦進食情況和天氣變化調(diào)整具體投喂量。實驗期間不間斷充氣, 水溫27—31℃, 鹽度25%—30%。

1.3 樣品采集和指標分析

樣品采集及生長指標測定 在養(yǎng)殖實驗結(jié)束后,對每個桶中的對蝦進行計數(shù)和稱重, 計算以下生長性能指標[19]。

增重率(WGR, %)=100×(終末體質(zhì)量–初始體質(zhì)量)/初始體質(zhì)量;

特定生長率(SGR, %/d)=100×(ln終末體質(zhì)量–ln初始體質(zhì)量)/飼養(yǎng)天數(shù);

存活率(SR, %)=100×終末對蝦數(shù)量/初始對蝦數(shù)量;

飼料系數(shù)(FCR)=100×攝食量/(終末體質(zhì)量–初始體質(zhì)量)。

表2 原料紅魚粉和黑水虻幼蟲粉的脂肪酸組成Tab.2 Fatty acid compositions of fishmeal and black soldier fly larvae meal (% of total fatty acid)

每桶隨機取4尾對蝦于–20℃下保存, 用于分析全蝦組成。然后用1 mL無菌注射器于圍心腔處采集血淋巴, 4℃靜置保存16h后, 在4℃下8000 r/min離心5min, 取上清液保存于–80℃冰箱, 用于測定血淋巴生化指標和酶活性。取血后的對蝦小心分離肝胰腺, 并立即轉(zhuǎn)移到液氮中, 用于肝胰腺抗氧化水平和消化酶活性測定。

全蝦成分指標測定飼料和全蝦水分含量按照GB/T6435-2006測定, 粗蛋白質(zhì)含量采用杜馬斯燃燒定氮法(Skalar, Dutch)測定, 粗灰分含量采用550℃灼燒法測定, 全蝦和肝胰腺粗脂肪含量采用索氏抽提法(Ankom, USA)測定。飼料原料中魚粉和黑水虻幼蟲粉的脂肪酸含量采用GB 5009.169-2016第三法測定。成分測定參照文獻[20]。

血淋巴生化指標測定血淋巴甘油三酯(TG, A045-4-2)、總膽固醇(T-CHO, A111-1-1)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT, C009-2-1)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST,C010-2-1)采用南京建成生物工程研究生產(chǎn)的試劑盒測定, 操作參照說明書進行[21]。

對蝦非特異性免疫指標測定肝胰腺抗氧化指標總抗氧化能力(T-AOC, A015-2-1)、超氧化物歧化酶(SOD, A001-3-2)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX,A005-1-2)和丙二醛(MDA, A003-1-2), 以及肝胰腺非特異性免疫酶活性堿性磷酸酶(AKP, A059-2-2)、酸性磷酸酶(ACP, A060-2-2)采用南京建成生物工程研究生產(chǎn)的試劑盒測定, 操作參照說明書進行[22]。

肝胰腺消化酶活性測定肝胰腺消化酶活淀粉酶(AMS, C016-2-1)、脂肪酶(LPS, A054-2-1)和胰蛋白酶(TRY, A080-2-2)采用南京建成生物工程研究生產(chǎn)的試劑盒測定, 操作參照說明書[23]。

血淋巴代謝酶活性測定血淋巴代謝酶包括乙酰輔酶A羧化酶(ACC, ml036257)、脂肪酸合成酶(FAS, ml036370)、肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT,ml036412)、脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL, ml036372)、脂酰輔酶A合成酶(ACS, ml036251)、檸檬酸合酶(CS, ml093762)、α酮戊二酸脫氫酶(α-KGDHC,ml036467)、異檸檬酸脫氫酶(ICD, ml036376)、琥珀酸脫氫酶(SDH, ml918316)和蘋果酸脫氫酶(MDH, ml940617)活性采用上海酶聯(lián)生物科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒測定, 操作參照說明書進行[24]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

存活率數(shù)據(jù)先進行反正弦轉(zhuǎn)換, 再進行統(tǒng)計分析。實驗數(shù)據(jù)用平均值±標準誤表示, 使用SPSS 21.0軟件對所得的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(oneway ANOVA)。當有顯著差異時(P<0.05), 用Tukey氏法對數(shù)據(jù)進行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦生長性能的影響

如表4所示, 隨著黑水虻幼蟲粉替代魚粉水平提高, 凡納濱對蝦的終末體質(zhì)量、增重率(WGR)和特定生長率(SGR)降低, 其中BSF30組對蝦的終末體質(zhì)量、WGR和SGR均顯著低于FM組對蝦(P<0.05)。各組間存活率無顯著差異(P>0.05)。BSF20組對蝦的飼料系數(shù)(FCR)顯著低于BSF30組(P<0.05)。

表4 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦生長性能的影響Tab.4 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on growth performance of Litopenaeus vannamei

2.2 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦體成分的影響

如表5所示, 各組對蝦的全蝦水分、粗蛋白質(zhì)和粗灰分含量無顯著差異(P>0.05)。隨著飼料中黑水虻幼蟲粉替代魚粉的水平提高, 全蝦粗脂肪含量降低, 其中BSF20和BSF30組對蝦的全蝦粗脂肪含量顯著低于FM組對蝦(P<0.05)。各組對蝦肝胰腺粗脂肪含量無顯著差異(P>0.05)。

表5 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦體成分的影響Tab.5 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on body composition of Litopenaeus vannamei

2.3 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦血淋巴生化指標的影響

如表6所示, 對蝦血淋巴甘油三酯(TG)和總膽固醇(T-CHO)含量隨著飼料中黑水虻幼蟲粉的替代魚粉水平提高而降低, 其中BSF30組對蝦血淋巴TG和T-CHO含量顯著低于FM組(P<0.05)。BSF10、BSF20和BSF30組對蝦血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性均顯著低于FM組對蝦(P<0.05)。

表6 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦血淋巴生化指標的影響Tab.6 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on hemolymph biochemical indicators of Litopenaeus vannamei

2.4 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦肝胰腺非特異性免疫的影響

如表7所示, BSF20組對蝦肝胰腺總抗氧化能力(T-AOC)顯著高于其余各組, BSF10組對蝦超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著高于FM組(P<0.05), 但各組對蝦肝胰腺丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)活性無顯著差異(P>0.05)。BSF10和BSF30組對蝦肝胰腺酸性磷酸酶(ACP)活性顯著低于FM組對蝦, BSF20和BSF30組對蝦肝胰腺堿性磷酸酶(AKP)活性顯著低于FM組對蝦(P<0.05)。

表7 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦非特異性免疫的影響Tab.7 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on nonspecific immunity of Litopenaeus vannamei

2.5 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦肝胰腺消化酶活性的影響

如表8所示, 各組對蝦肝胰腺淀粉酶(AMS)和胰蛋白酶(TRY)活性無顯著差異(P>0.05)。BSF10組對蝦肝胰腺脂肪酶(LPS)活性顯著高于BSF30組對蝦(P<0.05)。

表8 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦肝胰腺消化酶活性的影響Tab.8 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on hepatopancreas digestive enzyme activities of Litopenaeus vannamei

2.6 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦血淋巴代謝酶活性的影響

如表9所示, 各組對蝦血淋巴乙酰輔酶A羧化酶(ACC)和脂酰輔酶A合成酶(ACS)活性無顯著差異(P>0.05)。BSF10和BSF20組對蝦血淋巴脂肪酸合成酶(FAS)活性顯著高于FM和BSF30組對蝦,BSF20組對蝦血淋巴肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT)活性顯著高于其余三組對蝦, BSF10、BSF20和BSF30組對蝦血淋巴脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)活性顯著高于FM組對蝦(P<0.05)。

表9 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦血淋巴脂質(zhì)代謝酶活性的影響Tab.9 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on hemolymph metabolic enzyme activities of Litopenaeus vannamei

如表10所示, 各組對蝦血淋巴檸檬酸合酶(CS),琥珀酸脫氫酶(SDH)和蘋果酸脫氫酶(MDH)活性無顯著差異(P>0.05)。BSF30組對蝦血淋巴異檸檬酸脫氫酶(ICD)活性顯著高于FM組對蝦, BSF10、BSF20和BSF30組對蝦血淋巴α酮戊二酸脫氫酶(α-KGDHC)活性顯著高于FM組對蝦(P<0.05)。

表10 黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦三羧酸循環(huán)酶活性的影響Tab.10 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on TCA cycle enzyme activities of Litopenaeus vannamei

3 討論

3.1 飼料黑水虻幼蟲粉替代魚粉對凡納濱對蝦生長性能的影響

作為一種綠色環(huán)保, 可持續(xù)發(fā)展的昆蟲蛋白源,近年來關(guān)于黑水虻幼蟲粉替代魚粉作為水產(chǎn)飼料蛋白源的研究越來越多, 主要關(guān)注點在于黑水虻幼蟲粉對水產(chǎn)動物生長性能和免疫健康的影響[25]。在本研究中, 當黑水虻幼蟲粉替代魚粉水平達到20%時(實際添加量為9.50%), 對蝦的生長性能與對照組相比無顯著差異, 這與前期的實驗結(jié)果基本一致[12]。但當黑水虻幼蟲粉替代魚粉水平達到30%時(實際添加量為14.25%), 本研究中凡納濱對蝦FBW、WGR和SGR等生長性能指標顯著降低, 這又與其他實驗結(jié)果不符, 這可能是由于不同實驗中所用的黑水虻幼蟲粉營養(yǎng)成分差異。Cummins等[12]實驗中的黑水虻幼蟲粉含粗蛋白質(zhì)52.03%, 粗脂肪15.10%, 而胡俊茹等[13]實驗中的黑水虻幼蟲粉含粗蛋白質(zhì)40.85%, 粗脂肪31.16%。相比之下, 本研究中使用的黑水虻幼蟲粉粗蛋白質(zhì)含量較低(35.17%),而粗脂肪水平較高(32.60%)。隨著飼料中黑水虻幼蟲粉的替代魚粉水平升高, 可能使飼料中必需氨基酸含量降低而導(dǎo)致氨基酸比例不平衡, 并減少飼料多不飽和脂肪酸水平, 增加飽和脂肪酸水平, 進而導(dǎo)致凡納濱對蝦生長性能降低[26]。此外, 在本研究中, BSF10組對蝦脂肪酶活性顯著高于BSF30組對蝦, 說明高水平黑水虻幼蟲粉替代魚粉可能抑制脂肪消化。凡納濱對蝦對幾丁質(zhì)的表觀消化率為36%[27], 研究表明飼料中添加幾丁質(zhì)抑制了斑節(jié)對蝦Penaeus monodon、羅非Oreochromis niloticus×O.aureus和大菱鲆Psetta maxima的腸道脂質(zhì)消化和吸收而導(dǎo)致生長性能降低[28—30]。

3.2 飼料黑水虻幼蟲粉替代魚粉對凡納濱對蝦血淋巴生化指標的影響

經(jīng)過脫脂處理的黑水虻幼蟲粉(粗蛋白質(zhì)42.20%,粗脂肪9.10%)可替代飼料中60%魚粉而不影響凡納濱對蝦的生長性能和免疫能力(實際添加量為23.49%), 表明黑水虻幼蟲粉的高脂肪含量可能是限制其在凡納濱對蝦飼料中使用的重要因素之一[31]。黑水虻幼蟲粉的脂肪酸組成中含有大量的飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸, 但多不飽和脂肪酸含量極低, 這與魚粉不同[32]。飼料中飽和脂肪酸含量升高和多不飽和脂肪酸含量降低, 將影響凡納濱對蝦脂質(zhì)代謝[33]。在本研究中, 隨著黑水虻幼蟲粉替代魚粉水平的升高, 全蝦粗脂肪、血淋巴甘油三酯和總膽固醇含量顯著降低, 這與Hu等[34]在黃鱔Monopterus albus上的研究結(jié)果一致。脂質(zhì)水平和血淋巴生化指標是反映機體代謝狀態(tài)的重要參數(shù)[35]。Ikram等[36]發(fā)現(xiàn), 用黑水虻幼蟲粉替代飼料中80%魚粉顯著降低了大西洋鮭肝臟甘油三酯水平, 這可能是由于黑水虻幼蟲粉中富含易分解的月桂酸, 導(dǎo)致大部分的脂肪酸用于分解代謝而不是儲存。雖然本實驗中對蝦肝胰腺粗脂肪含量無顯著變化, 但已經(jīng)呈下降趨勢, 更高水平的黑水虻幼蟲粉替代魚粉可能使肝胰腺粗脂肪含量顯著降低。另一方面, 凡納濱對蝦無法自身合成膽固醇, 當飼料中的魚粉和魚油含量減少時, 飼料中的膽固醇水平可能降低, 進而削弱了膽固醇或膽汁酸依賴的脂肪酸吸收和轉(zhuǎn)運[37]。轉(zhuǎn)氨酶由肝臟產(chǎn)生, 當肝臟發(fā)生炎癥導(dǎo)致細胞膜的通透性增加時, 轉(zhuǎn)氨酶通過細胞膜進入血液, 導(dǎo)致血液中的轉(zhuǎn)氨酶活性增加[38]。因此, 血淋巴中的谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性是評價肝損傷的主要指標之一。在本實驗中, 黑水虻幼蟲粉實驗組的血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性均顯著低于對照組, 說明黑水虻幼蟲粉可在一定程度上減輕對蝦的肝胰腺炎癥, 這與Fawole等[39]在尖齒胡鯰Clarias gariepinus中的實驗結(jié)果基本一致, 但胡俊茹等[13]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性沒有顯著影響, 這可能是因為養(yǎng)殖條件和飼料配方的不同, 有待進一步研究。

3.3 飼料黑水虻幼蟲粉替代魚粉對凡納濱對蝦非特異性免疫的影響

非特異性免疫是凡納濱對蝦抵御病原體入侵的重要途徑, 與抗氧化能力和磷酸酶活性有關(guān)[40]。丙二醛是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物, 是反映氧化水平的終點指標; 總抗氧化能力表現(xiàn)了機體的抗氧化能力,包括清除氧自由基的酶和非酶系統(tǒng), 其中, 超氧化物歧化酶將超氧陰離子自由基還原為過氧化氫, 過氧化氫隨后被谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶清除, 從而保護細胞免受活性氧的損傷[41,42]。在本研究中, 各組對蝦的肝胰腺丙二醛含量無顯著差異,說明黑水虻幼蟲粉替代魚粉不會引起對蝦的氧化應(yīng)激?？偪寡趸芰统趸锲缁富钚陨咭馕吨谒涤紫x粉能夠在一定程度內(nèi)提高凡納濱對蝦的抗氧化能力, 從而提高對蝦的抗氧化應(yīng)激能力, 這與胡俊茹等[13]在凡納濱對蝦上的實驗結(jié)果基本一致, 可能與黑水虻幼蟲粉外骨骼所含的幾丁質(zhì)有關(guān)[43]。此外, Fawole等[39]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲粉替代飼料中50%魚粉顯著升高了尖齒胡鯰的血清過氧化氫酶活性, Xu等[44]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲粉替代飼料中25%—100%的魚粉顯著降低了鏡鯉Cyprinus carpiovar.specularis的血清丙二醛含量, 并升高了過氧化氫酶活性, Melenchón等[45]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲粉替代飼料中14%的魚粉顯著降低了虹鱒Oncorhynchus mykiss肝臟丙二醛水平, 并升高了超氧化物歧化酶活性, 這些實驗報道與本研究結(jié)果相似, 說明飼料中添加一定量的黑水虻幼蟲粉對于提高水產(chǎn)動物的抗氧化能力具有積極的促進作用。堿性磷酸酶和酸性磷酸酶屬于溶酶體酶, 廣泛分布在動物機體各組織、細胞和體液中, 參與磷酸基團的催化反應(yīng),可用于評估凡納濱對蝦的免疫狀態(tài)[46]。在本研究中, 堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性均隨著黑水虻幼蟲粉替代魚粉水平的提高而顯著降低, 這與Wang等[31]利用脫脂黑水虻幼蟲粉在凡納濱對蝦中的實驗結(jié)果相似。但飼料中添加脫脂黑水虻幼蟲粉對于海鱸Lateolabrax japonicus的血清堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性并無顯著影響[8], 說明不同的動物利用黑水虻幼蟲粉的生理反應(yīng)不完全相同, 可能是由于對蝦和魚類的營養(yǎng)代謝能力存在差異。

3.4 飼料黑水虻幼蟲粉替代魚粉對凡納濱對蝦脂質(zhì)代謝的影響

飼料成分的改變往往通過影響動物的代謝狀況而對生理和免疫造成影響。脂質(zhì)代謝是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要組成部分, 其中乙酰輔酶A羧化酶和脂肪酸合成酶是脂肪酸合成的關(guān)鍵酶, 前者催化乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化為丙二酰輔酶A, 后者進一步催化長鏈脂肪酸的合成[47]。脂肪甘油三酯脂肪酶、脂酰輔酶A合成酶和肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶是脂肪酸分解的重要酶, 脂肪甘油三酯脂肪酶首先催化甘油三酯分解為甘油和脂肪酸, 然后脂酰輔酶A合成酶催化脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂酰輔酶A, 最后肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶則催化脂酰輔酶A進入線粒體基質(zhì)徹底分解產(chǎn)生能量[48]。在本研究中, 與對照組相比, BSF10組和BSF20組對蝦的脂肪酸合成酶活性顯著升高, BSF20組對蝦的肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶活性顯著升高, 而黑水虻幼蟲粉實驗組對蝦的脂肪甘油三酯脂肪酶活性均顯著升高, 說明飼料中添加黑水虻幼蟲粉激活了凡納濱對蝦的脂質(zhì)合成和分解代謝。研究顯示, 飼料中添加10.52%的黑水虻幼蟲粉顯著上調(diào)了黃鱔肝臟的脂質(zhì)分解和合成相關(guān)基因表達[34]。此外, 使用黑水虻幼蟲粉替代飼料中50%的魚粉顯著提高了斑馬魚Danio rerio全魚粗脂肪中飽和脂肪酸的含量,減少了多不飽和脂肪酸的含量, 并顯著上調(diào)脂肪酸合成(elovl2、elovl5和fads)的基因表達[49]。分析原因, 這可能與黑水虻幼蟲粉的脂肪酸組成有關(guān)。與魚粉不同, 黑水虻幼蟲粉富含月桂酸, 但缺乏EPA和DHA。月桂酸是一種容易氧化分解的中鏈脂肪酸[50]。與黑水虻幼蟲粉類似, 椰子油中同樣富含月桂酸, 飼料中添加1%椰子油顯著上調(diào)了斜帶石斑魚Epinephelus coioides的肝臟cpt-1、pparγ和fas的表達水平[51]。此外, Li等[52]研究表明, 飼料中添加黑水虻油顯著上調(diào)了建鯉腹腔脂肪細胞pparα的表達水平, 減少了腹腔脂肪細胞的大小和脂肪沉積。因此, 本實驗中黑水虻幼蟲粉的豐富月桂酸含量可能是激活對蝦脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵因素。除此之外, DHA和EPA是甲殼類動物生長、蛻皮和發(fā)育的必需脂肪酸[53], 前者在生物膜結(jié)構(gòu)和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中起著重要作用, 后者是調(diào)控生物活動化合物(如二十烷類)的前體物質(zhì)[54]。在低魚粉飼料中,降低魚油添加量將減少飼料中EPA和DHA含量, 從而造成斑節(jié)對蝦Penaeus monodon的存活率顯著下降, 并通過下調(diào)脂肪酸結(jié)合蛋白、載脂蛋白受體和脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白的基因表達抑制脂質(zhì)運輸, 降低對蝦的脂質(zhì)沉積[55], 這與本實驗結(jié)果基本相似。激活的脂質(zhì)代謝可能通過影響動物體內(nèi)乙酰輔酶A的含量對三羧酸循環(huán)產(chǎn)生影響。脂肪酸初步分解產(chǎn)生的脂酰輔酶A進一步轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A, 經(jīng)過檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α酮戊二酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶和蘋果酸脫氫酶等多種酶的催化作用下徹底釋放能量[56]。在本研究中, 與對照組相比,BSF30組異檸檬酸脫氫酶活性顯著升高, 黑水虻幼蟲粉實驗組對蝦的α酮戊二酸脫氫酶活性均顯著升高, 說明飼料中添加黑水虻幼蟲粉對凡納濱對蝦的三羧酸循環(huán)具有積極的促進作用。Ye等[57]研究表明, 黑水虻幼蟲粉替代飼料中5%—20%的豆粕將顯著增加羅非肝臟乙酰輔酶A含量, 并通過增強α酮戊二酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶和蘋果酸脫氫酶活性, 提高了ATP和NADH的產(chǎn)量,而乙酰輔酶A水平的增加和脂肪酸合成酶活性的升高又反過來促進了脂肪酸合成代謝。總的來說, 黑水虻幼蟲粉替代魚粉促進了凡納濱對蝦的脂質(zhì)分解代謝和三羧酸循環(huán)。

4 結(jié)論

(1)在本實驗條件下, 用黑水虻幼蟲粉替代10%或20%魚粉不影響凡納濱對蝦的生長性能, 但替代30%魚粉顯著降低了凡納濱對蝦的生長性能。(2)黑水虻幼蟲粉替代10%—20%魚粉提高了凡納濱對蝦的抗氧化能力, 降低了血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性, 但對蝦肝胰腺堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性也顯著降低。(3)當黑水虻幼蟲粉替代魚粉水平達到20%時, 全蝦粗脂肪水平顯著降低; 當替代水平達到30%時, 對蝦血淋巴甘油三酯和膽固醇含量顯著下降, 脂質(zhì)分解代謝和三羧酸循環(huán)相關(guān)的部分酶活性顯著提高, 進而促進了對蝦的脂質(zhì)代謝。