魏玉婷,王小潔,麥康森,艾慶輝

(中國海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點實驗室,山東青島266003)

飼料中的維生素E對大菱鲆幼魚生長、脂肪過氧化及抗氧化能力的影響

魏玉婷,王小潔＊＊,麥康森,艾慶輝

(中國海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點實驗室,山東青島266003)

采用6種維生素E(VE)含量為26、52、66、132、191、339 mg/kg飼料干質(zhì)量的等氮等能實驗飼料,研究飼料中維生素E對大菱鲆(Scophthalmus maximus)幼魚生長,肝臟和肌肉中的硫代巴必妥酸反應(yīng)底物(TBARS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及總抗氧化力(T-AOC)的影響。結(jié)果表明大菱鲆的生長和體成分受飼料中VE含量的影響產(chǎn)生的差異不顯著,然而肝臟和血清中的VE含量以及肝臟和肌肉中的硫代巴必妥酸底物(TBARS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和肝臟總抗氧化力(T-AOC)則受其影響顯著(P<0.05)。結(jié)果顯示大菱鲆幼魚攝取不適宜量的VE時在表現(xiàn)出各種缺乏癥之前會先發(fā)生脂肪過氧化現(xiàn)象,同時飼料中的VE能夠有效提高大菱鲆幼魚的抗氧化能力。

大菱鲆幼魚;維生素E;脂肪過氧化;抗氧化能力

大菱鲆(Scophthalmus maximus),分類上屬于硬骨魚綱(Osleichthyes),鰈形目(Pleuronectiformes),鰈亞目(Pleuronectoidei),鲆科(Bothidae),菱鲆屬(Scophthalmus)。為原產(chǎn)于歐洲沿海的冷水性魚類,其較高的經(jīng)濟價值使之成為歐洲重要的海水養(yǎng)殖良種之一,自上個世紀90年代引種到我國以來,已經(jīng)在我國北方沿海地區(qū)大規(guī)模養(yǎng)殖,成為我國的1個新養(yǎng)殖品種[1-3]。目前,國內(nèi)外有關(guān)大菱鲆營養(yǎng)生理的研究主要集中在大量營養(yǎng)元素的利用方面,如氨基酸、蛋白質(zhì)和脂肪需要量[4-6],蛋白源和脂肪源替代[7-8]以及免疫增加劑的開發(fā)[9],而有關(guān)大菱鲆維生素的營養(yǎng)生理研究尚少見報道。

維生素E(VE)是魚類的1種必需營養(yǎng)素,具有維持魚肉質(zhì)量、機體正常免疫、防止細胞溶血、毛細血管滲透、心肌滲透等功能[10]。VE作為脂溶性抗氧化劑,在體內(nèi)參與清除氧自由基終止脂肪過氧化反應(yīng),這種脂肪過氧化反應(yīng)可以激發(fā)細胞內(nèi)包括膜、核酸、酶等不穩(wěn)定成分的氧化損失,從而導(dǎo)致機體形成損傷。因此VE對水生動物體內(nèi)抗氧化能力的影響一直是關(guān)注的熱點[11-18]。本文旨在檢測飼料中的VE對大菱鲆幼魚生長、脂肪過氧化以及抗氧化能力的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗飼料設(shè)計

實驗采用半精制飼料,基礎(chǔ)飼料中各組分的含量如表1。其中脫脂魚粉、脫脂蝦粉是將商業(yè)魚粉、蝦粉用乙醇按1∶2的比例進行脫脂制成的,維生素預(yù)混物中未添加VE,每千克飼料中分別添加0、20、40、80、160、320 mg的DL-α-生育酚醋酸酯(Sigma公司),并以微晶纖維素填充,制成6種等氮等能的實驗飼料。利用高效液相層析色譜(HPLC)測得實驗飼料中實際α-生育酚的含量分別為26、52、66、132、191、339 mg/kg飼料干質(zhì)量。在飼料制作過程中,所有原料粉碎后過220μm篩網(wǎng),各原料按配比定量后混合均勻,然后加入適量的水揉勻,經(jīng)雙螺桿擠條機(華南理工大學(xué)研制的F-Ⅲ(26)型)加工成粒徑為2.0 mm,長2～5 mm的顆粒狀飼料,35℃烘箱烘干,用塑料袋裝好密封后放于-20℃冰箱備用。

1.2 實驗魚及飼養(yǎng)管理

實驗在山東省萊州市明波水產(chǎn)公司進行,實驗魚購自當?shù)孛鞑ㄋa(chǎn)公司。在開始實驗前,所有實驗魚置于2個300 L水族箱內(nèi)暫養(yǎng)10 d,其間投喂基礎(chǔ)飼料以適應(yīng)實驗飼料。選擇體質(zhì)量為(4.44±0.02)g的健康魚苗540尾,隨機分成6組,每組設(shè)3個重復(fù),每個重復(fù)放魚30尾。

實驗魚飼養(yǎng)在120 L的水族箱內(nèi),供水為常流水,水流量為6 L/min。實驗期間,每天分別于07··30及16··30飽食投喂2次,實驗持續(xù)8周,其間水溫為17～19℃,鹽度為27,p H在7.5～7.8之間,24 h曝氣,溶氧含量大于7 mg/L,光周期為12 h光照∶12 h黑暗。

表1 基礎(chǔ)飼料原料及營養(yǎng)組成(%干質(zhì)量)Table 1 Ingredients and nutritional composition of control diet(%dry weight)

1.3 樣品采集和分析

實驗結(jié)束,饑餓24 h后稱各水族箱內(nèi)的魚重,計算特定生長率(SGR)、飼料系數(shù)(FCR)、蛋白質(zhì)效率(PER)。每箱隨機取魚5尾,留作魚粗蛋白、粗脂肪、粗灰分分析;另隨機取5尾魚,從尾靜脈取血,在4℃冰箱中靜置24 h,然后3 000 r/min離心10 min取上清液即為血清,用于檢測血清中的VE含量;取血后的魚立即解剖分離肝臟、肌肉,-80℃保存于液氮中,用于檢測組織中VE含量及硫代巴必妥酸反應(yīng)底物(BARS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和總抗氧化力(T-AOC)。

飼料成分、實驗飼料和魚體樣品的水分、蛋白、脂肪及灰分含量采用AOAC(1995)的方法進行分析。飼料及全魚樣品在105℃烘至恒重測定水分;蛋白質(zhì)采用Kjeldahl全自動蛋白分析儀檢測;脂肪采用Soxhlet脂肪抽提儀檢測;灰分采用在馬福爐中550℃燃燒失重法檢測。血清中VE含量利用邵裕坤等[19]的高效液相色譜檢測,肝臟及飼料中的VE含量參考Salo-V? ?n?nen等[20]的方法進行分析,即將抽提后的殘渣溶于1 mL甲醇中上機檢測,使用HP1100高效液相色譜儀,ODS反相色譜柱,甲醇∶異丙醇=95∶5為流動相,柱溫25℃。肝臟和肌肉中的硫代巴必妥酸反應(yīng)底物(TBARS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及總抗氧化力(T-AOC)均采用南京建成公司試劑盒,其中組織中硫代巴必妥酸反應(yīng)底物用丙二醛(MDA)的含量表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

生長數(shù)據(jù)、飼料系數(shù)、魚體成分、各種抗氧化指標及組織中VE含量采用SPSS11.5軟件進行單因素方差分析(One-way ANOVA),若差異顯著,再進行Tukey's多重比較。

特定生長率(SGR)、飼料系數(shù)(FCR)、蛋白質(zhì)效率(PER)計算公式如下:

特定生長率(SGR)=[ln(終末體質(zhì)量)—ln(初始體質(zhì)量)]/養(yǎng)殖時間×100;

飼料系數(shù)(FCR)=攝食量/體增質(zhì)量;

蛋白質(zhì)效率(PER)=(終末體質(zhì)量×終末魚尾數(shù)—初始體質(zhì)量×初始魚尾數(shù))/(攝入干物質(zhì)質(zhì)量×飼料中蛋白質(zhì)含量)。

2 實驗結(jié)果

2.1 維生素E對大菱鲆生長的影響

飼料中不同濃度的VE對大菱鲆幼魚的特定生長率、蛋白質(zhì)效率、飼料系數(shù)及成活率均無顯著性影響(P>0.05)(見表2),體蛋白含量為(67.05±1.12)%、脂肪含量為(11.80±1.46)%、灰分含量為(18.68± 1.17)%、水分含量為(78.24±0.67)%,各處理之間差異不顯著(P>0.05)(見表3)。

2.2 維生素E對大菱鲆幼魚脂肪過氧化及抗氧化力的影響

飼料中不同含量的VE對大菱鲆幼魚肝臟、肌肉組織的脂肪過氧化、超氧化物歧化酶活性和肝臟總抗氧化力都產(chǎn)生顯著影響(P<0.05),然而對肌肉總抗氧化力的影響不顯著(P>0.05)(見表4)。肝臟和肌肉中的TBARS隨著飼料中VE含量的升高顯著降低,其中肝臟TABRS在D1處理組最高,且顯著高于其他5組;肌肉TBARS含量在D6處理組顯著低于D1～D4處理組,但D5～D6處理組間差異不顯著。

表2 飼料中不同濃度的維生素E對大菱鲆幼魚生長的影響(平均值±標準誤)Table 2 Effects of dietary vitamin E levels on growth and feed utilization in juvenile turbot(Means±S.E.)

表3 飼料中不同濃度的維生素E對大菱鲆幼魚體成分的影響(平均值±標準誤)Table 3 Effects of dietary vitamin E levels on whole body composition in juvenile turbot(Means±S.E.)/%

表4 飼料中不同濃度的維生素E對大菱鲆幼魚肝臟和肌肉硫代巴必妥酸反應(yīng)底物(TBARS)、超氧化物歧化酶(SOD)及總抗氧化力(T-AOC)的影響(平均值±標準誤)Table 4 Effects of dietary vitamin E levels on hepatic and muscle thiobarbituric acid reactive substances(TBARS), superoxide dismutase(SOD)and total-antioxidantcapacity(T-AOC)in juvenile turbot(Means±S.E.)

肝臟中的SOD酶活力隨著飼料VE的含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在D3和D4處理組達到最大值,顯著高于其他4組;肌肉中的SOD酶活力隨著飼料中VE含量的增加顯著升高,在D5和D6處理組顯著高于D1和D2處理組,D1～D4處理組間差異不顯著,D5～D6處理組間差異不顯著。肝臟的T-AOC在D4處理組顯著高于D1～D3處理組,但與D5和D6處理組之間無顯著性差異;肌肉中的總抗氧化力隨著飼料中VE含量的增加而呈上升趨勢(1.81～5.01 U/mg pro),但各組之間的差異不顯著。

2.3 維生素E對大菱鲆血清及肝臟中的VE含量的影響

血清和肝臟組織中VE含量隨著飼料中VE含量的升高而顯著升高(P<0.05),當飼料中VE的含量低于132 mg/kg時,各組之間差異不顯著,但VE含量為191和339 mg/kg時,肝臟和血清中VE含量顯著高于其他處理組(見表5)。

表5 飼料中不同濃度的維生素E對大菱鲆幼魚肝臟和血清中α-生育酚含量的影響(平均值±標準誤)Table 5 Effects of dietary vitamin E levels on liver and serumα-tocopherol in juvenile turbot(Means±S.E.)

3 討論

在本研究中,不同VE濃度的飼料并未對大菱鲆幼魚的生長、飼料利用以及體成分產(chǎn)生顯著影響,也未觀察到如生長遲緩、死亡率升高、貧血、上皮色素損失、腹水、眼球突出、不集群等VE缺乏癥出現(xiàn)[21]。然而從實驗結(jié)果看,飼料中添加VE顯著降低了大菱鲆幼魚脂肪過氧化的程度,提高了大菱鲆幼魚的抗氧化能力,說明脂肪過氧化和抗氧化酶活性要比生長、死亡率更敏感地反映魚類的VE缺乏癥狀。水生動物體內(nèi)通常含有較多的高不飽和脂肪酸,其組織尤其是富含不飽和脂肪酸的生物膜易發(fā)生過氧化反應(yīng)[14]。脂肪過氧化最終產(chǎn)物丙二醛的量可敏銳的反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化強弱[22],一分子丙二醛可以和兩分子硫代巴必妥酸聚合,因此硫代巴必妥酸反應(yīng)底物(TBARS)常用來作為評價組織脂肪過氧化的指標[12,14-15,17,23]。在對虹鱒[13]、雜交羅非魚[14]、轉(zhuǎn)基因銀大馬哈魚[15]、斑點叉尾鮰[21]的研究中均證實在表現(xiàn)出生長差異之前,魚體組織中都不同程度的發(fā)生了脂肪過氧化,而且飼料中添加VE可以減少魚體組織中TBARS的含量,提高機體的抗氧化能力。

組織中的TBARS含量常被作為魚類對VE需求量的評判依據(jù)[13,21,23],然而TBARS并不總是能真實反映出魚類對VE的需求量。Cowey等[13]在未觀察到生長差異的情況下,成功的利用肝小體的TBARS作為評價指標對虹鱒的VE需求量進行了估測,Lin和Shiau[23]用肝臟中TBARS含量作為估測指標獲得的點帶石斑魚對VE需求量,與用生長作為估測指標獲得的需要量相吻合;然而Kocabas和Gatlin[24]卻得到了相反的結(jié)果,即在雜交條紋鱸的生長與飼料系數(shù)都受到VE影響的同時,脂肪過氧化反應(yīng)卻未受影響;在本實驗中,大菱鲆幼魚肝臟和肌肉中的TBARS含量隨著飼料中VE含量的增加而線性降低(y=-0.013 3x+ 9.667 1,r2=0.716 2,肝臟;y=-0.050 7x+30.143, r2=0.919 1,肌肉)。因此TBARS雖然可以敏感地反映魚類的VE缺乏癥狀,然而是否可以將它代替生長率作為評價魚類VE需求量的指標,還需要進一步的研究。

機體防御體系的抗氧化能力可以用總抗氧化力(T-AOC)來表示,本實驗中大菱鲆肝臟T-AOC隨飼料中VE含量的增加而顯著升高,并且盡管差異不顯著,肌肉T-AOC也表現(xiàn)出上升的趨勢,這表明飼料中添加VE能夠提高機體的抗氧化能力,從而減少機體的氧化損傷程度。細胞正常的需氧代謝過程會連續(xù)不斷地產(chǎn)生活性氧O-2,過量的O-2會對機體產(chǎn)生反作用,引起氧化損傷。VE是O-2的直接清除劑,與超氧化物歧化酶(SOD)同是體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的重要組成成分,保護細胞膜及細胞內(nèi)的核酸免受自由基的攻擊。關(guān)于VE和SOD之間的相互關(guān)系已有研究報道,但至今并無統(tǒng)一的結(jié)論。朱勇飛等[25]發(fā)現(xiàn)高濃度VE(VE500、VE1000)處理組的黑鯛血清SOD活性顯著高于低濃度VE(VE250)處理組,然而Tocher等[17]卻發(fā)現(xiàn)金頭鯛肝臟中的SOD活性在低濃度處理組(E10)顯著高于高濃度處理組(E100和E1000);此外,Lee和Shiau等[18]發(fā)現(xiàn)斑節(jié)對蝦血清SOD活性隨飼料中VE濃度升高表現(xiàn)出先顯著升高后又顯著降低的趨勢;而在皺紋盤鮑中發(fā)現(xiàn),VE對血清中的SOD活力沒有顯著影響[26]。本實驗中,肝臟和肌肉中的SOD活性隨飼料中VE濃度變化表現(xiàn)出不同的變化趨勢,肝臟的SOD活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,然而肌肉SOD活力卻隨VE濃度升高而線性升高(y=0.023x+15.525,r2= 0.8115)。由此可見,飼料中VE和SOD活性的關(guān)系會受到實驗動物種類、取樣部位、其他抗氧化劑的含量等多種因素的影響。

SOD是底物誘導(dǎo)酶,它的活力升高說明體內(nèi)O-2或羥自由基含量上升,從而導(dǎo)致動體內(nèi)氧化壓力過大[26]。因此,當飼料中VE含量小于大菱鲆的適宜需求量時,肝臟中VE濃度較低,TBARS含量高,氧化壓力大,SOD活性會隨著飼料中VE濃度的增加而升高;當飼料中VE含量足以滿足大菱鲆需要時,肝臟中VE濃度升高,TBARS含量降低,氧化壓力減小,SOD活性會隨著飼料中VE濃度增加而降低。由此作者估測大菱鲆幼魚VE的適宜需求量在66～132 mg/kg飼料干質(zhì)量之間。

綜上所述,飼料中的VE能夠有效地提高大菱鲆幼魚的抗氧化能力。當大菱鲆幼魚攝取非適宜量的VE時,在表現(xiàn)出各種VE缺乏癥之前會發(fā)生脂肪過氧化現(xiàn)象。根據(jù)飼料中不同添加量的VE對大菱鲆幼魚肝臟SOD活性的影響估測,大菱鲆幼魚對VE的需求量大約在66～132 mg/kg飼料干質(zhì)量之間。

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Abstract: This study was conducted to investigate the effects of dietary vitamin E on growth performance,thiobarbituric acid reactive substances(TBARS),superoxide dimutase(SOD)activity and total-antioxidantcapacity(T-AOC)in liver and muscle tissue of juvenile turbot(Scophthalmus maximus).The juvenile turbot were fed with six isoenergetic and isonitrogenous experimental diets that contained 26,52, 66,132,191,339 mg of vitamin E/kg respectively.Following the 8-week feeding trial,no significant(P >0.05)diet-related differences were detected in growth and whole body proximate composition.The vitamin E concentration in liver and serum,thiobarbituric acid reactive substances(TBARS),superoxide dismutase(SOD)activity of liver and muscle,and total antioxidant capacity(T-AOC)of liver,however, were significantly affected by the dietary treatment(P<0.05).The results indicated that changes in tissue lipid peroxidation measurements precede clinical signs of sub-optimal vitamin E intake.In addition, vitamin E in diet could promote the antioxidant capacity of juvenile turbot effectively.

Key words: turbot;vitamin E;lipid peroxidation;antioxidant capacity

責任編輯 于 衛(wèi)

Effect of Dietary Vitamin E on Growth,Tissue Lipid Peroxidation,and Tissue Antioxidant Capacity of Juvenile Turbot,Scophthalmus maximus

WEI Yu-Ting,WAN G Xiao-Jie,MAI Kang-Sen,AI Qing-Hui
(The Key Laboratory of Mariculture,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

S963

A

1672-5174(2011)06-045-06

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費(Nyhy.207-046)資助

2010-04-14;

2010-06-25

魏玉婷(1985-),女,碩士生。E-mail:yutingwei0028@sina.com

通迅作者:E-mail:xjwang@ouc.edu.cn