高擘為 楊 航 何 明 徐 禛 梁高陽(yáng) 李小勤 冷向軍
(1. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)科學(xué)國(guó)家級(jí)教學(xué)示范中心, 上海 201306; 2. 上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部魚(yú)類(lèi)營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究中心, 上海201306; 3. 水產(chǎn)動(dòng)物遺傳育種中心上海市協(xié)同創(chuàng)新中心, 上海 201306)
亞?wèn)|鮭, 學(xué)名為褐鱒(Salmo trutta), 原產(chǎn)于歐洲、非洲北部和西亞地區(qū)[1], 屬于鮭形目(Salmoniformes)鮭科(Salmonidae)鮭亞科(Salmoninae)。身體為褐色, 并有黑色及紅色的斑點(diǎn), 棲息在寒冷的淡水中。在我國(guó), 褐鱒僅天然分布于西藏亞?wèn)|縣,是英國(guó)人于1866年引種于此, 在當(dāng)?shù)匦纬傻囊粋€(gè)自然種群, 已定名為亞?wèn)|鮭[2], 西藏自治區(qū)二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)水生動(dòng)物[3]。亞?wèn)|鮭肉質(zhì)細(xì)嫩鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富,氨基酸種類(lèi)齊全, 具有優(yōu)質(zhì)的脂肪酸[4]。隨著亞?wèn)|鮭養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展, 與其相關(guān)的養(yǎng)殖、遺傳和生物學(xué)研究的工作已相繼開(kāi)展[5—8]。
脂肪和蛋白質(zhì)的需要量是魚(yú)類(lèi)營(yíng)養(yǎng)研究中的重要參數(shù)。若飼料中蛋白質(zhì)含量不足, 則魚(yú)體生長(zhǎng)緩慢, 若蛋白質(zhì)過(guò)量, 成本增加, 還會(huì)造成飼料的浪費(fèi)。目前, 有關(guān)褐鱒蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需求的研究較少。Arzel等[9]的研究表明, 體重為1.2 g的褐鱒對(duì)飼料蛋白質(zhì)需要量在48%—53%; Ramezani[10]發(fā)現(xiàn), 體重為7.0 g的褐鱒對(duì)蛋白的最適需要量為50%。而關(guān)于褐鱒脂肪營(yíng)養(yǎng)的研究則主要集中在不同脂肪源的替代方面, Kenari等[11]發(fā)現(xiàn)用植物油部分替代魚(yú)油可長(zhǎng)期喂食里海褐鱒。Amiri等[12]也認(rèn)為大豆油和鵝油可以完全替代魚(yú)油, 對(duì)褐鱒生長(zhǎng)性能和存活率沒(méi)有負(fù)面影響。國(guó)內(nèi)關(guān)于亞?wèn)|鮭魚(yú)營(yíng)養(yǎng)需求的研究則僅見(jiàn)親魚(yú)對(duì)飼料蛋白質(zhì)和脂肪需求方面, 當(dāng)飼料脂肪水平為9%和18%時(shí), 亞?wèn)|鮭親魚(yú)對(duì)蛋白質(zhì)需要量分別為43.11%和45.69%[13]。在亞?wèn)|鮭幼魚(yú)的營(yíng)養(yǎng)需求方面, 目前尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。由于亞?wèn)|鮭已形成獨(dú)立的種群, 以及亞?wèn)|當(dāng)?shù)刈匀粭l件的特殊性(海拔高、水溫低), 故開(kāi)發(fā)適合于當(dāng)?shù)貤l件的亞?wèn)|鮭飼料顯得尤為必要。故本試驗(yàn)設(shè)計(jì)不同蛋白和脂肪水平的飼料, 考察對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)幼魚(yú)生長(zhǎng)、飼料利用、體組成、肝臟生化指標(biāo)和胃、腸道消化酶活性的影響, 為亞?wèn)|鮭幼魚(yú)配合飼料的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。
本試驗(yàn)采用3×2雙因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì), 設(shè)3個(gè)蛋白質(zhì)水平(P, 42%、46%、50%)和2個(gè)脂肪水平(L,12%、16%), 共配制6種飼料 (P42/L12、P42/L16、P46/L12、P46/L16、P50/L12、P50/L16)。通過(guò)調(diào)整沸石粉和纖維素的含量來(lái)平衡各組飼料組成。飼料原料經(jīng)粉碎、過(guò)篩(60目)后, 用混合機(jī)(GH 200, 上海展望機(jī)電設(shè)備有限公司)混勻, 制成粒徑2 mm的沉性顆粒飼料(單螺桿擠壓機(jī), SLP-45, 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所, 制粒溫度85—90℃), 晾干, 密封儲(chǔ)藏于陰涼干燥處備用。飼料原料購(gòu)于浙江粵海飼料有限公司。試驗(yàn)飼料的配方組成及營(yíng)養(yǎng)成分含量見(jiàn)表1, 飼料氨基酸組成見(jiàn)表2。
試驗(yàn)用魚(yú)取自西藏亞?wèn)|鮭魚(yú)繁育基地。試驗(yàn)魚(yú)用基礎(chǔ)飼料暫養(yǎng)馴化2周后, 選取體格健壯、規(guī)格均一, 平均體重為(2.80±0.10) g的鮭450尾進(jìn)行試驗(yàn), 將魚(yú)隨機(jī)分配到18個(gè)塑料桶(直徑0.55 m, 高0.65 m)中, 每個(gè)試驗(yàn)組三個(gè)重復(fù)(桶), 每桶25尾。養(yǎng)殖用水為經(jīng)過(guò)濾的溪水, 流水養(yǎng)殖, 水流量為1.8 L/min。試驗(yàn)期間, 每天投喂兩次(10:30、17:30), 日投飼率約為魚(yú)體重的2.0%—3.0%, 各桶保持基本一致的投飼量, 并根據(jù)攝食情況進(jìn)行調(diào)整。養(yǎng)殖期間,水體溶氧>6 mg/L, pH 7.5—8.0, 水溫7.5—12.5℃,亞硝酸鹽濃度<0. 0.05 mg/L, 氨氮濃度<0. 1 mg/L。養(yǎng)殖試驗(yàn)在西藏亞?wèn)|縣鮭魚(yú)繁育基地(春丕)進(jìn)行,養(yǎng)殖周期為56d。
表1 試驗(yàn)飼料配方組成及營(yíng)養(yǎng)成分含量Tab. 1 Ingredients and proximate composition of experimental diets (g/kg)
在養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后, 饑餓24h, 統(tǒng)計(jì)每桶亞?wèn)|鮭魚(yú)尾數(shù)并稱(chēng)重。從每桶中隨機(jī)取6尾, 并在-20℃冷凍保存用于全魚(yú)體成分分析。每桶隨機(jī)取3尾鮭魚(yú)測(cè)量體重和體長(zhǎng), 然后將鮭魚(yú)解剖, 稱(chēng)量?jī)?nèi)臟和肝臟重, 計(jì)算肥滿(mǎn)度(CF)、臟體比(HSI)和肝體比(VSI)。另取3尾魚(yú)的肝臟、胃和前腸, -20℃冷凍保存, 用于肝臟生化指標(biāo)和胃、腸消化酶活性測(cè)定。
表2 試驗(yàn)飼料氨基酸組成(g/kg干物質(zhì))Tab. 2 Amino acid composition of experimental diets (g/kg dry matter)
生長(zhǎng)性能與形體指標(biāo)增重率(%)=100×[終末體重(g)-初始體重(g)]/初始體重(g);
飼料系數(shù)=采食量(g)/[終末體重(g)-初始體重(g)];
成活率(%)=100×終末尾數(shù)(尾)/初始尾數(shù)(尾);
肥滿(mǎn)度(g/cm3)=100×體重(g)/體長(zhǎng)(cm)3;
肝體比(%)=100×肝臟重(g)/體重(g);
臟體比(%)=100×內(nèi)臟重(g)/體重(g);
蛋白質(zhì)沉積率(%)=100×魚(yú)體蛋白質(zhì)貯積量/攝入的蛋白質(zhì)總量;
脂肪沉積率(%)=100×魚(yú)體脂肪貯積量/攝入的脂肪總量。
肝臟生化指標(biāo)和胃腸道消化酶活性測(cè)定取肝臟樣本于4℃解凍, 加9倍體積生理鹽水, 冰水浴勻漿, 4℃離心(3000 r/min, 10min), 取上清液用于測(cè)定肝臟谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、總膽固醇(TCHO)和甘油三酯(TG)。采用南京建成生物工程研究所試劑盒測(cè)定GOT、GPT、TCHO和TG。
取胃、腸道樣本于4℃解凍, 加9倍體積生理鹽水, 冰水浴勻漿, 4℃離心(3000 r/min, 10min), 取上清液用于測(cè)定胃和腸道的蛋白酶及淀粉酶活性。腸道蛋白酶活性采用福林酚法測(cè)定, 以2%酪蛋白溶液為底物, 每微克組織蛋白質(zhì)在pH 7.2、37℃條件下每分鐘分解酪蛋白生成1 μg酪氨酸的酶量為1個(gè)蛋白酶活性單位(U)。胃蛋白酶采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒測(cè)定, 每毫克組織蛋白37℃每分鐘分解蛋白生成1 μg氨基酸相當(dāng)于1個(gè)蛋白酶活力單位(U)。蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法。淀粉酶活性采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒測(cè)定, 組織中每毫克蛋白質(zhì)在37℃與底物作用30min, 水解10 mg淀粉定義為1個(gè)淀粉酶活性單位(U)。
全魚(yú)與飼料組成全魚(yú)與飼料的水分、粗蛋白含量測(cè)定分別采用105℃常壓干燥法和凱氏定氮法(2300自動(dòng)凱氏定氮儀, FOSS, 瑞典), 粗脂肪含量測(cè)定采用氯仿-甲醇抽提法, 粗灰分測(cè)定采用550℃高溫灼燒法。
取70 mg冷凍干燥后的飼料樣品, 以6 mol/L鹽酸(加1 g/L苯酚)于110℃水解24h(真空狀態(tài)), 冷卻,取0.5 mL水解液, 烘干, 加5 mL稀釋液, 使用Sykam S-433D氨基酸自動(dòng)分析儀(賽卡姆,德國(guó))測(cè)定飼料氨基酸組成。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示, 采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行單因子方差分析和雙因素方差分析, 其中差異顯著者進(jìn)行Duncan多重比較, 差異顯著水平為P<0.05。
由表3可見(jiàn), 隨飼料蛋白水平的增加, 增重率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì), 飼料系數(shù)則先下降后上升(P<0.05)。P46/L12組的魚(yú)體增重率最高, 飼料系數(shù)最低; P50L12組的肥滿(mǎn)度顯著高于其他各組(P<0.05); 肝體比隨著蛋白水平的增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì);各組臟體比無(wú)顯著差異(P>0.05)。飼料蛋白質(zhì)和脂肪水平及二者交互作用均顯著影響?hù)~(yú)體增重率和飼料系數(shù)(P<0.05), 飼料中蛋白質(zhì)和脂肪水平對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)肥滿(mǎn)度和臟體比均無(wú)顯著性影響(P>0.05)。飼料中蛋白水平對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)肝體比具有顯著影響(P<0.05), 但兩因素之間并無(wú)顯著交互作用(P>0.05)。
由表4可見(jiàn), 各組在全魚(yú)水分、粗脂肪、粗蛋白和粗灰分含量上均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。飼料蛋白質(zhì)和脂肪水平以二者交互作用均顯著影響?hù)~(yú)體蛋白質(zhì)沉積率和脂肪沉積率(P<0.05), 在同一脂肪水平下二者呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。
由表5可見(jiàn), 飼料中脂肪水平對(duì)腸道蛋白酶, 胃蛋白酶和胃淀粉酶活性均有顯著性影響(P<0.05),飼料蛋白水平僅對(duì)胃蛋白酶活性具有顯著性影響(P<0.05)。兩者的交互對(duì)腸道淀粉酶、胃蛋白酶和胃淀粉酶具有顯著性影響(P<0.05)。46%蛋白水平下的胃蛋白酶活性顯著高于其他2個(gè)蛋白水平下的胃蛋白酶活性(P<0.05), 12%脂肪水平下的胃蛋白酶、胃淀粉酶活性也顯著高16%脂肪水平下的胃蛋白酶、胃淀粉酶活性(P<0.05)。
由表6可見(jiàn), 在同一脂肪水平下, GPT、TCHO和TG隨著飼料粗蛋白水平的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。TCHO在P46L12組達(dá)到最高值, 且顯著高于其他各組(P<0.05)。飼料粗蛋白水平對(duì)各肝臟生化指標(biāo)均有顯著性影響(P<0.05); 飼料粗脂肪水平僅顯著影響TCHO含量(P<0.05)。
表3 飼料粗蛋白、粗脂肪水平對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)生長(zhǎng)性能的影響Tab. 3 Effects of dietary crude protein and crude lipid levels on growth of brown trout
在本實(shí)驗(yàn)中, 在同一脂肪水平下隨著飼料蛋白水平提高, 亞?wèn)|鮭幼魚(yú)增重率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì), 飼料系數(shù)呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。在黃斑藍(lán)子魚(yú)(Siganus canaliculatus)[14]的研究中, 飼料蛋白水平從24%增加到40%, 幼魚(yú)增重率也呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。同樣, 在南方鲇(silurus meridionalis)[15]和淡水石斑魚(yú)(Cichlasoma managuense)[16]中也有類(lèi)似報(bào)道??梢?jiàn), 魚(yú)類(lèi)對(duì)飼料蛋白質(zhì)的需求具有適宜水平, 過(guò)高或過(guò)低, 均不利用魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)和飼料利用。在本實(shí)驗(yàn)中, 亞?wèn)|鮭幼魚(yú)的飼料蛋白質(zhì)需要量為46%。在Arzel等[9]和Ramezani[10]對(duì)褐鱒的研究中, 所確定的飼料粗蛋白適宜水平分別為48%—53%及50%。本試驗(yàn)所得結(jié)果與之相比略低,其原因與魚(yú)體規(guī)格大小、褐鱒品系(淡水褐鱒vs.海水褐鱒)和水溫等因素有關(guān)。本試驗(yàn)所用褐鱒屬淡水種, 未經(jīng)選育, 規(guī)格也較Arzel等[9]所用褐鱒(1.2 g)大。有研究表明, 魚(yú)類(lèi)的攝食和飼料利用受到水溫的影響, 水溫較高可促進(jìn)魚(yú)類(lèi)的消化吸收[17]。在本實(shí)驗(yàn)中, 水溫較低, 亞?wèn)|鮭生長(zhǎng)較慢, 過(guò)高的飼料蛋白可能被用作能量, 影響了亞?wèn)|鮭的生長(zhǎng)和飼料利用。
表4 飼料粗蛋白、粗脂肪水平對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)全魚(yú)組成和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沉積率的影響Tab. 4 Effects of dietary crude protein and crude lipid levels on body composition and nutrient retention of brown trout (%)
表5 飼料粗蛋白、粗脂肪水平對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)消化酶活性的影響Tab. 5 Effects of dietary crude protein and crude lipid levels on digestive enzyme activities of brown trout (U/mg prot)
研究發(fā)現(xiàn), 虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[18]和南方鲇[19]的飼料脂肪添加量達(dá)20%和15%, 表明肉食性魚(yú)類(lèi)具有很強(qiáng)的脂肪代謝的能力, 進(jìn)而有效節(jié)約了蛋白添加量。在本研究中, 當(dāng)飼料蛋白質(zhì)水平在42%和46%時(shí), 脂肪水平從12%提高到16%, 盡管褐鱒增重率在數(shù)值上有下降, 但并不顯著(P>0.05); 而蛋白質(zhì)水平達(dá)到50%時(shí), 16%脂肪組的增重率較12%脂肪組顯著降低(P<0.05)。這說(shuō)明高蛋白高脂肪飼料造成了飼料利用的降低和生產(chǎn)性能的下降。López等[20]發(fā)現(xiàn), 當(dāng)飼料蛋白水平為61%時(shí), 飼料脂肪水平從15.5%增加到21.5%, 錘形石首魚(yú) (Atractoscion nobilis)的增重從21.5 g下降到14.7 g。在紅鰭東方鲀(Takifugu rubripes)[21]和細(xì)鱗鮭(Brachymystax lenok)[22]的研究中, 均發(fā)現(xiàn)在高飼料蛋白水平下, 飼料脂肪含量增加導(dǎo)致了生長(zhǎng)性能的下降。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果, 亞?wèn)|鮭幼魚(yú)可能并不需要過(guò)高脂肪營(yíng)養(yǎng)即可滿(mǎn)足生長(zhǎng)需求, 其飼料脂肪需要量為12%, 與6.9 g的虹鱒脂肪需求量(8%—10.6%)相比略高[23]。
魚(yú)類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)可由肝體比和臟體比等形態(tài)學(xué)指標(biāo)反映出來(lái)。在本研究中, 飼料蛋白和脂肪水平對(duì)亞?wèn)|鮭幼魚(yú)臟體比無(wú)顯著影響, 而肝體比隨著蛋白和脂肪水平的提高, 呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì),同樣在草魚(yú)(Ctenopharyngodon idella)[24]、歐洲鱸(Dicentrarchus labrax)[25]和黃姑魚(yú)(Nibea albiflora)[26]的研究中也發(fā)現(xiàn)肝體比隨著飼料中脂肪的增加而下降的現(xiàn)象。
在本試驗(yàn)中, 各組亞?wèn)|鮭幼魚(yú)全魚(yú)水分、蛋白質(zhì)、灰分和脂肪含量無(wú)顯著差異。且蛋白、脂肪和兩者交互作用對(duì)全魚(yú)水分、蛋白、灰分和脂肪均無(wú)顯著性影響(P>0.05)。蛋白質(zhì)沉積率和脂肪沉積率隨著飼料蛋白水平的升高表現(xiàn)出先增加后下降的趨勢(shì), P46L12組的蛋白沉積率和脂肪沉積率最高。在葉文娟等[27]的研究中, 隨著蛋白水平的增加,泥鰍(Misgurnus anguillicaudatus)的蛋白沉積率也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì), 說(shuō)明過(guò)多的蛋白質(zhì)被當(dāng)作能量物質(zhì)消耗, 從而降低了蛋白質(zhì)沉積效率。
消化酶對(duì)攝食和相關(guān)代謝調(diào)整的反應(yīng)可用于評(píng)估飼料配方的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在本試驗(yàn)中, 脂肪因素對(duì)于腸道蛋白酶, 胃蛋白酶和胃淀粉酶均具有顯著性影響, 表現(xiàn)為在同一蛋白水平下, 脂肪升高, 消化酶活性降低。在王朝明等[28]關(guān)于胭脂魚(yú)(Myxocyprinus asiaticus)的研究中, 脂肪水平從2.04%增加到13.39%, 蛋白酶活性也呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。其原因可能是因?yàn)檫^(guò)高的脂肪含量抑制了消化酶的活性。
在本研究中, 在同一脂肪水平上, 隨著飼料蛋白水平的升高, 消化酶活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這說(shuō)明在適宜蛋白水平內(nèi), 亞?wèn)|鮭幼魚(yú)可通過(guò)提高體內(nèi)消化酶的活性來(lái)適應(yīng)飼料, 以提高對(duì)飼料的消化與吸收能力。在芙蓉鯉鯽(Carassius auratus gibelio)[29]、瓦氏黃顙魚(yú)(Pelteobagrus vachelli)[30]、刺鲃(Barbudes caldwell)[31]和方正銀鯽(Carassius auratus gibelioBloch)[32]的研究中也有類(lèi)似結(jié)果。高飼料蛋白組(50%)的腸蛋白酶和胃蛋白酶活性降低,表明過(guò)量的蛋白質(zhì)造成了浪費(fèi), 加重了消化道的負(fù)擔(dān), 影響了腸道消化酶的分泌[33]。淀粉酶出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì), 可能因?yàn)轱暳现械鞍缀椭舅降淖兓瘜?dǎo)致碳水化合物含量的變化, 引起淀粉酶活性的變化。
表6 飼料粗蛋白、粗脂肪水平對(duì)亞?wèn)|鮭魚(yú)肝臟生化指標(biāo)的影響Tab. 6 Effects of dietary crude protein and crude lipid levels on liver biochemical indices of brown trout
在肝臟中, GOT和GPT是活性最高的兩種轉(zhuǎn)氨酶, 廣泛存在于組織細(xì)胞線粒體內(nèi), 是一項(xiàng)反應(yīng)肝功能的重要指標(biāo)[34]。當(dāng)肝細(xì)胞壞死或肝臟功能受到損傷時(shí), 肝臟GOT和GPT活性下降, 血清和組織中的酶活性升高[35,36]。在本試驗(yàn)中, 在同一脂肪水平下, 隨飼料蛋白水平增加, 肝臟GPT活性先升高后降低, 在46%蛋白水平時(shí)達(dá)到最大。在石英等[37]對(duì)血鸚鵡(Cichlasomasp.)的研究中, 隨著飼料蛋白從37%升高到49%, 肝臟GPT也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。桑永明等[32]對(duì)方正銀鯽的研究也有相似結(jié)果。在一定的飼料蛋白水平范圍內(nèi), 肝臟GPT活性的增加, 意味著轉(zhuǎn)氨作用的增強(qiáng), 可以促進(jìn)體內(nèi)的氨基酸代謝。
甘油三酯和膽固醇含量是反映機(jī)體對(duì)脂肪代謝狀況的重要指標(biāo), 二者均在肝臟進(jìn)行合成[38]。在本試驗(yàn)中, 在同一脂肪水平下, 肝臟甘油三酯和膽固醇含量均隨著飼料蛋白水平的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì), 其原因可能因?yàn)檫^(guò)多的蛋白水平,增加了魚(yú)體的代謝負(fù)擔(dān)從而抑制了甘油三酯和膽固醇等脂肪代謝。在中高蛋白水平下(12%, 16%),飼料脂肪水平的升高, 降低了膽固醇含量, 其原因可能是飼料中過(guò)多的脂肪造成了脂肪肝, 影響了肝臟的正常功能。這在陳建明等[39]、Lin等[40]的研究中也有類(lèi)似報(bào)道。
在本實(shí)驗(yàn)條件下, 綜合考慮飼料系數(shù)、增重率、成活率和消化酶活性等因素, 亞?wèn)|鮭幼魚(yú)飼料中粗蛋白和粗脂肪的適宜水平分別為46%和12%。