李小平
(蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院,江蘇蘇州 215008)
黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)又名黃辣丁,俗稱黃姑魚,是鲿科(Bagridae)、黃顙魚屬(Pelteobagrus)一種常見的淡水魚。在自然條件下,黃顙魚主要棲息于緩流淺水區(qū)域,營底棲生活,且腐殖質(zhì)多和游泥多的地方,雜食性,以動物性飼料為主,也可吞食植物碎屑(韓慶等,2004)。黃顙魚具有含肉率高、味道鮮美、脂肪含量中等、肌肉彈性好等優(yōu)點,因而廣受普羅大眾喜愛,市場需求較為廣闊,是我國小型淡水名特優(yōu)水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之 一(張志浩等,2019;Zhou等,2015;馬旭洲等,2005)。按照有關數(shù)據(jù),全國黃顙魚養(yǎng)殖產(chǎn)量在2019年就已經(jīng)超過50萬t。
隨著黃顙魚人工養(yǎng)殖技術提升,池塘集約化程度提高,黃顙魚的畝產(chǎn)量得到大幅提高。高密度養(yǎng)殖伴隨而來的營養(yǎng)代謝異常和養(yǎng)殖環(huán)境問題,會導致黃顙魚生長速度下降、疾病頻發(fā),養(yǎng)戶經(jīng)濟損失嚴重,制約了黃顙魚養(yǎng)殖的健康持續(xù)發(fā)展(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)漁政管理局,2019;王明華等,2014)。因此,通過在飼料中添加營養(yǎng)物質(zhì)增強黃顙魚的營養(yǎng)代謝能力、抗應激能力和疾病抵抗力,是解決黃顙魚實現(xiàn)健康可持續(xù)養(yǎng)殖的一個重要手段。植物甾醇普遍為白色片狀或粉狀物質(zhì),無臭無味,具有旋光性,熔點基本都在100℃。在自然環(huán)境中,植物甾醇有游離態(tài)和結合態(tài)兩種存在形式,游離態(tài)為自由醇結構,結合態(tài)多以有機酸酯和甾基糖苷等結構為主,最常見的甾醇有β-谷甾醇、豆甾醇,植物甾醇在植物種子中的含量較高。植物甾醇和動物性甾醇的基本分子結構無明顯差別,不同之處在于植物甾醇C-3位上有羥基,并且C-5位為雙鍵結構,正是這些細微差別使得植物甾醇具有獨特的生理作用(Ni等,2012)。
植物甾醇在食品衛(wèi)生領域已經(jīng)進行了較為深入的研究,表明其具有抗炎、退熱、抗癌、阻礙膽固醇吸收等眾多生理功能(黃志毅等,2020;任建敏等,2015;Izadi等,2015)。從2008年開始,植物甾醇就已經(jīng)作為新型飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中普遍使用,對植物甾醇的生理功能做了大量研究(黃志毅等,2018;程業(yè)飛等,2017;吳萍等,2012;李偉等,2010;顧莞婷等,2008),完善了植物甾醇在畜禽養(yǎng)殖中的應用體系,但植物甾醇在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物上的研究應用相對較少。因此本試驗以黃顙魚幼魚為試驗對象,探究不同水平的植物甾醇對黃顙魚幼魚生長、體成分、肝胰臟抗氧化功能和急性攻毒試驗的影響,以便為植物甾醇在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應用提供一定的理論數(shù)據(jù)。
1.1 試驗飼料 以魚粉、豆粕等為蛋白源,魚油和豆油為脂肪源,利用面粉和纖維素平衡飼料能量來配制基礎飼料,基礎飼料的具體組成成分和營養(yǎng)水平見表1。在基礎飼料中添加0、20、40、60、80 mg/kg的植物甾醇,設計出5種不同植物甾醇含量的試驗飼料。植物甾醇購自sigma公司。所有飼料原料經(jīng)粉碎后過40目篩,按照配方比例準確稱重并逐級混勻,最后制成粒徑為2 mm的顆粒飼料,烘干后自然冷卻,使用自封袋包裝,放在冰箱中備用。
表1 基礎飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)%
1.2 試驗魚與飼養(yǎng)管理 黃顙魚魚苗購自江蘇省蘇州市。魚苗先在暫養(yǎng)魚池馴養(yǎng)兩周,在馴養(yǎng)期間投喂商品飼料。養(yǎng)殖試驗是在循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中進行。馴養(yǎng)結束后,選取初始體重為(1.64±0.01)g健康游動的黃顙魚幼魚600尾平均放養(yǎng)到15個水族桶中。這15個養(yǎng)殖桶共分為5個試驗組,每個試驗組有3個養(yǎng)殖桶作為重復,每組投喂對應飼料,按植物甾醇添加量從低到高標記為PS0、PS20、PS40、PS60和PS80。每天8:00和17:00各投喂一次,采取飽食投喂方式,投喂量為魚重的4%、6%,根據(jù)黃顙魚攝食情況進行調(diào)整;養(yǎng)殖期間全程曝氣,水溫為25~29℃,pH維持在7.20~7.80,定期換水。若有死亡的魚及時取出并稱重記錄。試驗期為60 d。
1.3 攻毒試驗 菌種為嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophylia),是實驗室自制所得,是從患病的黃顙魚魚體上獲得,然后經(jīng)過挑選、分離和純化,最后通過基因測序確定。在攻毒試驗前開展預試驗,確定該嗜水氣單胞菌在黃顙魚上的半數(shù)致死濃度。在菌種對數(shù)生長期取菌液50 mL,然后3500 r/min離心5 min沉淀菌體。沉淀的菌體用滅菌水梯度稀釋,制備600 nm下吸光度為0.12的菌體懸液(約1×106CFU/mL),4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.4 樣品采集 飼喂60 d后,讓試驗魚空腹24 h。然后撈取每個養(yǎng)殖桶中的黃顙魚,統(tǒng)計數(shù)量并稱重。每個養(yǎng)殖桶隨機抽取15尾魚,測量體重和體長用于計算形體指標,再將其中5尾魚用于測定全魚常規(guī)營養(yǎng)指標分析,剩下10尾魚用干凈紗布抹干之后解剖,挑取內(nèi)臟團和肝臟并稱重。所有樣品置于-80℃冰箱中以備分析。最后從每個養(yǎng)殖桶挑選15尾魚用于攻毒試驗。
1.5 測定指標及方法
1.5.1 生長性能指標 生長性能指標計算公式如下:
增重率/%=(Wt-W0)/W0×100;
特定生長率/(%/d)=[ln(Wt/W0)]/t×100;
飼料系數(shù)=F/(Wt-W0);
蛋白質(zhì)效率/%=[(Wt-W0)×D/(F×d)]×100;
肥滿度/(g/cm3)=(Wt/L3)×100;
肝體比/%=(Wg/Wt)×100;
臟體比/%=(Wn/Wt)×100。
式中:Wt為試驗結束時黃顙魚平均體重,g;W0為試驗開始時黃顙魚平均體重,g;t為養(yǎng)殖試驗天數(shù),d;F為總投喂量,g;Wt為試驗結束時黃顙魚總體重,g;W0為試驗開始時黃顙魚總重,g;D為黃顙魚魚體粗蛋白質(zhì)含量,%;d為飼料中粗蛋白質(zhì)含量,%;L為黃顙魚體長,cm;Wn為內(nèi)臟團重量,g;Wg為肝臟重量,g。
1.5.2 體成分的測定 全魚體成分測定分析方法:水分測定參照GB/T 6435-2014,粗蛋白質(zhì)和粗脂肪測定參照GB/T 18868-2002,粗灰分測定參照GB/T 6438-2007。
1.6.3 肝胰臟抗氧化指標的測定 超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶、總抗氧化能力和丙二醛等生化指標,使用南京建成生物工程研究所試劑盒進行測定。具體檢測方法見試劑盒說明書。
1.5.4 攻毒試驗 養(yǎng)殖試驗結束后每個重復挑取15尾魚,按每10 g體重注射菌液0.1 mL的比例進行攻毒,不投餌,但氧氣供給和水循環(huán)如常,試驗持續(xù)48 h。在攻毒期間觀察魚的活動情況,出現(xiàn)死魚馬上撈出,統(tǒng)計各組的死魚數(shù)目,通過攻毒結束時存魚數(shù)目與攻毒開始時放養(yǎng)數(shù)目計算24 h和48 h內(nèi)的死亡率(MR)。
1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 所有數(shù)據(jù)使用SPSS 20.0軟件進行單因素分析,采用Duncan氏法進行多重比較,以P<0.05表示差異顯著。數(shù)據(jù)結果采用“平均值±標準差”表示。
2.1 植物甾醇對黃顙魚幼魚生長性能、飼料利用和形體指標的影響 由表2可以看出,與PS0組相比,各試驗組的終末體重、增重率和特定生長率均有所提高,其中PS40組的終末體重顯著高于PS0組6.3%,增長率重顯著高于PS0組5.9%(P<0.05);PS20和PS40組的特定生長率分別顯著高于PS0組1.6%、1.8%(P<0.05);與PS0組相比,各試驗組的飼料系數(shù)下降,蛋白質(zhì)效率提升,其中PS40組飼料系數(shù)顯著低于PS0組4%(P<0.05),PS20、PS40和PS60組的蛋白質(zhì)效率分別顯著高于PS0組5.6%、10.3%、4.3%(P<0.05);肥滿度、肝體比和臟體比在五組試驗組之間差異均不顯著(P>0.05)。
表2 植物甾醇對黃顙魚生長性能、飼料利用和形體指標的影響
2.2 植物甾醇對黃顙魚幼魚體成分的影響 由表3可知,與PS0組相比,PS40、PS60和PS80組的粗蛋白質(zhì)含量顯著提高,提高幅度分別達到3.3%、5.9%、5.3%(P<0.05);與PS0組相比,PS40和PS60組粗脂肪含量顯著降低10.7%、11.8%(P<0.05);干物質(zhì)和粗灰分含量在五組試驗組間差異均不顯著(P>0.05)。
表3 植物甾醇對黃顙魚幼魚體成分的影響(干物質(zhì)基礎)%
2.3 植物甾醇對黃顙魚幼魚肝胰臟抗氧化指標的影響 由表4可知,與PS0組相比,各試驗組的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活力和總抗氧化能力均有所提升,其中PS40、PS60和PS80組超氧化物歧化酶活力顯著提高40.2%、21.1%、16.1%(P<0.05);PS40、PS60和PS80組總抗氧化能力顯著提高17.6%、10.3%、14.7%(P<0.05),PS40和PS60組過氧化氫酶活力顯著提高9.3%、38.3%(P<0.05);與PS0組相比,各試驗組的谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶的活力差異不顯著(P>0.05);與PS0組相比,各試驗組的丙二醛含量顯著下降,分別達9.3%、14.3%、14.8%、11.5%(P<0.05)。
表4 植物甾醇對黃顙魚幼魚肝胰臟抗氧化指標的影響
2.4 植物甾醇對黃顙魚幼魚攻毒后死亡率的影響 由表5可知,與PS0組相比,PS40、PS60和PS80組的24 h死亡率顯著下降22.7%、18.2%、18.2%(P<0.05);與PS0組相比,各試驗組的48 h死亡率顯著下降11.11%、22.2%、22.2%、18.5%(P<0.05)。
表5 植物甾醇對黃顙魚幼魚攻毒后累積死亡率的影響%
3.1 植物甾醇對黃顙魚幼魚生長性能影響 植物甾醇在豬、牛和雞等養(yǎng)殖動物上有改善其生長性能、提高飼養(yǎng)過程中飼料利用率的作用(黃志毅等,2018;程業(yè)飛等,2017)。當植物甾醇作用于動物機體時,其是以一種植物甾醇-脂質(zhì)-生長激素復合體存在,該復合體能提高動物體內(nèi)的蛋白質(zhì)翻譯效率,這意味著更多的蛋白質(zhì)會被合成出來(Li等,2015)。同時該復合體比單獨的生長激素的穩(wěn)定性要高,因而作用時效比單獨的生長激素長,從而促進動物機體生長和發(fā)育(張永輝等,2011)。李志華等(2019)研究表明,20、40 mg/kg植物甾醇的添加量可顯著提高羅非魚增重率及特定生長率,且40 mg/kg的添加量效果更佳。潘忠超等(2019)在羅氏沼蝦飼料中添加植物甾醇發(fā)現(xiàn),植物甾醇可提高羅氏沼蝦的生產(chǎn)性能,降低其料肉比。本試驗與前人研究結果一致,各植物甾醇添加量均能顯著提高黃顙魚的增重率和蛋白質(zhì)效率,同時降低飼料系數(shù)。本試驗中20、60 mg/kg和80 mg/kg組的效果弱于40 mg/kg組,表明以促進動物生長來說,植物甾醇一定范圍內(nèi)并不是越高越好,其最佳添加量需要根據(jù)不同動物和不同生長階段進行調(diào)整,具體的機理需要進一步探究。
3.2 植物甾醇對黃顙魚幼魚體成分和形體指標影響 溫超等(2012)研究發(fā)現(xiàn),植物甾醇會使蛋雞中腹脂的相對質(zhì)量有一定程度降低。張嚴偉等(2012)在團頭魴基礎飼料中添加一定比例的的植物甾醇發(fā)現(xiàn),試驗組團頭魴肌肉中的肌間脂肪會比沒有添加植物甾醇的空白組增加。本試驗中植物甾醇對黃顙魚幼魚的全魚干物質(zhì)和粗灰分沒有影響,但能增加全魚的粗蛋白質(zhì),降低粗脂肪。植物甾醇對不同養(yǎng)殖動物的體成分影響并不一致,目前關于植物甾醇調(diào)控動物機體體成分的研究只在具體指標上,其影響相關指標的機制仍需深入研究。
魚體的肥滿度是用來衡量魚類體重與體長關系的一個最重要指標,可以反映魚類在當前養(yǎng)殖階段的營養(yǎng)吸收狀況和對所在生存環(huán)境適應的生理狀態(tài)(Chatzifotis等,2010)。肝臟是魚類營養(yǎng)代謝和免疫功能的主要器官,因此魚類肝臟的重量與其營養(yǎng)方式和疾病發(fā)生的相關系數(shù)很高。當魚類營養(yǎng)異?;蛘卟∽儠r,肝體比和臟體比這兩個指標往往會有顯著變化(張麗等,2011)。本試驗中各試驗組的肥滿度、肝體比和臟體比均沒有顯著差異,這說明飼料中添加植物甾醇對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物營養(yǎng)吸收和機體健康沒有負面作用。
3.3 植物甾醇對黃顙魚幼魚肝胰臟抗氧化指標的影響 本試驗中,投喂各植物甾醇含量的飼料可不同程度地提高黃顙魚幼魚肝胰臟的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶的活力和總抗氧化能力,并降低丙二醛的含量。這表明飼料中添加植物甾醇可增強黃顙魚幼魚機體的抗氧化能力?,F(xiàn)有研究表明,植物甾醇具有抗氧化功能的主要結構特征在于其分子側(cè)鏈上都有一個亞乙基(傅夢月等,2013)。另外也有研究顯示,植物甾醇可以通過直接提高動物機體抗氧化相關酶的活力來增強機體的抗氧化能力(李志華等,2019;張嚴偉等,2012)。
3.4 植物甾醇對黃顙魚幼魚攻毒試驗的影響致病性嗜水氣單胞菌能夠誘發(fā)黃顙魚細菌性敗血癥,特別對黃顙魚幼魚危害更大。因此該病菌是我國黃顙魚淡水養(yǎng)殖中產(chǎn)生暴發(fā)性傳染病的主要病原菌之一(柏愛旭等,2018)。本試驗中,各植物甾醇添加組的24 h死亡率和48 h死亡率均明顯下降,表現(xiàn)出了對嗜水氣單胞菌很好的抵抗力。研究證明植物甾醇與抗炎藥氫化可的松具有一定程度的類似性,因而會有較強的抗炎作用。植物甾醇具有抗炎和抗感染功效是因為其能夠嵌入細胞膜,改變后的細胞膜結構會對白細胞產(chǎn)生影響,最后依靠抑制補體途徑產(chǎn)生免疫調(diào)控(Navarro等,2001)。
在飼料中添加植物甾醇可以提高黃顙魚幼魚的蛋白質(zhì)效率和飼料利用率,促進黃顙魚生長,能夠提高其機體內(nèi)抗氧化相關酶的活力,降低脂質(zhì)過氧化發(fā)生,同時對免疫力有正相關作用,減少感染致病性嗜水氣單胞菌的死魚數(shù)量。因此建議在飼料生產(chǎn)中可以通過添加適量植物甾醇來促進黃顙魚健康生長,在本試驗中以40 mg/kg的效果最好。