脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈(Micropterus salmoides)生长性能、免疫和抗氧化能力的影响
作者: 黄小容 夏辉
摘 要:为研究脂肪酸钙(Fatty acid calcium,CSFA)替代鱼油、豆油对大口黑鲈(Micropterus salmoides)免疫和抗氧化能力的影响,选择健康、大小均匀、已驯化完全、体质量(10.00±0.1)g的大口黑鲈300尾,随机分成5组。试验配制5种等氮等能饲料,分别为鱼油、豆油水平相等的对照组(D1)、CSFA替代鱼油组(D2)、CSFA替代豆油组(D3)、全CSFA组(D4)和全豆油组(D5)。试验为期56 d。结果表明:D1、D2、D3组的体重增长率显著高于其他各组(P<0.05);CSFA替代鱼油、豆油对大口黑鲈肝脏的免疫和抗氧化指标有显著影响(P<0.05);大口黑鲈肝脏酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性均呈先升高后降低的趋势。其中,肝脏免疫酶ACP、AKP活性和抗氧化酶CAT、SOD活性均在D3组最高,肝脏丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量在D3组最低。综合考虑生长、免疫和抗氧化指标,经分析得出,脂肪酸钙和鱼油混合使用能提高大口黑鲈免疫和抗氧化能力。
关键词:大口黑鲈(Micropterus salmoides);脂肪酸钙;免疫;抗氧化
我国是水产养殖大国,水产饲料的市场需求量巨大。脂肪、蛋白质、碳水化合物为三大基础营养物质,在水产饲料中不可缺少。鱼油、豆油是水产养殖常用的脂肪源,由于市场需求量增加,鱼油、豆油进口量、价格逐年上涨。为了降低养殖成本,提高经济效益,保护环境,寻找合适的脂肪源替代品,已成为水产饲料业中可持续发展的重要目标和研究热点。如今生产中普遍以菜籽油(RO)、玉米油(CO)、花生油(PO)等植物性脂肪源替代鱼油、豆油。研究表明:某些植物性脂肪源能替代鱼油,并不产生不利影响[1]。脂肪酸钙(CSFA)是一款新型的能量饲料添加剂,富含脂肪酸,可部分地代替传统饲料中的谷物和脂肪。脂肪酸钙以粉末状呈现,不仅更容易添加到饲料中,并且在空气中也不易变质,更便于长期贮存,可以大大简化饲料的生产加工过程,具有贮藏简单、物价低等优点[2]。饲料中添加脂肪酸钙的应用主要还是在反刍动物中,现有的很多研究试验主要集中在牛羊中。这些结果表明:饲料中添加脂肪酸钙能降低血清酮体生成,调节体内能量代谢,降低饲料成本,提高养殖经济价值等[3]。但是目前尚未有在鱼类饲料中添加脂肪酸钙的应用研究。
大口黑鲈(Micropterus salmoides)又称加州鲈,是鲈形目棘臀鱼科黑鲈属鱼类。加州鲈有“淡水黄鱼”的美称。大口黑鲈的优点是适应能力强、生长速度快、不易生病、耐寒、成长期短、肉刺少、肉质品质高,蛋白质和脂肪含量较高,必需氨基酸种类非常适合人体所需要[4]。当前,针对大口黑鲈的研究主要集中在养殖、育苗、肠道消化能力和分子生物学等方面[5-7],还有少数研究涉及疾病和肌肉品质[8-10]。免疫酶和抗氧化酶都是研究鱼体最主要且灵敏的生物指标,与表观和生物研究结果相比,在评估鱼体健康状况时,生物指标更显示出高灵敏度的优点。许多研究表明营养和免疫力的关系很大,采用营养管理方式增强鱼的抵抗力,以养代防,既解决了养殖方式产生的问题,也有益于鱼的健康[11]。
本试验研究了脂肪酸钙分别替代鱼油、豆油对大口黑鲈肝脏免疫酶和抗氧化酶等生化指标的影响,以期为脂肪酸钙替代鱼油、豆油的选择提供理论优化依据,补充大口黑鲈饲料营养生化指标方面的理论数据,进一步避免由于植物性脂肪源替代鱼油、豆油不适合而造成的鱼健康问题,以保证养殖鱼苗的健康状态。
1 材料与方法
1.1 试验饲料
1.1.1 脂肪酸钙的制备 利用工厂剩余的边角料皂角作为制备脂肪酸钙的原料,然后加入无水乙醇、氢氧化钠在水浴锅中90 ℃进行皂化反应,待反应完全后加入饱和食盐水,形成沉淀后进行抽滤,用盐酸调pH呈酸性条件下加氯化钙,得到本试验所使用的脂肪酸钙,放进105 ℃烘箱中进行烘干,将烘干后的产物磨成粉状装入塑封袋备用。
1.1.2 饲料制备 以鱼粉、豆粕为蛋白质源,鱼油、豆油、脂肪酸钙为脂肪源,面粉为糖源,配制5组等蛋白饲料。基础饲料组(D1)中饲料鱼油和豆油含量各为4.5%,使用脂肪酸钙分别等量替代鱼油和豆油制备试验组饲料,各试验组饲料分别为:脂肪酸钙+豆油组(D2)、脂肪酸钙+鱼油组(D3)、全脂肪酸钙组(D4)、全豆油组(D5)。饲料原料经粉碎后过80目筛,按配比称重,混合至均匀,用制粒机制成直径2.5 mm饲料,置于-20 ℃冰箱中保存待用。试验饲料组成及营养水平见表1。
1.2 试验设计及饲养管理
试验用大口黑鲈为天津某养殖场提供,选规格整齐,健康无病的幼鱼300条,初始体质量为(10±0.1)g。试验在河北农业大学海洋学院科研试验室的饲养系统中开展,试验采用标准养殖缸(60 cm×50 cm×50 cm)进行饲养。在试验开始前,将所有的试验鱼类在饲养系统中暂养约2周,暂养期内投喂成品饲料,使试验鱼类逐渐适应饲养条件。将试验鱼随机分为五个组别,每个试验组别内有三个重复,每个重复有约20尾鱼。每个试验组分别饲喂表1中的五种饲料,每天投喂2次,投喂时间分别为8:00和18:00,试验为期56 d。试验水体溶氧5.5~7.5 mg/L,水温(25.0±1.5)℃,pH值7.6~8.1,氨氮<0.2 mg/L,亚硝酸盐<0.05 mg/L。
1.3 样品采集及指标测定
1.3.1 样品采集与鱼体测量 养殖试验完成后,所有试验鱼经过饥饿24 h后,对每个重复分别进行测量、称重。在每个试验缸中,分别随机取10尾试验鱼以50 mg/L的MS-222溶液注射于鱼体腹腔中进行麻醉,解剖取出肝脏,经液氮冻存24 h后转到-80 ℃冰箱保存,用于测定相应免疫和抗氧化指标。
1.3.2 饲料和鱼体营养成分 饲料的营养成分按照以下方法测定:在105 ℃烘干至恒重测定水分含量,采用微量凯氏定氮法测定粗蛋白质含量,采用Soxhlet石油醚萃取法测定粗脂肪含量,在马弗炉550 ℃烘干至恒重测定粗灰分含量。
1.3.3 生长性能
增重率(Weight gain rate,WGR,%)、特定生长率(Specific growth rate,SGR,%/d)、饲料效率(Feed conversion ratio,FCR)、成活率(Survival ratio,SR,%)按以下公式计算。
WGR= (Wt-W0)/W0×100%;
SGR=(ln Wt-ln W0)/t×100%;
FCR=c/(Wb-Wa);
SR=e/f×100%;
式中:W0为初始鱼平均体质量,g;Wt为终末鱼平均体质量,g;t为投喂天数,d;Wa为初始鱼总质量,kg;Wb为终末鱼总质量,kg;c为饲料消耗量,kg;e为存活鱼的数量,尾;f为鱼的总数量,尾。
1.3.4 血清和肝脏生化指标 肝脏免疫和抗氧化指标均采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定,严格按照说明书进行检测。组织匀浆液中蛋白质浓度采用考马斯亮蓝法[12]测定。
1.4 数据统计
所有数据均使用SPSS 19软件进行单因素方差分析(ANOVA),显著水平是P<0.05,所有结果均以(平均值±平均值标准误差)表示。
2 结果
2.1 脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈生长的影响
由表2可知,与D1组相比,D2、D3组终末体质量、增重率和特定生长率差异不显著(P>0.05),D4、D5组差异显著(P<0.05)。与D1组相比,D2、D3组饲料系数差异不显著(P>0.05),D4、D5组差异显著(P<0.05)。
2.2 脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈肝脏免疫能力的影响
由表3可知,与D1组相比,D4、D5组ACP差异不显著(P>0.05),D2、D3组差异显著(P<0.05)。与D1组相比,D2、D4、D5组AKP差异不显著(P>0.05),D3组差异显著(P<0.05)。D3组的肝脏ACP、AKP活性最高。
2.3 脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈肝脏抗氧化能力的影响
由表4可知,与D1组相比,D2、D3、D4和D5组SOD、CAT活性差异显著(P<0.05)。与D1组相比,D2、D3、D4和D5组MDA差异不显著(P>0.05)。D3组的肝脏SOD、CAT活性最高、MDA活性较低。
3 讨论
3.1 脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈生长性能的影响
生长性能是鱼类营养状况的重要指标。在本试验中,与D1组相比,D2、D3组无显著性差异。D4、D5组降低了生长性能,从饲料系数结果来看,可能是食用量导致了本次试验结果。
3.2 脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈免疫的影响
为了适应不同脂肪来源的饲料,鱼类体内的免疫酶活性也相应不同[13]。肝脏中的免疫酶活性会影响鱼类的免疫系统,从而间接反映出食用这种饲料的鱼类的健康状况。孙静秋等[14]研究认为AKP、ACP在水产动物的健康生长和免疫性能中扮演着重要的角色。在本试验中,大口黑鲈肝脏中的免疫酶活性均受饲料组成的显著影响,其免疫酶活性ACP、AKP在D3组较高,即该结果提示,脂肪酸钙和鱼油混合使用能一定程度提高大口黑鲈的免疫能力,与吴仁福等[15]对三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、Xu等[16]对大黄鱼(Larimichthys crocea)和Montero等[17]对银头鲷(Sparus aurata)的研究结果一致。而本试验中其他组结果与Agh等[18]对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的研究结果相似,饲料中高植物性脂肪源并未显著影响肝脏免疫性能。
本次研究通过上述免疫酶活性指标的结果,确定了D3组即脂肪酸钙替代豆油后AKP、ACP对大口黑鲈的免疫发挥积极作用。
3.3 脂肪酸钙替代鱼油、豆油对大口黑鲈抗氧化能力的影响
SOD和CAT是主要的抗氧化酶,都可以高效消除鱼体的类脂性过氧化物质[19]。MDA也是脂质过氧化的主要最终产品,能够反映脂质过氧化的速度以及自身的抗氧化水平[20]。本试验结果显示,不同脂肪来源对大口黑鲈肝脏的SOD和CAT活性以及 MDA 活性有显著影响,两种抗氧化酶的活性呈相似趋势,而肝脏中的 MDA 含量则是先降低后升高。类似研究发现,D3组即脂肪酸钙和鱼油混合使用的试验结果与亚成体三疣梭子蟹[21]和黄鳍鲷(Acanthopagrus latus)[22]的肝脏抗氧化性的试验结果相似。不同的是,Sun等[23]对罗氏沼虾的研究结果显示,肝脏抗氧化活性与饲料植物性脂肪源水平没有关系,并未出现下降趋势。造成上述研究差异的原因,可能是Sun等[23]设置的植物油替代水平只有6%,这一水平刚好处于肝脏SOD、CAT活性下降之前的梯度,未设置到超过鱼体承受限度的水平梯度[24]。本次研究中造成D2、D4和D5组的抗氧化能力较差的原因可能是由于鱼类对富含植物脂肪的饲料的耐受性较低,换言之,当增加植物性脂肪含量时,为对抗富含高植物脂肪的饲料造成的氧化损伤,肝脏中SOD和CAT的活性会增加,从而消除脂质过氧化产物MDA,减少MDA造成的伤害。但当植物脂肪含量超过鱼体耐受阈值时,肝脏SOD和CAT含量下降,消弱脂质过氧化产物MDA的能力下降。这一推测从本研究中D2、D4和D5组肝脏SOD、CAT酶活性较低,而MDA含量较高的结果中也得到验证,即抗氧化系统的失衡降低了大口黑鲈肝脏的抗氧化能力。