两种蛋氨酸对大口黑鲈(Micropterus salmoide)生长性能、肌肉品质与抗氧化能力的影响
作者: 李妹妍 杨煜洁 夏辉
摘 要:为探究在酶解羽毛粉替代鱼粉的饲料中蛋氨酸对大口黑鲈(Micropterus salmoide)生长性能和肌肉品质的影响,配制三种饲料,对照组投喂基础饲料,晶体组添加晶体蛋氨酸,螯合组添加锌螯合蛋氨酸。挑选初始体重为(9.68±0.05)g(平均值±标准差)的大口黑鲈幼鱼180尾,随机分到9个养殖缸中,每个养殖缸20尾,并将9个养殖缸随机分成3组(每组3重复),进行8周养殖。结果表明,添加两种蛋氨酸后,大口黑鲈WGR与SGR显著提高(P<0.05)。两种蛋氨酸对大口黑鲈肌肉水分和粗脂肪均无显著影响(P>0.05);晶体组肌肉粗蛋白含量显著提高(P<0.05),螯合组无显著改变(P>0.05);两种蛋氨酸没有改变大口黑鲈肌肉组织学结构和TPA数据(P>0.05)。两种蛋氨酸都提高了大口黑鲈血清AKP、T-SOD和T-AOC活性(P<0.05);同时,添加锌螯合蛋氨酸降低了大口黑鲈血清MDA含量(P<0.05)。综上所述,酶解羽毛粉替代部分鱼粉的饲料中添加蛋氨酸可以提高大口黑鲈的生长性能,同时不改变其肌肉品质,并提高大口黑鲈抗氧化能力。
关键词:大口黑鲈(Micropterus salmoide);蛋氨酸;生长性能;肌肉品质
大口黑鲈(Micropterus salmoides)又名加州鲈,属鲈形目,太阳鱼科,黑鲈属,原产美国加利福尼亚州密西西比河水系,引入我国后,因其肉质细腻鲜美、营养成分丰富、抗病力强、适应温度范围广、养殖周期短等特点,迅速成为我国主要的淡水肉食性鱼类之一,我国2022年鲈鱼养殖产量已达102万吨[1]。大口黑鲈为肉食性鱼类,对蛋白质需求相对较高,目前商品饲料中,鱼粉占比较高,达50%~55%[2-3],所以亟待寻找适宜的大口黑鲈饲料鱼粉替代物。羽毛粉作为家禽产业副产品之一,具有蛋白质含量高、氨基酸含量高、抗营养因子少等优点,但羽毛粉缺乏蛋氨酸和赖氨酸,用羽毛粉替代鱼粉时,可能会对生物造成一定程度的应激或者其他负面影响[4]。羽毛粉对肌肉蛋白质和脂肪的影响可能因为生物的种类不同而不同。蒋步国等[5]实验发现羽毛粉会降低奥尼罗非鱼肌肉中的粗蛋白含量并提高粗脂肪含量,Cao等[6]实验结果表明羽毛粉降低了大菱鲆肌肉中粗蛋白和粗脂肪含量,在Campos等[7]实验中羽毛粉没有改变欧洲鲈鱼肌肉中粗蛋白和粗脂肪含量。
蛋氨酸(Met)作为鱼类生长的必需氨基酸之一,生物体不能自身合成,在多种生理反应中起到关键作用,如转甲基化、抗氧化和免疫细胞的增殖和分化等[8]。近年来,对不同物种的研究证明了Met在修饰基因表达、细胞信号传导、营养物质代谢和免疫应答方面有重要作用[9],进而影响蛋白质、脂肪和碳水化合物在机体内的沉积[10]。鱼肉品质受营养成分、理化和质地参数等多方面的影响,主要表现为肌肉蛋白质和脂肪含量。此外,质地参数(硬度、黏附性、内聚性、弹性和咀嚼性)也是衡量肉质的重要指标[11]。孙树奎等[12]实验表明,在鲤饲料中添加晶体蛋氨酸或者微囊蛋氨酸对其生长性能均无显著影响,但提高了肌肉中粗脂肪的含量。毛华东等[8]发现,添加蛋氨酸可以提高绿鳍马面鲀幼鱼生长性能,提高机体抗氧化能力,但过高会降低肌肉粗蛋白和粗脂肪含量。不同形式的蛋氨酸对生物的影响不同,锌螯合蛋氨酸是一种新型饲料添加剂,具有可溶性强,吸收率高,稳定性好等优点[13]。目前,有关蛋氨酸对大口黑鲈的影响方面的研究尚少,本研究旨在探讨酶解羽毛粉替代鱼粉后,添加蛋氨酸(晶体蛋氨酸与锌螯合蛋氨酸)对大口黑鲈生长性能肌肉品质和抗氧化能力的影响。
1 材料与方法
1.1 试验设计与饲料制作
本试验主要探究用25%的酶解羽毛粉替代鱼粉后,添加两种蛋氨酸对大口黑鲈的影响。以25%的酶解羽毛粉替代鱼粉作为基础日粮,在此基础上,分别添加晶体蛋氨酸和锌螯合蛋氨酸,对大口黑鲈幼鱼进行8周养殖。分析两种蛋氨酸添加对大口黑鲈的生长性能、肌肉品质和抗氧化能力产生的影响。
试验饲料利用鱼粉、豆粕、酶解羽毛粉作为蛋白源,按表1配制成三种试验饲料,分别记为对照组(硫酸锌)、晶体组(添加晶体蛋氨酸)和螯合组(添加锌螯合蛋氨酸)。将所有原料通过粉碎机研磨成细粉,经80目筛过滤,逐级混匀后放入搅拌机充分混合均匀,再用膨化机挤压膨化为直径2.5 mm的饲料颗粒。在通风处干燥约8 h,将干燥的饲料留样用于测定饲料营养成分,其余饲料储存在-20 ℃备用。
1.2 试验用鱼与饲养管理
试验用大口黑鲈幼鱼购于天津市某养殖场,品种为优鲈3号,经过2周暂养驯化后,从中选取鱼体健壮、规格均一(9.68 g±0.05 g)的大口黑鲈180尾,随机分到9个养殖缸中,每缸20尾,并将9个养殖缸随机分成3组。养殖试验为期56 d,每天定时投喂2次(8:00和17:00),每次投喂体重的2%~3%,并于投喂1 h后吸底以便清除残饵。24 h供氧。每天检测水中氨氮、溶氧、pH值、温度等。养殖期间,水中氨氮<0.50 mg/L,溶解氧(5.90±0.61)mg/L,pH值7.5±0.5,水温(25.50±1.3)℃。每天定时排污及换水,换水量为1/2。养殖期间记录大口黑鲈的死亡状况。
1.3 样品采集
养殖试验结束后,统计每缸大口黑鲈的尾数,称取最终重量以及采食量,计算存活率(SR)、增重率(WGR)、特定增长率(SGR)和饲料系数(FCR)。饥饿24 h后,每个缸中随机选取9尾鱼用MS-222麻醉,纱布吸干鱼体表面水分后称重,测体长和全长,计算肥满度(CF)。之后在冰上进行尾静脉采血,于4 ℃静置12 h,3 000 r/min离心10 min后取上清,至于-80 ℃备用。取内脏及肝脏进行称重,计算肝体比(HSI)和脏体比(VSI)。取3尾大口黑鲈背鳍下方相同位置的肌肉,测定肌肉纹理数据,其余放入离心管中备用,用于测定肌肉中水分、粗蛋白、粗脂肪。另每缸随机选取2尾鱼,用于测定全鱼水分、粗蛋白和粗脂肪。
1.4 测定指标与方法
1.4.1 饲料、肌肉及全鱼组成
按照国标方法测定水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分。
1.4.2 肌肉组织学
将同一位置的背部肌肉样本放入组织固定液(乙醇∶冰醋酸∶甲醛=17∶1∶2)中经脱水、石蜡包埋后制成切片后,用光学显微镜观察肌肉形态。
1.4.3 肌肉纹理轮廓分析
每组三尾鱼的样本用于纹理轮廓分析(TPA),包括:硬度、内聚性、弹性、咀嚼性和黏附性。
1.4.4 酶活测定
使用南京建成生物工程研究所试剂盒测定酶活。用于稀释的组织匀浆液为:0.02 M TRIS-HCl,0.25 M蔗糖,2 mM EDTA,0.1 M氟化钠,0.5 mM甲基磺酰氟和0.01 M巯基乙醇,pH值7.4。
1.5 数据统计与分析
试验数据用平均值+标准差(mean±SD)表示,采用SPSS19.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),差异显著者用Dancon’s进行多重比较,P<0.05为差异显著。
2 结果
2.1 两种蛋氨酸对大口黑鲈生长性能和形态的影响
饲料中蛋氨酸的添加对大口黑鲈的SR、FCR、VSI和CF无显著影响(P>0.05)。晶体组和螯合组WGR和SGR显著高于对照组(P<0.05),但晶体组和螯合组之间无显著差异(P>0.05)。蛋氨酸的添加增加了大口黑鲈的HSI,晶体组HSI最高,显著高于对照组(P<0.05),但螯合组与其他两组间均无显著差异(P>0.05),见图1。
2.2 两种蛋氨酸对大口黑鲈全鱼和肌肉的营养成分的影响
两种蛋氨酸的添加没有显著改变大口黑鲈全鱼水分( P >0.05),但全鱼粗脂肪含量显著提高 ( P >0.05)。与对照组相比,螯合组全鱼粗蛋白含量显著提高(P<0.05),晶体组无显著差异(P>0.05)。大口黑鲈肌肉中的水分和粗脂肪没有显著差异(P>0.05),晶体组肌肉粗蛋白含量显著高于其他两组(P<0.05),见表2。
2.3 两种蛋氨酸对大口黑鲈肌肉组织学切片的影响
两种蛋氨酸的添加,没有改变大口黑鲈背部肌肉的形态。见图2。
2.4 两种蛋氨酸对大口黑鲈肌肉质构特性的影响
饲料中添加蛋氨酸对大口黑鲈肌肉的硬度、黏附性、内聚性、弹性和咀嚼性的影响不显著(P>0.05),见表3。
缩放比例为60 μm。En表示肌内膜;MF表示肌纤维;N表示细胞核。
2.5 两种蛋氨酸对大口黑鲈非特异性免疫与抗氧化性能的影响
两种蛋氨酸均显著提高了血清中碱性磷酸酶(AKP)的活性(P<0.05),且晶体组显著高于螯合组,血清酸性磷酸酶(ACP)活性无显著差异(P>0.05)。肝脏中AKP与ACP活性均无显著差异(P>0.05)。饲料中添加蛋氨酸显著提高了抗氧化酶的活性,血清中总抗氧化能力(T-AOC)与总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性均显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,锌螯合蛋氨酸显著降低了血清中丙二醛(MDA)的含量(P<0.05),见表4。
3 讨论
3.1 两种蛋氨酸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。作为蛋白质翻译的初始氨基酸,Met是控制蛋白质合成代谢的限速氨基酸,对水生动物的生长性能有着显著的影响。在本试验中,与对照组相比,两种蛋氨酸的添加均显著提高了大口黑鲈的WGR与SGR,这在其他水产养殖生物中也有类似结果[14-17]。
3.2 两种蛋氨酸对大口黑鲈肌肉质地的影响
鱼类肌肉营养成分是肌肉营养价值的体现,同时直接影响其肌肉品质[16]。在常规营养组成中,蛋白质含量和脂肪含量对于评价肌肉的营养价值十分重要,肌肉的蛋白质水平可以反映肌肉最基本的营养水平[15]。在本试验中,添加蛋氨酸使大口黑鲈全鱼粗脂肪含量升高,但肌肉中粗脂肪含量没有差异,脂肪可能沉积于内脏团中。与对照组相比,晶体组大口黑鲈肌肉中蛋白质含量增加,螯合组无显著影响,而三组间肌肉脂肪含量均无显著差异。蛋氨酸的添加对鱼体蛋白的影响可能因为鱼的品种、饲料配方结构、氨基酸补充的种类和比例及研究条件不同而产生不同结果[14-15,19-20]。
质构特性是一种感官质量,表现为机械特性,在肌肉食品中表现为硬度、黏附性、内聚性、弹性和咀嚼性,是评价鱼肉品质高低的重要指标[21]。肌肉纤维直径对肉的质地特征有很大影响[11]。在本试验中,大口黑鲈背部肌肉组织学结构与TPA数据均无显著改变,说明了饲料中蛋氨酸的添加并未使大口黑鲈的肌肉质地发生改变。
3.3 两种蛋氨酸对非特异性免疫与抗氧化指标的影响
AKP和ACP被认为是必不可少的免疫指标,它们反映了免疫系统中巨噬细胞激活细胞内消化和吞噬抗原的能力[22]。AKP是一种特异性较低的膜结合酶,主要参与体内物质(如磷酸基团)的转运和代谢以及动物骨骼的矿化,骨骼释放的AKP与成骨作用有关[23]。幼年动物血液AKP主要来自骨骼,随着动物长大成熟和骨骼成年化,来自骨骼的AKP逐渐减少[24]。在本试验中,两种蛋氨酸均显著提高了幼鱼血清AKP活性,但肝脏中AKP活性无明显差异,推测血清中的AKP来自成骨细胞和生长中的骨软骨细胞。结合上述大口黑鲈生长性能表现,认为血清中AKP活性上升是因为大口黑鲈幼鱼的快速生长导致的。
在抗氧化活性方面,机体抗氧化作用有多层次相互协同的特点,T-AOC是反映机体内各种抗氧化酶的总活性,具有清除活性氧、判断机体健康状况的重要作用。T-SOD是抗氧化酶之一,其功能是通过刺激两个超氧自由基解离成过氧化氢和氧来清除细胞环境中的有害活性氧(ROS)[25]。在本试验中,两种蛋氨酸添加后,血清T-AOC活性和T-SOD活性都显著升高。MDA是ROS引起脂质过氧化和氧化损伤的重要指标,可以反映鱼类的抗氧化状况。本研究结果表明,锌螯合蛋氨酸的添加,使大口黑鲈血清中MDA含量显著减少,说明蛋氨酸对大口黑鲈抗氧化能力有增强作用,降低其对机体的损害。这一观察结果与先前Kishawy等[26]的研究结果一致。