鱸魚對組氨酸需求量的研究*

李 燕,艾慶輝,麥康森,何志剛,程鎮(zhèn)燕

(中國海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266003)

鱸魚對組氨酸需求量的研究*

李 燕,艾慶輝**,麥康森,何志剛,程鎮(zhèn)燕

(中國海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266003)

鱸魚的生長受飼料中組氨酸(His)的含量變化顯著(P<0.05)。當(dāng)飼料中組氨酸含量過低或過高時,鱸魚的終末體質(zhì)量和特定生長率顯著低于其它處理組,而處理組2(組氨酸含量為0.45%)、處理組3(組氨酸含量為0.57%)和處理組4(組氨酸含量為0.66%)之間差異不顯著。終末體重、特定生長率和飼料效率在處理組3(組氨酸含量為0.57%)達(dá)到最大值,分別為21.0 g,1.72%d-1和0.81。以上結(jié)果表明,His是鱸魚生長的必需氨基酸之一,且鱸魚能有效利用晶體His。根據(jù)飼料中組氨酸的含量與鱸魚特定生長的關(guān)系,經(jīng)計算求得鱸魚飼料中組氨酸含量為0.54%飼料干物質(zhì)(即1.29%蛋白)時,鱸魚的生長達(dá)到最佳狀態(tài)。

鱸魚;組氨酸;需求量;攝食和生長

組氨酸(histidine)化學(xué)名為N-乙酰-L-色氨酸,組氨酸屬于堿性氨基酸,主要作用于代謝的調(diào)節(jié)。對人體來說,組氨酸可由普通的中間代謝產(chǎn)物合成,一直被認(rèn)為是非必需氨基酸,但隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)幼齡動物和嬰兒體內(nèi)的組氨酸合成量不能滿足機(jī)體生長需要,即使是成年動物,若不從食物中補(bǔ)充,體內(nèi)合成的也不能滿足需要,所以對人體來說為半必需氨基酸。但對魚類、鼠而言,組氨酸為必需氨基酸。目前對魚類組氨酸的需求量研究相對較少。不同的學(xué)者采用不同的研究方法,依據(jù)不同的評價指標(biāo)得出的值也不同。例如:當(dāng)以生長和蛋白排泄為評價指標(biāo)分別確定鯉魚對組氨酸的需求量是2.1%蛋白和1.4%蛋白[1-2]。Rollin[3]采用理想蛋白的方法測出大西洋鮭對組氨酸的需求量為1.2%蛋白,Nose[1]和Borlongan和Coloso[4]以生長為評價指標(biāo)確定日本鰻鱺和遮目魚對組氨酸的需求量則分別為2.1%蛋白和2.0%蛋白。這可能是由于不同種類的實(shí)驗(yàn)魚以及所采取的評價指標(biāo)的不同而導(dǎo)致結(jié)果的差異性?？傊?以生長、理想蛋白、A/E的值和蛋白排泄為指標(biāo)測定不同魚類對組氨酸的需求量為0.9%～2.1%蛋白[5]。

目前有關(guān)鱸魚賴氨酸、蛋氨酸、精氨酸的定量需求已經(jīng)完成[6-7]。但鱸魚對飼料中組氨酸的需求量尚未研究過,因此本實(shí)驗(yàn)在以往的研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討鱸魚對飼料中組氨酸(His)的定量需求,以期完善鱸魚對10種必需氨基酸需求量的數(shù)據(jù)庫,并為鱸魚高效環(huán)保飼料的開發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)魚來源及馴化

實(shí)驗(yàn)魚選用當(dāng)年人工孵化的同一批魚苗,體長約10 cm,體質(zhì)量8.3 g左右。正式實(shí)驗(yàn)前,實(shí)驗(yàn)魚以對照組飼料飽食投喂。經(jīng)10 d的馴養(yǎng)后,挑選出體格健壯、規(guī)格一致的鱸魚幼魚進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)飼料

以魚粉、玉米蛋白和明膠為主要蛋白源,魚油及大豆油為脂肪源,并補(bǔ)充礦物質(zhì)、維生素配制出基礎(chǔ)飼料。以鱸魚魚體氨基酸含量為需要量參考標(biāo)準(zhǔn),添加相對應(yīng)的晶體氨基酸,使基礎(chǔ)料中除組氨酸以外的其它各種氨基含量達(dá)到在鱸魚魚體中的含量(見表1)?；A(chǔ)飼料中的蛋白質(zhì)、脂肪含量分別約為43%和13%,組氨酸的含量為0.42%。分別在基礎(chǔ)飼料中添加0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的晶體L-His,以等量谷氨酸作為L-His的等氮替代物,配制出6種等氮等能(蛋白含量為43%,能量為20 kJ g-1)的實(shí)驗(yàn)飼料(見表2)。最終飼料中設(shè)計組氨酸梯度包括鱸魚全魚的組氨酸含量(0.55%)。在飼料制作過程中,所有原料經(jīng)粉碎過篩(220μm)后按配比定量均勻混合,p H值用6N NaOH調(diào)成中性,然后加入適量的水揉勻,用F(II)-26雙螺桿制粒機(jī)(華南理工大學(xué),廣州)加工制成硬顆粒飼料(1.5 mm×3.0 mm和2.5 mm×5.0 mm),60℃烘干至飼料水分含量為10%左右,保存于-15℃冰柜中備用。另外,每種飼料中分別取定量的樣品,保存于-20℃下待測。

表1 鱸魚對組氨酸需求的飼料中氨基酸組成(%干物質(zhì))Table 1 Amino acids composition of the experimental diets(%dry matter)

1.3 飼養(yǎng)管理

生長實(shí)驗(yàn)在浮式海水網(wǎng)箱中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)開始之前,停止投喂24 h,然后以丁香酚(1∶10000,上海試劑廠,中國上海)對鱸魚進(jìn)行麻醉后稱量(精確至0.1 g)。從中挑選出體格健壯,體質(zhì)量相近(8.0 g±0.20 g)的鱸魚作為實(shí)驗(yàn)對象。每個網(wǎng)箱(1.5 m×1.5 m×2.0 m)放養(yǎng)30尾實(shí)驗(yàn)魚,每種飼料設(shè)立3個重復(fù)。

實(shí)驗(yàn)為期8周,每天投喂2次(05:00和16:30)達(dá)飽足水平。第1至4周投喂(1.5 mm×3.0 mm)規(guī)格飼料,之后投喂2.5 mm×5.0 mm規(guī)格飼料至養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)結(jié)束。投喂時如有死魚記錄數(shù)量并稱質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)期間水溫為26.0～32.0℃,鹽度為26～30,溶氧維持在7 mg.L-1左右。生長實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對實(shí)驗(yàn)魚停食24 h,然后進(jìn)行計數(shù)并稱質(zhì)量。

1.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備

從每個養(yǎng)殖桶隨機(jī)取5尾魚,保存于-20℃冰箱,用于常規(guī)生化分析等。

1.5 樣品分析測定方法

1.5.1 飼料原料、飼料氨基酸測定 氨基酸分析采用氨基酸自動分析儀測定(Biochrom Ltd?,England)。樣品采集后用粉碎機(jī)粉碎于冰箱中冷凍保存。準(zhǔn)確稱取一定量樣品,精確到0.000 1 g,將稱好的樣品放于水解管中,加入6 mol.L-1鹽酸15 mL,充入高純氮?dú)?重復(fù)3次后,在充氮?dú)鉅顟B(tài)下封口或擰緊螺絲蓋將已封口的水解管放在(110±1)℃的恒溫干燥箱內(nèi),水解22 h后,取出冷卻。打開水解管,將水解液過濾后,用去離子水多次沖洗水解管,將水解液全部轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶內(nèi),用去離子水定容。吸取濾液2 mL于5 mL容量瓶內(nèi),用干燥器在40～50℃干燥,殘留物用2 mL水溶解,再干燥,反復(fù)進(jìn)行2次,最后蒸干,用2 mL p H=2.2的緩沖液溶解,供儀器測定用。準(zhǔn)確吸取0.200 mL混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn),用pH=2.2的緩沖液稀釋到5 mL,此標(biāo)準(zhǔn)稀釋濃度為5.00 nmol.50μL-1,作為上機(jī)測定用的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)。

1.5.2 化學(xué)組成 原料、飼料以及魚體的樣品均在105℃烘干至恒重后求得干物質(zhì)含量,然后進(jìn)行生化測定。采用自動定氮儀(Kjeltec 2300,Sweden)測定粗蛋白含量;采用自動脂肪抽提儀(B-801,Switzerland)測定粗脂肪含量;灰分是將樣品在電爐上炭化后,在550℃馬福爐中灼燒12 h后測得,能量采用氧彈儀(Parr 1281,美國)測定。

表2 鱸魚對組氨酸需要量的飼料配方(%干物質(zhì))Table 2 Composition of the test diets used for the leucine requirement of Japanese seabass(%dry matter)

1.6 計算及統(tǒng)計方法

以下各參數(shù)的計算公式為:

特定生長率(S GR)=[(LnWt-LnWo)/t]×100

飼料效率(FE)=(Wt-Wo)/Id

存活率=實(shí)驗(yàn)結(jié)束時活魚總數(shù)/實(shí)驗(yàn)開始時活魚總數(shù)×100。

其中Wt(g)為終末體質(zhì)量,Wo(g)為初始體質(zhì)量,t(d)為實(shí)驗(yàn)時間,Id(g)為攝入飼料干質(zhì)量。

采用SPSS 13.0 for Windows對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,若差異達(dá)顯著,然后進(jìn)行Tukey多重比較,顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 飼料中組氨酸含量對鱸魚生長的影響

鱸魚的成活率不受飼料中組氨酸的含量的顯著影響(P>0.05),但飼料中組氨酸的含量則顯著影響了鱸魚的生長(P<0.05)(見表3)。鱸魚的終末體重和特定生長率隨著飼料中組氨酸含量的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,當(dāng)飼料中組氨酸含量為0.57%時,鱸魚的終末體質(zhì)量、特定生長率和飼料效率達(dá)到最大值,分別為18.2 g,2.18%d-1,0.88,之后,隨著飼料中組氨酸含量的進(jìn)一步升高,鱸魚的生長顯著下降,但在飼料中組氨酸含量為0.45%、0.57%、0.66%時,各處理組之間差異不顯著(P>0.05)。根據(jù)飼料中組氨酸的含量與鱸魚特定生長率的關(guān)系,擬合二次曲線為Y=-4.5814X2+4.9647X+0.2891(R2=0.9045)(見圖1),經(jīng)計算求得飼料中組氨酸含量為0.54%飼料干物質(zhì)(1.29%蛋白)時,鱸魚的生長達(dá)到最佳狀態(tài)。

圖1 飼料中組氨酸含量對鱸魚特定生長率的影響Fig.1 Effects of dietary histidine on SGR of juvenile Japanese seabass(L ateolabrax japonicus)fed experimental diets for 8 weeks

表3 飼料中組氨酸含量對鱸魚成活率、特殊生長率、飼料效率的影響Table 3 Effects of dietary histidine on survival,SGR,FE of juvenile Japanese seabass(L ateolabrax japonicus)fed experimental diets for 8 weeks①

2.2 飼料中組氨酸含量對鱸魚體成分的影響

飼料中組氨酸含量對鱸魚體成分無顯著影響(見表4)。水分、蛋白、脂肪和灰分都不隨飼料中組氨酸含量的不同而出現(xiàn)顯著性差異(P>0.05),水分含量為77.0%～78.3%,蛋白含量為15.1%～15.6%(濕質(zhì)量),脂肪含量為1.5%～2.7%(濕質(zhì)量),灰分含量為5.3%～6.0%(濕質(zhì)量)。

表4 氨酸含量對鱸魚體組成的影響Table 4 Effect of dietary histidine on body composition of juvenile Japanese seabass(L ateolabrax japonicus)fed experimental diets for 8 weeks①

3 討論

本實(shí)驗(yàn)以鱸魚為研究對象,通過在基礎(chǔ)飼料中添加不同含量的組氨酸,探討不同組氨酸水平的飼料飼喂鱸魚8周后對生長、成活以及體成分的影響。結(jié)果表明,鱸魚的生長顯著受到飼料中不同His添加水平的影響?；A(chǔ)飼料組經(jīng)過8周的養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn),生長受到嚴(yán)重抑制,隨著飼料中His添加的升高,鱸魚的生長也顯著提高,當(dāng)添加量在0.57%時,鱸魚的生長達(dá)到最大值,而當(dāng)飼料中His的含量超過0.66%時,鱸魚的生長顯著受到抑制。這表明His為鱸魚正常生長所必需的營養(yǎng)成分之一。隨著飼料中晶體His水平的增加,鱸魚的生長狀態(tài)得到明顯改善,這說明鱸魚有利用晶體His的能力。但當(dāng)His的含量超過鱸魚所需的范圍內(nèi),則會顯著抑制鱸魚的生長。

本研究發(fā)現(xiàn),鱸魚對飼料中組氨酸的最適需求量為1.29%蛋白。與大西洋鮭(S almon salarL.)(1.2%蛋白)[3]、鯉魚(Cy prinus carpioL.)(1.4%蛋白)[2]、牙鲆(Paralichthys lethostigma)(1.3%蛋白)[8]、紅鯛(1.4%蛋白)[8]對飼料中組氨酸的需求量相似,但低于大菱鲆(Scophthalmus maximus)(1.5%蛋白)[9]、銀大馬哈魚(Oncorhynchus kisutch)(1.8%蛋白)[10]、歐洲鱸(Morone labrax)(1.6%蛋白)[9]、金頭鯛(S parus auratus)(1.7%蛋白)[9]、日本鰻鱺(A nguilla japonica)(2.1%蛋白)[1]、遮目魚(Chanos chanos)(2.0%蛋白)[11]、尼羅羅非魚(Oreochromis nilotica)(1.7%蛋白)[12]、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)(1.6%蛋白)[2]、美國紅魚(Sciaenops ocellatus)(1.7%蛋白)[13]對組氨酸的需求量。這主要是因?yàn)樵S多因素影響著魚類對氨基酸的需求量的,如魚的種類、飼料的組成及適口性、實(shí)驗(yàn)魚的大小、投喂次數(shù)及水平、實(shí)驗(yàn)條件等[14-15],從而導(dǎo)致不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

將本實(shí)驗(yàn)鱸魚的生長狀態(tài)數(shù)據(jù)與本論文已做過鱸魚支鏈氨基酸需求量實(shí)驗(yàn)的生長狀態(tài)數(shù)據(jù)比較(未發(fā)表),在支鏈氨基酸需求的實(shí)驗(yàn)中,鱸魚最佳特定生長率最大可達(dá)到每天2.84%。而本實(shí)驗(yàn)鱸魚每天最佳特定生長率為每天1.72%。可見,本實(shí)驗(yàn)鱸魚的相關(guān)生長指標(biāo)均低于支鏈氨基酸實(shí)驗(yàn)的數(shù)值。這可能由試驗(yàn)飼料中所用原料的差異造成的。組氨酸試驗(yàn)飼料中利用玉米蛋白和魚粉作為蛋白源,而亮氨酸(支鏈氨基酸)試驗(yàn)飼料中用豆粕和魚粉作為蛋白源,豆粕一直視為替代魚粉的良好蛋白源,其氨基酸組成模式比玉米蛋白好。另外,已有研究證實(shí),對大多數(shù)魚類而言,由于晶體氨基酸吸收不同步或水溶失問題,當(dāng)以晶體氨基酸為主要氮源時,實(shí)驗(yàn)魚的生長率低于使用完整蛋白源時的生長[16-17]。本實(shí)驗(yàn)中,飼料晶體氨基酸含量約為干重的19.30%,而在鱸魚亮氨酸需求實(shí)驗(yàn)中,飼料中晶體氨基酸含量為干重的18.79%,這也可以部分解釋為何本實(shí)驗(yàn)生長狀態(tài)指標(biāo)低于亮氨酸實(shí)驗(yàn)的指標(biāo)。

添加晶體組氨酸對鱸魚的生長的影響,出現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢,在所有研究氨基酸需求量的試驗(yàn)中,總結(jié)發(fā)現(xiàn)飼料中必需氨基酸的需求量對魚類的生長都出現(xiàn)非線性變化趨勢,這種非線性變化趨勢大致可以分成2種,1種是隨著飼料中必需氨基酸含量的升高,魚類的生長出現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的變化趨勢;例如:鯰魚[18],大黃魚[19],軍曹魚[20]等。另外一種是隨著飼料中必需氨基酸含量的升高,魚類的生長出現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。例如:鯉魚[21-22]和印度鯉[23]。因此,通過生長與飼料中必需氨基酸含量之間的非線性關(guān)系來確定魚類對其需求量是合理并準(zhǔn)確的。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鱸魚的體組分不受飼料中組氨酸含量的影響而出現(xiàn)顯著差異性,可能鱸魚對維持體組分的能力相對較強(qiáng)。另外,本實(shí)驗(yàn)的周期比較短,可能在短時間內(nèi)補(bǔ)充晶體氨基酸對鱸魚的體成分不能表現(xiàn)出明顯的差異性,更長周期的實(shí)驗(yàn)有待在下一步研究。

總之,組氨酸是鱸魚生長的必需氨基酸,在配制飼料配方中,要滿足魚類對其需求量,這樣才能達(dá)到更好的生長。

致謝:感謝張文兵,王小潔,馬洪明,徐瑋和劉付志國的大力支持和幫助。

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Dietary Hstidine Requirement of Juvenile Japanese Seabass

LI Yan,AI Qing-Hui,MAI Kang-Sen,HE Zhi-Gang,CHENG Zhen-Yan
(The Key Laboratory of Mariculture,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

Dietary histidine significantly affected the growth responses of Japanes seabass(P<0.05).FW and SGR of fish fed diets less or beyond the optimum requirement level for histidine were significantly lower compared to other treatments.However,there were no significant differences among diet 2(0.45%His),diet 3(0.57%His),diet 4(0.66%His)and diet 5(0.78%His).FW(21.0 g),SGR(1.72%d-1)and FE(0.81)were the highest in fish fed diet with 0.57%His(Diet 3).The results indicated that for growth of Japanese seabass,histidine was essential and Japanese seabass was able to utilize crystalline forms of histidine.On the basis of SGR,the optimum dietary valine requirements of juvenile Japanese seabass were estimated to be 0.54%of diet(1.29%of dietary protein).

Japanese seabass;histidine;requirement;feed and nutrition

S963.821.1

A

1672-5174(2011)03-031-07

“:十一五”國家科技支撐計劃項(xiàng)目(2006BAD03BO3)資助

2010-05-18;

2010-06-21

李 燕(1982-),女,博士生,主要從事水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料的研究。E-mail:liyan0501@126.com

**通訊作者:E-mail:qhai@ouc.edu.cn

責(zé)任編輯 于 衛(wèi)