鋅對點帶石斑魚生長和生理生化指標的影響

王慶奎 于雯雯 白東清 陳成勛 呂志敏 邢克智

鋅（Zn）是微量元素中生理功能最多的一種元素，分布于機體所有器官、組織和體液中[1]。Zn是動物體內(nèi)許多酶(如羧肽酶A和堿性磷酸酶)的組成成分和激活劑，已知有20多種含Zn的金屬酶。Zn不僅參與動物體內(nèi)碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)、核酸和前列腺素等物質(zhì)的代謝[2]，而且還在骨骼發(fā)育、生殖、免疫、凝血和生物膜穩(wěn)定等生理機能中擔負重要角色[3]。Zn對維持紅細胞膜的正常離子轉(zhuǎn)運功能有重要意義[4]。缺乏Zn會導致魚類厭食、生長減緩、身體短小，眼睛出現(xiàn)白內(nèi)障，皮膚和鰭糜爛，身體和骨骼中Zn濃度降低，骨骼中鈣含量減少，血清Zn含量減少，死亡率升高[2]。而高Zn飼料雖然能夠促進畜禽動物生長，提高餌料利用率，但也會造成動物Zn中毒、抑制腸道內(nèi)細菌的生存、抑制對其它金屬離子的吸收，其排泄物對環(huán)境造成嚴重污染。畜禽產(chǎn)品中Zn含量過高，對人類健康會造成不利影響[5]。本試驗研究餌料中不同Zn添加量對點帶石斑魚(Epinephelus malabaricus)生長和生理生化指標的影響，為點帶石斑魚飼料中添加適量的Zn提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

點帶石斑魚（E.malabaricus）幼魚由天津市海發(fā)珍品實業(yè)發(fā)展有限公司提供。Zn為分析純的5ZnO·2CO3·4H2O，有效含量≥99.8%，由天津市博迪化工有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗餌料

Zn 在基礎餌料中的添加量為 0、13、39、91 和195 mg/kg，基礎餌料中Zn的含量為58.93 mg/kg，制成5種試驗餌料，每種餌料設3個重復（箱），每箱40尾，連續(xù)喂食點帶石斑魚6周?；A餌料配方和營養(yǎng)成分見表1。復合維生素和復合礦物質(zhì)按暖水性魚類營養(yǎng)需求添加[6]，其中復合礦物質(zhì)中不添加Zn元素。

表1 基礎餌料配方和營養(yǎng)成分(%)

1.3 測定指標

試驗開始和結(jié)束時測量所有魚體長、體重，用于計算增重率、特定生長率和肥滿度。試驗結(jié)束時，每箱隨機取5尾魚，用MS－222麻醉后測量體長、體重，尾柄動/靜脈采血，解剖出內(nèi)臟團，稱重，分離出肝胰臟、脾臟、頭腎并逐一稱重，計算內(nèi)臟比指數(shù)和肝體比指數(shù)。每天記錄投餌量并虹吸出殘餌，用以計算餌料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率。記錄試驗期間死亡魚數(shù)，計算存活率。蛋白質(zhì)效率(%)= 體增重(攝食量×餌料蛋白質(zhì)含量數(shù) ×100。

從內(nèi)臟團中分離出胃和幽門盲囊，勻漿、離心(4℃，3000 r/min、30 min）后測上清液中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力。蛋白酶用福林酚法測定，活力定義為：37℃每分鐘水解酪蛋白產(chǎn)生1 μg酪氨酸為1個酶活力單位。脂肪酶用甘油三酯法測定，活力定義為：30℃每g組織蛋白在本反應體系中與底物反應1 min，每消耗1 μmol底物為1個酶活力單位。淀粉酶用淀粉－碘顯色法測定，活力定義為：在30℃、30 min內(nèi)100 ml酶液中的淀粉酶能完全水解淀粉10 mg為1個酶活力單位。蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力均用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定。

肌肉和肝胰臟中RNA/DNA按Robert等[7]的方法測定。血清和組織中的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、丙二醛(MDA)和堿性磷酸酶(AKP)用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的測試盒測定。

1.4 試驗條件和日常管理

試驗開始前用同一餌料馴養(yǎng)55 g左右試驗魚14 d，選規(guī)格一致的試驗魚隨機分組，開始正式試驗。試驗在85 cm×60 cm×45 cm的微流水水族箱進行，40尾/箱。每日投喂兩次(09:00，17:00)，每次飽食投喂，投餌后30 min收集殘餌。試驗期間水質(zhì)條件為：水溫22～25℃，鹽度 22～27，溶解氧濃度＞5 mg/l，pH 值 7.2～8.6，氨氮濃度＜0.4 mg/l，亞硝酸氮濃度＜0.09 mg/l。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel 2003處理，用SPSS18.0軟件作單因素方差分析，差異顯著的(P＜0.05)用Duncan's法做多重比較，并對相關(guān)指標做曲線估計結(jié)果用平均值±標準誤表示，n=3。

2 結(jié)果

2.1 Zn對點帶石斑魚生長和餌料利用率的影響(見表 2～表 4)

從表2可以看出，除Zn添加濃度13 mg/kg組外，與對照組相比Zn對點帶石斑魚WGR和SGR影響顯著(P＜0.05)，且WGR和SGR隨Zn添加量的增多而增高。以餌料中Zn的含量為自變量X，分別對WGR（Y1）和 SGR(Y2)做擬合方程得：Y1=34.423263+0.154884X－0.000221X2(R2=0.867)，當 X 為 350.42時，Y1最大值為 61.56；Y2=0.764657+0.003152X－5.295877×10－6X2(R2=0.852)，當 X 為 297.59 時，Y2最大)×100；存活率(%)=結(jié)束時存活尾數(shù)開始時放養(yǎng)尾值為1.23。Zn對SR影響不顯著(P＞0.05)。

表2 Zn對點帶石斑魚增重率(WGR)、特定生長率(SGR)和存活率(SR)的影響

表3 Zn對點帶石斑魚肝體比(HSI)、內(nèi)臟比(VSI)和肥滿度(CF)的影響(%)

從表3可以看出，與對照組相比，Zn添加量為91、195 mg/kg時對點帶石斑魚CF影響顯著(P＜0.05)，各組HSI和VSI差異不顯著(P＞0.05)。以餌料中Zn含量為自變量X對CF（Y3）做擬合方程得：Y3=2.510802+0.005648X－1.375431×10－5X2(R2=0.8958)，當 X 為205.32時Y3最大值為3.09。

表4 Zn對點帶石斑魚餌料系數(shù)（FC）和蛋白質(zhì)效率（PER）的影響

從表4可以看出，隨著餌料中Zn添加量的增多，F(xiàn)C逐漸降低，PER逐漸升高，195 mg/kg組FC顯著低于對照組。

2.2 Zn對點帶石斑魚消化酶活力的影響(見圖1～圖3)

圖1 Zn對點帶石斑魚蛋白酶活力的影響

圖2 Zn對點帶石斑魚淀粉酶活力的影響

圖3 Zn對點帶石斑魚脂肪酶活力的影響

從圖1～圖3中可以看出，點帶石斑魚胃和幽門盲囊中蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力呈同一趨勢，即隨著餌料中Zn添加量的增多酶活力升高，Zn添加量為91 mg/kg時活力達峰值，之后酶活力下降。以餌料中Zn含量為自變量X，對胃（Y4）和幽門盲囊（Y5）中蛋白酶活力做回歸曲線得Y4=－0.00094X2+0.35539X+0.44867(R2=0.982)；Y5=－0.00054X2+0.20195X+18.13273(R2=0.962)。當X=189.04時，Y4最大值為34.04；當X=186.99時，Y5最大值為37.01。對胃（Y6）和幽門盲囊（Y7）中淀粉酶活力做回歸曲線得Y6=－0.00068X2+0.26697X+22.72276(R2=0.913)；Y7=－0.01162X2+3.891X－1.14015(R2=0.944)。當X=196.30時，Y6最大值為48.93；當X=167.43時，Y7最大值為 324.59。對胃（Y8）和幽門盲囊（Y9）中脂肪酶活力做回歸曲線得Y8=－0.00079X2+0.30368X－7.84956(R2=0.898)；Y9=－0.00038X2+0.12953X－1.66983(R2=0.914)。當X=192.20時，Y8最大值為21.33；當X=170.43時，Y9最大值為9.37?？梢钥闯觯D料中Zn含量在167.43～196.30 mg/kg（Zn的添加量為108.50～137.37 mg/kg）時消化酶活力較高。

2.3 Zn對點帶石斑魚肌肉和肝胰臟中RNA/DNA的影響(見表5、表6)

表5 Zn對肌肉RNA/DNA的影響

表6 Zn對肝胰臟RNA/DNA的影響

從表5和表6中可以看出，隨著Zn添加量的增多，肌肉和肝胰臟中RNA/DNA逐漸升高。RNA/DNA(Y)與WGR(X)呈正相關(guān)，肌肉(Y10)和肝胰臟(Y11)RNA/DNA與WGR的線性方程分別為：Y10=0.0452X－1.0825（R2=0.958），Y11=0.0165X+0.2454（R2=0.803）。

2.4 Zn對點帶石斑魚SOD、CAT和MDA的影響(見圖 4～圖 6)

圖4 Zn對點帶石斑魚SOD活力的影響

圖5 Zn對點帶石斑魚CAT活力的影響

圖6 Zn對點帶石斑魚MDA的影響

從圖4～圖6可以看出，隨著Zn添加量的增加，血清中SOD活力和內(nèi)臟SOD、CAT活力呈先升高后下降的趨勢，到Zn添加量為91 mg/kg時達峰值，之后降低。MDA含量變化趨勢正好相反，呈先降低后升高趨勢，到Zn添加量為91 mg/kg時達最低值，之后升高。

2.5 Zn對點帶石斑魚AKP的影響(見圖7)

圖7 Zn對點帶石斑魚AKP活力的影響

從圖7可以看出，隨著Zn添加量的增加，血清和內(nèi)臟中AKP活力呈先升高后下降趨勢，到Zn添加量為91 mg/kg時達峰值，之后降低。Zn添加量為91 mg/kg時顯著提高肝胰臟AKP活力，Zn添加量為39 mg/kg和91 mg/kg時顯著提高血清AKP活力。Zn對脾臟和頭腎中AKP活力影響不顯著(P＞0.05)。

3 討論

不同魚類對飼料中Zn的需求量不同。Li等報道，含Zn 50 mg/kg的飼料（含8%動物蛋白）中不需添加Zn即可實現(xiàn)斑點叉尾鮰(Ictalurus punctatus)生長最大化[8]。美國紅魚(Sciaenops ocellatus)飼料中Zn的最低含量為20～25 mg/kg[9]。尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)幼魚飼料中 Zn的最低含量為30 mg/kg[10]。虹鱒(Oncorhynchus mykiss)和鯉魚(Cyprinus carpio)飼料中Zn 的適宜含量為 15～30 mg/kg[11－12]；斑點叉尾鮰和藍羅非魚(O.aureus)為 20 mg/kg[13－14]。若完全以海魚為蛋白源，大西洋鮭(Salmo salar)幼魚飼料中的Zn含量應大于67 mg/kg才能保證其正常生長[15]。魏萬權(quán)等[16]報道，為提高生長速率和保持魚體組織中正常Zn水平和酶活性，牙鲆(Paralichthys olivaceus)實用飼料中Zn添加量應大于80 mg/kg，Zn的總含量應在119.2 mg/kg以上。星斑川鰈(Platichthys stellatus)幼魚對飼料中Zn的最適需要量為167.88 mg/kg[17]。陳四清等[18]報道，餌料中添加6.8～20.5 mg/kg的Zn有助于黑鯛(Sparus macrocephalus)幼魚的生長。本試驗中，隨著Zn添加量的增大，魚體生長指標、消化酶活力、蛋白質(zhì)效率和抗氧化能力隨之增高，F(xiàn)C和MDA逐漸下降。這表明在魚粉為主要原料的實用飼料中，為滿足點帶石斑魚對Zn的營養(yǎng)需求，必須添加Zn。通過對WGR和SGR做擬合方程得出餌料中Zn含量為350.42和297.59 mg/kg時WGR和SGR最大。為使點帶石斑魚生長速度最快，建議飼料中Zn添加量為238.66～291.49 mg/kg，飼料中Zn 含量為 297.59～350.42 mg/kg。

飼料中缺Zn時，將引起魚類生長緩慢、食欲減退、死亡率高、白內(nèi)障、皮膚糜爛和短軀癥等明顯缺Zn癥狀[9－10,19]。但本試驗中，對照組除了生長緩慢外，并未出現(xiàn)其它典型的Zn缺乏癥，這可能是因為基礎飼料中Zn的含量足以防止上述Zn缺乏癥的出現(xiàn)，另外魚類也能通過鰓從水環(huán)境中獲得Zn[2]。

Hardy等[20]用放射性同位素65Zn證明，虹鱒(Salmo gairdneri)主要通過鰓排出餌料中的Zn，其次是尿。雖然本試驗中Zn的最高添加量遠超過一般魚類的最適添加量（195 mg/kg，飼料中 Zn 總含量為 253.93 mg/kg），但試驗魚并未出現(xiàn)外觀中毒癥狀，可能是點帶石斑魚通過鰓和尿排出了過多的Zn，但從消化酶活力、血清和臟器MDA含量和AKP活力等指標可以看出，過多添加Zn（195 mg/kg）還是產(chǎn)生了一定的負面影響。

本試驗表明，添加適量的 Zn（0～91 mg/kg）能顯著提高點帶石斑魚消化酶活力，餌料中Zn的添加量為108.50～137.37 mg/kg時消化酶活力較高。但添加高劑量的Zn（195 mg/kg）后消化酶活力有所下降，可能是高Zn造成試驗魚消化酶活力降低。戴家銀等[21]也發(fā)現(xiàn)，水中Zn2+能抑制真鯛(Pagrosomus major)幼魚CAT和胃蛋白酶活力。

AKP是一種含Zn的對底物專一性較低的磷酸單酯水解酶，它幾乎存在于身體的各組織中，是膜結(jié)合酶，肝臟中尤為豐富。它在體內(nèi)直接參與磷酸基團的轉(zhuǎn)移和代謝，在水生動物的骨骼礦化過程中也起著重要作用[22]。本試驗發(fā)現(xiàn)，AKP在脾臟和頭腎中活力較高，在肝胰臟和血清中活力較低。Zn對肝胰臟和血清中AKP活力影響顯著，而對脾臟和頭腎中AKP活力影響不顯著。AKP活力隨餌料中Zn添加量的增多而升高，Zn添加量為91 mg/kg時活力顯著高于對照組，195 mg/kg時活力有所下降。魏萬權(quán)[16]也發(fā)現(xiàn)，隨著飼料中Zn添加量的增加，牙鲆腸黏膜AKP活力逐漸增強，添加Zn 80 mg/kg時活力最大。大西洋鮭血清AKP活力也隨飼料Zn含量的升高而升高[15]。

崔立嬌等[17]發(fā)現(xiàn)，隨著飼料中Zn水平的升高，星斑川鰈幼魚血清總抗氧化能力和SOD活力呈先升高后平穩(wěn)的趨勢，在Zn水平為174.00 mg/kg時，飼料組達到峰值。本試驗也發(fā)現(xiàn)類似狀況：餌料中添加Zn可提高肝胰臟和血清中SOD活力，提高肝胰臟中CAT活力，但Zn添加量為195 mg/kg時活力有所下降。本試驗中試驗魚肝胰臟、脾臟和血清中MDA含量則隨Zn添加量的增加先降低后升高，這可能是過高的Zn（195 mg/kg）對抗氧化酶活力起到了抑制作用。

值得注意的是，本試驗中雖然高Zn飼料能明顯促進試驗魚的生長，但從生理生化指標的變化上可以看出過量添加Zn會對魚體造成一定的副作用。大量食用富集過多Zn的魚類可能會對人體健康造成潛在的危險。高Zn餌料可能通過魚的糞便和自身排Zn作用而污染水體，從而污染水生態(tài)環(huán)境。如何既提高石斑魚生長速度又盡量減少對環(huán)境污染是水產(chǎn)動物營養(yǎng)學的一個研究方向。與無機Zn相比，氨基酸螯合Zn能促進Zn和其它礦物元素的吸收，減少Zn排出對環(huán)境造成的污染[23]。因此，氨基酸螯合Zn有可能成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中很有應用前景的飼料添加劑。

4 結(jié)論

高Zn飼料能提高點帶石斑魚生長速率、蛋白質(zhì)效率，降低餌料系數(shù)。為實現(xiàn)點帶石斑魚生長速度最大化，建議飼料中Zn添加量為238.66～291.49 mg/kg，飼料中Zn含量為297.59～350.42 mg/kg。

適量的Zn能提高消化酶活力和抗氧化能力。為維持較高的消化酶活力，建議點帶石斑魚飼料中Zn添加量為108.50～137.37 mg/kg，飼料中 Zn含量為167.43～196.30 mg/kg。

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