不同玉米淀粉水平對凡納濱對蝦肝胰腺脂肪代謝的影響*

郭 冉，劉永堅，田麗霞，夏 輝，王家慶

(1. 河北農(nóng)業(yè)大學海洋學院，河北 秦皇島 066003；2. 中山大學水生經(jīng)濟動物研究所，廣東 廣州 510275)

隨著近幾年蝦的精養(yǎng)、半精養(yǎng)模式增多，對蝦對飼料的需求愈來愈大，因此人們愈來愈關(guān)注如何降低飼料成本?？紤]到實際生產(chǎn)中原料來源，玉米淀粉較之其他糖源在飼料加工工業(yè)中有明顯的優(yōu)勢。因此，以玉米淀粉為糖源，研究凡納濱對蝦適宜的糖水平對實際生產(chǎn)的指導意義是不言而喻的。

一些學者發(fā)現(xiàn)很多對蝦種類利用葡萄糖的能力很差，可能的解釋是通過肝胰腺吸收葡萄糖到達飽和后，產(chǎn)生抑制效應阻礙了葡萄糖的再吸收[1]。很多研究者建議使用復雜的糖作為對蝦的糖源，如淀粉，蔗糖等[2]。淀粉在水解后被吸收，來自淀粉水解產(chǎn)生的葡萄糖比游離葡萄糖到達肝胰腺吸收葡萄糖飽和的時間要遲一些[1-4]。 Shiau 和Peng[4]認為斑節(jié)對蝦對玉米淀粉的利用比糊精和葡萄糖好，并且，能夠獲得較好的蛋白質(zhì)沉積率。然而，飼料中淀粉總含量或者被吸收的瞬時含量超過動物機體對能量的需求時，會轉(zhuǎn)變?yōu)橹驹隗w內(nèi)沉積，這一理論在哺乳動物和魚類中以得到證實。當機體攝入過量的碳水化合物時，通過糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)產(chǎn)生大量丙酮酸，而丙酮酸是脂肪合成的中間物質(zhì)，可以進入脂肪合成途徑形成長鏈脂肪酸，因此過多的糖會轉(zhuǎn)變成能量在體內(nèi)以脂肪的形式儲存。生物體內(nèi)的脂肪主要在肝臟和脂肪組織儲存，對蝦體內(nèi)的脂肪主要在肝胰腺儲存，因此，研究脂肪在對蝦肝胰腺的儲存情況能夠幫助了解對蝦能量的去向。因此，對凡納濱對蝦的肝胰腺進行組織學研究能夠直觀說明肝胰腺對脂肪的儲存情況及脂肪對對蝦肝胰腺細胞的結(jié)構(gòu)影響。

生物體內(nèi)調(diào)節(jié)肝臟脂肪合成的關(guān)鍵性酶包括：異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶，上述酶的活性和含量可以反映機體對脂肪的合成能力。但未見對蝦體內(nèi)脂肪合成酶研究的相關(guān)報道。因此，研究凡納濱對蝦體內(nèi)的脂肪合成酶系相關(guān)關(guān)鍵酶的活性對于深入探討凡納濱對蝦糖代謝能力是十分必要的。

本實驗通過生長性能、蝦體組成、肝胰腺組織學研究和脂肪合成酶活性等指標研究凡納濱對蝦對不同含量飼料淀粉水平利用能力。

1 材料和方法

1.1 實驗飼料和養(yǎng)殖管理

試驗用蝦初始平均體質(zhì)量(0.96±0.02) g。正式實驗前，將實驗用蝦暫養(yǎng)在水族箱中，以商業(yè)飼料飽食投喂，馴養(yǎng)1周后分組開始實驗，56 d后結(jié)束。

6種等氮飼料，分別以w為10%, 15%, 20%, 25%, 30% 和35%玉米淀粉為糖源。所有原料均為商業(yè)產(chǎn)品。

試驗飼料配方和成分分析如表1所示。飼料按表1配方制成直徑1.5 mm的顆粒，置于60 ℃烘箱中，烘10 h，然后放-20 ℃冰箱保存。飼養(yǎng)試驗在室內(nèi)循環(huán)流水過濾水族箱(350 L)中進行，試驗用水為天然海水(珠海，鹽度6‰～14‰)。光周期為12h：12h。每種飼料設(shè)置3個平行，每箱放蝦30尾。飽食投喂試驗飼料。每天在06:00, 14:00和20:00投喂，共3次，投喂2 h后吸出剩余飼料，烘干稱重。每天測定水溫，每周測定溶氧、pH和氨氮含量。水溫平均為(26.7±1.0) ℃,水中溶氧量為(7.4±0.5) mg·L-1, pH值為8.0～8.5，氨氮含量為(0.5±0.1) mg·L-1。每天記錄對蝦死亡數(shù)目。

1.2 樣品的采集和分析

試驗結(jié)束時，使蝦空腹24 h后，從每箱隨機取蝦4尾，用紗布吸干水分，105 ℃烘至恒量制備全蝦樣品。另隨機取蝦5尾，分別取肝胰臟樣品。分別采用105 ℃常壓干燥法、凱氏定氮法、及550 ℃灼燒法測定全蝦的水分、粗蛋白、脂肪和灰分(A.O.A.C)，以3’5-二硝基水楊酸法測定飼料中糖含量[5]。肝胰腺組織切片采用H.E.染色[6]。

1.3 脂肪合成相關(guān)酶(葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、6-磷酸-葡萄糖脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶)測定方法

按照美國加州大學戴維斯分校動物科學系魚類營養(yǎng)研究室的實驗指導[7]，試劑均購自Sigma。

1.4 統(tǒng)計分析

實驗結(jié)果采用平均數(shù)±標準誤(STDEV)表示，經(jīng)單因子方差分析后，采用Duncan’s多重比較法進行差異顯著性檢驗，差異顯著性水平為P<0.05。統(tǒng)計軟件采用SPSS11.0。

表1 試驗飼料配方及營養(yǎng)組成

Table 1 Formulation and composition of experimental diets %

飼料配方123456w(魚粉)303030303030w(酪蛋白) 141414141414w(玉米淀粉) 101520253035w(纖維素) 30.1925.1920.1915.1910.195.19w(其他)1)15.815.815.815.815.815.8飼料成分組成 w(水分) 10.29.89.510.011.19.3w(粗蛋白) 37.837.737.737.837.637.6w(粗脂肪) 5.35.55.45.45.35.5w(灰分) 8.28.38.38.48.48.3w(淀粉) 12.917.021.528.431.036.9

1) 其他(w/%)：啤酒酵母 3；烏賊粉 2；蝦頭粉 3.5；大豆磷脂 1；魚油 Fish oil，1；豆油 1；膽堿(w=50%) 0.5；CaH2PO41；復合維生素 0.2；復合礦物鹽 0.5；Vc磷酸酯 0.1；褐藻酸鈉 2；Y2O30.01。其中，復合維生素(w/%): 氯化膽堿 5.55；肌醇 2.22；VC1.11；泛酸鈣 0.83；VB10.22；VB20.56；VB60.06；Vk0.06；葉酸 0.02；VB120.012；生物素 0.006；醋酸α-生育酚 0.44；纖維素 88.87。復合礦物鹽 (w/%): Ca(H2PO4) ·2H2O 12.29；calcium lactate 47.42；NaH2PO4·2H2O 4.20；NaCl 3.23；K2SO416.38；KCl 6.58；FeSO4·7H2O 1.07；ferric citrate 3.83；MgSO4·7H2O 4.42；Zn SO40.47； MnSO4·H2O 0.033；CuSO4·5H2O 0.022；CoCl2·6H2O 0.043；KIO40.022

2 結(jié) 果

2.1 生長實驗

實驗開始4周后，高水平玉米淀粉組對蝦開始出現(xiàn)死亡。8周后，凡納濱對蝦各組的增質(zhì)量率、成活率和SGR存在顯著性差異(P<0.05)(表2)。對蝦增質(zhì)量率隨著飼料玉米淀粉含量的增高而增高，在w=20%玉米淀粉含量組增質(zhì)量率開始下降，飼料中玉米淀粉w=10%時，成活率最高(P<0.05)，w=15% 玉米淀粉組的SGR最高，但是與w=10%和20%玉米淀粉組沒有顯著性差異。隨著飼料淀粉含量增加，凡納濱對蝦的攝食量逐漸下降。以增質(zhì)量率為因變量，采用多項式方程，模擬得到凡納濱對蝦飼料中的適宜淀粉w為10%～20%(圖1)。

隨著飼料中淀粉含量的增加，全蝦水分、灰分和肝胰腺脂肪含量沒有顯著性差異，全蝦粗蛋白含量受飼料淀粉水平的影響(表3)，全蝦粗脂肪含量隨著飼料淀粉水平的增加而升高。

表2 不同玉米淀粉水平對凡納濱對蝦生長和飼料利用的影響1)

1) 結(jié)果用平均數(shù)和該處理的總標準誤(STDEV)表示 (n=3)。同組數(shù)據(jù)字母不同者表示有顯著性差異(P<0.05);增質(zhì)量率/%=[(Wt-Wo)/Wo]×100%; 特異生長率(SGR)/%= [ln(Wt/尾數(shù))-ln(Wo/尾數(shù))]/t×100%; 成活率/%=(終末蝦尾數(shù)/初始蝦尾數(shù))×100%;W0為初始平均濕質(zhì)量，Wt為終末平均濕質(zhì)量，t為飼養(yǎng)天數(shù)

圖1 以增質(zhì)量率為因變量，以三次方程模擬凡納濱對蝦飼料適宜的糖含量。適宜的糖含量為(w)10%～20%。

2.2 組織學觀察

圖2顯示實驗進行8周后凡納濱對蝦肝胰腺組織切片。分別為飼喂w=10%和35% 淀粉飼料組對蝦肝胰腺切片。肝小管中脂肪小泡(白色箭頭所示)清晰可見，肝小管壁(黑色箭頭所示)的組織完整，沒有發(fā)現(xiàn)肝小管損傷。

2.3 酶學實驗

由表4可見，凡納濱對蝦的肝胰腺中只有蘋果酸脫氫酶可以測到，并隨著飼料淀粉水平的增加而顯著增加(P<0.05)，異檸檬酸脫氫酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶及6-磷酸-葡萄糖脫氫酶活性檢測不出。

表3 不同糖水平對凡納濱對蝦營養(yǎng)成分組成的影響

注：結(jié)果用平均數(shù)和該處理的總標準誤(STDEV)表示 (n=3)。同組數(shù)據(jù)字母不同者表示有顯著性差異(P<0.05)

圖2 飼料w(淀粉)= 10%和35%組凡納濱對蝦肝胰腺組織切片 ×400

3 討 論

雖然魚蝦類也可以和陸上動物一樣利用糖作為能量的來源，但在利用能力方面差別很大。一般來說魚、蝦類利用糖類的能力比其他動物低，對蝦更傾向于利用蛋白質(zhì)作為能源[8]。Rosas等[9]研究紅額角對蝦Litopenaeusstylirostris時發(fā)現(xiàn)，飼料中含有w=10%的糖不可以滿足對蝦對糖的需要，剩下的需要由蛋白質(zhì)提供能量。Tacon認為不同種類的對蝦利用糖的能力依賴于它把過剩的能量轉(zhuǎn)化成脂肪和二級氨基酸的能力，在斑節(jié)對蝦P.monodon中，w=10%的玉米淀粉比w=40%的玉米淀粉好。本實驗的研究結(jié)果表明，當飼料w(淀粉)在10%～20%時，凡納濱對蝦的增質(zhì)量率和SGR最大，顯著高于25%～35%的組。此結(jié)果與Rosas等的研究結(jié)果類似，他們認為，凡納濱對蝦在鹽度較低的時候更適合利用高蛋白低糖的飼料。在本實驗中，所用海水的鹽度為6‰～14‰，實驗飼料蛋白質(zhì)水平相同，凡納濱對蝦對w(淀粉)=15%的飼料利用較好。

表4 淀粉水平對凡納濱對蝦肝胰腺脂肪合成酶活性的影響1)

1) 結(jié)果用平均數(shù)和該處理的總標準誤(STDEV)表示 (n=3); 同組數(shù)據(jù)字母不同者表示有顯著性差異(P<0.05);

mU：每毫克蛋白每分鐘產(chǎn)生的NADPH的摩爾數(shù); -：表示測不出或者測定出的含量極低

飼料w(淀粉)=10%組的凡納濱對蝦成活率最高，w(淀粉)為15%和20%組次之，其余組較低(P<0.05)，證明了凡納濱對蝦對糖的利用率比較低。本試驗對蝦的成活率在w(淀粉)為20%和25%有明顯的分界線，分別為91%和66%，w(淀粉)為10%～20%組明顯高于w(淀粉)為25%～30%組(P<0.05)，從各組蝦的日攝食量可以看出，飼料w(淀粉)高的組(25%～35%)其日攝入量顯著低于飼料中w(淀粉)低的組(10%～20%)，分別為1.48～1.73和2.43～3.10，推測是由于隨著飼料糖含量的升高，飼料中可利用的能量水平也升高，導致對蝦攝食量下降引起的。

從蝦體組成來看，肝胰臟的脂肪水平、全蝦的水分和灰分均沒有顯著性差異；全蝦蛋白質(zhì)含量雖然在數(shù)值上差別不大，但是有隨糖含量升高而上升的趨勢，w(淀粉)=10%組體蛋白水平相對較低，而w(淀粉)=15%和w(淀粉)20%組與w(淀粉)=35%組沒有顯著性差異；全蝦的脂肪含量隨著淀粉含量的升高而升高。此結(jié)果與Alava的研究結(jié)果類似[10]。在Rosas等[11]的研究中發(fā)現(xiàn)，當凡納濱對蝦飼料中的糖含量低時，對蝦會將飼料中的蛋白質(zhì)通過轉(zhuǎn)氨作用分解作為能量利用。所以，糖含量低時對蝦的體蛋白沉積量也會偏低。當糖含量過高時，蛋白質(zhì)作為能量的消耗大大減少，由高糖產(chǎn)生的過剩的能量通過合成脂肪在體內(nèi)沉積，導致對蝦的體脂肪含量隨著飼料中糖含量的升高而升高。Kanazaw認為可溶性淀粉不是從胃轉(zhuǎn)變成葡萄糖和海藻糖后被吸收進入血淋巴，而是在中腸和肝胰臟被吸收。

在本實驗中肝胰臟作為凡納濱對蝦能量物質(zhì)代謝的主要場所，并沒有形成脂肪的積累，各組對蝦肝胰腺脂肪水平?jīng)]有顯著性差異(P>0.05)，這與實驗中對6組處理的對蝦的肝胰臟的組織學切片的觀察也是一致的，雖然飼料w(淀粉)從10%升高到了35%，但是，肝胰臟的肝小管并沒有受到嚴重的損害，脂肪空泡區(qū)并不明顯，w(淀粉)=10%組和w(淀粉)=35%組的肝胰臟組織學沒有很大差異，高淀粉組也沒有表現(xiàn)出對肝胰臟的嚴重損害。這與Pascual[2]對斑節(jié)對蝦P.monodon的研究不一致，他認為當斑節(jié)對蝦飼料中的糖蜜含量在w=10%時就會造成對肝胰臟的嚴重損傷，肝小管內(nèi)部細胞被破壞，僅剩下外部的連接組織。當然，不同種類的對蝦對不同糖源的利用能力是不同的。

從凡納濱對蝦肝胰腺脂肪合成酶活性來看，隨著飼料淀粉水平的增加，肝胰腺蘋果酸脫氫酶的活性隨之顯著增加(P<0.05)，說明糖的增加誘導脂肪合成酶活性增強。其他幾種酶未檢測到，說明凡納濱對蝦本身脂肪合成酶活性不高，或者含量很低，這也解釋了即使糖水平高達w=35%，凡納濱對蝦的肝胰腺仍舊保持良好組織結(jié)構(gòu)的原因。推測吸收進入血淋巴的過高濃度的葡萄糖沒有被有效的轉(zhuǎn)化生成脂肪，而有可能被直接排出體外。在魚類中有報道：攝食含糊化淀粉飼料后，魚體內(nèi)血漿葡萄糖含量迅速升高、而此時尚未產(chǎn)生足夠的相關(guān)代謝酶[12]，導致葡萄糖被大量排泄，使糊化淀粉利用率低下，進而表現(xiàn)為生長下降。

致謝:中山大學水生經(jīng)濟動物研究所魚類營養(yǎng)實驗室梁桂英老師為本實驗的順利完成提供了必要技術(shù)支持，在此表示感謝。

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