實(shí)用飼料對養(yǎng)殖草魚體組織脂肪酸組成的影響

■田晶晶 蕭培珍，2 吉 紅，3 陳昊杰 周繼術(shù)

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，陜西楊凌 712100；2.北京市營養(yǎng)源研究所水產(chǎn)動物系統(tǒng)營養(yǎng)研究開放實(shí)驗(yàn)室，北京 100069；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)安康水產(chǎn)試驗(yàn)示范站，陜西安康 725000）

脂質(zhì)具有多種功能，如可提供能量、作為生物膜的重要組成部分、促進(jìn)脂溶性維生素的吸收以及作為二十烷酸、激素和維生素D的前體以及酶的輔助因子等[1]。飼料脂質(zhì)同時也是魚類必需脂肪酸的重要來源，魚類從飼料中獲取的必需脂肪酸參與調(diào)控魚類的生長、健康狀態(tài)和繁殖過程[2]。由于缺乏Δ12和Δ15去飽和酶，魚類不能夠自身合成多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid,PU?FA），因此需要外界提供某種特定的n-3和n-6 PUFA[3]。一般認(rèn)為淡水魚具有將n-3和n-6系列的C18 PUFA轉(zhuǎn)化為高不飽和脂肪酸（highly un?saturated fatty acid,HUFA）的能力[4]，所以飼料中提供足量的亞麻酸（C18∶3n-3；LNA）和亞油酸（C18∶2n-6；LA）即可滿足淡水魚的生長需求。

草魚是我國主要淡水養(yǎng)殖種類之一，也是深受消費(fèi)者喜愛的一種重要水產(chǎn)品。已有研究表明，LA和LNA是草魚的必需脂肪酸，而草魚對其需求量分別為飼料干重的1.0%和0.5%[5]。同時，在飼料中添加一定量的n-3 HUFA也能夠有效促進(jìn)草魚生長，改善魚體健康，降低體脂過度蓄積等作用[6-7]。Ji等研究發(fā)現(xiàn)，草魚稚魚飼料中n-3 HU?FA為飼料干重的0.52%時生長性能達(dá)到最佳，且脂質(zhì)過度蓄積現(xiàn)象被抑制[8]。

眾所周知，組織中脂肪酸能夠反映飼料中脂肪酸的組成[9]，而某些脂肪酸作為功能性物質(zhì)，在不同組織中發(fā)揮著不同的作用。例如，n-3 HUFA在魚類神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中扮演著重要的角色[10]，花生四烯酸（C20∶4n-6,ARA）在魚類免疫功能和抗應(yīng)激上的調(diào)控發(fā)揮重要的作用等[11-12]，因此不同組織對脂肪酸沉積可能存在差異。為了了解和掌握實(shí)際生產(chǎn)中草魚飼料及魚體脂肪酸營養(yǎng)狀況，本研究采集兩種市售的草魚商品飼料和攝食這兩種飼料的草魚，測定了飼料和草魚9種不同組織的常規(guī)營養(yǎng)成分及脂肪酸組成，分析探討了飼料脂肪酸組成和魚體脂肪酸組成之間的差異及其可能原因，以期為今后草魚配合飼料配制中有關(guān)脂質(zhì)的選擇和利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼料及試驗(yàn)魚

于2012年10月在西北農(nóng)林科技大學(xué)安康水產(chǎn)試驗(yàn)示范站采集兩種商品草魚飼料，編號分別為CY1和CY2（CY1常規(guī)成分為蛋白質(zhì)34.5%、脂肪3.87%、水分11.27%、灰分9.70%；CY2常規(guī)成分為蛋白質(zhì)34.91%、脂肪6.06%、水分9.83%、灰分9.34%）。同時對攝食該兩種飼料的草魚（飼喂時間1年以上）進(jìn)行采樣，試驗(yàn)魚每組5條，平均體重分別為(2 270±330)g(CY1)和(1 422±153)g(CY2)。解剖魚體，分別采集肝胰臟、腹腔脂肪組織、腸道、腎臟、脾臟、肌肉、腦、眼和鰓共9種組織裝于密封袋中，儲存在-20℃的冰箱中備用。

1.2 脂肪酸組成測定

飼料及組織的脂肪酸檢測方法如下：稱取0.3～0.5 g樣品于10 ml離心管中，加入甲醇∶氯仿（1∶2）5 ml，高速分散器（XHF-D，SCIENIZ?，寧波）勻漿，靜置1～2 h后定量濾紙過濾，加4 ml蒸餾水，3 000 r/min離心5 min，去上清，下層用水浴鍋負(fù)壓抽干（40℃）。隨后加入1 ml色譜純正己烷將油脂溶解，加1 ml、0.4 M KOH-甲醇溶液靜置30 min進(jìn)行甲酯化，之后加2 ml去離子水，待分層后提取上層溶液在氣象色譜儀（安捷倫7820a，安捷倫科技,美國）上進(jìn)行測定。試驗(yàn)結(jié)果按面積歸一化法計算不同脂肪酸含量，以總脂肪酸的百分比的形式呈現(xiàn)。每個樣品重復(fù)測定3次。

飼料脂肪酸干重含量估算按照如下公式計算：

式中：PWFA——單個脂肪酸在飼料中的干重百分比；

PFA——該脂肪酸在總脂肪酸的百分比；

PTFA——總脂肪酸在油脂中所占的比重(一般認(rèn)為是95%～96%)[13]；

PF——飼料脂肪百分含量。

1.3 統(tǒng)計分析方法

試驗(yàn)結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。在Excel軟件中，取不同組織不同脂肪酸（包括SFA、MU?FA、LA、LNA、ARA、EPA、C22∶4n-6和DHA）的平均含量與飼料相應(yīng)脂肪酸含量進(jìn)行CORREL函數(shù)的計算，得出不同組織與飼料脂肪酸含量相關(guān)系數(shù)。將不同組織不同脂肪酸（同上）平均含量與相應(yīng)飼料脂肪酸含量進(jìn)行比值計算，隨后作出散點(diǎn)圖，其中縱坐標(biāo)軸設(shè)置為2的指數(shù)形式，得出不同組織對不同脂肪酸沉積的分析圖。

2 結(jié)果

2.1 飼料及魚體組織脂肪酸組成（見表1、表2）

表1 CY1組飼料及養(yǎng)殖草魚不同體組織脂肪酸組成（%TFA）

表2 CY2組飼料及養(yǎng)殖草魚不同體組織脂肪酸組成（%TFA）

表1、表2分別給出了兩種飼料及其養(yǎng)殖魚類9種組織脂肪酸的含量（%TFA），并給出了不同組織與飼料的脂肪酸組成的相關(guān)系數(shù)。從表中可以看出，CY1和CY2飼料必需脂肪酸LA含量分別為35.13%（PWFA=1.31%）和35.07%（PWFA=2.04%），LNA的含量分別為4.93%（PWFA=0.18%）和9.01%（PWFA=0.52%），LA含量分別為LNA含量的7.1倍和3.9倍。對于HUFA（包括ARA、EPA、C22∶4n-6和DHA）含量，CY2組飼料的ARA含量明顯高于CY1組，達(dá)到10.88%（PWFA=0.63%），而CY1組只有1.10%（PWFA=0.04%）；相反，CY1組飼料的n-3 HU?FA（包括EPA和 DHA）含量高于CY2組，分別為2.12%（PWFA=0.08%）和0.80%（PWFA=0.05%）。

對不同組織脂肪酸組成與飼料脂肪酸組成進(jìn)行了相關(guān)性分析表明（表1、見表2），CY1和CY2兩組中9種組織相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.8以上的分別為7種和4種，其中相關(guān)系數(shù)最大的為腹腔脂肪組織，分別為0.894和0.921；其次為腸道組織，分別為0.882和0.884；相關(guān)系數(shù)最小的為腦，分別為0.610和0.326。此外，腎臟組織也表現(xiàn)出較低的相關(guān)性（0.771和0.704）。

2.2 飼料及魚體組織脂肪酸組成分析

對不同組織脂肪酸含量與飼料脂肪酸含量比值進(jìn)行作圖分析（見圖1）。

圖1 不同組織脂肪酸組成分析

從離散程度上看，SFA、MUFA的比值較為集中，其次為LA和LNA，HUFA表現(xiàn)得最為離散。從聚集位置來看，SFA、MUFA、HUFA主要在橫坐標(biāo)軸上部，LA、LNA主要在橫坐標(biāo)軸下部。不同組織器官相比較，腹腔脂肪組織的SFA、HUFA比值最低，MUFA、LA、LNA比值較高。在腦組織中，DHA、EPA和ARA比值較高，而LA、LNA比值最低。ARA在腎臟中比值較高，而LA在腎臟中處于次最低的比值。此外，在鰓部ARA和EPA也有較高的含量。

3 討論

魚類的必需脂肪酸是指不能由魚體自身合成或合成量很少，而必須由食物中提供，以滿足其正常生長發(fā)育及維持細(xì)胞組織功能所必需的脂肪酸。飼料中長期缺乏必需脂肪酸會導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類生長下降和死亡率降低[14]。研究表明，淡水魚的必需脂肪酸需求一般能夠通過C18 PUFA來滿足，即LNA和/或LA[14]。草魚對LA和LNA的需求量分別為飼料干重的1.0%和0.5%[5]。本研究中，LA含量分別約為飼料重量的1.31%和2.04%，而LNA含量分別約為飼料重量的0.18%和0.52%，LA/LNA比值分別為7.1和3.9，其中LA含量的偏高可能是飼料中大量使用豆油、菜油或玉米油等高LA含量植物性油脂的結(jié)果。淡水魚類具有從十八碳脂肪酸（比如LNA和LA）合成HUFA的能力[15]，因此目前飼料中往往未重視HUFA的添加。研究表明，飼料中添加一定量的HUFA能夠有效促進(jìn)草魚生長，改善體況，降低體脂過度蓄積[6-7]；另外，本研究室進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，飼料中添加0.52%的n-3 HUFA能夠有效提高草魚稚魚的生長性能、脂質(zhì)代謝能力以及提高健康免疫能力[8]。本研究中，飼料樣品中HUFA含量變化不一，最高ARA含量達(dá)到10.88%，最低n-3 HUFA含量只有0.80%，這可能是由于未直接添加HUFA含量高的油脂，飼料中HUFA的來源可能是魚粉以及其他蛋白源，不同蛋白源添加水平的不同導(dǎo)致了飼料間HUFA含量的差異。

魚體組織脂肪酸組成的不同是體內(nèi)復(fù)雜動力學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，盡管目前其具體的機(jī)理尚不明確，但影響組織脂肪酸組成的因子主要包括攝入脂肪酸的組成、體內(nèi)脂肪酸氧化代謝率、脂肪酸碳鏈延長及去飽和反應(yīng)、各脂肪酸之間的競爭等[16]。已有較多研究證明，魚體組織中的脂肪酸組成能夠反映飼料中的脂肪酸組成[17-18]。本研究中，大部分組織的脂肪酸組成與飼料脂肪酸組成表現(xiàn)出了較高的相關(guān)性。其中腹腔脂肪組織相關(guān)性最高，其次為腸道組織。腹腔脂肪組織是能量蓄積的主要場所，飼料中的油脂經(jīng)魚體吸收轉(zhuǎn)運(yùn)后，又以甘油三酯的形式在其中合成并儲存起來，這可能是腹腔脂肪組織與飼料脂肪酸組成相似性最高的原因。而腸道則作為最先與飼料油脂接觸的組織，飼料中的脂肪酸首先經(jīng)腸道吸收才能進(jìn)入體內(nèi)，腸道組織內(nèi)可能優(yōu)先沉積部分飼料中的脂肪酸。此外，腦組織與飼料脂肪酸組成相關(guān)系數(shù)最低，腎組織也表現(xiàn)出較低的相關(guān)性，其原因可能是這兩個重要組織根據(jù)其結(jié)構(gòu)發(fā)育及功能發(fā)揮的需求，對飼料中相關(guān)脂肪酸進(jìn)行了選擇性的吸收或消耗，從而顯示出脂肪酸沉積模式的組織差異性。

本研究對不同組織和飼料脂肪酸組成的關(guān)系進(jìn)行了分析（見圖1），圖中符號在橫坐標(biāo)軸上方（組織/飼料脂肪酸比值大于1）時，說明該組織對此脂肪酸優(yōu)先沉積，或者該脂肪酸在此組織中最不容易被消耗；反之，符號在橫坐標(biāo)軸下方（組織/飼料脂肪酸比值小于1）時，說明該組織對此脂肪酸不優(yōu)先沉積，或者被特異性代謝。本研究中，SFA、MUFA和HUFA的組織/飼料脂肪酸比值主要在橫坐標(biāo)軸上部，LA、LNA主要在橫坐標(biāo)軸下部。魚類飽和脂肪酸如C16∶0和C18∶0能夠通過傳統(tǒng)的途徑被體內(nèi)脂肪酸合成酶催化合成；與此類似，魚類也能夠在Δ9去飽和酶的作用下將C16∶0和C18∶0分別轉(zhuǎn)化為C16∶1n-7和 C18∶1n-9[9]，這可能是造成組織SFA和MUFA比例高于飼料的原因。由于草魚不能通過去飽和酶系統(tǒng)合成LNA和LA的，所以稱這兩種脂肪酸為必需脂肪酸[19]，但草魚可以通過一系列的去飽和和碳鏈延長反應(yīng)，把C18 PUFA合成長鏈PUFA，比如ARA、EPA和DHA[20]。本研究中，組織內(nèi)LA和LNA在總脂肪酸的含量降低，而HUFA含量所占比例升高，這可能是由于飼料中的LA和LNA被吸收后，又在組織中轉(zhuǎn)化成了HUFA。值得注意的是，CY2組的ARA組織/飼料比值分布主要在橫坐標(biāo)下面，這可能是由于飼料中ARA含量較高，高于體內(nèi)需求的水平而被降解了，具體情況還需要進(jìn)一步研究。

圖1中組織與飼料脂肪酸比值的離散程度的差異反映了一類（種）脂肪酸的組織特異性，HUFA離散程度最大，說明在組織間具有較高特異性，其次為C18脂肪酸，再次為SFA和MUFA。HUFA在不同組織含量的不同反映了其作為功能性物質(zhì)在組織間發(fā)揮作用的差異，SFA和MUFA作為供能性物質(zhì)在不同組織內(nèi)的沉積具有普遍性。脂肪組織是脂肪儲存場所，MUFA作為能量儲存，重要脂肪酸被沉積[9]，SFA在腹腔脂肪組織含量低可能是由于草魚是變溫動物，過多SFA沉積容易在低溫時造成脂肪組織的凝固，HUFA相對含量最少可能是由于LA和LNA在脂肪組織內(nèi)轉(zhuǎn)化為長鏈PUFA的能力最低，也可能與飼料中這類脂肪酸被選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)到其他組織有關(guān)。相反，腦組織中HUFA的含量最高，LA和LNA含量最低，推測腦組織C18脂肪酸轉(zhuǎn)化為長鏈PUFA效率最高，且飼料HUFA或其它組織合成的HUFA可能優(yōu)先向腦組織轉(zhuǎn)運(yùn)。研究表明，DHA在神經(jīng)發(fā)育和行為調(diào)控上發(fā)揮了重要的作用[21-22]。此外，哺乳動物研究發(fā)現(xiàn)，必需脂肪酸進(jìn)入腦組織是以一種高度選擇和離散的形式完成的，像非必需脂肪酸（軟脂酸、油酸和硬脂酸）不進(jìn)入腦組織，而具有兩個雙鍵的18碳脂肪酸則能夠進(jìn)入[23]，這表明腦組織是草魚高度聚集PUFA的組織，并且體現(xiàn)了C18到HUFA的高效率轉(zhuǎn)化率。腎臟和脾臟是魚體免疫器官[24]，ARA在調(diào)控魚類的免疫功能上發(fā)揮了重要的功能[11]。本研究中，腎臟組織ARA含量最高，表明了該脂肪酸可能由于其在免疫上的作用而被腎組織優(yōu)先蓄積或由其它n-6脂肪酸在此轉(zhuǎn)化。ARA和EPA是二十烷酸的前體，在抗應(yīng)激的過程中發(fā)揮著重要的作用，而鰓部富含磷脂酰肌醇PI（ARA和EPA是PI的主要組分），在調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)平衡和呼吸上充當(dāng)著重要的角色，這可能是ARA和EPA在鰓部沉積較多的原因[25]。

4 結(jié)論

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)，部分草魚實(shí)用飼料中所含必需脂肪酸LNA的水平及其與LA的比例未能滿足草魚需求，且HUFA水平也偏低。建議飼料配制中，關(guān)注LNA的供給，可以選擇一些LNA含量比較高的油脂進(jìn)行添加，如亞麻籽油、花椒油、蠶蛹油等。對HUFA的使用也應(yīng)予以一定的重視。此外，研究進(jìn)一步證實(shí)了實(shí)用飼料脂肪酸組成與魚體組織脂肪酸組成密切相關(guān)，但組織脂肪酸沉積模式存在顯著差異，儲能和供能性組織優(yōu)先沉積MUFA，而神經(jīng)和免疫功能性組織優(yōu)先沉積HU?FA。因此，為確保草魚生長性能的正常發(fā)揮，維護(hù)其健康，必須根據(jù)不同組織發(fā)育及其功能發(fā)揮的需要，在飼料配制時有針對性地供應(yīng)相關(guān)油脂。