小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽生長(zhǎng)、體組成、肝臟脂肪代謝及其組織學(xué)的影響

石 西羅 智黃 超朱曉鳴劉 胥

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 湖北省淡水健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心, 武漢430070; 2. 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所,淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072; 3. 盤(pán)錦光合蟹業(yè)有限公司, 盤(pán)錦124200)

小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽生長(zhǎng)、體組成、肝臟脂肪代謝及其組織學(xué)的影響

石 西1羅 智1黃 超1朱曉鳴2劉 胥3

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 湖北省淡水健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心, 武漢430070; 2. 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所,淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072; 3. 盤(pán)錦光合蟹業(yè)有限公司, 盤(pán)錦124200)

設(shè)計(jì)了5組等氮(粗蛋白約38%)的飼料, 飼料中小球藻的添加量分別為0(對(duì)照)、17%、34%、51%和68%, 替代0(對(duì)照組)、21.8%、43.6%、65.5%和87.3%的魚(yú)粉, 探討小球藻替代魚(yú)粉對(duì)初始體重為(5.54± 0.08) g的鯽幼魚(yú)生長(zhǎng)、體組成、肝臟組織學(xué)及脂肪代謝相關(guān)酶活性的影響, 實(shí)驗(yàn)期為8周。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 隨著小球藻替代魚(yú)粉水平的增加, 鯽的增重率呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì); 與此相反, 飼料系數(shù)呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢(shì)。隨著小球藻替代比例的增加, 肝體比和臟體比有增大的趨勢(shì), 而各個(gè)處理組腸脂比差異不顯著。小球藻替代魚(yú)粉使鯽肌肉和肝臟的蛋白含量降低, 而肝臟的脂肪含量隨著替代比例的增加先上升后下降。當(dāng)飼料中小球藻替代魚(yú)粉的水平從0增加到65.5%, 肝臟生脂酶如G6PD、ME和FAS酶的活性顯著增加, 而當(dāng)飼料小球藻替代水平更進(jìn)一步增加到87.3%, 肝臟生脂酶如G6PD、ME和FAS酶的活性下降。各個(gè)處理組6PGD酶活性沒(méi)有顯著差異。小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽的肝臟組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響, 替代組的肝細(xì)胞體積有所增大,部分肝細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞核溶解、核消失、肝細(xì)胞壞死。以增重率和飼料系數(shù)為因變量進(jìn)行二次線性回歸分析, 表明小球藻對(duì)魚(yú)粉的最適替代比例分別為47.14%和49.88%。

鯽; 小球藻; 魚(yú)粉; 生長(zhǎng)性能; 脂肪代謝

鯽是我國(guó)常見(jiàn)的淡水魚(yú)類, 因?yàn)槠湮兜栗r美,產(chǎn)肉率高, 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富, 在我國(guó)各地廣泛養(yǎng)殖,養(yǎng)殖效益較好[1]。鯽養(yǎng)殖產(chǎn)量年年增加, 特別在長(zhǎng)江流域, 鯽已成為淡水養(yǎng)殖的主要品種。從整個(gè)養(yǎng)殖產(chǎn)量來(lái)講, 鯽產(chǎn)量較大, 對(duì)飼料的需求較大。但對(duì)于鯽配合飼料的重要蛋白源——魚(yú)粉, 受資源的限制和需求量增加的影響, 價(jià)格居高不下[2], 從而引起鯽的養(yǎng)殖成本升高。加之養(yǎng)殖水產(chǎn)品價(jià)格受市場(chǎng)影響,在一些淡水魚(yú)類飼料配方中魚(yú)粉的添加空間十分有限。這就使得利用植物蛋白源替代魚(yú)粉來(lái)降低飼料配方成本成為水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究的熱點(diǎn)。

水產(chǎn)飼料占水產(chǎn)養(yǎng)殖成本的 50%以上, 蛋白是最昂貴的飼料原料[3]。研究表明, 利用植物蛋白部分或者全部替代魚(yú)粉, 對(duì)魚(yú)類的生長(zhǎng)和飼料利用無(wú)不利影響[4,5], 有些甚至取得了更好的生長(zhǎng)效果[6]。微藻的蛋白含量豐富, 而且含有多種不飽和脂肪酸,經(jīng)常被用來(lái)提高食品或者動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值, 世界上每年有 30%的藻類用于飼料生產(chǎn)[7], 微藻也廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)飼料的生產(chǎn)[8]。

小球藻是最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的微藻之一, 小球藻粉蛋白質(zhì)含量高, 營(yíng)養(yǎng)豐富, 是優(yōu)良的單細(xì)胞飼料蛋白源。小球藻含有人體所需的20種氨基酸、多種維生素和微量元素, 以及亞麻酸、亞油酸、胡蘿卜素等, 常被用于人類的營(yíng)養(yǎng)健康產(chǎn)品[9]。在魚(yú)類營(yíng)養(yǎng)方面, 小球藻經(jīng)常用來(lái)培育魚(yú)苗[7], 而且在飼料中適量添加小球藻可以促進(jìn)魚(yú)類生長(zhǎng), 提高免疫力[10]。小球藻中含有豐富的生物活性物質(zhì), 小球藻生長(zhǎng)因子CGF (Chlorella growth factor) 可以促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)以及增加葡萄糖的耐受性[11,12]。此外, 小球藻已被證明具有抗腫瘤活性、增強(qiáng)免疫力和抗動(dòng)脈硬化的糖脂、多肽和糖蛋白[9]。

不少研究者已經(jīng)開(kāi)展了使用植物性蛋白源替代魚(yú)粉的研究, 但主要集中在豆粕、棉粕、菜粕等, 對(duì)于小球藻的研究較少。為此, 本文選用小球藻作為蛋白源部分替代魚(yú)粉, 研究不同小球藻替代水平對(duì)鯽生長(zhǎng)、體組成、肝臟脂肪代謝及其組織學(xué)的影響,旨在為小球藻在鯽飼料工業(yè)的利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)魚(yú)

本實(shí)驗(yàn)鯽魚(yú)飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)在盤(pán)錦光合蟹業(yè)有限公司進(jìn)行, 從當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)幼鯽 1000尾[初始體重為(5.54±0.08) g]。正式實(shí)驗(yàn)前先暫養(yǎng)于室內(nèi)靜水水族缸中, 藥浴消毒, 并用對(duì)照組飼料馴養(yǎng)2周, 讓其適應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼料

實(shí)驗(yàn)以小球藻和魚(yú)粉為蛋白源配制五組等氮(38%)飼料, 魚(yú)粉為秘魯白魚(yú)粉(粗蛋白66.14%), 小球藻為盤(pán)錦光合蟹業(yè)有限公司生產(chǎn), 為海水小球藻,經(jīng)低溫烘干得到, 其營(yíng)養(yǎng)成分為: 粗蛋白 43.97%、粗脂肪 13.98%、灰分 16.13%。飼料中小球藻的添加量分別為0(對(duì)照組)、17%、34%、51%和68%, 分別替代魚(yú)粉的比例分別為0(對(duì)照組)、21.8%、43.6%、65.5% 和87.3%(對(duì)照組、RM 21.8、RM 43.6、RM 65.5、RM 87.3)。各原料粉碎過(guò)80目篩, 稱量后混勻, 利用制粒機(jī)制成顆粒飼料, 70℃條件下干燥, 置于–20℃冰箱中儲(chǔ)存、備用。實(shí)驗(yàn)飼料的配方及營(yíng)養(yǎng)組成見(jiàn)表1, 飼料蛋白源、必需氨基酸含量和必需氨基酸指數(shù)見(jiàn)表2。

1.3 飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)靜水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進(jìn)行。將所有實(shí)驗(yàn)魚(yú)放養(yǎng)在15個(gè)水族缸(容積: 300 L)中, 每個(gè)水族缸中放養(yǎng)20尾無(wú)畸形、標(biāo)準(zhǔn)體型的魚(yú), 水源為曝氣自來(lái)水。每種飼料設(shè)三個(gè)重復(fù), 將飼料完全隨機(jī)地分配到三個(gè)水族缸中。每天按照體重的 3%—5%作為投喂量, 并根據(jù)魚(yú)體質(zhì)量變化調(diào)整投喂量, 每天投喂兩次(9:00、16:00)。喂食期間, 每天喂食前清除排泄物, 然后換水1/3, 并及時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化。整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間, 水溫在(22—27)℃ , pH 為 8.50±0.30, 其間不斷充氣增氧, 保持溶氧不低于5 mg/L。每2周和實(shí)驗(yàn)?zāi)?duì)實(shí)驗(yàn)魚(yú)進(jìn)行稱重, 并清洗水族缸。實(shí)驗(yàn)持續(xù)8周。

表1 實(shí)驗(yàn)飼料的原料組成及營(yíng)養(yǎng)成分Tab. 1 Ingredients and compositions of the experimental diets (%)

表2 實(shí)驗(yàn)原料和飼料的必需氨基酸含量(%干物質(zhì))Tab. 2 Essential amino acid profile of the experimental ingredients and diets (% dry matter)

1.4 樣品采集

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí), 測(cè)定鯽的初始體重。養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)結(jié)束后, 先將實(shí)驗(yàn)魚(yú)饑餓 24h, 對(duì)每個(gè)缸的實(shí)驗(yàn)魚(yú)進(jìn)行稱量, 計(jì)算增重率(Weight gain rate, WGR) 、飼料系數(shù)(Feed conversion ratio, FCR)、攝食率(Feeding rate, FR)。每個(gè)水族缸隨機(jī)取6尾魚(yú), 測(cè)定體長(zhǎng)、全長(zhǎng), 然后解剖, 取內(nèi)臟、腸脂和肝臟后稱重, 計(jì)算肝體比(Hepatosomatic index, HSI)、臟體比(Viscera somatic index, VSI)、腸脂比(Intraperitoneal fat ratio, IPR)和肥滿度(Condition factor, CF), 并取肌肉。肝臟和肌肉樣品用于常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析。再隨機(jī)取 2尾魚(yú), 迅速取出肝臟, 放在–80℃冰箱內(nèi), 用于肝臟內(nèi)脂肪代謝相關(guān)酶活的測(cè)定。另取兩尾魚(yú), 取其肝臟, 用于組織學(xué)形態(tài)觀察。

1.5 生化成分的測(cè)定

飼料原料及魚(yú)體肌肉、肝臟樣品均采用AOAC法(1984)[13]進(jìn)行生化測(cè)定。水分的測(cè)定采用105℃烘箱干燥恒重法。采用凱氏定氮法(K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀)測(cè)定樣品的總氮含量, 將測(cè)定結(jié)果乘以6.25即得粗蛋白含量; 粗脂肪含量采用索氏抽提法, 提取有機(jī)試劑為乙醚; 灰分含量采用高溫(550±2)℃馬弗爐灰化法測(cè)定。飼料的氨基酸含量由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所測(cè)定, 所用儀器為自動(dòng)氨基酸分析儀(Hitachi 835-50, Tokyo, Japan)。

1.6 酶活力測(cè)定

每個(gè)水族缸中取兩尾魚(yú), 解剖得肝臟, 進(jìn)行葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)、6-磷酸葡萄糖脫氫酶(6PGD)、蘋(píng)果酸酶(ME)、脂肪酸合成酶(FAS)等肝臟內(nèi)脂肪代謝酶活力的分析。采用南京建成生物工程公司生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定。

1.7 肝臟組織學(xué)HE切片制作與觀察

取肝臟組織修切至1 mm3, 利用甲醛溶液固定。切片前, 換致 75%酒精溶液保存, 然后酒精梯度脫水, 二甲苯透明, 浸蠟, 石蠟包埋。石蠟切片機(jī)(LeicaRM2135)超薄切片機(jī)切片, 切片厚度為 5—7 μm, HE染色。染色過(guò)程為: 切片入二甲苯脫蠟→100%—50%酒精逐級(jí)復(fù)水→蘇木精染色→流水沖洗返藍(lán)→50%—95%酒精逐級(jí)脫水→伊紅染色→二甲苯透明→中性樹(shù)膠封片。Nikon顯微鏡下觀察拍照。

1.8 計(jì)算公式

必需氨基酸指數(shù)利用Penaflorida評(píng)價(jià)飼料蛋白源時(shí)[14]所采用的公式計(jì)算 EAAI 值:

式中 aan為某種必需氨基酸在飼料原料中的必需氨基酸比率(A/E)(指某種必需氨基酸占必需氨基酸總量的百分?jǐn)?shù))。AAn為該種必需氨基酸在參比蛋白中的為A/E, n必需氨基數(shù)目。其中參比蛋白和面粉氨基酸數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)食物成分表2002》[15]。

增重率(WGR, %)=100×(末體重–初體重)/初體重;

攝食率(FR, %體重/天)=100×飼料攝入量/[天數(shù)×(初體重+末體重)/2];

飼料系數(shù)(FCR)=飼料攝入量 /魚(yú)體增重

肥滿度(CF, %)=100×魚(yú)體重/(體長(zhǎng))3

肝體比(HSI, %)=100×肝臟濕重/魚(yú)體重;

臟體比(VSI, %)=100×內(nèi)臟濕重/魚(yú)體重

腸脂比(IPR, %)=100×腸脂重/魚(yú)體重

1.9 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS Statistics 17.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-Way ANOVA),若組間差異顯著, 再用 Tukey’s法進(jìn)行多重比較, 顯著性水平為 P＜0.05。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean ± SEM) 表示。利用二次線性回歸分析鯽飼料中小球藻比例和增重率、飼料系數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽生長(zhǎng)性能、飼料利用及形態(tài)學(xué)指數(shù)的影響

由表 3可知, 替代組的平均末重、增重率均顯著高于對(duì)照組(P＜0.05), 而RM 21.8、RM 43.6、RM 65.5替代組間無(wú)顯著性差異(P＞0.05), 以RM 43.6替代組數(shù)值最高。RM 87.3替代組則顯著低于其他替代組(P＜0.05)。各替代組的攝食率顯著高于對(duì)照組(P＜0.05), 而替代組之間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。各組的飼料系數(shù)有隨著小球藻含量的增加呈先降低后升高的趨勢(shì), RM 43.6替代組的飼料系數(shù)最低。

表3 小球藻替代魚(yú)粉作為蛋白源對(duì)鯽生長(zhǎng)性能、飼料利用及形態(tài)學(xué)指數(shù)的影響Tab. 3 Effects of substituting Chlorella sp. for regular fishmeal on growth, feed utilization and morphological index of crucian carp

RM 87.3替代組的肥滿度低于其他各處理組(P＜0.05), 而其他各處理組之間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。各處理組的肝體比有隨著小球藻含量的增加而增大的趨勢(shì), 其中RM 65.5、RM 87.3替代組顯著高于其他各組(P＜0.05)。臟體比隨著小球藻含量的增加依次增大, 替代組之間無(wú)顯著性差異(P＞0.05),但顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)。各處理組的腸脂比無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

由表 4可知, 在肌肉的成分分析中, 各組之間水分和灰分含量無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。肌肉中的粗脂肪含量隨著替代比例升高有先降低后升高的趨勢(shì), RM 43.6和RM 87.3替代組的粗脂肪含量顯著低于其他各組(P＜0.05), 而其他各組無(wú)顯著性差異(P＞ 0.05)。RM 43.6替代組肌肉的粗蛋白含量與對(duì)照組無(wú)顯著性差異(P＞0.05), 而顯著高于其他各替代組(P＜0.05)。

在肝臟的成分分析中, 肝臟粗脂肪含量隨著小球藻替代比例的增大先增加后降低, RM 43.6和RM 65.5替代組顯著高于其他各實(shí)驗(yàn)組(P＜0.05), 其他各組之間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。肝臟的粗蛋白含量有隨著小球藻含量的增加而降低的趨勢(shì), 各組之間差異顯著(P＜0.05)。

2.3 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肝臟內(nèi)脂肪代謝相關(guān)酶的酶活的影響

由表5可知, 各實(shí)驗(yàn)組之間的6PGD的酶活力差異不顯著(P＞0.05)。G6PD、ME和FAS的酶活力變化趨勢(shì)相似, 都是隨著小球藻含量的增加先上升后下降。其中, RM 65.5替代組的脂肪代謝相關(guān)酶的酶活力相對(duì)較高。

2.4 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肝臟組織形態(tài)的影響

從圖1可以看出, 對(duì)照組的肝細(xì)胞排列整齊, 細(xì)胞膜界限明顯, 細(xì)胞核清晰可見(jiàn), 未見(jiàn)組織病變。小球藻替代組的肝細(xì)胞的形狀輪廓比較明顯, 細(xì)胞膜完好, 但是也出現(xiàn)了一些不同程度的病變: 肝細(xì)胞體積有所變大; 部分肝細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞核溶解或者核缺失, 在 87.3%替代組中, 細(xì)胞核缺失的肝細(xì)胞特別多; 在替代組中, 局部肝細(xì)胞壞死。

表4 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肌肉、肝臟成分組成的影響(占干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù))Tab. 4 Effects of substituting Chlorella sp. for regular fishmeal on muscle and liver compositions in crucian carp

表5 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肝臟內(nèi)脂肪代謝相關(guān)酶活性的影響Tab. 5 Effects of substituting Chlorella sp. for regular fishmeal on enzyme activities of hepatic lipid metabolism in crucian carp

圖1 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肝臟組織形態(tài)的影響Fig. 1 Effects of substituting Chlorella sp. for regular fishmeal on hepatic histology of crucian carp

2.5 小球藻替代魚(yú)粉水平與鯽生長(zhǎng)、飼料利用之間的關(guān)系

如圖 2, 隨著小球藻替代魚(yú)粉比例的增加, 鯽的增重率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。利用SPSS 17.0軟件對(duì)增重率和飼料系數(shù)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行二次線性回歸分析, 增重率的回歸方程為: y =－0.0368x2+ 3.4696x+51.775; 飼料系數(shù)的回歸方程為: y= 0.0004x2－0.0399x+2.6162。經(jīng)計(jì)算, 小球藻對(duì)魚(yú)粉的最適替代比例分別為47.14%和49.88%。

圖2 小球藻替代魚(yú)粉的比例與增重率和飼料系數(shù)之間的關(guān)系Fig. 2 The relationship between dietary Chlorella sp. substitution and WGR and FCR in crucian carp, respectively

3 討論

3.1 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽生長(zhǎng)、飼料利用及形態(tài)學(xué)

2015年，北師大民俗學(xué)專業(yè)正式轉(zhuǎn)入社會(huì)學(xué)一級(jí)學(xué)科下發(fā)展，隨后，依托北師大交叉項(xiàng)目平臺(tái)，本專業(yè)展開(kāi)了“百村社會(huì)治理調(diào)查”項(xiàng)目，這為我們探討實(shí)踐民俗學(xué)的研究路徑提供了重要契機(jī)。經(jīng)過(guò)三年的思考，今天北師大民俗學(xué)專業(yè)在“鄉(xiāng)村傳統(tǒng)與社會(huì)治理”主題下所進(jìn)行的研究，具有實(shí)踐理論的特點(diǎn)，可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

指數(shù)的影響

在本實(shí)驗(yàn)中, 利用小球藻替代魚(yú)粉作為蛋白源,促進(jìn)了鯽的生長(zhǎng), 替代組的增重率顯著高于對(duì)照組。這與 Badwy等[16]的研究結(jié)果相似, 利用小球藻粉替代魚(yú)粉促進(jìn)了尼羅羅非魚(yú)的生長(zhǎng)。在對(duì)其他藻類的研究中表明, 在一定的替代比例內(nèi), 利用藻類作為植物蛋白源, 促進(jìn)了魚(yú)類的生長(zhǎng), 提高了免疫力[17], 有利于提高飼料利用效率, 促進(jìn)魚(yú)類健康生長(zhǎng)[18]。一般認(rèn)為, 小球藻中含有獨(dú)特的小球藻生長(zhǎng)因子CGF(Chlorella growth factor), CGF主要存在于細(xì)胞核中, 其中含有核酸、多肽、多肽、蛋白、氨基酸、維生素、多糖等功能性成分, 而且還有解毒作用的谷胱甘肽[19],具有良好的抗氧化能力[20], 以及較多的多不飽和脂肪酸特別是二十碳五烯酸的含量[21]。在飼料中添加小球藻提高了增重率和飼料利用率[22]。

在本文中小球藻替代組表現(xiàn)出較好的生長(zhǎng)效果,一方面可能是因?yàn)樾∏蛟遢^全面的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值: 小球藻中含有鯽生長(zhǎng)所需要的所有必需氨基酸, 氨基酸指數(shù)(EAAI)和魚(yú)粉相差無(wú)幾; 含有多種不飽和脂肪酸[23], n-3和n-6系列不飽和脂肪酸含量豐富, 特別是對(duì)魚(yú)類生長(zhǎng)有利的二十碳五烯酸超過(guò)了 40%[21];小球藻中還具有20多種維生素和礦物質(zhì)[20], 這些都滿足了鯽生長(zhǎng)的要求。其次, 可能是因?yàn)镃GF獨(dú)特的抗氧化能力和增強(qiáng)免疫力的作用, 促進(jìn)了鯽的健康生長(zhǎng)。再次, 不同的實(shí)驗(yàn)組攝食率不同, 實(shí)驗(yàn)中替代組的攝食率顯著高于對(duì)照組, 而且飼料系數(shù)低于對(duì)照組, 這可能是替代組的生長(zhǎng)性能高于對(duì)照組最重要的原因之一。攝食率不同可能與魚(yú)類的習(xí)性有關(guān)[24], 鯽為雜食性魚(yú)類, 對(duì)植物蛋白和動(dòng)物蛋白都有一定的適應(yīng)性。藻類的添加可能使飼料適口性增加, 使攝食水平升高, 從而提高了生長(zhǎng)性能[17]。

在本實(shí)驗(yàn)中, 當(dāng)飼料中植物蛋白過(guò)高時(shí), 會(huì)引起生長(zhǎng)性能的降低, 這與以前的一些研究結(jié)果相似[24,25]。這可能是由于攝食率的降低引起的。有研究表明, 攝食率的降低對(duì)魚(yú)的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響[26]。Hussein等[17]認(rèn)為藻類高水平替代組中鐵和鋁含量的升高引起了魚(yú)類生長(zhǎng)下降, Hasan等[27]則認(rèn)為這與植物蛋白中存在的毒性物質(zhì)有關(guān)。藻類高水平替代對(duì)鯽生長(zhǎng)的影響還有待進(jìn)一步探究。

有研究表明: 隨著植物蛋白替代魚(yú)粉水平的增加, 魚(yú)類的肥滿度下降, 肝體比上升[28], 這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相似。飼料中高水平的植物蛋白引起了肝臟細(xì)胞的腫大和脂肪的蓄積, Hasan等[27]認(rèn)為是植物蛋白中出現(xiàn)的毒性物質(zhì)引起了脂肪代謝失調(diào)。而臟體比的變化可能與飼料中脂肪含量的大小有關(guān)[29],飼料中脂肪含量越高, 臟體比越大。

3.2 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肌肉、肝臟成分組成的影響

植物蛋白替代魚(yú)粉對(duì)魚(yú)體成分的影響存在差異。利用脫酚棉籽粉替代魚(yú)粉, 對(duì)西伯利亞鱘的肌肉粗脂肪含量無(wú)顯著影響[30], 而有些研究中則導(dǎo)致了肌肉脂肪含量的升高[24,31]。魚(yú)體脂肪含量的變化, 可能與魚(yú)體的脂肪代謝方式及飼料蛋白源不同有關(guān)[32]。在本實(shí)驗(yàn)中隨著替代比例的增加, 飼料脂肪含量升高, 可能導(dǎo)致了高水平替代組肌肉脂肪水平升高。在低水平替代組內(nèi), 肌肉內(nèi)蛋白水平較高, 這可能是由于替代組飼料中較好的氨基酸平衡性使鯽對(duì)飼料蛋白的利用水平提高。在高水平替代組內(nèi), 肌肉蛋白含量降低, 這與 Refstie等[33]的研究結(jié)果相似,這可能與高水平的小球藻中含有某些抗?fàn)I養(yǎng)因子影響了蛋白的吸收利用有關(guān), 具體的代謝機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。肌肉蛋白含量作為一個(gè)重要的魚(yú)類品質(zhì)指標(biāo), 含量的大小決定著魚(yú)類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在本實(shí)驗(yàn)中, 當(dāng)小球藻替代魚(yú)粉的比例超過(guò) 65.5%時(shí),肌肉的蛋白含量降低, 所以在實(shí)際應(yīng)用中, 小球藻的替代比例應(yīng)控制在65.5%以內(nèi)。

在本實(shí)驗(yàn)中, 肝臟的粗脂肪含量隨著替代比例的增加先上升后下降, 這與 Robaina等[34]的研究結(jié)果一致, 但林仕梅等[35]用菜粕和棉粕聯(lián)合替代豆粕,含量高達(dá)58%時(shí)不會(huì)影響奧尼羅非魚(yú)的肝脂含量。不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能與飼料中脂肪含量以及不同魚(yú)類的脂質(zhì)代謝方式有關(guān)。G6PD、ME和 FAS是NADPH產(chǎn)生的關(guān)鍵酶, 主要參與脂肪酸的生物合成[36]。在本實(shí)驗(yàn)中, 不同的替代水平造成了肝臟內(nèi)脂肪代謝相關(guān)酶活性的變化, G6PD、ME和FAS的酶活力都有隨著小球藻含量的增加先上升后下降的趨勢(shì)。研究者在利用豆粕替代魚(yú)粉的實(shí)驗(yàn)中, 植物蛋白替代對(duì)脂肪酶活力無(wú)顯著性影響[37]。在本實(shí)驗(yàn)中, 隨著小球藻含量上升, 飼料中脂肪含量升高,鯽肝臟脂肪酶活力也在升高, 造成了脂肪在肝臟內(nèi)的積累, 也從而增加了鯽脂肪肝病變的可能。

3.3 小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽對(duì)肝臟組織形態(tài)的影響

許多研究表明, 飼料中植物性原料大量使用,會(huì)降低肝的生理機(jī)能[34,38]; 肝臟發(fā)生病變時(shí), 使脂蛋白合成減少, 肝細(xì)胞內(nèi)的脂肪不能及時(shí)運(yùn)出, 導(dǎo)致肝臟脂肪含量升高。一般來(lái)說(shuō), 飼料中脂肪含量過(guò)高, 會(huì)使魚(yú)體能量供應(yīng)過(guò)剩, 肝細(xì)胞中脂肪沉積作用加強(qiáng), 從而使魚(yú)類肝臟的脂肪含量升高, 產(chǎn)生脂肪肝[39]。在本實(shí)驗(yàn)中, 隨著小球藻替代比例的增加, 飼料脂肪含量增加, 肝細(xì)胞出現(xiàn)了細(xì)胞核溶解、消失, 細(xì)胞變性壞死的癥狀, 這與脂肪肝的癥狀相似[40], 但是肝臟細(xì)胞中并未發(fā)現(xiàn)脂肪滴和空泡化等典型的脂肪肝癥狀。對(duì)于小球藻替代魚(yú)粉對(duì)鯽肝臟生理功能的影響還有待進(jìn)一步的研究。

本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果顯示, 飼料中小球藻替代魚(yú)粉提高了飼料中氨基酸的平衡性, 促進(jìn)了鯽的生長(zhǎng)和飼料利用。根據(jù)增重率、飼料系數(shù)與替代比例的關(guān)系, 通過(guò)二次線性回歸分析, 得出最適替代比例分別為47.14%和49.88%。因此, 在實(shí)際應(yīng)用中, 建議鯽飼料中小球藻替代魚(yú)粉的比例為47%—50%。

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EFFECT OF SUBSTITUTING CHLORELLA SP. FOR REGULAR FISHMEAL ON GROWTH, BODY COMPOSITION, HEPATIC LIPID METABOLISM AND HISTOLOGY IN CRUCIAN CARP CARASSIUS AURATUS

SHI Xi1, LUO Zhi1, HUANG Chao1, ZHU Xiao-Ming2and LIU Xu3
(1. College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 3. Panjin Guanghe Crab Ltd., Co., Panjin 124200, China)

The present study was designed to evaluate the effects of fishmeal (FM) substitution with Chlorella sp. on growth, body composition, hepatic lipid metabolism and histology in crucian carp Carassius auratus. Five isonitrogenous (CP, 38%) diets were formulated to substitue FM for Chlorella sp. with 0 (control), 21.8% (RM 21.8), 43.6% (RM 43.6), 65.5% (RM 65.5) and 87.3% (RM 87.3), respectively. Each experimental diet was randomly fed to triplicate groups with 20 crucian carp [initial body weight of (5.54±0.08) g] per tank for 8 weeks. Weight gain rate (WGR) increased with the substitution level from 0 to 43.6%, and then tended to decline with further increased replacement, but feed conversion ratio (FCR) showed the opposite trend with WGR. No significant differences were observed in IPR (intraperitoneal fat ratio) cross groups, while HSI (hepatosomatic index) and VSI (viscera somatic index) increased with the increased dietary Chlorella sp. The protein contents of muscle and liver decreased with the elevated dietary Chlorella sp. level, while the highest hepatic lipid contents were observed in RM 43.6 and RM 65.5 groups, which is associated with the increased expression of several lipogenic enzymes, such as G6PD (glucose-6-phosphate dehydrogenase), ME (malic enzyme), FAS (fatty acid synthase). Chlorella sp. had adverse effects on hepatic histology based on the cell size. Karyolysis, nucleus disappearance or necrosis occured in some hepatocytes of crucial carp fed Chlorella-added diets. Based on the quadratic regression analysis of WGR and FCR, the optimal dietary substitution levels were between 47% and 50% for best growth performance and feed utilization of crucian carp.

Crucian carp Carassius auratus; Chlorella sp.; Fishmeal; Growth performance; Lipid metabolism

S965.1

A

1000-3207(2015)03-0498-09

10.7541/2015.66

2014-06-11;

2014-11-27

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303053)資助

石西(1990—), 男, 山東泰安人; 碩士; 研究方向?yàn)樗a(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料。E-mail: shixi901010@163.com

羅智(1976—), 男, 博士, 教授, 博導(dǎo); 研究方向?yàn)轸~(yú)類營(yíng)養(yǎng)生理、代謝調(diào)控及飼料配方。E-mail: luozhi99@mail.hzau. edu.cn; luozhi99@aliyun.com