飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚生長性能、體組成和肝臟組織結(jié)構(gòu)的影響

李雪菲 田麗霞 牛 津 劉福佳，2 劉永堅(jiān)*

(1.中山大學(xué)水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物研究所，廣州 510275;2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，廣州 510640)

魚粉和魚油一直是肉食性魚蝦類飼料的關(guān)鍵營養(yǎng)成分，在海水魚蝦飼料中的添加量一般分別高于30%和7%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于禽畜的用量，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的魚粉和魚油消耗量就分別占到全球產(chǎn)量的 68.2%和 88.5%［1－2］。然而，受海洋漁業(yè)資源過度捕撈和全球氣候變化等因素的影響，近年來全球魚粉和魚油產(chǎn)品呈現(xiàn)供應(yīng)緊張、價(jià)格飆升的局面［3］。為了降低養(yǎng)殖成本、保護(hù)海洋漁業(yè)資源，減少魚粉和魚油使用量成為水產(chǎn)飼料行業(yè)的研究熱點(diǎn)之一。眾多研究結(jié)果已證實(shí)了使用價(jià)格低廉且來源豐富的陸生動(dòng)、植物蛋白質(zhì)源部分替代魚粉在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的可行性［4－5］，而且在飼料中添加適量的非蛋白質(zhì)能源(如脂肪和碳水化合物)，通過提高飼料的消化能水平，可減少蛋白質(zhì)作為能源的消耗，從而起到節(jié)約蛋白質(zhì)的作用［6－7］。然而，采用脂肪節(jié)約蛋白質(zhì)的做法，若添加的脂肪過量，很容易導(dǎo)致魚類出現(xiàn)脂肪肝［8］、免疫力下降等疾病，還會(huì)增加體脂的沉積，影響魚體品質(zhì)［9］，同時(shí)飼料容易因脂肪氧化而變質(zhì)［10］，所以飼料中脂肪的適宜添加量是水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究中的重要內(nèi)容。

美國紅魚是肉食性魚類，屬鱸形目，石首魚科，擬石首魚屬，學(xué)名為眼斑擬石首魚(Sciaenops ocellatus)，俗稱紅姑魚。自國家海洋局于1991年首次引進(jìn)美國紅魚仔魚，并于1995年成功培育出我國第1代美國紅魚幼魚后，發(fā)展至今，美國紅魚已成為我國重要的養(yǎng)殖魚類之一［11］。然而，目前美國紅魚的養(yǎng)殖主要以鮮雜魚蝦［12］或其他海水魚料［13］作為主要喂養(yǎng)食料，有關(guān)專用人工配合飼料的研究和開發(fā)較滯后［11，14］，其中關(guān)于飼料脂肪需求量的研究更少，僅見 W illiams等［15］和 Ellis等［16］有所報(bào)道，前者主要以鯡魚油為脂肪源且飼料脂肪水平在組間的遞增梯度達(dá)4%，而后者只設(shè)了6%和10%2個(gè)脂肪水平，兩者設(shè)計(jì)的脂肪水平跨度都較大，難以對(duì)美國紅魚的脂肪需求量作較為準(zhǔn)確的衡量。因此，本試驗(yàn)以美國紅魚為研究對(duì)象，在較低魚粉水平下，搭配多種陸生動(dòng)、植物原料為復(fù)合蛋白質(zhì)源，同時(shí)以魚油、豆油、磷脂油為混合脂肪源，設(shè)計(jì)5種脂肪水平不同的配合飼料來探究飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚生長性能、體組成、肝臟組織結(jié)構(gòu)的影響，以期為美國紅魚的營養(yǎng)學(xué)研究和人工配合飼料的研制提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

以25%魚粉和多種陸生動(dòng)、植物原料為混合蛋白質(zhì)源，以魚油和豆油、磷脂油為脂肪源，配制5種含有47%蛋白質(zhì)的等氮飼料，飼料脂肪水平梯度增長，其實(shí)測(cè)水平分別為 7.19%、9.17%、10.94%、13.04%和 14.20%。所有原料經(jīng)粉碎過40目篩，按飼料組成比例稱重、混合后，使用雙螺桿制粒機(jī)加工成粒徑為2.5 mm的顆粒飼料，自然晾干至水分約為10%，置于－20℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｔ囼?yàn)飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 試驗(yàn)飼料組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(DM basis) %

1.2 飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖試驗(yàn)在珠海市鶴洲北基地進(jìn)行。試驗(yàn)用美國紅魚取自鶴洲北種苗場(chǎng)。試驗(yàn)魚苗首先暫養(yǎng)在室外水泥池(4.0 m×3.0 m×1.2 m)中，用經(jīng)過曝氣的自來水兌海水進(jìn)行淡化適應(yīng)，養(yǎng)殖用水的鹽度由最初的5.0‰逐步淡化為0.5‰，期間使用商用海鱸飼料投喂馴化，暫養(yǎng)4周后進(jìn)入養(yǎng)殖試驗(yàn)。

試驗(yàn)期間采用室外水泥池掛網(wǎng)箱養(yǎng)殖方式(每個(gè)網(wǎng)箱體積為1 m×1 m×1 m)，每個(gè)飼料設(shè)4個(gè)重復(fù)(網(wǎng)箱)，共計(jì)20個(gè)網(wǎng)箱，每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)放魚 30 尾，初始魚均重為(19.88±0.26)g。試驗(yàn)期水質(zhì)條件如下:水溫 25～32℃，溶解氧濃度＞6 mg/L，pH 7.5～ 8.5，氨氮濃度＜0.2 mg/L，鹽度約為0.5‰;保持微流水，使各試驗(yàn)池水體每天的交換量為100%。采取定量投喂的方式(最初投飼率為4%，之后按攝食情況漸增調(diào)整投飼量，記錄每箱魚攝入干物質(zhì)總量)，每天2次，時(shí)間分別為06:00和18:00，養(yǎng)殖期共57 d。

1.3 樣品的采集

養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后，禁食24 h，對(duì)每個(gè)網(wǎng)箱中的試驗(yàn)魚進(jìn)行計(jì)數(shù)并稱重，從每個(gè)網(wǎng)箱中隨機(jī)取2尾魚經(jīng)冷凍干燥作為全魚樣品;另取5尾魚分別稱重，測(cè)量體長和全長;然后解剖，分離內(nèi)臟團(tuán)、肝臟、腸系膜脂肪，分別稱重;剝?nèi)”巢堪准『娓勺鳛榧∪鈽悠贰Ｍ瑫r(shí)各網(wǎng)箱取3尾魚的肝臟，保存到4%中性甲醛固定液中以備切片用。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

飼料和肌肉水分含量的測(cè)定采用105℃恒溫干燥法，全魚和肝臟水分含量的測(cè)定則采用冷凍干燥法(Unicryo FD5525s，德國);飼料、全魚、肌肉、肝臟粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分含量的測(cè)定分別采用凱氏定氮法(FOSS Kjeltec 8400，丹麥)、索氏抽提法(HT6，Tecator AB，瑞典)和馬福爐550℃灼燒法。肝臟使用石蠟固定之后，采用自動(dòng)切片機(jī)切片(厚度5μm)，蘇木精－伊紅(HE)染色［17］后，顯微鏡下觀察并拍照。

1.5 計(jì)算公式

增重率(weight gain ratio，WGR，%)=

100×(末均重－初均重)/初均重;特定生長率(specific grow th ratio，SGR，%/d)=

100×(ln末均重－ln初均重)/天數(shù);

飼料系數(shù)(feed conversion ratio，F(xiàn)CR)=

飼料總攝食量/(試驗(yàn)中死魚重+

終末魚體總重－初始魚體總重);

蛋白質(zhì)效率(protein efficiency ratio，PER)=

(試驗(yàn)中死魚重+終末魚體總重－

初始魚體總重)/(飼料總攝食量×

飼料粗蛋白質(zhì)含量);

存活率(survival rate，SR，%)=

100×終末尾數(shù)/初始尾數(shù);

肥滿度(condition factor，CF，%)=

100×體重/體長3;

臟體比(viscerasomatic index，VSI，%)=

100×內(nèi)臟團(tuán)重/體重;

肝體比(hepatosomatic index，HSI，%)=

100×肝臟重/體重;

腸脂比(mesenteric fat index，MFI，%)=

100×腸系膜脂肪重/體重。

1.6 數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均用4個(gè)重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，使用 SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，采用LSD和Duncan氏多重比較檢驗(yàn)組間差異的顯著性，當(dāng)P＜0.05時(shí)，表示組間差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚生長性能和飼料利用的影響

飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚生長性能和飼料利用的影響見表2。7.19%組的末均重、增重率、特定生長率顯著高于 13.04%、14.20%組(P＜0.05)，而9.17%、10.94%組與7.19%組無顯著性差異(P＞0.05)。蛋白質(zhì)效率隨飼料脂肪水平的升高而下降;與之相反，飼料系數(shù)則隨飼料脂肪水平的升高呈上升趨勢(shì)，其中 7.19%、9.17%組顯著低于13.04%、14.20%組(P＜0.05)，10.94%組亦顯著低于 14.20%組(P＜0.05)，而與 7.19%、9.17%組差異不顯著(P＞0.05)。各組的存活率沒有顯著差異(P＞0.05)。

表2 飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚生長性能和飼料利用的影響Table 2 Effects of dietary lipid level on grow th performance and feed utilization of red drum(Sciaenops ocellatus)

2.2 飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響

飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響見表3。隨著飼料脂肪水平的升高，各組紅魚的臟體比、肝體比、腸脂比基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中7.19%、9.17%組顯著低于 13.04%、14.20%組(P＜0.05)，而 10.94%組與 7.19%、9.17%組無顯著差異(P＞0.05)。各組的肥滿度無顯著差異(P＞0.05)。

表3 飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響Table 3 Effects of dietary lipid level on morphological indexes of red drum(Sciaenops ocellatus) %

2.3 飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚體組成的影響

飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚體組成的影響見表4。9.17%組的全魚粗蛋白質(zhì)含量顯著高于10.94%、14.20%組(P＜0.05)，與其他 2 組差異不顯著(P＞0.05)。全魚、肝臟的粗脂肪含量以7.19%組最低，且隨著飼料中脂肪水平的升高呈上升趨勢(shì);肝臟水分含量則隨著飼料中脂肪水平的升高逐漸下降，其中7.19%組顯著高于其他4組(P＜0.05)。各組美國紅魚肌肉水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分，全魚水分、粗灰分及肝臟粗蛋白質(zhì)含量均無顯著差異(P＞0.05)。

表4 飼料脂肪水平對(duì)美國紅魚體組成的影響(濕重基礎(chǔ))Table 4 Effects of dietary lipid level on body composition of red drum(Sciaenops ocellatus)(wetweight basis)%

續(xù)表4

2.4 肝臟組織切片顯微觀察結(jié)果

肝臟組織切片顯微觀察結(jié)果如圖1所示。各組的肝細(xì)胞出現(xiàn)不同程度的脂肪變性，肝組織受損程度隨著飼料脂肪水平的升高而不斷加劇。7.19%組，肝組織輕度脂肪變性，尚存部分肝索結(jié)構(gòu)，部分肝細(xì)胞形態(tài)正常、胞核位于中央，而部分肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)含大小不一的脂滴空泡，肝竇狹窄微充血;脂變程度分級(jí)+。9.17%組，肝組織中度脂肪變性，肝索解離，肝細(xì)胞明顯腫脹、排列較紊亂，細(xì)胞核被胞質(zhì)內(nèi)油滴擠在一側(cè)，肝竇狹窄重度充血;脂變程度分級(jí)++。10.94%和 13.04%組，肝組織形態(tài)相似，發(fā)生重度脂肪變性，肝細(xì)胞空泡化腫脹，細(xì)胞核進(jìn)一步被擠壓甚至消失，肝竇狹隙充血、炎癥細(xì)胞浸潤，出現(xiàn)嗜酸小體;脂變程度分級(jí)+++。14.20%組，肝組織重度脂肪變性，肝細(xì)胞溶解，呈彌漫性大片壞死，炎癥細(xì)胞浸潤，存在大量嗜酸小體;脂變程度分級(jí)++++［8，18－19］。

3 討論

脂肪是維持魚類正常生命活動(dòng)的必需營養(yǎng)素和重要能源物質(zhì)。飼料中脂肪水平低會(huì)導(dǎo)致魚體代謝紊亂，降低飼料蛋白質(zhì)利用效率，同時(shí)還會(huì)引發(fā)養(yǎng)殖魚類必需脂肪酸和脂溶性維生素缺乏癥［10］;適當(dāng)?shù)靥岣唢暳现舅絼t能夠有效促進(jìn)動(dòng)物生長、降低飼料系數(shù)，如 Ellis等［16］報(bào)道，美國紅魚飼料中添加10%的脂肪比添加6%的脂肪能獲得更好的增重、飼料效率、凈蛋白質(zhì)保留和凈能量保留。但當(dāng)飼料中脂肪的添加量超過動(dòng)物的適宜水平上限往往會(huì)不利于其生長，如褐菖鲉(Sebastiscusmarmoratus)［20］、吉富羅非魚(Oreochromis niloticus)［21］、斜 帶 石 斑 魚 (Epinephelus coioides)［22］、日本鱸(Lateolabrax japonicus)［23］等魚類的生長都會(huì)因?yàn)轱暳现舅竭^高而降低。在本試驗(yàn)中，隨著飼料脂肪水平的升高，美國紅魚的末均重、增重率、特定生長率總體為下降趨勢(shì)，其中高脂肪水平組(13.04%～14.20%組)顯著低于最低脂肪水平組(7.19%組);而飼料系數(shù)則呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，7.19%、9.17%組顯著低于 13.04%、14.20%組。由此可見，美國紅魚攝食過多的脂肪會(huì)減緩生長，降低飼料利用效率。Wang等［24］認(rèn)為高脂肪水平飼料由于能量過高，會(huì)使魚類降低飼料消耗;甚至?xí)璧K對(duì)其他營養(yǎng)素的吸收利用［16］，最終降低魚類生長。本試驗(yàn)結(jié)果亦顯示，美國紅魚蛋白質(zhì)效率隨飼料脂肪水平的升高而下降。在大菱鲆(Psetta maxima)［25］和塞內(nèi)加爾鰨(Solea senegalensis)［26］的研究中也發(fā)現(xiàn)提高飼料脂肪水平會(huì)增加體組織的脂肪沉積，卻不能起到節(jié)約蛋白質(zhì)的作用?？v觀本試驗(yàn)5個(gè)飼料組的生長情況，前 3 個(gè)組(7.19%、9.17%、10.94%組)生長較優(yōu)，其生長性能、飼料利用效率雖有所下降，但差異并不顯著，此結(jié)果與W illiams等［15］的研究相近，該學(xué)者發(fā)現(xiàn)美國紅魚攝食脂肪水平分別為7.4%和11.2%的2種飼料時(shí)，魚體在增重率、飼料轉(zhuǎn)化率和存活率方面都較為理想。但從脂肪來源看，W illiams等［15］是采用鯡魚油為主要脂肪源的，而本文是以魚油、豆油、磷脂油為復(fù)合脂肪源，說明豆油和磷脂油可用于節(jié)約魚油，而對(duì)美國紅魚的生長無負(fù)面影響。

圖1 美國紅魚肝臟組織切片(HE染色)Fig.1 Liver tissue slices of red drum(Sciaenops ocellatus)(HE staining，400×)

飼料中脂肪水平過高會(huì)降低魚類生長，可能歸因于蛋白質(zhì)和脂肪比例不平衡［27］，進(jìn)而引起粗蛋白質(zhì)與可消化能之間比例的不平衡，同時(shí)造成脂肪在肝臟和其他組織中的過量積累［11］。本試驗(yàn)中，在47%蛋白質(zhì)水平條件下，隨著飼料脂肪水平(7.19%～14.20%)、總能(19.78 ～21.44 kJ/g)、能蛋比(41.46～45.42 kJ/g)的上升，美國紅魚的生長性能不斷下降，說明美國紅魚對(duì)高脂肪高能量高能蛋比飼料的耐受能力較低，可能是因?yàn)樵诟叩鞍踪|(zhì)水平飼料中，較少量的脂肪已足以供給動(dòng)物所需［28］，過多的脂肪反而會(huì)降低機(jī)體對(duì)脂質(zhì)的消化吸收能力，并抑制脂肪酸在體內(nèi)的重新合成，從而使養(yǎng)殖動(dòng)物生長速率下降［29］。但 Turano等［30］研究發(fā)現(xiàn)，145 g以上的美國紅魚能利用更寬范圍內(nèi)的脂肪水平(8%～16%)、能蛋比(34.5～46.7 kJ/g)，而對(duì)其生長無負(fù)面影響，是因?yàn)椴煌L發(fā)育階段的魚類對(duì)營養(yǎng)的需求有所不同。本試驗(yàn)以20 g美國紅魚為研究對(duì)象，當(dāng)能蛋比為41.46～43.31 kJ/g 時(shí)，生長較好;但當(dāng)脂肪水平達(dá)到13.04%以上時(shí)，飼料利用能力則顯著下降，說明幼稚魚對(duì)飼料營養(yǎng)素、能量水平的要求較為嚴(yán)格。雖然Thoman等［31］建議海水養(yǎng)殖美國紅魚飼料中的蛋白質(zhì)和脂肪水平分別為44%和9.2%;而劉永堅(jiān)等［13］在探討蛋能比水平對(duì)美國紅魚生長性能的影響時(shí)則認(rèn)為美國紅魚最適飼料蛋白質(zhì)水平為46%;但二者所得出的可消化能蛋比(36.48 kJ/g、35.13 kJ/g)較 一 致，并 與 劉 世 祿等［32］測(cè)出的美國紅魚肌肉能蛋比(34.07 kJ/g)相近，說明適宜的能蛋比有利于節(jié)約蛋白質(zhì)，從而提升蛋白質(zhì)保留率［31］。然而，本試驗(yàn)的能蛋比高于此值，一方面是根據(jù)養(yǎng)殖條件所設(shè)，過往的研究集中在海水、半咸水的養(yǎng)殖環(huán)境，本試驗(yàn)是在淡水(鹽度僅為0.5‰)條件下進(jìn)行的，所以能量水平設(shè)計(jì)較高，以使魚體有足夠的能量代謝應(yīng)對(duì)滲透調(diào)節(jié)所需［33］，然而本試驗(yàn)結(jié)果反映，在淡水條件下，美國紅魚亦不需過高的能蛋比。

魚類對(duì)脂肪的利用是有限的，過量增加飼料脂肪水平會(huì)造成肝臟、腸道、腹腔和肌肉等體組織脂肪沉積［24］。本試驗(yàn)中，隨著飼料脂肪水平的升高，美國紅魚的臟體比、肝體比、腸脂比在脂肪水平最高的2組(13.04%、14.20%組)較脂肪水平最低的組(7.19%組)出現(xiàn)顯著性變大，說明飼料脂肪水平超過某一限度就顯著影響美國紅魚魚體形態(tài)。各組魚體組成結(jié)果顯示，美國紅魚的全魚和肝臟粗脂肪含量隨飼料脂肪水平的升高而升高，結(jié)合形態(tài)指標(biāo)的變化，認(rèn)為是肝臟脂肪及腸系膜脂肪的積累造成了內(nèi)臟團(tuán)的增大、全魚粗脂肪含量的增加;而各組肌肉粗脂肪含量都很低，這與劉世祿等［32］對(duì)美國紅魚肌肉的營養(yǎng)組成分析結(jié)果一致。張春暖等［34］對(duì)梭魚(Chelon haematocheilus)的研究結(jié)果也與本試驗(yàn)相似，魚體脂肪主要沉積在肝臟組織中，而肌肉粗脂肪含量不受飼料脂肪水平的影響，這可能是由于某些魚類肌肉組織儲(chǔ)存脂肪的能力相對(duì)較弱［35］。肝臟則是魚類脂肪代謝的重要器官，魚類攝食過多的脂肪，會(huì)導(dǎo)致肝臟中脂肪細(xì)胞體積增大、數(shù)量增多，進(jìn)而使肝臟組織容納更多的脂肪，最終造成肝體比升高、肝臟粗脂肪含量增加［9］。在本試驗(yàn)取樣過程、解剖中發(fā)現(xiàn)，大部分美國紅魚肝臟腫大、肝色蒼白、肝體比增加;并且，在肝組織切片顯微觀察中，肝細(xì)胞具有不同程度腫脹、脂肪浸潤、脂滴空泡增大增多、細(xì)胞核偏移等現(xiàn)象，發(fā)生了營養(yǎng)型脂肪肝［36］，其受損程度隨著飼料脂肪水平的升高而不斷加劇。馮健等［8］也發(fā)現(xiàn)4%、8%的飼料脂肪水平即可使紅姑魚肝細(xì)胞發(fā)生中度脂肪病變，且達(dá)到12%就會(huì)引發(fā)重度病變。Mandrioli等［26］對(duì)塞內(nèi)加爾鰨肝組織超微結(jié)構(gòu)的觀察同樣發(fā)現(xiàn)，高脂飼料會(huì)導(dǎo)致魚體肝臟脂肪沉積加重。實(shí)際上，基于當(dāng)前魚類固有的生理機(jī)制，在快速高效、集約化的現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖模式下，魚類脂肪肝頻發(fā)、高發(fā)、易發(fā)成為一種常見現(xiàn)狀，高脂飼料往往會(huì)導(dǎo)致脂肪在體內(nèi)尤其是肝臟內(nèi)大量沉積，損傷肝臟代謝功能［36］，降低魚體抗病能力［10］，嚴(yán)重危害魚體健康。因此，在人工配合飼料的研發(fā)過程中，必須對(duì)脂肪的添加量作較精確的衡量。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)中，隨著飼料脂肪水平的升高，美國紅魚的生長性能、飼料利用率逐漸下降，全魚、肝臟的粗脂肪含量則逐漸升高，同時(shí)發(fā)生肝細(xì)胞脂肪變性的程度也不斷加劇。綜合上述結(jié)果，在本試驗(yàn)條件下，建議美國紅魚配合飼料中脂肪水平不宜超過 11%，且推薦水平為 7.19%～9.17%。

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