飼料中糖源對大黃魚生長性能及消化酶、糖代謝關(guān)鍵酶活性的影響

李 弋 周飄蘋 邱 紅 候迎梅 申屠基康 周歧存*

(1.寧波大學(xué)海洋學(xué)院魚類營養(yǎng)研究室，寧波 315211;2.寧波市海洋與漁業(yè)研究院，寧波 315010)

三大營養(yǎng)物質(zhì)中，糖類是最廉價(jià)的，但魚類對糖類的利用能力要低于陸生動(dòng)物，已有的研究表明肉食性魚類對糖的利用能力低于草食性和雜食性魚類［1-3］。這是由于草食性和雜食性魚類的淀粉酶和代謝酶活性要高于肉食性魚類［4］，此外，研究表明肉食性魚類的胰島素受體水平要低于草食性和雜食性魚類，魚類的胰島素水平低下被認(rèn)為是導(dǎo)致魚類耐糖機(jī)能低下的主要原因［3，5］。已有的研究顯示，魚類對脂肪與蛋白質(zhì)的表觀消化率要顯著高于糖類［6］，而且，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多糖要比單糖更容易吸收［7-9］，所以飼料中添加適宜的糖源能降低脂肪與蛋白質(zhì)的消耗。魚類肝臟存在著糖酵解、糖異生、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖等4種主要糖代謝途徑。糖酵解是在無氧環(huán)境下，產(chǎn)生ATP的一種供能方式，己糖激酶(HK)及其同工酶葡萄糖激酶(GK)、二磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)是糖酵解途徑的3個(gè)主要調(diào)控酶。而糖異生途徑是指從丙酮酸合成葡萄糖的過程，也有3個(gè)限速酶:磷酸稀醇式丙酮酸羧基酶(PEPCK)、1，6-二磷酸果糖酶(FBPase)和6-磷酸葡萄糖酶(G6Pase)［6］。

大黃魚(Larmichthys crocea Richardson)隸屬鱸形目(Perciformes)，石首魚科(Sciaenidae)，黃魚屬，為暖溫性近海中下層集群洄游性魚類，主要分布在我國黃海南部、東海、臺灣海峽以及南海北部。大黃魚肉質(zhì)細(xì)嫩、味道鮮美，是我國東海傳統(tǒng)四大海洋經(jīng)濟(jì)種類之一。然而，近20年來，由于野生大黃魚資源衰退，不重視海洋生物資源的恢復(fù)性保護(hù)，野生大黃魚資源日益短缺。20世紀(jì)90年代后期，隨著大黃魚人工育苗的突破，養(yǎng)殖技術(shù)的日趨完善，大黃魚的養(yǎng)殖在福建和浙江等省迅速推廣，成為最具中國特色的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一。然而，傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖的主要餌料為鮮雜魚，隨著鮮雜魚的捕撈量不斷縮減，價(jià)格上漲，養(yǎng)殖成本日漸增高;此外，傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖易產(chǎn)生病害，污染養(yǎng)殖環(huán)境，是一種不可持續(xù)的發(fā)展方式。因此，用人工配合飼料替代鮮雜魚餌料是大黃魚養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，這就要求開發(fā)高效廉價(jià)的大黃魚配合飼料以滿足養(yǎng)殖生產(chǎn)的需求。因此，本試驗(yàn)擬通過研究不同糖源對大黃魚生長性能、消化酶及糖代謝關(guān)鍵酶活性的影響，確定大黃魚飼料中適宜的糖源，為開發(fā)資源節(jié)約高效環(huán)保的大黃魚配合飼料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

以葡萄糖、蔗糖、糊精、土豆淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉分別為糖源，紅魚粉、小麥蛋白粉和豆粕為蛋白質(zhì)源，以魚油、豆油和大豆卵磷脂為脂肪源，配制成6種不同糖源(糖添加水平為20%)的試驗(yàn)飼料(表1)。所有飼料原料粉碎后過80目篩，按配方比例混勻后，添加油脂和水(30%)再次混合均勻，用雙螺桿擠條機(jī)［F(Ⅱ)-26，華南理工大學(xué)，廣州］加工制成直徑分別為2與4 mm的硬顆粒飼料，自然條件下風(fēng)干至含水量在10%左右，用塑封袋包裝好于-20℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

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

試驗(yàn)用大黃魚苗購于象山港灣水產(chǎn)苗種有限公司，并在浙江省寧波市象山縣西滬港灣網(wǎng)箱中進(jìn)行養(yǎng)殖試驗(yàn)。試驗(yàn)前，將魚苗放于的大規(guī)格網(wǎng)箱(3.0 m×3.0 m×3.0 m)中暫養(yǎng)2周，用商業(yè)飼料(天邦牌大黃魚專用配合飼料，粗蛋白質(zhì)含量為45%，粗脂肪含量為10%)飽食投喂，使其適應(yīng)試驗(yàn)投飼環(huán)境。暫養(yǎng)結(jié)束后，停止投喂，使其饑餓24 h，然后稱重，挑選體格健壯、規(guī)格一致的魚苗［初始平均體重為(7.06±0.48)g］，分置于18個(gè)小規(guī)格浮伐式網(wǎng)箱(1.5 m×1.5 m×2.0 m)中，每網(wǎng)箱放養(yǎng)50尾，每種試驗(yàn)飼料隨機(jī)投喂3個(gè)網(wǎng)箱的試驗(yàn)魚，即每組3個(gè)重復(fù)，共6個(gè)組。每天飽食投喂2次(05:00和17:00)，并記錄投喂量。及時(shí)記錄死魚數(shù)量及質(zhì)量，養(yǎng)殖周期為8周。試驗(yàn)期間，海水溫度為26.5～31.5℃，鹽度為32～36 g/L，溶解氧含量在7.0 mg/L左右。

1.3 樣品采集與指標(biāo)測定

養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后，停止投喂使試驗(yàn)魚饑餓24 h，然后依次將網(wǎng)箱中的魚撈出，用丁香酚(上?；瘜W(xué)試劑公司產(chǎn)品，1∶10 000)麻醉，稱重計(jì)數(shù)，用于計(jì)算生長性能指標(biāo)。隨后每網(wǎng)箱隨機(jī)選取3尾試驗(yàn)魚作為全魚樣品，用于魚體常規(guī)營養(yǎng)成分分析。每網(wǎng)箱隨機(jī)另取8尾，從尾部靜脈抽取血液樣本，其中4尾魚血樣注入抗凝管，用于分析全血指標(biāo);另4尾魚血樣注入1.5 mL離心管，靜置于4℃冰箱過夜，3 500 r/min離心8 min制得血清，用于分析血清指標(biāo);將部分取過血的大黃魚肝臟、胃、前腸剝離，放置于2 mL離心管中(取完立即放入液氮中)，分別用于檢測肝糖原含量及肝臟糖代謝關(guān)鍵酶、胃蛋白酶、腸道淀粉酶和脂肪酶活性;取背鰭肌肉10 g左右，裝于密封袋中，用于檢測肌糖原含量。

飼料和魚體常規(guī)營養(yǎng)成分的分析參照AOAC(1995)［11］方法。其中，粗蛋白質(zhì)含量檢測采用凱氏定氮法;粗脂肪含量檢測采用索氏抽提法;水分含量檢測采用105℃烘干恒重法;粗灰分含量檢測采用550℃高溫灼燒法。血清指標(biāo)(總蛋白、葡萄糖、甘油三酯、膽固醇含量)由寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院利用全自動(dòng)生化分析儀(日立7600-110，日本)進(jìn)行檢測。肝糖原與肌糖原含量的檢測參照Hassid等［12］的多糖的化學(xué)分析法，使用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒檢測。胃蛋白酶與腸道淀粉酶活性檢測采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒檢測，腸道脂肪酶活性采用上海喬杜生物科技公司生產(chǎn)的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒檢測。

肝臟糖代謝關(guān)鍵酶分為糖酵解途徑關(guān)鍵酶和糖異生途徑關(guān)鍵酶，本試驗(yàn)測定的糖酵解途徑關(guān)鍵酶有HK、GK、PFK，糖異生途徑關(guān)鍵酶有PEPCK、FBPase和G6Pase，上述酶活性采用南京建成生物工程研究所相關(guān)試劑盒檢測。

1.4 計(jì)算公式

增重率(WGR，%)=100×(Wt-Wi)/Wi;

特定生長率(SGR，%/d)=100×(LnWt-LnWi)/t;

飼料效率(FE)=(Wt-Wi)/F;

蛋白質(zhì)效率(PER)=(Wt-Wi)/P;

成活率(SR，%)=100×Nt/Ni;

肝體比(HSI，%)=100×Wh/W;

臟體比(VSI，%)=100×Wv/W;

肥滿度(CF，g/cm3)=100×W/L3。

式中:Wi為試驗(yàn)魚初始重(g);Wt為試驗(yàn)魚末重(g);F為飼料攝入量(g);t為試驗(yàn)天數(shù)(d);Nt為試驗(yàn)結(jié)束魚數(shù)量(尾);Ni為試驗(yàn)初始魚數(shù)量(尾);P為蛋白質(zhì)攝入量(g);W為魚體重(g);L為魚體長(cm);Wh為魚肝臟重(g);Wv為內(nèi)臟重。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS version 16.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，先對數(shù)據(jù)作單因素方差分析(one-way ANOVA);組間若有顯著差異，再進(jìn)行Duncan氏法多重比較，P＜0.05表示差異顯著。數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果

2.1 飼料中糖源對大黃魚生長性能的影響

由表2可知，飼料中糖源對大黃魚成活率的影響不顯著(P＞0.05);小麥淀粉和玉米淀粉組大黃魚的增重率、特定生長率、飼料效率和蛋白質(zhì)效率均顯著高于蔗糖和葡萄糖組(P＜0.05)。

表2 飼料中糖源對大黃魚生長性能的影響Table 2 Effects of dietary carbohydrate sources on growth performance of large yellow croaker(n=3)

2.2 飼料中糖源對大黃魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響

由表3可知，飼料中糖源對大黃魚臟體比和肥滿度的影響不顯著(P＞0.05);肝體比以葡萄糖組最高，糊精和蔗糖組較低，葡萄糖組顯著高于其他各組(P＜0.05)。

表3 飼料中糖源對大黃魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響Table 3 Effects of dietary carbohydrate sources on morphological indices of large yellow croaker(n=3)

2.3 飼料中糖源對大黃魚全魚常規(guī)營養(yǎng)成分的影響

由表4可知，全魚水分、粗灰分和粗蛋白質(zhì)含量各組間沒有顯著差異(P＞0.05)。小麥淀粉、土豆淀粉和玉米淀粉組的全魚粗脂肪含量顯著高于其他組(P＜0.05)。

表4 飼料中糖源對大黃魚全魚常規(guī)營養(yǎng)成分的影響Table 4 Effects of dietary carbohydrate sources on whole body routine nutritional components of large yellow croaker(n=3)%

2.4 飼料中糖源對大黃魚肝糖原和肌糖原含量的影響

由表5可知，葡萄糖組的肝糖原含量顯著高于其他組(P＜0.05)，蔗糖組肝糖原含量最低;葡萄糖組肌糖原含量顯著低于其他組(P＜0.05)，糊精組肌糖原含量最高。

表5 飼料中糖源對大黃魚肝糖原和肌糖原含量的影響Table 5 Effects of dietary carbohydrate sources on hepatic glycogen and muscle glycogen contents of large yellow croaker(n=3) mg/g

2.5 飼料中糖源對大黃魚血清指標(biāo)的影響

由表6可知，飼料中糖源對大黃魚血清膽固醇、甘油三酯和總蛋白含量均沒有顯著影響(P＞0.05)。土豆淀粉組的血清葡萄糖含量顯著高于其他組(P＜0.05)，而其他各組間無顯著差異(P＞0.05)。

表6 飼料中糖源對大黃魚血清指標(biāo)的影響Table 6 Effects of dietary carbohydrate sources on serum indexes of large yellow croaker(n=3)

2.6 飼料中糖源對大黃魚消化道消化酶活性的影響

由表7可知，玉米淀粉組的胃蛋白酶活性最高，顯著高于除土豆淀粉組外的其他各組(P＜0.05)，糊精和蔗糖組胃蛋白酶活性較低，顯著低于其他各組(P＜0.05);土豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉組的腸道淀粉酶、脂肪酶活性相當(dāng)，這3組均顯著高于糊精、蔗糖和葡萄糖組(P＜0.05)，同時(shí)糊精和葡萄糖組的腸道脂肪酶活性還顯著高于蔗糖組(P＜0.05)。

2.7 飼料中糖源對大黃魚肝臟糖代謝關(guān)鍵酶活性的影響

由表8可知，GK和FBPase活性各組間差異不顯著(P＞0.05)。小麥淀粉組的PFK和PK活性最高，顯著高于玉米淀粉、糊精和蔗糖組(P＜0.05);玉米淀粉組的PEPCK活性最高，顯著高于其他各組(P＜0.05);糊精組的G6Pase活性最高，顯著高于蔗糖組(P＜0.05)。

3 討論

從本試驗(yàn)結(jié)果來看，大黃魚幼魚在攝食不同糖源飼料后，小麥淀粉與玉米淀粉組的增重率和特定生長率顯著高于蔗糖與葡萄糖組，說明大黃魚的生長性能與飼料糖源的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度有關(guān)，大黃魚對多糖(小麥淀粉、玉米淀粉和糊精)的利用能力要高于雙糖(蔗糖)和單糖(葡萄糖)。本試驗(yàn)結(jié)果同大西洋鮭［13］、鯰魚［14］、鱈魚［15］、虹鱒［16］、羅非魚［17］和軍曹魚［18］和團(tuán)頭魴［19］糖利用的研究結(jié)果相似。然而，一些研究結(jié)果表明魚類對葡萄糖和麥芽糖的利用能力好于糊精和淀粉等多糖［20-23］，在對石斑魚糖利用的研究中發(fā)現(xiàn)其對小麥淀粉和葡萄糖的利用效果相似［24］。有學(xué)者認(rèn)為單糖如葡萄糖造成魚類生長性能下降的主要原因可能是由于葡萄糖比多糖更易于被腸道消化吸收，葡萄糖進(jìn)入魚類血液后達(dá)到飽和造成的“負(fù)生理作用”引起的，這是因?yàn)椋鳛橐环N單糖，葡萄糖不需要經(jīng)過消化就能很快被腸道吸收，而淀粉類多糖在被吸收之前必須經(jīng)過消化道中消化酶的水解，因此，葡萄糖的快速吸收意味著在糖代謝酶活性提高之前，葡萄糖已進(jìn)入血液，并通過肝臟進(jìn)入魚體，這將會限制魚類對其利用，從而導(dǎo)致魚類的生長性能變差［18］。魚類對不同糖源利用的差異與魚類的食性、消化道結(jié)構(gòu)(尤其是腸道長短)、消化酶活性等內(nèi)在因素有關(guān)，同時(shí)投喂方式以及環(huán)境因素也會影響到魚類對糖的利用［18］。

表7 飼料中糖源對大黃魚消化道消化酶活性的影響Table 7 Effects of dietary carbohydrate sources on digestive enzyme activities in digestive tract of large yellow croaker(n=3) U/g

表8 飼料中糖源對大黃魚肝臟糖代謝關(guān)鍵酶活性的影響Table 8 Effects of dietary carbohydrate sources on hepatic carbohydrate metabolic key enzyme activities of large yellow croaker(n=3) U/g

本試驗(yàn)中，飼料中糖源對大黃魚的肝體比有顯著影響，葡萄糖組大黃魚肝體比顯著高于其他各組，這同研究者對軍曹魚［18］、條紋鱸［9］和黃鰭鯛［25］的研究結(jié)果一致。有研究指出，投喂葡萄糖的魚類脂肪主要沉積在肝臟，從而導(dǎo)致肝體比升高［24］。本試驗(yàn)中，葡萄糖組肝糖原含量顯著高于各多糖組，肌糖元含量卻顯著低于各多糖組，這一結(jié)果同肝體比的升高相符。研究表明，在消化吸收過程中，糖原的合成與分解是同時(shí)進(jìn)行的，化學(xué)里稱之為底物循環(huán)，而葡萄糖無需經(jīng)過消化可直接被吸收儲藏［9］。如果糖原的合成快于分解，大部分糖原會儲藏在肝臟;葡萄糖組的肝體比顯著高于各多糖組，這說明其肝臟已累計(jì)大量肝糖原并致其破裂。全魚水分、粗灰分和粗蛋白質(zhì)含量各組間無顯著差異，但土豆淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉組的粗脂肪含量較高。已有研究表明，淀粉類多糖比單糖更易于魚類吸收儲藏［7，20］，而脂肪是動(dòng)物儲藏能量的主要物質(zhì)，因此淀粉組全魚粗脂肪含量高于投喂二糖和單糖組。

已有研究表明，草食性與雜食性魚類的淀粉酶活性要高于肉食性魚類［26-27］，淀粉酶活性主要由遺傳因素決定，飼料中的糖水平對其活性沒有顯著影響［28-29］，也有一些研究認(rèn)為飼料中糖源及添加水平能提高淀粉酶活性［30］。本試驗(yàn)中，飼料中糖源對大黃魚的淀粉酶活性有顯著影響，以土豆淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉組大黃魚淀粉酶活性較高，說明飼料中添加淀粉能夠提高淀粉酶活性。有研究認(rèn)為飼料糖水平能夠提高魚類胃蛋白酶活性［27，31-32］，但有研究顯示飼料中過高水平的糖可抑制鱸魚胃蛋白酶的活性［30］。本試驗(yàn)結(jié)果表明土豆淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉組的胃蛋白酶和腸道脂肪酶活性顯著高于其他各組，這可能因?yàn)楸驹囼?yàn)采樣在停止投喂24 h后進(jìn)行，此時(shí)魚的主要能量來自脂肪的分解。

已有的研究表明缺乏GK是魚類不能很好利用飼料糖的主要原因［33-36］，但最近的研究證實(shí)魚類肝臟中存在GK，且飼料中糖的添加水平能夠影響GK的活性［37-38］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，大黃魚肝臟中存在GK，盡管不同糖源對其影響不顯著。土豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉和糊精組肝臟的PK活性顯著高于蔗糖和葡萄糖組。有關(guān)糖源及添加水平對魚類肝臟PK活性的影響結(jié)果不一致，Shikata等［39］對鯉魚的研究表明糊精可降低PK的活性，Tan等［40］對鯉魚和斑點(diǎn)叉尾 的研究也得到類似的結(jié)果，而Enes等［41］對鱸魚的研究則表明葡萄糖能提高PK的活性，與本試驗(yàn)結(jié)果不一致。Lin等［42］認(rèn)為不同糖源對 PFK活性沒有影響，而Shikata等［39］對鯉魚的研究認(rèn)為半乳糖能降低PFK活性，本試驗(yàn)中土豆淀粉與小麥淀粉提高了PFK活性。

不同糖源對魚類肝臟G6Pase活性影響的研究較多，但結(jié)果不甚一致。Shimeno等［43］的研究認(rèn)為葡萄糖、果糖和糊精可降低鯉魚G6Pase活性，Panserat等［44］對鯉魚和海鯛的研究也得到類似的結(jié)果。但也有研究認(rèn)為G6Pase的活性不受糖源及添加水平的影響［41，45］。本試驗(yàn)中，土豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉和糊精組肝臟G6Pase活性顯著高于蔗糖與葡萄糖組。研究者對虹鱒、大西洋鮭和鱸魚的研究認(rèn)為PEPCK活性不受飼料糖源及添加水平的影響［31］，但也有研究認(rèn)為飼料中糖水平能降低PEPCK活性［40］。本試驗(yàn)不同組之間的PCPCK活性存在顯著差異，說明糖源能影響PEPCK活性。目前對FBPase的研究較少，從本試驗(yàn)結(jié)果可認(rèn)為FBPase是一種保守酶，不受糖源的影響。

4 結(jié)論

綜上所述，大黃魚對淀粉類多糖如小麥淀粉、玉米淀粉和土豆淀粉等的利用效率要高于蔗糖和葡萄糖，小麥淀粉等結(jié)構(gòu)復(fù)雜多糖為大黃魚飼料中的優(yōu)質(zhì)糖源。

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