飼料中DHA含量對刺參成參生長及其體壁營養(yǎng)成分的影響

左然濤,李敏,秦宇博,吳反修,張叢堯,郝振林,呂德亮,宋堅,李廣,常亞青

(1.大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室,遼寧大連116023;2.遼寧省海洋環(huán)境預(yù)報與防災(zāi)減災(zāi)中心,遼寧沈陽110001;3.全國水產(chǎn)技術(shù)推廣總站,中國水產(chǎn)學(xué)會,北京100125)

飼料中DHA含量對刺參成參生長及其體壁營養(yǎng)成分的影響

左然濤1,李敏1,秦宇博2,吳反修3,張叢堯1,郝振林1,呂德亮1,宋堅1,李廣1,常亞青1

(1.大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室,遼寧大連116023;2.遼寧省海洋環(huán)境預(yù)報與防災(zāi)減災(zāi)中心,遼寧沈陽110001;3.全國水產(chǎn)技術(shù)推廣總站,中國水產(chǎn)學(xué)會,北京100125)

為確定刺參Apostichopus japonicus成參飼料中二十二碳六烯酸(DHA)的適宜添加量,采用攝食生長試驗,探討了在水溫(12±2)℃下飼料中DHA含量(0.02%、0.30%、0.60%和1.20%)對體質(zhì)量為(73.49±1.26)g的刺參成參生長和體壁營養(yǎng)成分的影響,試驗共進(jìn)行121 d。結(jié)果表明:飼料中DHA含量為0.60%時成參增重率最高,顯著高于對照組(0.02%DHA)(P＜0.05);飼料中DHA水平顯著影響成參體壁營養(yǎng)成分,攝食DHA含量為0.30%～1.20%飼料的刺參,其體壁中二十碳五烯酸(EPA)、DHA和n-3多不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)含量無顯著性差異(P＞0.05),但顯著高于對照組(P＜0.05);飼料中添加DHA時,刺參體壁中DHA/EPA和n-3/n-6 PUFA顯著升高(P＜0.05);0.30%DHA處理組刺參體壁中苯丙氨酸、酪氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸和總必需氨基酸含量最高,且顯著高于對照組(P＜0.05),但總必需氨基酸/總非必需氨基酸各組間無顯著性差異(P＞0.05)。研究表明,飼料中DHA含量為0.60%時成參的生長速率最快,DHA含量為0.30%時已具有較高的營養(yǎng)物質(zhì)(必需脂肪酸和氨基酸)沉積率,成參對飼料中DHA的最適需求量為0.30%～0.60%(飼料干物質(zhì))。

二十二碳六烯酸;刺參;生長速率;脂肪酸;氨基酸;營養(yǎng)組成

刺參Apostichopus japonicus是中國重要的海水經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖品種,主要分布在遼寧、山東、福建、河北等沿海區(qū)域,總產(chǎn)量已突破18萬t,年產(chǎn)值超過300億元。目前,有關(guān)刺參飼料營養(yǎng)學(xué)研究主要集中于稚參和幼參階段[1-6],成參階段較少,而有關(guān)飼料脂肪酸調(diào)控刺參營養(yǎng)品質(zhì)的研究尚未見報道。

二十二碳六烯酸(DHA,C22∶6n-3)是刺參的優(yōu)勢營養(yǎng)成分,在維持人體生長、發(fā)育、免疫、生殖過程中發(fā)揮著重要作用[7]。已有研究表明,中國北方地區(qū)自然攝食條件下的刺參成參體壁DHA含量會隨季節(jié)發(fā)生規(guī)律性變化,其中在1月份最高,可達(dá)到總脂肪酸的4.45%,之后隨著性腺發(fā)育含量逐漸降低,并在6月份產(chǎn)卵后降至最低,約為總脂肪酸的2.42%[8]。當(dāng)水溫升高至20～25℃時,成參進(jìn)入“夏眠”,在此期間刺參腸道退化,直到9月份水溫降至20℃時才開始重新攝食[9]。由于中國北方地區(qū)在11月份開始秋季刺參的采捕,養(yǎng)殖刺參9—11月的餌料供應(yīng)量及其營養(yǎng)組成顯得尤為重要,這將直接影響秋參體壁的厚度及營養(yǎng)品質(zhì)。目前,有關(guān)飼料中添加必需脂肪酸影響刺參成參體壁營養(yǎng)成分的研究尚未見報道。為此,本研究中以成參為研究對象,探討了飼料中添加DHA對刺參體壁主要營養(yǎng)成分的影響,以期為快速恢復(fù)“夏眠”結(jié)束后刺參體壁的營養(yǎng)成分提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用刺參成參購自大連市普蘭店某養(yǎng)殖場,為同一批孵化的海參苗生長而成。

1.2 方法

1.2.1 試驗飼料的制備 飼料以鼠尾藻粉和豆粕為主要蛋白源,以小麥粉為主要糖源,通過添加DHA粉劑(0、5%、10%、20%)配制等氮(21%)、等脂(3%)的4種試驗飼料(A、B、C、D),其DHA終含量依次為0.02%(對照)、0.30%、0.60%、1.20%(表1)。將所有粉狀原料粉碎過100目,并按照配比將飼料干粉進(jìn)行充分混合,向混勻的原料中添加30%的自來水后,利用混勻機(jī)充分混合均勻。用單螺桿擠條機(jī)首先將飼料制作成條狀(500 mm×1.2 mm),并放置于烘箱(40℃)中烘干,冷卻后再用破碎機(jī)破碎并篩分,取粒徑為40～60目的飼料用雙層塑料袋包裝,儲存于陰涼干燥處備用。4種飼料的脂肪酸組成見表2。

表1 試驗飼料配方(干物質(zhì))Tab.1 Formulation and approximate composition of diets used in this experiment(dry matter)w/%

表2 4種飼料的脂肪酸組成Tab.2 Fatty acid composition of the diets used in this experimentg/kg(wet feed)

1.2.2 養(yǎng)殖管理 試驗在大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室進(jìn)行,試驗周期為121 d。試驗開始時,將刺參放置于1000 L的玻璃鋼水槽中暫養(yǎng),每天換水和投喂配合飼料1次,換水量為50%。換水時吸底,以清除水槽底部的殘餌和糞便,每次換水后投喂配合飼料(17:00)。

試驗期間,溶氧＞5 mg/L,水溫為(12±2)℃,鹽度為28～30。經(jīng)過2周馴化,將大小均勻、健康無病的成參(初始體質(zhì)量73.49 g±1.26 g)分養(yǎng)在12個水槽(100 L)中,每個水槽投放20頭刺參。攝食生長試驗結(jié)束后,對每個水槽中的刺參進(jìn)行計數(shù)并稱重,從每個水槽取5頭刺參,分離消化道并收集于1.5 mL離心管中,用液氮速凍后于超低溫冰箱(-80℃)中保存?zhèn)溆谩⒋虆Ⅲw壁收集于自封袋中,于冰箱(-20℃)中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 生化分析 分別采用凱式定氮法、索式抽提法測定蛋白質(zhì)、脂肪含量,采用ThermoFisher U3000液相色譜儀測定氨基酸含量[10]。

參照Metcalfe等[11]的方法稍作修改測定脂肪酸含量。取80～100 mg樣品加入到15 mL離心管中,繼續(xù)加入2 mL 5%的鹽酸-甲醇溶液(體積比為1∶1)、3 mL氯仿-甲醇溶液(體積比為1∶1),并加入100 μL十九烷酸甲酯作為內(nèi)標(biāo)。之后于水浴鍋(85℃)中水浴1 h。水浴完成后,等溫度降至室溫后,在離心管中加入1 mL正己烷,震蕩萃取2 min后靜置1 h。取上層清液100 μL,用正己烷定容到1 mL,用0.45 μm濾膜過濾后上機(jī)測試。采用ThermoFisher Trace 1310 IS氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測定,色譜柱為TG-5MS(30 m×0.25 mm× 0.25 μm)。進(jìn)樣口溫度為290℃,色譜柱升溫程序為:80℃,保持1 min,以10℃/min速率升溫至200℃,繼續(xù)以5℃/min速率升溫至250℃,最后以2℃/min速率升到270℃,保持3 min。脂肪酸含量以g/kg(濕質(zhì)量)的形式表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計處理,用單因素分析法(One-way ANOVA)進(jìn)行方差分析,采用Turkey's檢驗進(jìn)行多重比較,試驗結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±S.E.)表示,顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料中DHA含量對刺參生長、出皮率和常規(guī)營養(yǎng)成分的影響

從表3可見,隨著飼料中DHA含量的增加,試驗?zāi)┐虆①|(zhì)量和增重率呈先升高后下降的趨勢。當(dāng)DHA含量由0.02%升高至0.60%時,試驗?zāi)┐虆①|(zhì)量由80.80 g顯著升高至109.35 g(P＜0.05),當(dāng)DHA含量升高至1.20%時,刺參質(zhì)量降低至97.05 g(P＜0.05);當(dāng)DHA含量由0.02%升高至0.60%時,刺參增重率由27.45%顯著升高至48.79%(P＜0.05),當(dāng)DHA含量升高至1.2%時,增重率降低至32.06%(P＜0.05)。

飼料中DHA含量對刺參出皮率、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪均無顯著性影響(P＞0.05)。刺參的出皮率為56.24%～60.26%(濕質(zhì)量),刺參體壁中蛋白質(zhì)含量為5.56%～7.03%(濕質(zhì)量),脂肪含量為0.10%～0.30%(濕質(zhì)量)。各處理組間刺參的出皮率、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪均無顯著性差異(P＞0.05)(表3)。

表3 飼料中DHA含量對刺參生長速率、出皮率和常規(guī)營養(yǎng)成分的影響Tab.3 Effects of dietary DHA level on growth performance,body wall-somatic index and proximate nutrient composition of sea cucumber

2.2 飼料中DHA含量對刺參體壁脂肪酸含量的影響

從表4可見:隨著飼料中DHA含量的升高,刺參體壁中二十碳五烯酸(EPA)和花生四烯酸(ARA)含量呈先上升后下降趨勢;飼料中添加DHA時,刺參體壁中DHA、n-3 PUFA、DHA/ EPA和n-3/n-6 PUFA顯著上升(P＜0.05)。當(dāng)DHA含量由0.02%升高至1.20%時,刺參體壁中DHA含量由0.04 g/kg顯著升高至0.78 g/kg(P＜0.05),DHA/EPA值由0.34顯著升高至2.11 (P＜0.05),n-3/n-6 PUFA值由0.59顯著升高至2.71(P＜0.05),而ARA/EPA則由1.81顯著降低至0.62(P＜0.05)。

隨著飼料中DHA含量的升高,刺參體壁中飽和脂肪酸(SFA)和單不飽和脂肪酸(MUFA)呈先升高后下降的趨勢。當(dāng)DHA含量由0.02%升高至0.30%時,刺參體壁中SFA(C14:0、C16:0和C18:0)的含量由5.19 g/kg顯著升高至9.34 g/kg (P＜0.05),當(dāng)DHA含量升高至1.20%時,SFA顯著降低至0.53 g/kg(P＜0.05);當(dāng)DHA含量由0.02%升高至0.30%時,MUFA(C16:1和C18:1)含量由0.17 g/kg顯著升高至0.90 g/kg(P＜0.05),當(dāng)DHA含量升高至1.20%時,MUFA顯著降低至0.06 g/kg(P＜0.05)(表4)。

2.3 飼料中DHA含量對刺參體壁氨基酸含量的影響

從表5可見:與對照組(0.02%DHA)相比,飼料中額外添加DHA均不同程度地提高了刺參體壁中酪氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸的含量,隨著DHA含量的升高,上述必需氨基酸含量均呈先升高后下降的趨勢;DHA含量為0.30%時,各種氨基酸含量幾乎均達(dá)到最大值。

表4 飼料中DHA含量對刺參體壁脂肪酸含量的影響Tab.4 Effects of dietary DHA level on fatty acid content of body wall in sea cucumberg/kg(wet weight)

表5 飼料中DHA含量對刺參體壁氨基酸含量的影響Tab.5 Effects of dietary DHA level on the amino acid content of body wall in sea cucumberg/kg(wet weight)

3 討論

3.1 飼料中DHA水平對刺參成參生長的影響

本研究中,刺參的生長速率隨著飼料中DHA含量的升高呈先升高后下降的趨勢,以體增重為評價指標(biāo),成參飼料中DHA的最適添加量為0.60% (飼料干物質(zhì))。廖明玲[12]研究表明,刺參幼參(初始質(zhì)量為1.97 g±0.01 g)對n-3 HUFA的需求量為0.22%～0.38%(飼料干質(zhì)量)。一般來說,隨著動物的生長,營養(yǎng)需求會適當(dāng)降低,即幼年階段動物對某種營養(yǎng)素的需求高于成年階段[13]。本研究結(jié)果表明,成參對DHA的需求量大于刺參幼參,這可能是由于成參階段需要較高水平的DHA和EPA,以滿足其性腺發(fā)育對必需脂肪酸的需求[14]。體壁和腸道是海參營養(yǎng)物質(zhì)的重要儲存部位,用以維持繁殖期海參的性腺發(fā)育[15]。在刺參卵母細(xì)胞的發(fā)育過程中,細(xì)胞中的脂滴數(shù)量先是逐漸積累,然后隨著卵黃粒的積累急速降低,推測脂肪酸是卵黃粒合成的重要前體物質(zhì)[14]。DHA、EPA和ARA是磷脂sn-2位的重要脂肪酸,而磷脂是卵黃蛋白和細(xì)胞膜的重要組分,因此,DHA充足與否會直接影響性腺發(fā)育過程中細(xì)胞的增殖速度。

3.2 飼料中DHA水平對刺參體壁中脂肪酸和氨基酸含量的影響

刺參體壁是主要食用部分,其營養(yǎng)成分直接影響產(chǎn)品品質(zhì)。特別是隨著人們生活水平的提高,對有特殊營養(yǎng)功效的“功能食品”需求量日益增加。水產(chǎn)動物具有較強(qiáng)的營養(yǎng)物質(zhì)富集能力,被認(rèn)為是生產(chǎn)“功能食品”的理想動物模型[16]。已有研究表明,經(jīng)過一段時間的飼料強(qiáng)化,可以大大提高飼料中特定營養(yǎng)成分在動物機(jī)體中的累積量。飼料中添加富硒蛋氨酸可以有效地提高刺參體壁中硒的含量[17]。本試驗條件下,飼料中額外添加DHA,刺參體壁中EPA、DHA、n-3 PUFA、n-3/n-6 PUFA、DHA/EPA均顯著升高,這與Zuo等[18]對大黃魚的研究結(jié)果一致,尤其是DHA含量為0.30%時,刺參體壁中各種脂肪酸含量均較高。有關(guān)n-3 LC-PUFA(EPA和DHA)在人體免疫、生殖、神經(jīng)和大腦發(fā)育中的重要作用已有較多報道[7]。目前,人類食物中含有大量的以亞油酸(C18:2n-6)為代表的n-6 PUFA,而n-6 PUFA被證實會誘發(fā)機(jī)體過度的炎癥反應(yīng)。通過攝入n-3 PUFA可以有效提高n-3/n-6 PUFA值,從而有效降低n-6 PUFA對人體健康的危害[17]。DHA/EPA值還會影響人類和哺乳動物的白細(xì)胞功能,富含DHA的魚油能夠增加白細(xì)胞的一些功能,如吞噬、趨化反應(yīng)和活性氧的產(chǎn)生速率,而當(dāng)攝食富含EPA的魚油時卻未發(fā)現(xiàn)對白細(xì)胞的功能產(chǎn)生諸如上述的影響[20-23]。

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,必需氨基酸的含量及其在總氨基酸中所占的比例常常被用以評價水產(chǎn)品的品質(zhì)[24]。此外,有些氨基酸也能直接影響產(chǎn)品的風(fēng)味,如谷氨酸能夠提高鮮味,甘氨酸具有甜味的功能。另外,水產(chǎn)動物肌肉中氨基酸的組成易受年齡、地域、種類、季節(jié)和營養(yǎng)狀況等因素的影響[25]。本研究中,刺參成參在攝食了添加DHA粉劑的飼料后,刺參體壁中的酪氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、賴氨酸等必需氨基酸含量均顯著升高,總必需氨基酸也顯著提高,尤其當(dāng)DHA含量為0.30%時,各種氨基酸含量均較高。這表明,飼料中DHA含量的增加對刺參成參體壁中氨基酸的積累有促進(jìn)作用,但是相關(guān)機(jī)理還有待于研究。飼料中添加DHA可以有效地提高刺參體壁中氨基酸的含量,明顯提高刺參品質(zhì),減少外界因素對刺參品質(zhì)的影響。

綜上所述,本試驗條件下,飼料中DHA含量為0.60%時刺參成參的生長速率最快,DHA含量為0.30%時已具有較高的營養(yǎng)物質(zhì)(必需脂肪酸和氨基酸)沉積,成參對DHA的最適需求量為0.30%～0.60%(飼料干物質(zhì))。

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Effects of dietary docosahexaenoic acid(DHA)content on growth performance and nutrient composition in body wall of adult sea cucumber Apostichopus japonicus

ZUO Ran-tao1,LI Min1,QIN Yu-bo2,WU Fan-xiu3,ZHANG Cong-yao1,HAO Zhen-lin1, Lü De-liang1,SONG Jian1,LI Guang1,CHANG Ya-qing1
(1.Key Laboratory of Mariculture&Stock Enhancement in North China's Sea,Ministry of Agriculture,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;2.Liaoning Province Marine Environmental Forecasting Center,Shenyang 110001,China;3.The National Fisheries Techonology Extension Center,China Fisheries Society,Beijing 100125,China)

Adult sea cucumber Apostichopus japonicus with body weight of(73.49±1.26)g were reared in a 100 L tanks at stocking density of 20 individuals and fed diets containing 0.02%,0.30%,0.60%and 1.20%of docosahexaenoic acid(DHA)at water temperature of(12±2)℃for 121 d to investigate the effects of dietary DHA levels on growth performance and nutrient composition in body wall of sea cucumber.The maximal weight gain rate (WGR)was observed in the sea cucumber fed diets containing 0.60%DHA,significantly higher than that in the animals fed diet containing 0.02%DHA(P＜0.05).Dietary DHA levels led to affect composition in body wall of sea cucumber,significantly higher eicosapentaenoic acid(EPA),DHA and n-3 polyunsaturated fatty acid(n-3 PUFA)concentrations in sea cucumber fed diets containing 0.30%-1.20%DHA than that in sea cucumber fed diets containing 0.02%DHA(P＜0.05).The EPA/DHA and n-3/n-6 PUFA were significantly elevated with dietary DHA level increase(P＜0.05).The maximal phenylalanine(Phe),tyrosine(Tyr),isoleucine(Ile),valine (Val),methionine(Met)and total essential amino acids(TEAAs)contents were observed in body wall of sea cucumber fed diet containing 0.30%DHA,significantly higher than that in sea cucumber fed diet containing 0.02% DHA(P＜0.05),without significant differences in the ratio of TEAA to total nonessential amino acids(TNEAAs) among the four groups.It is recommended that optimal DHA requirement be 0.30%-0.60%dry diet in adult sea cucumber,since 0.60%dietary DHA results in the maximal WGR and deposition of essential fatty acids and amino acids in sea cucumber.

DHA;Apostichopus japonicus;growth performance;fatty acid;amino acid;nutrient composition

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.02.009

2095-1388(2017)02-0172-06

S91

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2016-10-20

遼寧省教育廳科技項目(L2014288);中國科協(xié)“青年人才托舉工程”項目;遼寧省農(nóng)業(yè)攻關(guān)及成果產(chǎn)業(yè)化項目(2015203003);國家“十二五”科技支撐計劃項目(2015BAD17B05)

左然濤(1985—),男,博士,講師。E-mail:rtzuo@dlou.edu.cn

常亞青(1967—),男,博士,教授。E-mail:yqchang@dlou.edu.cn