黑水虻替代魚粉對錦鯉生長和健康狀況的影響

劉興,孫學(xué)亮,李連星,張揚(yáng),陳繼楚,仲雨濃,尚東維,陳成勛

(1.天津農(nóng)學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院,天津300384;2.天津市寶坻區(qū)里自沽農(nóng)場,天津301809)

黑水虻替代魚粉對錦鯉生長和健康狀況的影響

劉興1,孫學(xué)亮1,李連星1,張揚(yáng)1,陳繼楚1,仲雨濃1,尚東維2,陳成勛1

(1.天津農(nóng)學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院,天津300384;2.天津市寶坻區(qū)里自沽農(nóng)場,天津301809)

為研究黑水虻Hermetia illucens替代魚粉對錦鯉Cyprinus carpio生長性能、血漿與組織生化指標(biāo)的影響,選取初始平均質(zhì)量為51.2 g的錦鯉270尾,隨機(jī)分為3組,每組設(shè)3個重復(fù),每個重復(fù)放30尾,分別投喂以黑水虻替代魚粉的0(H1組)、50%(H2組)、70%(H3組)飼料30 d。結(jié)果表明：黑水虻替代魚粉對錦鯉增重率、肥滿度、肝體比、體型均無顯著性影響(P＞0.05);黑水虻替代魚粉時,錦鯉血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活力顯著降低(P＜0.05),但血漿和肝胰臟超氧化物歧化酶(SOD)活力顯著增強(qiáng)(P＜0.05),肝胰臟丙二醛(MDA)含量顯著降低(P＜0.05)。研究表明,黑水虻可增強(qiáng)錦鯉抗氧化性和抗病能力,且黑水虻替代魚粉的比例不宜超過70%。

黑水虻;錦鯉;魚粉;生化指標(biāo);生長性能

黑水虻Hermetia illucens又稱光亮扁角水虻,隸屬于昆蟲綱Insecta、雙翅目Diptera、水虻科Stratiomyidae、扁角水虻屬Hermetia latreille,在全球熱帶和亞熱帶大部分地區(qū)均有分布。黑水虻幼蟲在自然界分布較廣、資源豐富、養(yǎng)殖難度較低,市場價位比魚粉便宜50%以上[1-3],因此,黑水虻蛋白作為飼料原料受到了廣泛地關(guān)注[4-5]。Sheppard等[6]發(fā)現(xiàn),用黑水虻幼蟲作為飼料養(yǎng)殖牛蛙,其產(chǎn)量較高且死亡率顯著下降。黑水虻作為動物飼料蛋白具有蛋白含量及利用率高、成本低等優(yōu)勢,可提高動物機(jī)體免疫力。目前,水產(chǎn)動物飼料中將黑水虻作為蛋白的研究較少,將其用于提高觀賞魚觀賞價值及免疫抗病力方面的研究也較為缺乏。本試驗(yàn)中,以黑水虻替代魚粉喂養(yǎng)錦鯉30 d,檢測其對錦鯉生長性能和抗氧化指標(biāo)的影響,以期為更好地提高錦鯉觀賞價值以及抗病能力提供數(shù)據(jù)支撐,也為探究黑水虻作為錦鯉免疫增強(qiáng)劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)魚由天津市野龍港水產(chǎn)科技發(fā)展有限公司提供,體質(zhì)量為(51.20±3.24)g,體長為(6.72±1.50)cm。黑水虻幼蟲由天津市寶坻區(qū)里自沽農(nóng)場提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)飼料的制備 將黑水虻幼蟲經(jīng)過烘干粉碎處理并通過80目篩,然后將黑水虻分別按替代魚粉的0(對照)、50%、70%與飼料原料混合后,用制粒機(jī)擠壓成顆粒料,自然烘干7 d至水分為12%左右,于室溫密封保存,飼料配方和營養(yǎng)成分含量見表1。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計 隨機(jī)挑選健康錦鯉270尾進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)分3組,每組設(shè)3個重復(fù),每個重復(fù)放30尾錦鯉,共用9個200 L(700 mm×510 mm×450 mm)的PE塑料箱,用基礎(chǔ)飼料馴化7 d,待攝食正常后開始試驗(yàn)。試驗(yàn)期間,每天投喂3次,投喂量為魚體質(zhì)量的3%,每天換水1次,水溫控制在進(jìn)20～25℃。試驗(yàn)在天津農(nóng)學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院循環(huán)水養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,試驗(yàn)周期為30 d,試驗(yàn)期間無錦鯉死亡。

采樣前停食24 h,從每箱采樣3尾,每組內(nèi)混樣處理,尾靜(動)脈采血,用肝素抗凝,于4℃下以4500 r/min離心15 min,制備血漿,測定其谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、葡萄糖(GLU)、總膽固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、白蛋白、溶菌酶(LZM)、堿性磷酸酶(AKP)含量。然后解剖,取其肝胰臟、頭腎、中腎、脾臟組織,裝入封口塑料袋后置于超低溫冰箱(-80℃)中保存?zhèn)溆谩?/p>

組織樣品測定前用勻漿器研磨,按質(zhì)量體積比為1 mg∶9 mL加入預(yù)冷的純水,用玻璃勻漿器勻漿,制成10%勻漿液,于4℃下以4500 r/min離心30 min,取上清液,測定各組織的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活力及丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH)含量。

表1 3種試驗(yàn)飼料的組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Tab.1 Ingredient and nutrient levels of basal diets(air dry basis)w/%

1.2.3 錦鯉生長性能指標(biāo)的計算 魚體的增重率、增長率、體長尾柄長比、肥滿度、肝體比分別按以下公式計算：

1.2.4 錦鯉血漿組織生理生化指標(biāo)的測定 本試驗(yàn)中,血漿生理生化指標(biāo)及各組織中的蛋白含量均采用南京建成生物工程技術(shù)研究所提供的試劑盒進(jìn)行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2007軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理,試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示。采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,用Duncan法進(jìn)行多重比較,顯著性水平設(shè)為0.05。

表2 黑水虻對錦鯉生長性能指標(biāo)的影響Tab.2 Effects of Hermetia illucens on growth of koi carp Cyprinus carpio

2 結(jié)果與分析

2.1 黑水虻對錦鯉生長的影響

從表2可見,隨著飼料中黑水虻替代魚粉含量的升高,錦鯉的增重率、體長增長率、肥滿度、體長/尾柄長均呈增大的趨勢,均以H3組最高,而肝體比則呈先減小后增大的趨勢,但各組間均無顯著性差異(P＞0.05)。養(yǎng)殖期間無錦鯉死亡。

2.2 黑水虻對錦鯉部分血漿生理生化指標(biāo)的影響

由表3可知：隨著黑水虻替代魚粉含量的升高,GOT和LZM活力呈先下降后升高的趨勢,TG含量呈先升高后下降的趨勢,GLU、CHOL、ALB含量和AKP活力呈升高的趨勢,GPT活力則呈下降的趨勢;除H2組GOT活力和LZM含量略低于對照組外,其余試驗(yàn)組各指標(biāo)均高于對照組,均以H3組最高(除GPT、TG指標(biāo)外);但僅H3組的GPT、GLU、ALB指標(biāo)顯著高于對照組(P＜0.05),其余試驗(yàn)組各指標(biāo)均無顯著性差異(P＞0.05)。

表3 黑水虻對錦鯉血漿中部分生理生化指標(biāo)的影響Tab.3 Effect of Hermetia illucens on indicators in plasma of koi carp Cyprinus carpio

2.3 黑水虻對錦鯉SOD活力的影響

由表4可見：隨著黑水虻替代魚粉含量的升高,血漿、肝胰臟、頭腎、脾臟中SOD活力均呈升高的趨勢,中腎中SOD活力呈先下降后升高的趨勢;除H2組中腎SOD活力略低于對照組外,其余試驗(yàn)組各組織及血漿SOD活力均高于對照組,且以H3組最高,但僅H3組血漿和肝胰臟中SOD活力顯著高于對照組(P＜0.05),其余各組均無顯著性差異(P＞0.05)。

表4 黑水虻對錦鯉各組織及血漿SOD活力的影響Tab.4 Effect of Hermetia illucens on SOD activity in various tissues and plasma of koi carp Cyprinus carpio

2.4 黑水虻對錦鯉CAT活力的影響

由表5可見：隨著黑水虻替代魚粉含量的升高,血漿中CAT活力呈升高的趨勢,脾臟中CAT活力呈降低的趨勢,其余組織酶活力均呈波動變化;各試驗(yàn)組血漿、肝胰臟中CAT活力均高于對照組,均以H3組酶活力最高,頭腎和脾臟中CAT活力均低于對照組,但各組間CAT活力均無顯著性差異(P＞0.05)。

表5 黑水虻對錦鯉各組織及血漿CAT活力的影響Tab.5 Effect of Hermetia illucens on CAT activity in various tissues and plasma of koi carp Cyprinus carpio

2.5 黑水虻對錦鯉MDA含量的影響

由表6可見：隨著黑水虻替代魚粉含量的升高,血漿和各組織中MDA含量均呈降低的趨勢;各試驗(yàn)組MDA含量均低于對照組,均以H3組最低,但僅H3組肝胰臟中MDA含量顯著低于對照組(P＜0.05),其余組間均無顯著性差異(P＞0.05)。

2.6 黑水虻對錦鯉GSH含量的影響

由表7可見：隨著黑水虻替代魚粉含量的升高,血漿中GSH含量呈升高的趨勢,肝胰臟和頭腎中GSH含量呈下降的趨勢,中腎和脾臟中GSH含量呈波動變化;血漿中各試驗(yàn)組GSH含量均高于對照組,以H3組最高,且顯著高于對照組(P＜0.05);各組織中GSH含量均低于對照組(除中腎H2組外),均以H3組最低(除脾臟組織外),但各組間均無顯著性差異(P＞0.05)。

表6 黑水虻對錦鯉各組織及血漿MDA含量的影響Tab.6 Effect of Hermetia illucens on MDA contents in various tissues and plasma of koi carp Cyprinus carpio

表7 黑水虻對錦鯉各組織及血漿GSH含量的影響Tab.7 Effect of Hermetia illucens on GSH contents in various tissues and plasma of koi carp Cyprinus carpio

3 討論

3.1 黑水虻對錦鯉生長的影響

Cowey[7]在評價魚類蛋白營養(yǎng)需求時指出,生長是優(yōu)先考慮的指標(biāo),蛋白含量和種類均會影響魚的生長。本試驗(yàn)中使用黑水虻替代不同含量的魚粉飼料投喂錦鯉一個月,存活率均為100%,說明黑水虻對錦鯉的飼喂效果較好。胡俊茹等[8]研究表明,黑水虻幼蟲粉替代魚粉對黃穎魚幼魚存活率影響不顯著,增重率在替代30%時無顯著性差異,當(dāng)替代量超過30%時,增重率顯著降低。梅琳等[9]研究表明,蛹肽蛋白替代魚粉時,隨替代量的增加大菱鲆的肥滿度和肝體比均呈先升高后降低趨勢,但各組間無顯著性差異。本試驗(yàn)結(jié)果表明,增重率、體長增長率和肥滿度均呈逐漸上升的趨勢,且均在替代70%魚粉時生長性能最好,本試驗(yàn)中與以往其他蛋白源替代不同,在黑水虻替代50%、70%魚粉組時,對錦鯉的生長性能、體長/尾柄長無顯著性影響。李華等[10]研究蠅蛆蛋白在水產(chǎn)中應(yīng)用時發(fā)現(xiàn),不同水平的蠅蛆蛋白替代魚粉可顯著影響增重率和肥滿度,與本試驗(yàn)結(jié)果有差異,原因可能是本試驗(yàn)周期較短所致。

肝指數(shù)是評價魚體健康程度的重要指標(biāo),較低的肝指數(shù)表明魚體的肝臟負(fù)荷在其自身肝功能調(diào)節(jié)的可控范圍內(nèi)[9]。本研究結(jié)果表明,黑水虻替代魚粉對試驗(yàn)魚的肝體比雖影響不顯著,但試驗(yàn)魚的肝體比較對照組呈下降趨勢,在H2組的黑水虻替代50%魚粉時,錦鯉肝體比最低,說明在黑水虻替代50%魚粉時錦鯉的肝功能調(diào)節(jié)能力較對照組和替代魚粉70%時強(qiáng)。林仕梅[11]、劉匆[12]、陳壯[13]、李百安等[14]的研究表明,某些蛋白替代品對水產(chǎn)動物肝體比不會產(chǎn)生顯著影響,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

3.2 黑水虻對錦鯉部分血漿生理生化指標(biāo)的影響

魚類的生化指標(biāo)能夠體現(xiàn)出魚類的生理健康狀況,也是判斷疾病的主要依據(jù)之一。GPT和GOT是生物體內(nèi)最重要的轉(zhuǎn)氨酶[15],GPT活性能夠反映肝功能的高低,GOT活性則反映心肌器官組織的機(jī)能,當(dāng)肝臟受到損傷時,GPT、GOT活性會提高[16]。本研究結(jié)果表明,GPT活性隨黑水虻替代魚粉含量的升高而下降,且在黑水虻替代70%魚粉時氨基酸的代謝活動顯著減弱,反映出黑水虻對肝臟具有保護(hù)作用,這和Li等[17]的研究結(jié)果相似,而GOT活性呈先降低后升高趨勢,但各組間無顯著性差異。這表明,黑水虻對錦鯉血漿的GPT、GOT有抑制作用。胡俊茹等[8]在研究黃顙魚血清生理生化指標(biāo)時也發(fā)現(xiàn),黑水虻能顯著降低黃顙魚血清的GPT。

GLU含量可作為機(jī)體營養(yǎng)供給狀況的指標(biāo),在一定范圍內(nèi),GLU的降低和升高可以反映魚體的消化吸收能力,從而反映魚體的健康情況[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,黑水虻替代50%、70%魚粉時,錦鯉血漿中GLU含量顯著高于對照組,說明黑水虻替代魚粉時,魚體的消化吸收能力顯著增強(qiáng)。同樣,魚體的血脂水平也是其體內(nèi)碳水化合物代謝和脂肪代謝水平的主要生化指標(biāo),在魚體血脂內(nèi)以CHOL和TG為主,本試驗(yàn)中CHOL含量隨黑水虻替代魚粉含量的增加雖呈上升趨勢,但無顯著性差異。喬永剛[19]、梅琳[20]的研究表明,用蠅蛆蛋白和蛹肽蛋白替代魚粉,對水產(chǎn)動物血糖和血脂均有一定影響,分析與本試驗(yàn)結(jié)果不同的原因,可能是黑水虻自身帶有油脂量大于預(yù)測值(表1)。本試驗(yàn)中,隨黑水虻替代魚粉含量的增加,TG含量呈先升高后降低的趨勢,但影響不顯著。白蛋白是由肝臟合成,主要維持血管膠體滲透壓。作為內(nèi)源性氨基酸的營養(yǎng)源,白蛋白在醫(yī)學(xué)上通常作為衡量肝臟功能的常規(guī)指標(biāo)。本試驗(yàn)中,隨黑水虻替代魚粉含量的增加,白蛋白含量呈上升趨勢,當(dāng)黑水虻替代70%魚粉時,與對照組相比白蛋白含量顯著增高。這表明,黑水虻替代魚粉可增加肝臟對白蛋白的合成效率,也反映出黑水虻替代魚粉能更好地維持錦鯉肝臟功能穩(wěn)定。

3.3 黑水虻對錦鯉血漿中部分非特異性免疫指標(biāo)的影響

LZM為魚體血漿內(nèi)的主要非特異性免疫因子之一,是魚體生理防御的重要衡量標(biāo)志,LZM作為非特異性免疫系統(tǒng)的主要組成部分,非特異性免疫防御功能可通過LZM活性直接反映出來[21-23]。本試驗(yàn)中,替代組較對照組LZM活性無顯著性變化。AKP是一種含鋅且對底物專一性較低的磷酸單酯水解酶,當(dāng)肝臟受到損傷時會引起血漿AKP活性明顯升高[24]。本試驗(yàn)中,替代組較對照組AKP活力無顯著性差異,表明黑水虻替代魚粉時,對錦鯉肝臟無明顯影響。

3.4 黑水虻對錦鯉組織和血漿的CAT、MDA、SOD、GSH指標(biāo)的影響

魚體內(nèi)有天然的抗氧化系統(tǒng)去除自由基,以維持正常的生理功能,其中包括CAT、SOD和GSH等抗氧化酶[25]。其中,SOD活性的高低能間接反映機(jī)體的自由基清除能力,對機(jī)體的氧化和抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用,能夠清除超氧陰離子自由基(O-2)保護(hù)細(xì)胞免受損傷[26]。MDA作為一種機(jī)體脂質(zhì)過氧化的天然產(chǎn)物,間接反映了機(jī)體細(xì)胞受自由基攻擊的嚴(yán)重程度,其數(shù)值越大損傷程度越高[27]。CAT催化H2O2分解成H2O和O2,達(dá)到清除H2O2的作用[28]。GSH是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種主要催化過氧化氫分解的酶,可以起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用。

本試驗(yàn)中,黑水虻替代魚粉組血漿的SOD、 CAT活性、GSH含量均高于對照組,以替代70%魚粉時血漿中的SOD活性最高、MDA含量最低,其中肝胰臟的MDA含量比對照組肝胰臟顯著降低。這表明,黑水虻對錦鯉血漿、肝胰臟、頭腎、中腎、脾臟中MDA具有抑制作用,對血漿中SOD、CAT、GSH含量具有促進(jìn)作用。胡俊茹等[8]在以黑水虻幼蟲粉替代魚粉對黃顙魚幼魚生長性能、體組成和血清生化指標(biāo)的影響試驗(yàn)中也得到同樣結(jié)果。

綜上所述,用黑水虻替代魚粉在短期內(nèi)不會對錦鯉生長和體型造成影響,用黑水虻替代魚粉對錦鯉血漿中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶有抑制作用,可提高錦鯉的抗氧化能力。

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Effects of dietary fish meal replaced by Hermetia illucens meal on growth and health of koi cap Cyprinus carpio

LIU Xing1,SUN Xue-liang1,LI Lian-xing1,ZHANG Yang1,CHEN Ji-chu1, ZHONG Yu-nong1,SHANG Dong-wei2,CHEN Cheng-xun1
(1.College of Fisheries,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;2.Lizigu Farm of Baodi,Tianjin 301809,China)

A 30 day feeding trial was conducted to investigate the effects of dietary fish meal replaced by Hermetia illucens meal on growth performance,body composition and plasma biochemical indices of koi carp Cyprinus carpio. A total of 270 individuals with an average body weight of 51.2 g were randomly assigned into 3 groups with 3 replicates per group and 30 fish per replicate and fed three diets containing 0(H1),50%(H2),and 70%(H3)of fish meal replaced by Hermetia illucens meal on basal diet basis.The results showed that there was no significant difference in weight gain rate,condition factor,hepatosomatic index,and shape among all groups(P＞0.05).Glutamic-pyruvic transaminase(GPT)and glutamic-oxalacetic transaminase(GOT)activities were significantly inhibited in plasma of the koi carp fed the diets containing high Hermetia illucens meal(P＜0.05),with high GOT activity in the fish fed the diet containing 70%fish meal replaced by Hermetia illucens meal.There was significantly higher activity of superoxide dismutase(SOD)in plasma and hepatopancreas in groups H2 and H3 than that in the control group(P＜0.05).However,the koi in groups H2 and H3 had significantly lower malondialdehyde(MDA) content in hepatopancreas than the fish in the control group did(P＜0.05).The findings indicate that Hermetia illucens meal leads to improve oxidation resistance and disease resistance in koi carp,and suggeste that fish meal replaced by maggot meal should not be more than 70%in diets.

Hermetia illucens;Cyprinus carpio;fish meal;biochemical index;growth performance

S965.8

A

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.04.008

2095-1388(2017)04-0422-06

2016-11-28

國家“星火計劃”項(xiàng)目(2014GA610001);農(nóng)委科技成果轉(zhuǎn)化預(yù)推廣項(xiàng)目(201501200);天津市科技計劃項(xiàng)目(16ZXBFNC00060);天津市科技支撐計劃重點(diǎn)項(xiàng)目(14ZCZDNC00010,14ZCDGNC00029);天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃(重點(diǎn)項(xiàng)目)(13JCZDJC29200);天津市高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金資助項(xiàng)目(TD12-5018)

劉興(1993—),男,碩士研究生。E-mail：454737714@qq.com

陳成勛(1967—),男,研究員。E-mail：ccxnxy@163.com