日糧添加活性炭對(duì)羅非魚生長性能、抗氧化及環(huán)境重金屬耐受性的影響

王書鳳，高曉平，劉紅星

（1.安陽幼兒師范高等?？茖W(xué)校，河南安陽 456150；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州 450002；3.安陽縣理工中等專業(yè)學(xué)校，河南安陽 455133）

羅非魚被認(rèn)為是最重要的淡水魚之一，因?yàn)樗鼈兡苋淌芨鞣N環(huán)境因素和應(yīng)激條件。魚類能生活在不同的水生生態(tài)系統(tǒng)中，包括金屬污染的生態(tài)系統(tǒng)，其新陳代謝機(jī)制有助于它們適應(yīng)排毒和抗氧化保護(hù)（Wang，2012）。重金屬污染必然影響魚類健康，進(jìn)而影響人類健康，對(duì)重金屬進(jìn)行解毒可以改善魚類健康狀況，減少其帶來的負(fù)面影響。其中一種方法是使用飼料添加劑可以改善魚的健康，抵抗重金屬的毒性，或可以吸附重金屬，促進(jìn)機(jī)體對(duì)重金屬的排放。木炭是碳的一種結(jié)晶形式，通常是由木材、竹子、纖維素、椰子殼或各種工業(yè)廢料加熱后產(chǎn)生的碳質(zhì)殘留物，含有大約70%～90%的純碳，以及多種礦物質(zhì)，如鈣、鉀、鐵、鈉、銅、鋅、錳、鎂等（Brouwer等，1996）?；钚蕴烤哂形綒怏w特別是氮、氨的能力，能活化腸道功能，清除動(dòng)物胃腸道中的毒物和雜質(zhì)，已被應(yīng)用到許多陸生動(dòng)物飼料中（Kutlu等，2001）。同時(shí)活性炭作為一種吸附劑或脫毒劑已廣泛應(yīng)用于獸醫(yī)行業(yè)和醫(yī)學(xué)，其吸附能力主要取決于其劑量以及消化道中毒素的含量，但目前關(guān)于活性炭對(duì)水產(chǎn)生物的研究報(bào)道較少，因此，本試驗(yàn)以羅非魚為試驗(yàn)動(dòng)物，通過模擬重金屬環(huán)境，研究活性炭對(duì)羅非魚生長性能、抗氧化和對(duì)環(huán)境重金屬耐受性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)選擇均重為（14.5±0.55）g的羅非魚600條，隨機(jī)分為10組，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)15條魚。試驗(yàn)采用5×2多因素方差設(shè)計(jì)，共設(shè)含0、2、4、8和16 g/kg活性炭的5種日糧，環(huán)境分為重金屬（鉛、鎘、銅和鋅）條件和非重金屬條件，試驗(yàn)各組日糧組成及營養(yǎng)水平見表1，試驗(yàn)共進(jìn)行8周。整個(gè)試驗(yàn)過程按照羅非魚的常規(guī)飼養(yǎng)方法進(jìn)行飼養(yǎng)管理。

1.2 生長性能 試驗(yàn)期間每兩周統(tǒng)計(jì)一次飼料用量，試驗(yàn)結(jié)束后，按照重復(fù)對(duì)各組動(dòng)物進(jìn)行稱重。計(jì)算試驗(yàn)期間羅非魚的增重、日生長速度、相對(duì)生長速度和料比。每天統(tǒng)計(jì)羅非魚的死淘率，試驗(yàn)結(jié)束后計(jì)算存活率。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)水平

1.3 水質(zhì)測(cè)定 每周從每個(gè)魚缸中采集水樣監(jiān)控不同水質(zhì)參數(shù)，包括水溫，溶解氧、游離氨、硬度、堿度和pH。

1.4 生化指標(biāo)和體成分 隨機(jī)選擇8條魚/重復(fù)尾靜脈采血，3000 g離心15 min收集血漿。血漿用于分析葡萄糖、總蛋白、總脂肪、尿酸、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和肌酸酐含量，以及抗氧化指標(biāo)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性以及丙二醛（MDA）含量。所有指標(biāo)均采用商品試劑盒測(cè)定。采血后屠宰羅非魚，屠體用常規(guī)養(yǎng)分分析法測(cè)定粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、水分和灰分含量。

1.5 重金屬含量分析 水樣和屠體成分中的鉛、鎘、鋅和銅含量用石墨原子吸收光度法進(jìn)行分析。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 采用SAS軟件多因素方差分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，組間差異用Ducan’s法進(jìn)行多重比較，同時(shí)分析日糧活性炭添加水平和重金屬環(huán)境條件對(duì)各指標(biāo)影響的交互效應(yīng)，試驗(yàn)結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05判定為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧活性炭水平對(duì)羅非魚生長水環(huán)境理化指標(biāo)的影響 由表2可知，日糧活性炭顯著影響水中游離氨含量，其中16 g/kg活性炭組水中游離氨水平最低（P＜0.05）。日糧活性炭水平對(duì)水的其他理化指標(biāo)無顯著影響（P＞0.05）。

表2 日糧活性炭水平對(duì)羅非魚生長水環(huán)境理化指標(biāo)的影響

2.2 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚生長環(huán)境重金屬含量的影響 由表3可知，日糧活性炭對(duì)環(huán)境重金屬含量無顯著影響（P＞0.05），但環(huán)境重金屬誘導(dǎo)顯著影響環(huán)境重金屬水平（P＜ 0.05）。

表3 日糧活性炭水平對(duì)羅非魚生長水環(huán)境重金屬含量的影響

2.3 日糧活性炭水平對(duì)羅非魚生長性能的影響由表4可知，隨著日糧活性炭添加水平的升高，羅非魚生長和采食量顯著升高（P＜0.05），但超過8 g/kg時(shí)表現(xiàn)為降低。各組對(duì)羅非魚的存活率無顯著影響（P＞0.05）。

表4 日糧活性炭水平對(duì)羅非魚生長性能的影響

2.4 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚生化指標(biāo)的影響 由表5可知，在環(huán)境重金屬條件前，16 g/kg活性炭組顯著提高了血漿葡萄糖水平（P＜0.05），顯著降低了總蛋白和總脂肪含量（P＜0.05）。日糧添加活性炭顯著降低了血漿ALT和AST酶活性（P＜0.05），但對(duì)尿素和肌酸酐含量無顯著影響（P＞0.05）。環(huán)境重金屬條件下，對(duì)照組提高了血漿ALT和AST酶活力以及尿素和肌酸酐含量（P＜0.05），顯著降低了蛋白和脂肪含量（P＜0.05）。

表5 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚生化指標(biāo)的影響

2.5 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚抗氧化指標(biāo)的影響 由表6可知，在環(huán)境重金屬條件前，日糧添加活性炭對(duì)血漿MDA含量、SOD和CAT活力無顯著影響（P＞0.05），但16 g/kg活性炭組顯著提高了血漿GSH-Px活力（P＜0.05）。羅非魚暴露在重金屬環(huán)境條件下，對(duì)照組顯著提高了血漿SOD、CAT和GSH-Px活力，同時(shí)顯著降低了MDA含量（P＜0.05）。

表6 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚抗氧化指標(biāo)的影響

2.6 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚體成分的影響 由表7可知，羅非魚在暴露于重金屬環(huán)境前，各組對(duì)其體成分無顯著影響（P＞0.05），除了活性炭組顯著提高了粗蛋白質(zhì)外（P＜0.05）。暴露在重金屬條件后，對(duì)照組顯著提高了機(jī)體灰分含量，同時(shí)顯著降低了蛋白質(zhì)和脂肪含量（P ＜ 0.05）。

2.7 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚機(jī)體重金屬沉積量的影響 由表8可知，羅非魚暴露于環(huán)境重金屬前，各組對(duì)機(jī)體鉛、鎘、銅和鋅含量無顯著影響（P＞0.05）；暴露后，對(duì)照組顯著提高了各元素在機(jī)體的沉積量（P＜0.05），且隨著日糧活性炭添加水平的升高，機(jī)體重金屬含量顯著降低（P＜0.05）。

表7 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚體成分的影響

表8 日糧活性炭水平和環(huán)境重金屬對(duì)羅非魚機(jī)體重金屬沉積的影響

3 討論

3.1 活性炭對(duì)水質(zhì)和羅非魚生長性能的影響本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日糧添加活性炭可以降低水中游離氨含量，但活性炭的吸附效應(yīng)取決于其添加劑量及需要吸附物質(zhì)的含量（Banner等，2000），這與Thu等（2009）的研究結(jié)果一致，其發(fā)現(xiàn)日糧添加竹炭可以降低水中氨氮的含量。本研究結(jié)果表明，飼糧添加活性炭可作為一種潛在的飼料添加劑提高魚的生長性能。雖然本文沒有研究活性炭在羅非魚體內(nèi)的消化作用機(jī)制，但作者推斷其對(duì)羅非魚營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收具有促進(jìn)作用。羅非魚其生長速度和采食量的增加可能是由于活性炭具有吸附腸道內(nèi)有害氣體和雜質(zhì)的能力，從而改善飼料消化和代謝（Kutlu等，2001）。

3.2 活性炭對(duì)羅非魚血漿生化指標(biāo)和抗氧化性能的影響 血液化學(xué)指標(biāo)可作為一種重要的生理毒理學(xué)指標(biāo)，廣泛應(yīng)用于魚類營養(yǎng)狀況、健康狀況和適應(yīng)外界環(huán)境能力的評(píng)價(jià)（Gingerich等，2010）。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，環(huán)境重金屬條件下，對(duì)照組提高了血漿ALT和AST酶活力以及尿素和肌酸酐含量，顯著降低了蛋白和脂肪含量，這與Yoo等（2005）的研究結(jié)果一致，這些結(jié)果表明，日糧添加高水平活性炭可以改善魚的整體健康狀況，促進(jìn)蛋白質(zhì)的分泌和脂質(zhì)代謝。ALT、AST、尿酸和肌酸酐的濃度通常是用來評(píng)判臨床上器官損傷的指標(biāo)，如肝臟、肌肉、鰓，而且尿酸、肌酐是篩選腎功能和腎結(jié)構(gòu)完整性的指標(biāo)（Chen等，2004）。羅非魚暴露在重金屬環(huán)境下，對(duì)照組顯著提高了血漿SOD、CAT和GSH-Px活力，顯著降低了MDA含量。SOD、CAT和GSH-Px是機(jī)體重要的抗氧化酶，其酶活的改變對(duì)重金屬誘導(dǎo)產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化應(yīng)激具有防御作用（Farombi等，2007）。

3.3 活性炭對(duì)羅非魚體成分和重金屬沉積的影響 暴露在重金屬條件后，對(duì)照組顯著提高了機(jī)體灰分含量，顯著降低了蛋白和脂肪含量。暴露后，對(duì)照組顯著提高了各元素在機(jī)體的沉積量，且隨著日糧活性炭添加水平的升高，機(jī)體重金屬含量顯著降低，這與Thu等（2009）的結(jié)果一致。在重金屬條件下，魚體內(nèi)總灰分含量升高，粗蛋白質(zhì)和總脂類含量降低，在這種情況下，總蛋白和總脂含量的降低可能是由于它們作為了為能量源來應(yīng)付重金屬的毒理環(huán)境。

4 結(jié)論

日糧添加活性炭可以提高羅非魚的生長性能和飼料利用率，其中活性炭的適宜添加水平為8 g/kg，同時(shí)活性炭可以提高羅非魚的抗氧化性能，降低機(jī)體重金屬的沉積。