高糖飼料對(duì)黃顙魚生長(zhǎng)、糖脂代謝及腸道代謝物的影響

張 麗， 許國(guó)煥 ， 成艷波， 陳金濤

（1.廣東省微生物研究所，廣東廣州510070；2.廣東省科學(xué)院，廣東廣州510070；3.廣東省微生物應(yīng)用新技術(shù)公共實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510070；4.廣東省菌種保藏與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510070；5.廣東碧德生物科技有限公司，廣東廣州510663）

糖類是飼料中最廉價(jià)的能量物質(zhì)， 其適量添加可以節(jié)約蛋白質(zhì)， 促進(jìn)魚類生長(zhǎng)， 降低飼料成本， 減少氮排放， 緩解環(huán)境的污染（Asaduzzaman等，2010）。然而魚類對(duì)糖類的利用率相對(duì)較低，不同種類的魚利用飼料中糖的能力表現(xiàn)出了較大的差異（蔡春芳等，2006），飼料糖水平過高會(huì)對(duì)魚類健康產(chǎn)生很大的影響， 如生長(zhǎng)抑制、 飼料利用下降、肝臟腫大病變、引發(fā)持續(xù)高血糖等（陸游等，2017；Moon 等，2001）， 限制了糖類在配合飼料中的廣泛應(yīng)用。

黃顙魚（Pseudobagrus fulvidraco）是我國(guó)重要的淡水養(yǎng)殖名特優(yōu)品種之一，其肉質(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，2018 年黃顙魚養(yǎng)殖總產(chǎn)量為48 萬(wàn)t （代云云等，2019）。但由于飼料配方不合理（脂肪和糖類比例）、投喂不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致黃顙魚腹腔脂肪蓄積、肝臟腫大，嚴(yán)重地影響了黃顙魚肉質(zhì)品質(zhì)及商品價(jià)值。 目前對(duì)于黃顙魚糖類方面的研究主要集中在飼料糖水平、糖源等方面，從能量角度探討黃顙魚高糖利用及糖脂代謝和腸道代謝物影響尚不多見。本試驗(yàn)以黃顙魚為研究對(duì)象，研究高糖飼料對(duì)黃顙魚生長(zhǎng)、 血清生化成分及腸道代謝物的影響，探討黃顙魚對(duì)高糖飼料的利用機(jī)制，以期為營(yíng)養(yǎng)調(diào)控預(yù)防或減少黃顙魚脂肪肝等營(yíng)養(yǎng)性代謝疾病的發(fā)生提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料 試驗(yàn)以白魚粉為蛋白源，豆油為脂肪源，α-淀粉為主要糖源配制半精制飼料，分別設(shè)基礎(chǔ)飼料組和高糖飼料組兩個(gè)處理組。 試驗(yàn)用各原料經(jīng)粉碎、過篩（40 目），逐級(jí)擴(kuò)大混勻后，制成粒徑3 mm 的顆粒飼料（風(fēng)采牌絞肉機(jī)，型號(hào)MM12），45 ℃烘干后，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?試驗(yàn)采用直接干燥法（105 ℃烘干至恒重）測(cè)定飼料中的水分含量，采用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白質(zhì)含量，索氏抽提法測(cè)定粗脂肪含量，直接灼燒法（550 ℃烘干至恒重）測(cè)定灰分含量。試驗(yàn)用基礎(chǔ)飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 試驗(yàn)飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平

1.2 試驗(yàn)魚 試驗(yàn)用黃顙魚來自廣東省微生物研究所黃顙魚養(yǎng)殖基地，試驗(yàn)魚用3% 的食鹽水浸泡10 ～15 min 進(jìn)行體表消毒后放入爆氣的暫養(yǎng)池中暫養(yǎng)15 d，期間每天飽食投喂兩次（上午9：00，下午4：00）基礎(chǔ)飼料。 暫養(yǎng)結(jié)束后，禁食1 d，選取健康、體格均勻幼魚，隨機(jī)分配到6 個(gè)圓形養(yǎng)殖缸中（直徑100 cm，高75 cm；試驗(yàn)期間有效水體為缸體積的3/4），每組飼料設(shè)置3 個(gè)平行養(yǎng)殖缸，放養(yǎng)密度為30 尾/缸，試驗(yàn)初始體重為（4.13±0.11）g。

1.3 飼養(yǎng)管理 養(yǎng)殖試驗(yàn)在廣東省微生物研究所魚類養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)采用靜水、非循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)，每3 d 換1 次水，每次換水量約為養(yǎng)殖缸水體積1/3。 養(yǎng)殖周期56 d。 每天飽食投喂2 次（9：00 和16：00），日投喂量為缸魚體總重的3% ～5%。 采用少量多次的人工投喂方式，以確保投到缸中的飼料被完全攝食。 投喂結(jié)束2 h 后用虹吸法對(duì)缸底進(jìn)行吸污。 試驗(yàn)結(jié)束后，禁食1 d，進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定及樣品采集。 整個(gè)試驗(yàn)周期水溫為28 ～31 ℃，水體pH 為7.0 ～7.5，溶氧＞6.0 mg/L，氨氮＜0.2 mg/L。 試驗(yàn)采用人工光照 （12 h 光照，12 h 黑暗），每天光照時(shí)間為8：00 ～20：00。

1.4 樣品采集與分析

1.4.1 樣品的采集 試驗(yàn)結(jié)束后， 禁食24 h 后，各缸魚整體稱重，每缸隨機(jī)取10 尾魚，用干凈紗布擦干魚體表面，尾靜脈采血，3000 r/min、4 ℃離心10 min，分離血清，液氮速凍后，-80 ℃超低溫冰箱保存用于血清生理生化指標(biāo)分析； 另在冰盤上解剖取腸道放入冷凍管中，液氮速凍后，-80 ℃超低溫冰箱保存用于腸道代謝物分析。

1.4.2 生長(zhǎng)及飼料利用 試驗(yàn)魚增重率 （%）、特定生長(zhǎng)率（%/d）及飼料系數(shù)的計(jì)算公式分別為：

增重率/%=[（試驗(yàn)?zāi)┚?試驗(yàn)初均重）/試驗(yàn)初均重]×100；

特定生長(zhǎng)率/（%/d）=（ln 試驗(yàn)?zāi)┚?ln 試驗(yàn)初均重）/試驗(yàn)天數(shù)×100；

飼料系數(shù)=攝取的飼料總重量/（試驗(yàn)?zāi)┛傮w重+試驗(yàn)中死亡體重-試驗(yàn)初總體重）。

1.4.3 生化指標(biāo)的測(cè)定 血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶、血糖、高密度膽固醇、低密度膽固醇、甘油三脂、總膽固醇、游離脂肪酸含量等生化指標(biāo)，購(gòu)買南京建成生物工程研究所試劑盒，使用Thermo 全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀測(cè)定。

1.4.4 腸道代謝產(chǎn)物的測(cè)定 黃顙魚腸道樣品，冷凍干燥后，采用氣相色譜測(cè)定乙酸含量，前處理參考耿梅梅等（2015）所述的方法。 生物胺含量測(cè)定參考許麗衛(wèi)等（2016）的方法，均用高效液相色譜檢測(cè)。 采用T10 紫外分光光度計(jì)（普析）測(cè)定多糖含量，單糖用高效液相色譜檢測(cè)。

1.5 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析 采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Statistics12.0 進(jìn)行單因素方差分析，采用Tukey進(jìn)行多重比較分析，且在P＜0.05 時(shí)認(rèn)為具有顯著性差異。 試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 投喂高糖飼料對(duì)黃顙魚生長(zhǎng)及飼料利用的影響 由表2 可知，高糖組黃顙魚增重率和特定生長(zhǎng)率分別比對(duì)照組顯著降低了22.93%和11.44%（P＜0.05） ，飼料系數(shù)比對(duì)照組提高了11.56%，但無顯著差異（P＞0.05）。

表2 高糖飼料對(duì)黃顙魚生長(zhǎng)及飼料利用的影響

2.2 投喂高糖飼料對(duì)黃顙魚糖脂代謝的影響由表3 可知， 高糖組黃顙魚血清谷草轉(zhuǎn)氨酶活性比對(duì)照組顯著提高了45.20%（P＜0.05）。 血清中甘油三脂、 總膽固醇和游離脂肪酸含量分別比對(duì)照組降低了26.90%、12.74%和20.93%，低密度脂蛋白膽固醇含量比對(duì)照組提高了15.82%，其中高糖組血清總膽固醇含量顯著低于對(duì)照組 （P＜0.05），血糖、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、 甘油三脂和游離脂肪酸含量與對(duì)照組無顯著差異（P＞0.05）。

表3 高糖飼料對(duì)黃顙魚糖脂代謝的影響

2.3 投喂高糖飼料對(duì)黃顙魚腸道代謝物的影響由表4 可知， 高糖組腸道代謝物葡萄糖和多糖含量分別較對(duì)照組提高119.64%和60.33%（P＜0.05）。 高糖組腸道代謝物組胺、尸胺和腐胺含量與對(duì)照組相比， 提高了188.82%、848.23%和526.97%（P＜0.05）。 乙酸含量?jī)山M之間無顯著性差異（P＞0.05）。

表4 高糖飼料對(duì)黃顙魚腸道代謝物的影響

3 討論

3.1 投喂高糖飼料對(duì)黃顙魚生長(zhǎng)及飼料利用的影響 魚類可以利用一定量的糖， 但是糖水平過高可能抑制魚體的生長(zhǎng)（Enes 等，2006）。 許霄霄等 （2017） 研究報(bào)道， 吉富羅非魚攝食糖水平48%的高糖飼料，增重率和特定生長(zhǎng)率顯著低于糖水平34%的對(duì)照組， 飼料系數(shù)顯著高于對(duì)照組。 繆凌鴻等（2011）研究結(jié)果顯示，飼料糖水平為35%時(shí)，異育銀鯽的特定生長(zhǎng)率、增重率和對(duì)蛋白質(zhì)的利用效率顯著高于50%組。 劉浩等（2020 年） 研究也顯示飼料糖水平在28%時(shí)，斜帶石斑魚的特定生長(zhǎng)率、 增重率和蛋白質(zhì)利用率顯著高于飼料糖水平35%組。 本試驗(yàn)結(jié)果也顯示， 攝食高糖飼料黃顙魚增重率和特定生長(zhǎng)率顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），飼料系數(shù)高于對(duì)照組，但無顯著性差異（P＞0.05）。 雖然不同魚種和生態(tài)類型對(duì)糖的利用能力不盡相同， 但都顯示了相似的趨勢(shì)， 攝食過量的高糖飼料會(huì)抑制魚類生長(zhǎng)，降低飼料利用。

3.2 投喂高糖飼料對(duì)黃顙魚糖脂代謝的影響血液生化指標(biāo)隨著魚的營(yíng)養(yǎng)狀況不同而發(fā)生變化（Tian 等，2012）,血糖含量的恒定是機(jī)體健康的重要指標(biāo)之一（胡毅等，2018）。 在翹嘴鲌研究中，提高飼料糖含量均使得魚體血糖水平升高（劉波等，2008），本試驗(yàn)中高糖飼料未影響到試驗(yàn)魚的血糖水平， 原因可能是采樣前對(duì)魚體饑餓了24 h，血糖已降至正常水平（蔡春芳，2004），這可能是導(dǎo)致各組間未出現(xiàn)顯著性差異的原因。 還可能與各研究中采用的糖源和魚的食性、種類差異有關(guān)，因?yàn)殡s食性魚類較肉食性魚類對(duì)糖的耐受能力更強(qiáng)，能夠利用飼料中更多的糖。

血清中甘油三脂和總膽固醇含量高低主要是對(duì)飼料中相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)即脂肪水平的響應(yīng)（Gao等，2010）。一般而言，血清甘油三脂含量的升降都會(huì)伴隨著總膽固醇的升降 （Trigatti 等，2003），本試驗(yàn)中，高糖組血清總膽固醇、甘油三脂和游離脂肪酸含量低于對(duì)照組， 這可能是由于飼料脂肪含量較低造成的， 表明黃顙魚的體脂沉積主要來自攝入的飼料脂肪而不是脂肪的新生合成。 這在對(duì)羅非魚和大黃魚的研究中也得到了相似的結(jié)論（許霄霄等，2017；邢淑娟，2015）。

血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶主要分布在肝細(xì)胞的線粒體中，在魚體健康的情況下，谷草轉(zhuǎn)氨酶在血清中含量相對(duì)恒定，只有當(dāng)肝臟受到損傷時(shí)，魚體組織細(xì)胞膜通透性增大， 肝細(xì)胞內(nèi)的谷草轉(zhuǎn)氨酶會(huì)釋放進(jìn)入血液，組織內(nèi)的谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性下降，血清中則上升。本試驗(yàn)中，高糖組黃顙魚血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶活性顯著高于對(duì)照組， 這說明攝入高糖飼料引起了魚體肝臟功能損傷。 這與許霄霄（2017）在吉富羅非魚中報(bào)道的結(jié)果一致。3.3 投喂高糖飼料對(duì)黃顙魚腸道代謝物的影響有關(guān)黃顙魚長(zhǎng)期攝入高糖飼料后，魚體腸道代謝物的研究鮮有報(bào)道。 在腸道中未被消化的淀粉、非淀粉多糖和寡糖等碳水化合物以及食物蛋白質(zhì)殘?jiān)湍c道分泌的黏液、酶類等物質(zhì)，在腸道微生物作用下可被發(fā)酵分解為短鏈脂肪酸、 氨、生物胺等代謝產(chǎn)物，其中有些代謝產(chǎn)物可作為能源物質(zhì)被宿主利用，而有些代謝產(chǎn)物會(huì)影響宿主代謝功能與機(jī)體健康（Nicholson 等，2005）。 本試驗(yàn)中，高糖組腸道代謝產(chǎn)物無論是單糖還是多糖含量都高于對(duì)照組，這也進(jìn)一步證實(shí)了攝入的飼料組成直接影響了動(dòng)物腸道代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)變化。當(dāng)機(jī)體內(nèi)生物胺含量過高時(shí)，組胺、腐胺和尸胺等生物胺與亞硝酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有致癌作用的揮發(fā)性亞硝胺，從而破壞腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能，影響機(jī)體健康（Wei 等，2009）。 研究發(fā)現(xiàn)，組胺會(huì)引起黃顙魚肝臟和腸道損傷（成艷波等，2019；Li 等，2018）。本試驗(yàn)中高糖組黃顙魚腸道組胺、 尸胺和腐胺含量顯著高于對(duì)照組 （P＜0.05），提示長(zhǎng)期攝食高糖飼料，腸道組胺、尸胺等生物胺含量過高， 可能會(huì)引起黃顙魚肝腸損傷，分析可能與攝入高糖飼料引起黃顙魚腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂進(jìn)而影響微生物代謝產(chǎn)物有關(guān)，作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

4 小結(jié)

長(zhǎng)期攝入高糖飼料，抑制了黃顙魚生長(zhǎng)，降低了飼料利用，影響了魚體糖脂代謝，提高了腸道代謝物糖水平和生物胺的含量， 提示長(zhǎng)期攝食高糖飼料會(huì)導(dǎo)致黃顙魚肝腸損傷。