飼料中賴氨酸和蛋氨酸水平對鯉魚生長性能及全魚、肌肉、內(nèi)臟團氨基酸含量的影響

張 玲 劉 凱 張衛(wèi)東* 趙德福 張遠方

(1.河南省水產(chǎn)科學研究院魚類營養(yǎng)所，鄭州450044；2.許昌職業(yè)技術學院園林與食品工程學院，許昌461000)

鯉魚作為我國淡水魚主養(yǎng)品種，近年來其商品價格持續(xù)低迷，為降低養(yǎng)殖成本，實用配方中往往通過調(diào)整蛋白質(zhì)原料的結構，用以降低動物蛋白質(zhì)源的比例，提高廉價植物蛋白質(zhì)原料組成，這樣勢必會影響飼料中氨基酸的平衡。所有植物蛋白質(zhì)都存在某種或某幾種限制性氨基酸，其中賴氨酸(Lys)和蛋氨酸(Met)常成為魚類生長的第一、第二限制性氨基酸[1-2]，因此當飼料中植物蛋白質(zhì)源的添加水平逐漸升高時，飼料氨基酸的不平衡性表現(xiàn)得越來越明顯，對生長的抑制作用也越來越顯著，進而影響到蛋白質(zhì)在水產(chǎn)動物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化效率[3]。

目前試驗或生產(chǎn)中實用配方多采用添加外源性氨基酸來補充缺失的氨基酸種類，已有很多學者對魚類氨基酸利用進行了研究，其中主要集中在氨基酸不同添加形式的對比[4-7]、氨基酸添加水平[8-10]以及氨基酸平衡模式[11-13]研究，評價指標以生長性能為主，沒有將飼料中外源性氨基酸的添加、對魚類不同部位氨基酸沉積量的影響進行比較分析。因此，本試驗采用3×5雙因素試驗設計，研究飼料中Lys與Met水平對鯉魚生長性能的影響，以鯉魚不同部位氨基酸含量為切入點，比較Lys和Met添加水平對內(nèi)源性氨基酸沉積部位、沉積量及沉積效果的影響，綜合判斷魚體不同部位在氨基酸利用方面所起的作用，以期為氨基酸有效、合理利用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗采用3×5雙因素試驗設計，試驗設計見表1。以飼料中Lys和Met的添加水平為影響因素，其中Lys以賴氨酸鹽酸鹽(Lys·HCl)計，添加水平分別為0、0.60%、0.90%，折算成Lys添加水平分別為0、0.47%、0.70%，Met添加水平分別為0、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%，共配制15種試驗飼料。Lys·HCl≥99.0%，其中Lys含量≥78.0%，購自某商貿(mào)有限公司；Met為晶體DL-Met，含量≥99.0%，購自某投資有限公司生產(chǎn)。

表1 試驗設計

1.2 試驗飼料

鯉魚基礎飼料配方參考鯉魚營養(yǎng)需求[14]，參考的營養(yǎng)需求中Lys需求量為2.2%，Met需求量為0.7%，同時結合生產(chǎn)中的實用配方配制而成。以魚粉、雞肉粉、豆粕、菜餅籽和玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)為主要蛋白質(zhì)源，以豆油為主要脂肪源。試驗飼料是在基礎飼料中添加不同水平的Lys·HCl和Met，添加水平見表1。飼料原料經(jīng)粉碎機粉碎，微量元素采用逐級放大的方法混勻，之后采用上海申德SDPM型顆粒機制粒，蒸汽發(fā)生器通蒸汽于調(diào)質(zhì)器中，起到給粉料添加水分和熟化作用，飼料粒徑為2.5 mm，自然風干后裝袋，于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｔ囼烇暳辖M成及營養(yǎng)水平見表2，試驗飼料氨基酸組成見表3。

1.3 試驗魚與飼養(yǎng)管理

試驗魚為鯉魚，購自河南黃河鯉魚良種場。所購魚種統(tǒng)一用聚維酮碘消毒。用基礎飼料馴化約15 d，待魚主動攝食后，挑選體格健壯、大小均勻、初始體重為(211.5±10.3) g的鯉魚2 640尾，隨機分為15個組，每組4個重復，每個重復44尾魚。日投喂3次(08:00、12:00、16:00)，日投餌量為魚體重的2%～3%，養(yǎng)殖周期為8周。

采用室內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)，養(yǎng)殖用桶容積為2 800 L。水源為地下水，經(jīng)室外水泥池曝氣后循環(huán)使用，日補水量為10%。水質(zhì)凈化采用砂濾罐去除水中顆粒物，蛋白質(zhì)分離器去除水中有機代謝物。養(yǎng)殖期間持續(xù)充氧，試驗期間水溫為(25±3) ℃，溶氧含量>5 mg/L，氨氮含量≤0.1 mg/L。

1.4 樣品采集與分析

養(yǎng)殖試驗結束后，禁食24 h，分別對各個養(yǎng)殖桶中的魚計數(shù)、稱重，用于計算增重率、特定生長率、蛋白質(zhì)效率和飼料系數(shù)。每個養(yǎng)殖桶隨機取4尾魚，其中2尾魚用于全魚營養(yǎng)成分的測定，另取2尾魚于冰盤上解剖，迅速分離出內(nèi)臟團(鰾除外)，并取背鰭以下、側線以上的白肌(去皮)。全魚、內(nèi)臟團和白肌樣品于-20 ℃冰箱保存，用于營養(yǎng)成分的測定。

試驗飼料、全魚、肌肉及內(nèi)臟團在(105±2) ℃烘箱中烘至恒重得到水分含量；粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測定；氨基酸含量采用日立835-50型全自動氨基酸分析儀測定。

表2 試驗飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)

表3 試驗飼料氨基酸組成(風干基礎)

1.5 計算公式

增重率(WGR, %)=100×(終末體重-
初始體重)/初始體重；
飼料系數(shù)(FCR)=攝食飼料干重/

(終末體重-初始體重)；
特定生長率(SGR, %/d)=100×

(ln終末體重-ln初始體重)/飼養(yǎng)天數(shù)；
蛋白質(zhì)效率(PER, %)=100×(終末體重-初始
體重)/(攝食飼料重×飼料粗蛋白質(zhì)含量)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行雙因素方差分析，用Duncan氏法分析組間差異顯著性，結果用平均值±標準差表示，P<0.05為差異顯著水平。

2 結 果

2.1 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚生長性能的影響

如表4所示，飼料Lys與Met水平對鯉魚生長性能無顯著交互作用(P>0.05)。飼料Lys水平對鯉魚WGR、FCR和SGR均產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)，其中WGR和SGR方面，添加Lys均較未添加Lys有顯著提高(P<0.05)，隨著飼料Lys水平的進一步提升(0.47%、0.70%)，WGR和SGR呈上升趨勢，但差異不顯著(P>0.05)。FCR變化趨勢與WGR、SGR相反。

飼料Met水平對鯉魚生長性能各項指標均產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)，添加Met后WGR、PER和SGR均較未添加有顯著提高(P<0.05)，最高值都出現(xiàn)在0.45% Met水平。WGR和SGR方面，Met水平之間差異不顯著(P>0.05)，PER方面以0.45% Met水平最高，并與0和0.60% Met水平間有顯著差異(P<0.05)。飼料Met水平對FCR的影響與其他生長性能指標相反，即添加Met之后FCR顯著降低(P<0.05)，并在0.45% Met水平時FCR最低。

表4 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚生長性能的影響

續(xù)表4項目Items增重率WGR/%飼料系數(shù)FCR蛋白質(zhì)效率PER/%特定生長率SGR/(%/d)0.1560.32±0.54b1.35±0.08a2.39±0.02bc0.84±0.06b0.3060.24±0.54b1.35±0.08a2.37±0.02bc0.84±0.06b0.4561.02±0.54b1.34±0.08a2.41±0.02c0.85±0.06b0.6060.61±0.54b1.35±0.08a2.35±0.02b0.85±0.06b雙因素方差分析Two-way ANOVA賴氨酸水平 Lys level****ns**蛋氨酸水平 Met level******交互 Interactionnsnsnsns

2.2 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚肌肉氨基酸含量的影響

如表5所示，對肌肉中氨基酸含量進行雙因素方差分析可以看出，飼料Lys和Met水平對鯉魚肌肉中除亮氨酸和天冬氨酸外的其他氨基酸含量均有顯著交互作用(P<0.05)。飼料Lys水平對肌肉中的16種氨基酸含量都有顯著影響(P<0.05)，飼料Met水平對其中7種氨基酸含量有顯著影響(P<0.05)。

從飼料Lys水平對肌肉中氨基酸含量的影響可以看出，9種必需氨基酸中有8種氨基酸含量，7種非必需氨基酸中有4種氨基酸含量的最低值都出現(xiàn)在0 Lys水平，并且與0.47%和0.70% Lys水平有顯著差異(P<0.05)，剩余的4種氨基酸即精氨酸、半胱氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量最低值出現(xiàn)在0.70% Lys水平；肌肉中的11種氨基酸即賴氨酸、精氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸含量的最高值都出現(xiàn)在0.47% Lys水平，并與最低值均有顯著差異(P<0.05)，肌肉中其余的4種氨基酸即蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和絲氨酸含量的最高值出現(xiàn)在0.70% Lys水平，并且肌肉中蘇氨酸、纈氨酸和絲氨酸含量均與其他2個添加水平有顯著差異(P<0.05)。

從飼料Met水平對肌肉中氨基酸含量的影響可以看出，肌肉中的氨基酸含量最低值多出現(xiàn)在0.60% Met水平，而最高值多出現(xiàn)在0.30% Met水平，其中肌肉中的半胱氨酸、賴氨酸、精氨酸和組氨酸含量隨著飼料Met水平的增加而顯著下降(P<0.05)。

2.3 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚內(nèi)臟團氨基酸含量的影響

如表6所示，雙因素方差分析結果顯示，飼料Lys與Met水平對鯉魚內(nèi)臟團16種氨基酸含量均無顯著交互作用(P>0.05)。飼料Lys水平對內(nèi)臟團的7種氨基酸含量有顯著影響(P<0.05)，飼料Met水平對10種氨基酸含量有顯著影響(P<0.05)。

從飼料中Lys水平對內(nèi)臟中氨基酸含量的影響可以看出，內(nèi)臟團中氨基酸含量的最低值集中出現(xiàn)在0.70% Lys水平，而氨基酸含量最高值多出現(xiàn)在0 Lys水平。內(nèi)臟團中除賴氨酸、精氨酸和丙氨酸外氨基酸的含量，基本都呈現(xiàn)出隨飼料中Lys水平增加而下降的趨勢，其中蛋氨酸、異亮氨酸、組氨酸、天冬氨酸和谷氨酸含量顯著下降(P<0.05)。但內(nèi)臟團中的賴氨酸、精氨酸和丙氨酸含量與其他氨基酸含量不同，呈現(xiàn)出隨飼料中Lys水平的增加而增加的趨勢，其中內(nèi)臟團中賴氨酸與精氨酸含量顯著增加(P<0.05)。

表5 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚肌肉氨基酸含量的影響(濕重基礎)

表6 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚內(nèi)臟團氨基酸含量的影響(濕重基礎)

從飼料中Met水平對內(nèi)臟團中氨基酸含量的影響可以看出，內(nèi)臟團中的16種氨基酸有14種氨基酸的含量最低值都出現(xiàn)在0.30% Met水平，有13種氨基酸含量最高值都出現(xiàn)在0.15% Met水平，并且這14種氨基酸中的9種氨基酸(異亮氨酸、纈氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸、谷氨酸)含量顯著低于0.15% Met水平(P<0.05)。跟大多數(shù)氨基酸不同的是賴氨酸、精氨酸和脯氨酸，其中賴氨酸和精氨酸含量的最低值同時出現(xiàn)在0 Met水平，而這2種氨基酸含量的最高值則出現(xiàn)在0.30% Met水平。脯氨酸含量最低值與大多數(shù)氨基酸一樣出現(xiàn)在0.30% Met水平處，但最高值出現(xiàn)在0 Met水平。

2.4 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚全魚氨基酸含量的影響

如表7所示，對全魚氨基酸含量進行雙因素方差分析可以看出，飼料中Lys與Met水平對全魚16種氨基酸中的5種氨基酸含量有顯著交互作用(P<0.05)。飼料Lys水平對11種氨基含量有顯著影響(P<0.05)，飼料Met水平對9種氨基酸含量有顯著影響(P<0.05)。

從飼料中Lys水平對全魚中氨基酸含量的影響可以看出，全魚中除脯氨酸、谷氨酸含量最低值出現(xiàn)在0.47% Lys水平、甘氨酸含量最低值出現(xiàn)在0.70% Lys水平外，其余13種氨基酸含量的最低值都出現(xiàn)在0 Lys水平。全魚中氨基酸含量的最高值除組氨酸和甘氨酸外都出現(xiàn)在了0.70% Lys水平。全魚氨基酸含量整體呈現(xiàn)出隨飼料Lys水平增加而增加的趨勢。

從飼料中Met水平對全魚氨基酸含量的影響可以看出，除組氨酸、半胱氨酸、脯氨酸和谷氨酸外，其余14種氨基酸含量的最低值都出現(xiàn)在0.45% Met水平，全魚中氨基酸含量的最高值則分布得比較分散。

3 討 論

3.1 飼料中賴氨酸和蛋氨酸水平對鯉魚生長性能的影響

隨著水生動物飼料中植物蛋白質(zhì)源替代比例的增加，在飼料中適量添加氨基酸是必不可少的，尤其是Lys和Met，經(jīng)常被用作參考性氨基酸，這不僅是因為它們在蛋白質(zhì)沉積中的重要作用，還與這2種氨基酸與其他氨基酸的互作，以及其他關鍵的生理作用密切相關[15-16]。本研究結果表明，飼料中Lys與Met水平對鯉魚生長不存在交互作用，這在大菱鲆[17]、斑點叉尾[18]上也有相似報道。添加Lys和Met后均較未添加有顯著的促生長效果，說明鯉魚能利用晶體氨基酸，但是其似乎對這2種氨基酸在飼料中的添加水平變化不敏感，即飼料中Lys水平達0.47%、Met水平達0.15%時，若進一步增加添加水平，鯉魚的生長速度未有大的改變，達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)，類似現(xiàn)象也出現(xiàn)在麥氏托頭石首魚(Totoabamacdonaldi)[19]、團頭魴[20]、石斑魚[21]、尼羅羅非魚[22]、卵形鯧鲹[23]。但也有一些學者研究發(fā)現(xiàn)，過量添加外源性晶體氨基酸對魚類生長有顯著的負作用，如斜帶石斑魚[24]、異育銀鯽[25]、鱤魚[26]。

3.2 飼料中賴氨酸和蛋氨酸水平對鯉魚肌肉氨基酸含量的影響

本研究表明，鯉魚肌肉中大部分氨基酸含量的最低值出現(xiàn)在0 Lys水平，峰值出現(xiàn)在0.47% Lys水平。不添加Lys嚴重影響了各種氨基酸在肌肉中的沉積，使得肌肉中大部分必需和非必需氨基酸含量的最低值都出現(xiàn)在0 Lys水平。Lys的添加使得肌肉中氨基酸含量呈先上升后下降趨勢，但肌肉中蘇氨酸、纈氨酸、絲氨酸和脯氨酸含量變化趨勢與其他種類氨基酸不同，表現(xiàn)出隨飼料Lys水平的升高而持續(xù)顯著升高的狀態(tài)，而精氨酸、半胱氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量表現(xiàn)出顯著降低。進一步查閱魚類不同組織氨基酸含量方面的研究發(fā)現(xiàn)，魚皮中的精氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量都顯著高于魚肉[27-29]，因此對比本試驗全魚中精氨酸、半胱氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量隨飼料Lys水平變化趨勢看，全魚中除甘氨酸外，其他3種氨基酸含量的變化趨勢與肌肉中正好相反，這說明Lys的添加在滿足魚類肌肉組織最大合成需要后如進一步提高添加水平，會使某些氨基酸減少在肌肉組織中的沉積，轉(zhuǎn)而用于除肌肉組織之外的其他部位的利用，從而表現(xiàn)出飼料中Lys高水平添加使得肌肉中某些氨基酸含量顯著降低，而全魚中卻顯著升高的現(xiàn)象。

表7 飼料中賴氨酸與蛋氨酸水平對鯉魚全魚氨基酸含量的影響(濕重基礎)

從本試驗鯉魚肌肉受飼料Met水平的影響可以看出，肌肉中各種氨基酸含量隨飼料中Met水平的提高，呈先上升之后大幅下降的趨勢，大部分必需與非必需氨基酸含量最高值出現(xiàn)在飼料Met水平為0.30%、最低出現(xiàn)在Met水平為0.60%，即適宜的Met添加水平有效促進了其他氨基酸在肌肉組織中的沉積，而高水平Met則起到顯著的負效果。這是因為高水平Met打破了氨基酸平衡，嚴重影響了其他氨基酸在肌肉組織中的合成利用[30-31]。

3.3 飼料中賴氨酸和蛋氨酸水平對鯉魚內(nèi)臟團氨基酸含量的影響

本試驗中鯉魚內(nèi)臟團氨基酸含量受Lys、Met水平影響的規(guī)律與肌肉和全魚正好相反，即全魚中氨基酸含量最高的Lys添加水平(0.70%)卻是內(nèi)臟團中大部分氨基酸含量最低值處。同樣在肌肉和全魚中氨基酸含量最高的Met添加水平(0.30%)也是內(nèi)臟團中大部分氨基酸含量最低值處。而內(nèi)臟團中大多數(shù)氨基酸含量最高值卻出現(xiàn)在肌肉和全魚最低的0 Lys水平處。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因說明，內(nèi)臟團在魚體中更多是作為營養(yǎng)素的儲備庫，在氨基酸相對不平衡時(Lys 0、Met 0.15%)，內(nèi)臟團將各種暫時無法利用的氨基酸儲備起來，當外源性氨基酸添加水平(Lys 0.70%、Met 0.30%)達到氨基酸平衡模式后，內(nèi)臟團中儲備的氨基酸得到最大化利用，致使此時內(nèi)臟團中各種氨基酸含量達最低值。

3.4 飼料中賴氨酸和蛋氨酸水平對鯉魚全魚氨基酸含量的影響

本試驗中飼料Lys水平的提高，使得鯉魚全魚中大部分氨基酸含量呈持續(xù)升高狀態(tài)。跟肌肉組織中氨基酸含量變化趨勢相同的是：飼料中不添加Lys時，全魚中絕大多數(shù)氨基酸含量達組中最低。有所不同的是飼料Lys水平達0.47%時，肌肉組織中大部分氨基酸含量達峰值，而全魚的峰值出現(xiàn)在Lys添加水平進一步提升的0.70%水平。分析這一現(xiàn)象的原因是，飼料中Lys嚴重缺乏時(0)，不僅影響內(nèi)源性氨基酸在肌肉中的沉積，還影響到魚體其他部位(如魚皮)。同時飼料中Lys水平還影響內(nèi)源性氨基酸在不同部位的沉積比率，這表現(xiàn)為Lys添加水平(0.47%)適宜時，肌肉組織中大部分氨基酸含量達峰值，而進一步提升Lys添加水平(0.70%)后，內(nèi)源性氨基酸除滿足肌肉組織沉積外，更多流向其他組織，從而表現(xiàn)出全魚在飼料Lys水平為0.70%時，大部分氨基酸含量達組中最高。

在本試驗中，飼料Met水平對全魚氨基酸含量的影響可以看出，各種氨基酸含量最高值分布得較分散，但相對集中在Met添加水平為0.30%處，最低值卻分布得很集中，大部分出現(xiàn)在0.45% Met水平，有意思的是這個水平(0.45%)恰好是鯉魚生長最好時的Met添加水平。這說明Met添加水平在滿足魚體生長最佳時(0.45%)略高于組織氨基酸沉積最多時(0.30%)，出現(xiàn)此類現(xiàn)象的還有團頭魴幼魚[20]。究其原因可能是某種外源性氨基酸添加水平在達到補齊氨基酸水桶效應的短板之后，使得內(nèi)源性氨基酸在組織中最大化沉積，進一步提高添加水平則用于除生長之外的其他用途，例如合成免疫球蛋白、血紅蛋白等[32-34]，而用于免疫、代謝調(diào)節(jié)的脂類和糖類物質(zhì)則轉(zhuǎn)而作為能量儲備起來，并且脂類和糖類作為能量物質(zhì)的儲備效率要高于蛋白質(zhì)。因為如果氨基酸作為能量儲備，其中的氨基部分以氨或尿素的形式排出體外，剩余的部分才會進一步氧化作為能量消耗掉或作為脂肪沉積下來[35]，因此魚體脂肪含量可能會在生長性能最佳時高于氨基酸含量最高時，由于本次試驗沒有測定鯉魚體組織脂肪含量，因此無法用數(shù)據(jù)加以佐證，以期在今后試驗中加以完善。

3.5 飼料中賴氨酸和蛋氨酸水平對鯉魚不同部位氨基酸含量的比較分析

綜合比較本試驗飼料Lys和Met水平對鯉魚不同部位氨基酸含量的影響。兩者互作對氨基酸含量的影響存在很大的組織差異性，這從受互作影響的氨基酸數(shù)量上就能看出：肌肉中有14種、全魚有5種、內(nèi)臟團沒有，這一現(xiàn)象進一步說明肌肉是氨基酸利用、合成的主要部位，而內(nèi)臟更多是氨基酸的周轉(zhuǎn)、儲運部位，起到營養(yǎng)倉庫的作用。從飼料Lys、Met水平對不同部位氨基酸含量影響的顯著性來看，肌肉、全魚、內(nèi)臟團中受飼料Lys水平顯著影響的氨基酸數(shù)量為肌肉(16種)>全魚(11種)>內(nèi)臟團(7種)，受飼糧Met水平顯著影響的氨基酸數(shù)量為肌肉(7種)<全魚(9種)<內(nèi)臟團(10種)，從以上2種排序可以看出，飼料中Lys有效促使了大部分內(nèi)源性氨基酸沉積于魚體中蛋白質(zhì)含量較高的部位(肌肉、皮膚)，而飼料中Met卻表現(xiàn)出與之相反的趨勢，這說明Lys更多用于參與機體的組織合成，而Met更多用于營養(yǎng)素的儲備，從另一個側面也說明Lys為本試驗飼料配方的第一限制性氨基酸。結合生長性能指標也印證了這一說法，因為本試驗中隨著飼料Lys水平的提高生長性能一直處于提升狀態(tài)，而飼料中Met水平對生長性能的影響表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢。

4 結 論

① 鯉魚能有效利用晶體Lys和Met，但對這2種氨基酸的添加水平變化不敏感。

② 肌肉、全魚為鯉魚氨基酸利用的主要部位，內(nèi)臟團為氨基酸儲備的主要部位。

③ Lys為本試驗飼料的第一限制性氨基酸。

④ 綜合鯉魚成長性能及肌肉、內(nèi)臟團和全魚氨基酸含量分析得出，Lys和Met適宜添加水平分別為0.70%和0.30%。