王雅麗,王語(yǔ)同,孫 晶,盧運(yùn)超,陳天楠,王于眾,舒 銳,吳叢迪,胡 鯤
(1.上海海洋大學(xué),國(guó)家水生動(dòng)物病原庫(kù),上海 201306;2.上海海洋大學(xué),水產(chǎn)科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,上海 201306;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201306;4.廣州觀星農(nóng)業(yè)科技有限公司,廣州 510006)
可控集裝箱循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“集裝箱養(yǎng)殖”)由1個(gè)養(yǎng)殖集裝箱體和3個(gè)生態(tài)處理塘組成。養(yǎng)殖排出水在生態(tài)塘中經(jīng)過(guò)過(guò)濾、沉淀、增氧、凈化、殺菌等過(guò)程后,再重新抽入箱體用于養(yǎng)殖,從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)循環(huán)水養(yǎng)殖[1]。與傳統(tǒng)土塘養(yǎng)殖模式相比,集裝箱養(yǎng)殖可節(jié)約用水95%以上,節(jié)省土地75%以上,養(yǎng)殖全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和精細(xì)化管理,具有節(jié)約資源、綠色生態(tài)、智能高效等優(yōu)勢(shì)[2]。集裝箱養(yǎng)殖模式改變了傳統(tǒng)養(yǎng)殖過(guò)程中的一系列缺陷,為中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)注入新力量。
水產(chǎn)品的肉質(zhì)、口感及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是決定其市場(chǎng)價(jià)值的重要因素,而不同養(yǎng)殖模式對(duì)水產(chǎn)品的生長(zhǎng)、肌肉品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分等影響顯著[3-4]。李俊偉等[5]比較了室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖兩種養(yǎng)殖模式下四指馬鲅(Eleutheronema tetradactylum)的品質(zhì),認(rèn)為池塘養(yǎng)殖環(huán)境下的魚(yú)體變異系數(shù)較大,有利于良種選育,而室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖則規(guī)格較均勻,有利于生產(chǎn)。劉克明等[6]對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖、池塘養(yǎng)殖和全流水養(yǎng)殖3種模式下北極紅點(diǎn)鮭(Salvelinusleucomaenis)的肌肉品質(zhì)進(jìn)行了分析,認(rèn)為3種養(yǎng)殖模式下肌肉營(yíng)養(yǎng)成分組成差異顯著,全流水養(yǎng)殖的北極紅點(diǎn)鮭肌肉蛋白質(zhì)和氨基酸含量最高,而循環(huán)水養(yǎng)殖北極紅點(diǎn)鮭的脂肪酸含量尤其是二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)+二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)含量最高;周彬等[7]對(duì)循環(huán)流水槽養(yǎng)殖與池塘精養(yǎng)草魚(yú)(Ctenopharyngodonidellus)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者肌肉中脂肪酸和部分微量元素含量存在顯著差異;高露姣等[8]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)越冬養(yǎng)殖和海上網(wǎng)箱養(yǎng)殖的紅鰭東方鲀(Takifugu rubripes)肌肉品質(zhì)顯著好于土池養(yǎng)殖的個(gè)體。綜上所述,目前對(duì)于工廠化養(yǎng)殖模式下水產(chǎn)品的品質(zhì)研究較多,但對(duì)可控式集裝箱養(yǎng)殖模式下水產(chǎn)品的品質(zhì)研究尚較少見(jiàn)。
烏鱧(Channaargus)是中國(guó)特有的淡水養(yǎng)殖品種之一,因其骨刺少、肉質(zhì)鮮美、蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低,且具有生肌補(bǔ)血、促進(jìn)傷口愈合等功效,深受消費(fèi)者喜愛(ài)[8-9]。
本研究以傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式作為對(duì)照,比較了其與可控式集裝箱養(yǎng)殖模式下烏鱧的肌肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、組織形態(tài)及腸道菌群多樣性差異,以期對(duì)可控式集裝箱養(yǎng)殖模式做出綜合評(píng)價(jià),為相關(guān)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并為傳統(tǒng)養(yǎng)殖向新型養(yǎng)殖技術(shù)轉(zhuǎn)型提供參考。
供試烏鱧幼魚(yú)購(gòu)自廣東海洋與水產(chǎn)高科技園,烏鱧魚(yú)苗規(guī)格:體質(zhì)量50 g,體長(zhǎng)5~7 cm,于廣東肇慶市鼎湖區(qū)沙浦鎮(zhèn)觀星農(nóng)業(yè)數(shù)字化水產(chǎn)養(yǎng)殖示范基地(集裝箱養(yǎng)殖,JW)和廣東肇慶市鼎湖區(qū)沙浦鎮(zhèn)烏鱧養(yǎng)殖塘(傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖,TW)開(kāi)展不同養(yǎng)殖模式實(shí)驗(yàn)研究。同批魚(yú)苗分為2組,每組3個(gè)重復(fù),2018年7月18日投放到3個(gè)規(guī)格為(6.1 m長(zhǎng)×2.4 m寬×2.8 m高)集裝箱和3個(gè)面積為1 800 m2、2 000 m2、2 000 m2,水深2.5 m的傳統(tǒng)池塘中。養(yǎng)殖密度均為6 kg·m-3,養(yǎng)殖水溫為25.5~29.5℃,溶解氧>5 mg·L-1。集裝箱固定在池塘水源附近,養(yǎng)殖時(shí)抽取生態(tài)池塘中上層富氧水,經(jīng)適當(dāng)濃度的臭氧殺菌后讓其流入集裝箱內(nèi),進(jìn)行流水養(yǎng)殖。養(yǎng)殖排出的尾水經(jīng)過(guò)固液分離后導(dǎo)入三級(jí)生態(tài)池塘,經(jīng)過(guò)生態(tài)凈化和臭氧消毒后再抽回集裝箱內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用;傳統(tǒng)池塘水源為附近河水,進(jìn)水前經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾。
每天向兩種模式下的烏鱧投喂2次(9∶00、16∶00)同種膨化顆粒飼料(豆粕、魚(yú)粉、魚(yú)油、植物油等,粗蛋白質(zhì)50.15%、粗脂肪13.27%、灰分12.99%,廣州恒興飼料),最初日投喂量約占魚(yú)總體質(zhì)量的3%,養(yǎng)殖過(guò)程中按照魚(yú)體規(guī)格及前1 d的攝食量做適當(dāng)調(diào)整,以投料后1 h內(nèi)吃完為適宜。次年10月11日結(jié)束養(yǎng)殖,準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理。
養(yǎng)殖烏鱧于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前饑餓處理24 h,從2個(gè)養(yǎng)殖模式隨機(jī)選取活力較好、大小均一的烏鱧個(gè)體,每個(gè)重復(fù)取2尾,每組6尾,共12尾,樣本活體運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。2組烏鱧在冰面上進(jìn)行解剖,取長(zhǎng)寬約1 cm左右的背部肌肉組織,用無(wú)菌水沖洗3遍后放入Bouin’s固定液(上海蘭拓生物有限公司)中保存待用;取背部?jī)蓚?cè)肌肉組織在冰浴條件下用FW100組織搗碎機(jī)(天津市泰斯特儀器有限公司)攪拌混合成魚(yú)糜,取10 g經(jīng)真空冷凍干燥后置于-20℃冰箱中保存用于氨基酸、脂肪酸和微量元素的測(cè)定;從每個(gè)集裝箱和池塘中隨機(jī)挑選1尾烏鱧,每組3尾,共6尾,在無(wú)菌條件下取出腸道組織,將腸道組織內(nèi)容物擠出并收集到2 mL無(wú)菌凍存管中,液氮預(yù)冷30 min后,-80℃保存,用于腸道菌群組成的測(cè)定;取前腸部分用無(wú)菌水沖洗3遍后放入Bouin’s固定液中保存待用。
氨基酸含量的測(cè)定參照GB/T5009.124-2016進(jìn)行。脂肪酸含量的測(cè)定參照GB5009.168-2016進(jìn)行。微量元素(鉛Pb、砷As、鎘Cd、銅Cu、汞Hg、鉻Cr、硒Se和鋅Zn)的測(cè)定分別參照GB5009.12-2017、GB5009.11-2014、GB5009.15-2014、GB5009.13-2017、GB009.17-2014、GB5009.123-2014、GB12399-1996和GB5009.14-2017進(jìn)行。
將肌肉組織和腸道組織取出,分別經(jīng)過(guò)濃度為70%、80%、90%、95%和100%的梯度乙醇脫水,并置于二甲苯(上海蘭拓生物有限公司)中透明,最后包埋于低熔點(diǎn)石蠟中使用Lecia-RM2235型切片機(jī)(上海隆合實(shí)業(yè)有限公司)切片機(jī)橫向連續(xù)切片,厚度為7μm,而后展片于清潔的載片上,采用蘇木精-伊紅(HE)染色,中性樹(shù)膠封片。使用OlympusBX51(上海普赫光電科技有限公司)顯微鏡進(jìn)行組織形態(tài)觀察,用Image-pro plus 6.0(Media Cybernetics,Inc.,Rockville,MD,USA)圖像處理軟件進(jìn)行比例尺和符號(hào)的添加。
1.5.1 DNA抽提和PCR擴(kuò)增
微生物群落總DNA的提取參照E.Z.N.A.?soil DNA kit(Omega Bio-tek,Norcross,GA,U.S.)的說(shuō)明書(shū)方法進(jìn)行,使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的提取質(zhì)量,用NanoDrop2000分光光度計(jì)(美國(guó))鑒定DNA濃度和純度;對(duì)16S rRNA基因的V3~V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增引物為:338F:5′-ACTCCTACGGGAGCAGCAG-3′和806R:5′-GGACTACHVGGGTWCTAAT-3′。PCR總反應(yīng)體系為:DNA聚合酶0.4μL,模板10 ng,5μmol·L-1上游引物0.8μL,5μmol·L-1下游引物0.8μL,5×TransStart Fast Pfu緩沖液4 μL,2.5 mmol·L-1dNTPs 2μL,加滅菌水補(bǔ)足至20μL。PCR擴(kuò)增條件為:95℃預(yù)變性3 min,95℃變性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸30 s,進(jìn)行27個(gè)循環(huán),之后72℃穩(wěn)定延伸10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物置于4℃保存。
1.5.2 Illumina Miseq測(cè)序
用2%瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物,用AxyPrep DNA Gel Extraction Kit(Axygen Biosciences,Union City,CA,USA)對(duì)回收產(chǎn)物進(jìn)行純化,用2%瓊脂糖凝膠電泳對(duì)純化產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè),使用QuantusTMFluorometer(Promega,USA)對(duì)回收產(chǎn)物進(jìn)行定量測(cè)試。用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq Kit進(jìn)行建庫(kù):1)接頭鏈接;2)用磁珠自連片段對(duì)接頭進(jìn)行篩選并去除;3)PCR擴(kuò)增對(duì)文庫(kù)模板進(jìn)行富集;4)用磁珠回收PCR產(chǎn)物并構(gòu)建文庫(kù)。樣品送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進(jìn)行測(cè)序。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。用Excel 2010對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,并用SPSS 21軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),分析兩組間測(cè)量參數(shù)的差異顯著性,設(shè)置0.05為顯著性水平。用Trimmomatic軟件對(duì)原始測(cè)序序列進(jìn)行質(zhì)控,用Flash軟件對(duì)去雜后的雙端數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。用UPARSE軟件(version 7.1)按照97%的相似度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)序列進(jìn)行OTU聚類并剔除嵌合體。用RDP classifier(http://rdp.cme.msu.edu/)對(duì)每條序列進(jìn)行物種分類注釋,最后比對(duì)Silva數(shù)據(jù)庫(kù)(SSU128),設(shè)置比對(duì)閾值為70%,對(duì)得到的菌群進(jìn)行比對(duì)鑒定。
2.1.1 氨基酸組成和含量對(duì)比
兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉氨基酸組成及含量檢測(cè)結(jié)果如表1所示。結(jié)果顯示,18種常見(jiàn)氨基酸中,未檢測(cè)到色氨酸和半胱氨酸,檢測(cè)到7種必需氨基酸(EAA)、2種半必需氨基酸(HEAA)及7種非必需氨基酸(NEAA)。TW組總必需氨基酸含量(∑EAA)顯著高于JW組(P<0.05),總氨基酸含量(∑TAA)、總半必需氨基酸含量(∑HEAA)、總非必需氨基酸含量(∑NEAA)兩組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。JW組中單個(gè)氨基酸谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)和甘氨酸(Gly)均顯著高于TW組(P<0.05);甲硫氨酸(Met)、賴氨酸(Lys)和天冬氨酸(Asp)顯著低于TW組(P<0.05)。JW組總鮮味氨基酸(∑DAA)含量顯著高于TW組(P<0.05),其中天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)和甘氨酸(Gly)含量存在顯著性差異(P<0.05),丙氨酸(Ala)含量無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明JW組烏鱧更具鮮甜風(fēng)味。TW、JW養(yǎng)殖模式的∑EAA/∑TAA和∑EAA/∑NEAA比值分別為41.59%、39.16%和84.59%、76.24%。
表1 兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉氨基酸組成及含量比較Tab.1 Comparison of amino acid composition and content in muscle of C.argus under two cultivation modes
2.1.2 脂肪酸組成和含量比較
兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉脂肪酸含量及組成如表2所示。結(jié)果顯示:TW組烏鱧肌肉中檢測(cè)到脂肪酸10種,包括3種飽和脂肪酸、3種單不飽和脂肪酸和4種多不飽和脂肪酸;JW組烏鱧肌肉中檢測(cè)到脂肪酸11種,包括3種飽和脂肪酸、3種單不飽和脂肪酸和5種多不飽和脂肪酸。比較兩組魚(yú)的總飽和脂肪酸(∑SFA)、總單不飽和脂肪酸(∑MUFA)和總多不飽和脂肪酸(∑PUFA),發(fā)現(xiàn)∑SFA含量和∑MUFA含量無(wú)顯著差異(P>0.05),∑PUFA含量TW組顯著高于JW組(P<0.05)。TW組中只檢測(cè)到二十二碳六烯酸(DHA),未檢測(cè)到二十碳五烯酸(EPA);JW組中EPA和DHA均被檢出,且JW組DHA顯著高于TW組(P<0.05)。
表2 兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉中脂肪酸組成與含量比較Tab.2 Comparison of fatty acid composition and content in muscle of C.argus under two cultivation modes
2.1.3 微量元素組成和含量比較
兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉中微量元素含量檢測(cè)結(jié)果如表3所示。結(jié)果顯示:5種有害金屬(As、Cr、Cd、Hg、Pb)在TW組烏鱧肌肉組織中檢出4種(As、Cr、Cd、Hg),在JW組鱧肌肉組織中檢出5種(As、Cr、Cd、Hg、Pb)。根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2762-2017),兩種養(yǎng)殖模式下5種有害金屬平均含量均低于標(biāo)準(zhǔn)限值,可以安全食用。3種微量元素(Cu、Se、Zn)在兩組烏鱧肌肉中均被檢出,其中JW組Se的含量顯著高于TW組(P<0.05),Cu和Zn的含量在兩組中差異不顯著(P>0.05),但兩組中Zn的含量均高于其他元素。
表3 兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉中微量元素組成與含量比較Tab.3 Comparison of micro elemnets in muscle of C.argus under two cultivation modes
兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉組織形態(tài)的比較見(jiàn)圖1-a,b。兩種模式烏鱧肌肉的肌纖維紋理清晰為不規(guī)則的多邊形,基本結(jié)構(gòu)無(wú)差異,肌漿中含有豐富的肌原纖維。TW肌間脂肪多于JW。JW肌纖維橫截面積和直徑大于TW。JW肌纖維出現(xiàn)明顯的彎曲現(xiàn)象,肌纖維之間有間隙,且間隙較大。
兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧腸道組織形態(tài)的比較見(jiàn)圖1-c,d。兩組烏鱧的腸道組織切片可以看出,腸道絨毛結(jié)構(gòu)完整、清晰,上皮細(xì)胞排列整齊,細(xì)胞核大且都位于細(xì)胞基部,梳狀緣排列整齊。TW的杯狀細(xì)胞數(shù)量明顯少于JW,其梳狀緣排列更緊密,而JW的腸道皺壁厚度更厚,隱窩更深。
圖1 兩種模式養(yǎng)殖的烏鱧的肌肉、腸道組織結(jié)構(gòu)Fig.1 Muscle and intestinal tissue structure of C.argus under two cultivation modes
2.3.1 Illumina測(cè)序結(jié)果及α-多樣性分析
高通量測(cè)序共獲得299 568條序列,各樣品獲得的序列數(shù)介于44 098~56 432,平均每個(gè)樣品有49 928條序列,覆蓋率>99%,表明樣本的OTU足夠代表樣本的多樣性。JW組和TW組的OUT個(gè)數(shù)為1 071、1 131,共有OUT數(shù)728個(gè)(圖2)。
圖2 JW組和TW組Venn圖Fig.2 OTU Venn analysis of JW and TW
基于OTU計(jì)算樣品的α-多樣性(表4),采用Shannon指 數(shù)、ACE指 數(shù)、Chao1指 數(shù) 和Simpson多樣性指數(shù)對(duì)腸道菌群進(jìn)行α-多樣性分析。其中JW組ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)高于TW組,說(shuō)明JW組烏鱧腸道中菌群總數(shù)最多。TW組OUT數(shù)和Shannon指數(shù)高于JW組,且Simpson多樣性指數(shù)顯著低于JW組(P<0.05),說(shuō)明TW組烏鱧腸道中菌群多樣性最好。
表4 兩種模式養(yǎng)殖的烏鱧腸道微生物統(tǒng)計(jì)分析Tab.4 Statistical analysis of intestinal microbial diversity in C.argus under two cultivation modes
2.3.2 微生物物種組成差異
在科的分類水平上,分析兩種養(yǎng)殖模式下烏鱧腸道微生物的組成差異。由圖3和圖4可見(jiàn),消化鏈球菌科(Peptostreptococcaceae)、梭菌科(Clostridiaceae_1)在JW組烏鱧腸道中豐度最高,是JW組的優(yōu)勢(shì)菌群;微桿菌科(Microbacteriaceae)、梭桿菌科(Fusobacteriaceae)在TW組烏鱧腸道中豐度最高,是TW組的優(yōu)勢(shì)菌群。這4個(gè)科的微生物在兩種模式養(yǎng)殖的烏鱧種均被檢測(cè)出,但占比差異明顯,表明不同養(yǎng)殖模式對(duì)烏鱧腸道中菌群的比例產(chǎn)生了巨大的影響。由圖4可見(jiàn),TW組整體顏色偏紅,JW組整體顏色偏藍(lán),說(shuō)明TW組的烏鱧腸道中菌群豐度高于JW組。TW組烏鱧腸道中微桿菌科、分枝桿 菌科(Mycobacteriaceae)、莖桿菌科(Caulobacteraceae)等科豐度明顯高于JW組。
圖3 兩種養(yǎng)殖模式下烏鱧腸道微生物在科水平上的物種組成Fig.3 Species composition of intestinal microbial samples of C.argus at family level under two cultivation modes
圖4 兩種養(yǎng)殖模式下烏鱧腸道微生物樣品的物種表達(dá)譜Fig.4 Heapmap of species expression of intestinal microbial samples of C.argus at family level under two cultivation modes
氨基酸的組成及其含量是水產(chǎn)品蛋白質(zhì)品質(zhì)優(yōu)劣的決定因素。在兩組烏鱧肌肉中均檢出16種常見(jiàn)氨基酸,氨基酸組成差別較小,且根據(jù)FAO/WHO的理想模式,質(zhì)量較好的蛋白質(zhì),其組成氨基酸的∑EAA/∑TAA為40%左右,∑EAA/∑NEAA的比值在60%以上[10]。而兩種模式的烏鱧肌肉氨基酸組成與比例均符合指標(biāo)要求,其氨基酸具有良好的平衡性,屬于優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)源。谷氨酸在人體組織代謝過(guò)程中起解除氨毒害的作用[11],也是參與腦組織生化代謝和多種生理活性物質(zhì)合成的重要氨基酸[12]。研究發(fā)現(xiàn),兩種模式下烏鱧肌肉中含量最高的氨基酸為谷氨酸(Glu),且JW組中谷氨酸(Glu)含量顯著高于TW組(P<0.05),占JW組 氨 基 酸 總 量 的15.89%。魚(yú)類肌肉鮮味程度取決于鮮味氨基酸的總量[13]。在4種呈鮮味氨基酸中,JW組總鮮味氨基酸(∑DAA)含量顯著高于TW組(P<0.05),同時(shí)天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)和甘氨酸(Gly)含量存在顯著性差異(P<0.05)。甘氨酸(Gly)能產(chǎn)生甜味,天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)能產(chǎn)生咸味和鮮味[14]。由此可以看出,集裝箱模式的烏鱧的鮮美程度優(yōu)于傳統(tǒng)池塘模式且口感更加豐富。
食物的脂肪酸含量和組成是評(píng)價(jià)食物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo),在TW組烏鱧肌肉中檢測(cè)到10種脂肪酸,在JW組烏鱧肌肉中檢測(cè)到11種脂肪酸。多不飽和脂肪酸是指含有2個(gè)或多個(gè)雙肩的長(zhǎng)鏈脂肪酸,具有獨(dú)特生理功能,且不飽和程度越高,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也越高[15],尤其是ω-3系列多不
飽和脂肪酸(∑ω-3 PUFA),是人體生命活動(dòng)必不可少的[16-17]。根據(jù)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),TW組總多不飽和脂肪酸(∑PUFA)含量顯著高于JW組(P<0.05)。但從ω-3系列多不飽和脂肪酸上看,JW組有較高的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),而TW組中只檢測(cè)到DHA,且JW組DHA顯著高于TW組(P<0.05),此外JW組和TW組中EPA+DHA含量占脂肪酸總量的比例分別為:10.96%和5.71%。EPA和DHA是人體必需脂肪酸,在防治心腦血管疾病、抗癌、抗炎癥、促進(jìn)兒童大腦發(fā)育、治療老年癡呆以及維持人體細(xì)胞功能和基因表達(dá)等方面有較好的功效[18]。因此對(duì)比之下,集裝箱模式烏鱧具有更強(qiáng)的保健功能?!芇UFA與∑SFA的比值(>0.4)[19]以及∑ω-6與∑ω-3的比值(<4)[20-22]是衡量脂肪酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo),而JW和TW組的烏鱧肌肉的∑PUFA/∑SFA分別為73.08%和41.95%,∑ω-6/∑ω-3分別為6.07、1.98,因此集裝箱模式的烏鱧肌肉的脂肪酸組成與比例更為均衡,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更好。
兩種養(yǎng)殖模式的烏鱧肌肉中檢出的5種有害重金屬As、Cd、Cr、Hg和Pb的平均含量均低于標(biāo)準(zhǔn)限值,符合國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn),3種微量元素(Cu、Se、Zn)中,只有Se的含量存在差異(JW>TW,P<0.05)。Se含有豐富的人體細(xì)胞的活性因子,具有防癌、抗癌、抗氧化等功效[18],因此,集裝箱模式養(yǎng)殖的烏鱧保健功能更好。在各微量元素之間,兩組中Zn的含量均顯著高于其他元素(P<0.05)。Zn對(duì)兒童的生長(zhǎng)及智力發(fā)育起到至關(guān)重要的作用,同時(shí)有調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用[23]。因此,兩種模式養(yǎng)殖的烏鱧均可為人類提供豐富的Zn。
徐家歡等[24]研究表明,每束肌纖維數(shù)量越多、肌纖維細(xì),則肉質(zhì)越細(xì)嫩,即肌纖維密度大、直徑小可以使肌肉保持其營(yíng)養(yǎng)、水分適中,從而有良好的適口性。肌肉內(nèi)脂肪含量則直接影響肉質(zhì)的風(fēng)味和多汁性,隨著肌肉內(nèi)脂肪含量的增加,肉質(zhì)的嫩度和口感相應(yīng)會(huì)得到改善[25-26]。本研究中根據(jù)烏鱧肌肉切片結(jié)果發(fā)現(xiàn),TW組烏鱧的肌纖維比JW組的更細(xì),體現(xiàn)為密度大、直徑小;TW組的肌間脂肪高于JW組。因此,傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式的烏鱧肉質(zhì)口感更好。肌纖維橫截面積是描述肌肉組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù),營(yíng)養(yǎng)狀況和運(yùn)動(dòng)量對(duì)肌纖維橫截面積的大小有重要影響[27-29]。本研究中JW組烏鱧肌肉的肌纖維橫截面積更大,說(shuō)明集裝箱養(yǎng)殖模式的烏鱧運(yùn)動(dòng)量較大,而魚(yú)體的生長(zhǎng)與肌纖維橫截面積成正比例關(guān)系[27-29],說(shuō)明集裝箱養(yǎng)殖模式的烏鱧生長(zhǎng)更快。
腸道在水生動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)消化吸收過(guò)程中起重要作用,其組織結(jié)構(gòu)是否完整對(duì)魚(yú)類消化能力具有決定性作用[30]。腸道黏膜層的上皮由單層柱狀上皮細(xì)胞構(gòu)成,其中散布不少杯狀細(xì)胞。杯狀細(xì)胞能分泌消化酶,且分泌黏液,借以保護(hù)上皮細(xì)胞[31]。TW組烏鱧腸道的杯狀細(xì)胞數(shù)量明顯少于JW,說(shuō)明集裝箱養(yǎng)殖模式的烏鱧腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收更好,且能更好的保護(hù)腸道健康。腸道隱窩是腸壁凹陷的結(jié)構(gòu),隱窩深度影響動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的能力,皺襞越高越寬越濃密,說(shuō)明腸道吸收表面積越大,越有利于提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率[32]。JW組烏鱧的腸道皺壁相比TW組更寬,隱窩更深,說(shuō)明集裝箱養(yǎng)殖模式的烏鱧腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收效率更高。
腸道有益菌屬可通過(guò)改善宿主免疫調(diào)節(jié)功能、營(yíng)養(yǎng)吸收能力和內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)能力來(lái)促進(jìn)宿主生長(zhǎng)[33],而有害菌屬則會(huì)增加腸道黏膜層的通透性,從而導(dǎo)致細(xì)菌和其他大分子穿過(guò)黏膜屏障[34]。因此,建立良好的腸道微生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于魚(yú)類健康生長(zhǎng)至關(guān)重要。
上述烏鱧腸道菌群多樣性研究結(jié)果表明,兩種模式下養(yǎng)殖的烏鱧腸道細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌群種類和數(shù)量方面差異顯著,TW組烏鱧腸道內(nèi)細(xì)菌的菌落種類多樣性和OUT豐富度均高于JW組,而JW組烏鱧腸道中菌群總數(shù)最多。GHANBARI等[35]認(rèn)為,魚(yú)類腸道微生物的構(gòu)成不僅與宿主特性密切相關(guān),還與飲食、環(huán)境和生態(tài)因素(如水環(huán)境中的細(xì)菌)等有關(guān),是多種因素共同作用的結(jié)果。本研究中,投喂飼料在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持一致,因此水環(huán)境是導(dǎo)致兩組腸道菌群差異的主要因素。梭菌科的普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzi)具有抗炎效應(yīng),可明顯改善腸道炎癥;消化鏈球菌科主要起促進(jìn)腸道吸收養(yǎng)分的作用[36]。本研究發(fā)現(xiàn),消化鏈球菌科、梭菌科是JW組烏鱧腸道中豐度最高的2個(gè)科。張植強(qiáng)等[37]研究表明,烏鱧的活動(dòng)對(duì)底層水體的攪動(dòng)作用較大,池塘沉積物中存在大量的微生物,水體攪動(dòng)帶動(dòng)沉積物中大量微生物進(jìn)入水體,而集裝箱養(yǎng)殖模式由于使用循環(huán)水且會(huì)自動(dòng)沉于箱體底部物質(zhì)排出而水質(zhì)更優(yōu)。所以兩種養(yǎng)殖模式水環(huán)境會(huì)有差異,推測(cè)可能是這種差異造成TW組和JW組烏鱧腸道菌群豐富度和多樣性的差異。
本研究表明,兩種模式下養(yǎng)殖的烏鱧肌肉蛋白質(zhì)含量豐富且脂肪含量相對(duì)適中,氨基酸種類齊全且平衡性好,必需氨基酸組成符合FAO/WHO的理想模式,說(shuō)明本研究中的兩種模式養(yǎng)殖的烏鱧是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的優(yōu)質(zhì)蛋白源。但集裝箱模式的烏鱧的鮮美程度更高,脂肪酸組成和比例方面更好,且有較強(qiáng)的保健功能。集裝箱模式養(yǎng)殖的烏鱧肌纖維橫截面積更大,表明魚(yú)體生長(zhǎng)更快,腸道隱窩更深,表明腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收效率更高。根據(jù)微生物多樣性檢測(cè)結(jié)果,集裝箱模式養(yǎng)殖的烏鱧因?yàn)樗|(zhì)較好可能擁有更少的微生物,其中消化鏈球菌科、梭菌科是JW腸道菌落中的優(yōu)勢(shì)菌,具有改善腸道消化吸收、免疫等功能,能更好的適應(yīng)集裝箱養(yǎng)殖模式。綜上所述,集裝箱養(yǎng)殖的烏鱧與傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖的烏鱧相比具有一定優(yōu)勢(shì),但也存在一些不足,本研究結(jié)果可為進(jìn)一步改善可控式集裝箱養(yǎng)殖模式提供理論依據(jù)。