蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)和健康的影響研究進(jìn)展

■ 文｜茂名市農(nóng)業(yè)科技推廣中心 彭振 李玲 伍贊瑞

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動(dòng)物科學(xué)研究所 陳冰 彭凱

廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院 李金鴻

草魚(yú)喂食蠶豆進(jìn)行脆化后的脆肉鯇是廣東省中山地區(qū)的標(biāo)志產(chǎn)品，利用普通飼料將魚(yú)類(lèi)喂養(yǎng)到合適規(guī)格再投喂約90d單一蠶豆蛋白源飼料后，魚(yú)類(lèi)肉質(zhì)清爽彈牙，有著人們喜愛(ài)且獨(dú)特的口感。蠶豆（Vicia Faba.L），又名胡豆、南豆、蘭花豆、堅(jiān)豆等，是人類(lèi)主要的食用豆類(lèi)之一，中國(guó)的蠶豆產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的40%。蠶豆富含蛋白質(zhì)、淀粉、維生素C、葉酸、鐵、鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)成分，在豆類(lèi)飼料，蠶豆蛋白質(zhì)含量（26%～33%）僅次于大豆。在魚(yú)粉和肉粉供不應(yīng)求、價(jià)格飛漲的環(huán)境下，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且容易獲取的植物蛋白是首選替代品。對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖而言，飼料中添加蠶豆能降低飼料原料成本、改善魚(yú)類(lèi)肉質(zhì)、豐富養(yǎng)殖品種，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖高質(zhì)量發(fā)展有一定的意義。本文綜述了蠶豆脆化作用對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)性能、肌肉品質(zhì)、腸道健康、肝臟功能等的研究現(xiàn)狀，為脆化魚(yú)類(lèi)的健康養(yǎng)殖提供參考。

蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)性能的影響

適量比例蠶豆替代飼料對(duì)魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)無(wú)不良影響，不同魚(yú)類(lèi)對(duì)蠶豆消化吸收效率不一致。有研究發(fā)現(xiàn)，10%蠶豆替代歐鰉幼魚(yú)飼料、24%蠶豆替代尼羅羅非魚(yú)飼料，對(duì)魚(yú)體無(wú)負(fù)面影響，但大量投飼蠶豆脆化草魚(yú)的增重率顯著小于投喂普通飼料的草魚(yú)，其生長(zhǎng)性能、臟體指數(shù)和肥滿度均低于普通草魚(yú)。羅非魚(yú)、斑點(diǎn)叉尾鮰、異育銀鯽等，其他魚(yú)類(lèi)也出現(xiàn)了同樣情況。蠶豆抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在使魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)性能發(fā)生改變，難以滿足魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)需求。去除或者減少抗?fàn)I養(yǎng)因子可以極大提高蠶豆的應(yīng)用，提純蠶豆中有效的脆化因子能更高效安全地脆化魚(yú)類(lèi)。有研究發(fā)現(xiàn)，飼喂浸泡蠶豆和發(fā)芽蠶豆的草魚(yú)增重率為40.32%和50.10%，餌料系數(shù)4.78和4.31，發(fā)芽處理相對(duì)浸泡處理后的蠶豆能夠在降低飼料成本的基礎(chǔ)上增加脆化魚(yú)類(lèi)質(zhì)量。也有研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆醇提取物和蠶豆水提取物脆化效果最為顯著，較未處理蠶豆魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)速度提高47.3%和40.12%。

蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)肌肉的影響

魚(yú)類(lèi)的肌肉是主要食用部分，肌肉品質(zhì)是一個(gè)較綜合性的指標(biāo)，可分為四類(lèi)：一為肌肉的物理特性，如肌肉的硬度、咀嚼度、彈性等；二為肌肉的營(yíng)養(yǎng)成分，如粗蛋白、粗脂肪、灰分、水分、維生素和礦物質(zhì)等；三為肌肉的組織結(jié)構(gòu)，如肌肉纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)等；四為肌肉的風(fēng)味物質(zhì)，如氨基酸、揮發(fā)性物質(zhì)等。對(duì)于肉質(zhì)來(lái)說(shuō)，質(zhì)構(gòu)特性的硬度越大，彈性越高，咀嚼性也就越高?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，飼喂蠶豆后草魚(yú)的肌肉硬度、咀嚼性、彈性，均高于普通草魚(yú)，脆化90d和脆化120d的草魚(yú)背肌和腹肌的硬度、咀嚼性和彈性變化了5.71%和-6.8%、-1.81%和12.78%、-19.32%和-5.72%。在脆化過(guò)程中，魚(yú)類(lèi)肌肉會(huì)隨蠶豆投喂時(shí)間增加而逐漸變化，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使魚(yú)類(lèi)硬度過(guò)高而咀嚼難度增加、彈性下降。

肌纖維的直徑和密度與肌肉的硬度、彈性和粘著性等的質(zhì)構(gòu)特性相關(guān)，咀嚼性較好的肌肉質(zhì)構(gòu)特性表現(xiàn)為肌纖維直徑小、密度大，在一定范圍內(nèi)，肌纖維密度越高，肌肉硬度就越大。研究發(fā)現(xiàn)投喂蠶豆飼料能夠使魚(yú)類(lèi)肌纖維在數(shù)量上比普通魚(yú)類(lèi)的更豐富，肌纖維變細(xì)，密度增大，粗細(xì)肌絲之間的排列更加緊密和有序。盡管纖維直徑等指標(biāo)顯著變化，脆化魚(yú)類(lèi)仍然以較低的生長(zhǎng)速度增重，沒(méi)有出現(xiàn)肌肉纖維過(guò)細(xì)而萎縮的現(xiàn)象。推測(cè)蠶豆脆化魚(yú)類(lèi)的肌肉口感變化來(lái)源于肌纖維增生。膠原蛋白是結(jié)締組織中的重要成分，豐富的膠原蛋白會(huì)在肌肉肌纖維之間和肌束包裹，形成膜鞘結(jié)構(gòu)，能降低肌肉中水分蒸發(fā)和汁液外滲損失，形成良好的系水力，有助于保持肉類(lèi)鮮度和風(fēng)味。有研究表明蠶豆脆化飼料能顯著提高羅非魚(yú)的膠原蛋白含量和肌原纖維的耐折力，蠶豆組肌肉膠原蛋白含量較普通草魚(yú)提高了29.7%，且4%蠶豆的提取物—蠶豆甙使膠原蛋白提取物較普通草魚(yú)增加37%。

在肌肉營(yíng)養(yǎng)成分方面，有研究發(fā)現(xiàn)，投喂蠶豆脆化草魚(yú)后其粗蛋白含量高于普通草魚(yú)，投喂蠶豆使魚(yú)類(lèi)肌肉異常纖維化的同時(shí)也使礦物質(zhì)含量在肌肉中明顯積累，脆化后肌肉中的礦物質(zhì)Ca2+含量比投喂普通飼料的草魚(yú)有明顯提高，Mg+含量也顯著增加了46.05%。說(shuō)明隨著脆化的進(jìn)行，魚(yú)類(lèi)肌肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有所提高。

魚(yú)肉的口感不僅來(lái)源于肌肉的脆度，還有肉質(zhì)風(fēng)味的鮮度，鮮味氨基酸的含量決定了魚(yú)肉的鮮美程度，如魚(yú)肉中的酸味與賴(lài)氨酸、特殊香味和甜味與丙氨酸和苯丙氨酸、鮮味與肌酐和組氨酸之間存在密切關(guān)聯(lián)。研究表明脆化草魚(yú)的鮮味氨基酸總量比普通草魚(yú)有明顯提升，且脆化草魚(yú)中谷氨酸含量比黃鱔、鱖魚(yú)、鯰魚(yú)、溝鯰、黃顙魚(yú)等都要高。魚(yú)肉氣味受到水、飼料和藻類(lèi)等環(huán)境影響，肌肉的揮發(fā)性物質(zhì)如醛類(lèi)物質(zhì)，具有較低的閾值。有研究發(fā)現(xiàn)，普通草魚(yú)體內(nèi)含量最高是18.18%的壬醛，有青草味、魚(yú)腥味，隨著脆化開(kāi)始，壬醛含量減少，脆化后期降低至5.45%，后期主要揮發(fā)性物質(zhì)為脂肪風(fēng)味的己醛，含量65.52%。魚(yú)類(lèi)脆化過(guò)程中肌肉不良風(fēng)味顯著降低。

蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)血液的影響

魚(yú)類(lèi)血細(xì)胞是檢驗(yàn)魚(yú)類(lèi)免疫能力的一個(gè)重要指標(biāo)，血細(xì)胞參與魚(yú)類(lèi)機(jī)體的傷口恢復(fù)、防御等生理機(jī)制，而紅細(xì)胞數(shù)目、血紅蛋白含量代表了魚(yú)體血液供氧能力。有研究發(fā)現(xiàn)，投喂蠶豆脆化魚(yú)類(lèi)時(shí)，草魚(yú)紅細(xì)胞與血紅蛋白較未脆化組顯著降低。葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）在磷酸戊糖代謝途徑起關(guān)鍵作用，其通過(guò)催化反應(yīng)產(chǎn)生的煙嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）是還原型谷胱甘肽（GSH）重要輔酶。血液中的GSH有助于保持血紅蛋白穩(wěn)定性，是維持紅細(xì)胞膜完整性的必要條件。有研究指出脆化草魚(yú)肌肉中G6PD的活性下降到普通草魚(yú)的3%，蠶豆中抗?fàn)I養(yǎng)因子引發(fā)G6PD的活性和含量降低，致使魚(yú)體內(nèi)環(huán)境氧化還原能力的下降，在飼喂蠶豆4w～12w中草魚(yú)肝臟、鰓、肌肉的GSH含量逐漸降低，這進(jìn)一步造成了魚(yú)體內(nèi)的紅細(xì)胞和血紅蛋白減少，產(chǎn)生類(lèi)似其他哺乳動(dòng)物大量進(jìn)食蠶豆而引發(fā)的“蠶豆病”溶血現(xiàn)象。

生物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的終末產(chǎn)物主要是尿素氮，大部分尿素氮由腎小球再過(guò)濾后排出體外，腎臟功能正常時(shí)，血清中尿素氮的含量極低。有研究發(fā)現(xiàn)，120d脆化草魚(yú)實(shí)驗(yàn)中蠶豆組和去皮蠶豆組草魚(yú)的血清中尿素氮含量顯著高于投喂商品飼料的對(duì)照組。谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）主要存在于健康肝臟，肝臟受損則游離至血液中，是判斷肝臟功能的有效指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)60d投喂1%食鹽水浸泡24h的蠶豆的脆化羅非魚(yú)中AST和ALT的變化也得到了相似的結(jié)果。說(shuō)明魚(yú)類(lèi)肝臟和腎在食用蠶豆后受到損傷，致使魚(yú)體免疫力下降，且去皮、鹽水浸泡等并不能完全去除蠶豆中的有害物質(zhì)。

蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)腸道的影響

在人工養(yǎng)殖過(guò)程中魚(yú)類(lèi)的腸道是最容易受飼料影響的，而魚(yú)類(lèi)腸道的健康和腸道的菌群結(jié)構(gòu)也可以反映魚(yú)體的健康狀況。研究發(fā)現(xiàn)，草魚(yú)攝食蠶豆后，體內(nèi)出現(xiàn)了維氏氣單胞菌、溫和氣單胞菌和鰻弧菌等條件致病菌，而能改善草魚(yú)腸道菌群組成、提高消化道特定消化酶活性的芽胞桿菌和維持腸道微生物生態(tài)平衡的優(yōu)桿菌屬，這兩種腸道有益菌在脆化后消失。脆化草魚(yú)腸道內(nèi)霍亂弧菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等條件致病菌豐度較普通草魚(yú)偏高，且脆化草魚(yú)腸道結(jié)構(gòu)的完整性受到破壞，上皮細(xì)胞空泡嚴(yán)重。投喂蠶豆組草魚(yú)有益的梭桿菌門(mén)減少，變形桿菌門(mén)增加，腸道中能量代謝和維生素代謝效率下降，這表明飼喂蠶豆導(dǎo)致草魚(yú)腸道微生物群的代謝發(fā)生了變化。食用蠶豆會(huì)改變腸道微生物群組成，從而增加產(chǎn)生內(nèi)毒素的菌群豐度，并導(dǎo)致草魚(yú)腸道炎癥因子的上調(diào)，使魚(yú)類(lèi)腸道的消化功能下降。隨著投喂蠶豆脆化的進(jìn)行，魚(yú)類(lèi)腸道菌群結(jié)構(gòu)逐漸失衡，有益菌的種類(lèi)和數(shù)量減少、致病菌增加，更易引發(fā)腸道感染。腸道消化酶活性不僅反應(yīng)魚(yú)類(lèi)對(duì)飼料的適應(yīng)和利用程度，也對(duì)魚(yú)體生長(zhǎng)發(fā)育有著決定性作用。對(duì)腸道內(nèi)消化酶的研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆脆化后的魚(yú)體腸道內(nèi)前腸蛋白酶活力、淀粉酶、脂肪酶活力顯著降低。投飼蠶豆既誘導(dǎo)了魚(yú)類(lèi)腸道炎癥的發(fā)生，也降低了魚(yú)類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。

腸道是魚(yú)類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行消化和吸收的主要場(chǎng)所，腸道病變往往引起魚(yú)體其他器官（如肝胰臟）的損傷和功能障礙。正常腸道表面絨毛排布均勻而細(xì)密的，腸道絨毛不僅在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收方面起著重要作用，其隨著腸蠕動(dòng)而擺動(dòng)，有助腸道食物的混勻、消化和排空。正常草魚(yú)的腸道粘膜表面微絨毛分布正常，而研究發(fā)現(xiàn)，脆化30d到60d的草魚(yú)腸道上皮細(xì)胞表面微絨毛逐漸減少；脆化90d的腸道上皮細(xì)胞部分區(qū)域表面受損，微絨毛完全消失；脆化120d受損區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大。脆化120d再轉(zhuǎn)投飼料30d后腸道粘膜受損部位無(wú)法恢復(fù)。蠶豆對(duì)魚(yú)體腸道粘膜的損害隨著脆化時(shí)間增加而擴(kuò)大，后期不可逆轉(zhuǎn)。

蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)肝臟的影響

蠶豆為主要餌料投喂使脂肪在肝臟中大量蓄積，脂質(zhì)積聚直接降低了魚(yú)類(lèi)肝臟的抗氧化能力，也降低了魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)性能、免疫能力和抗病能力。研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆脆化組草魚(yú)肝臟外觀上明顯顏色發(fā)黃，肝形腫大，較為油膩，表面有白色壞死斑點(diǎn)；投喂四個(gè)月蠶豆后，草魚(yú)肝臟中的粗脂肪含量增多。蠶豆導(dǎo)致草魚(yú)肝臟中的脂肪代謝失衡，肝臟出現(xiàn)嚴(yán)重的脂肪變性，表現(xiàn)為典型的空泡狀外觀。飼喂蠶豆養(yǎng)殖60d時(shí)，脆化草魚(yú)組肝指數(shù)已經(jīng)顯著高于普通草魚(yú)組，此時(shí)草魚(yú)肝臟的脂肪代謝已經(jīng)出現(xiàn)紊亂，肝臟開(kāi)始蓄積脂肪。觀察飼喂蠶豆的草魚(yú)肝臟細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)，可發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞和肝細(xì)胞微絨毛有部分損壞，甚至完全缺失；脆化時(shí)間延長(zhǎng)至120d時(shí)，觀察到肝細(xì)胞的核形狀出現(xiàn)異常。研究發(fā)現(xiàn)，在脆化后期120d的草魚(yú)肝臟中IL-1β、TNF-α的表達(dá)量均顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明脆化草魚(yú)肝臟處于炎癥狀態(tài)，長(zhǎng)期投喂蠶豆會(huì)降低魚(yú)類(lèi)抗病能力。蠶豆飼料對(duì)魚(yú)類(lèi)肝細(xì)胞膜功能產(chǎn)生了抑制作用，肝細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞微絨毛被損壞，且脂肪在肝臟中大量堆積，影響了魚(yú)類(lèi)肝臟健康。

展望

在投喂蠶豆對(duì)魚(yú)類(lèi)肌肉進(jìn)行脆化的過(guò)程中，肌肉品質(zhì)雖能得到有效改善，但會(huì)伴隨著肝臟和腸道的損傷和病變。長(zhǎng)時(shí)間投飼蠶豆，活性氧在魚(yú)體內(nèi)大量積累，魚(yú)體抗氧化能力和抗應(yīng)激能力下降，最后導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)死亡。未來(lái)的研究方向，一是提取純化蠶豆中的一種或多種有效成分，提高脆化效果，進(jìn)一步降低脆化成本；二是在蠶豆配合飼料中添加保肝護(hù)膽類(lèi)、促進(jìn)腸道健康等功能性產(chǎn)品，減少魚(yú)類(lèi)脆化過(guò)程中各組織器官的損傷；三是規(guī)范魚(yú)類(lèi)脆化養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)程，制定魚(yú)類(lèi)脆化生產(chǎn)及脆度標(biāo)準(zhǔn)，防止“過(guò)脆”和“半脆”等不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)；四是開(kāi)發(fā)其他魚(yú)類(lèi)的脆化品種，豐富人們對(duì)優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品的選擇。