黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)、免疫和脂質(zhì)代謝的影響

陳永康 鄭朝中 章 雙 遲淑艷 董曉慧 楊奇慧 劉泓宇 譚北平 * 謝詩(shī)瑋 *

(1.廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 湛江 524088; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南水產(chǎn)與畜禽飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湛江 524088; 3.廣東省水產(chǎn)動(dòng)物精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與高效飼料工程技術(shù)研究中心, 湛江 524088)

凡納濱對(duì)蝦Litopenaeus vannamei, 俗稱(chēng)“南美白對(duì)蝦”, 因生長(zhǎng)快、抗病力強(qiáng)、存活率高、味道鮮美、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛養(yǎng)殖[1]。2018年世界凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)到496.6×107kg, 占水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)值的10%以上[2]。我國(guó)2020年凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)到186.29×107kg, 是我國(guó)養(yǎng)殖規(guī)模最大的對(duì)蝦品種之一[3]。水產(chǎn)飼料為對(duì)蝦的生長(zhǎng)和發(fā)育提供了全面且豐富的營(yíng)養(yǎng), 是對(duì)蝦產(chǎn)量持續(xù)增加的重要保證。其中, 魚(yú)粉的氨基酸和脂肪酸組成均衡、適口性好、消化率高, 是凡納濱對(duì)蝦飼料的首選蛋白質(zhì)來(lái)源, 占比常常超過(guò)15%[4]。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖需求的不斷攀升, 魚(yú)粉供應(yīng)短缺、價(jià)格上漲等問(wèn)題制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。因此, 開(kāi)發(fā)適宜的魚(yú)粉替代品成為了水產(chǎn)行業(yè)的重點(diǎn)研究方向, 一些營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富、生產(chǎn)過(guò)程可持續(xù)、成本低廉的蛋白源因此受到了廣泛的關(guān)注和研究[5]。

黑水虻Hermetia illucens, 又名亮斑扁角水虻,屬于雙翅目水虻科, 是一種腐生生活的昆蟲(chóng), 原產(chǎn)于美洲, 現(xiàn)廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。黑水虻繁殖迅速并且生物量大, 通常每個(gè)世代周期持續(xù)35d, 包括成蟲(chóng)、卵、幼蟲(chóng)、蛹4個(gè)階段[6]。此外, 黑水虻可以利用畜禽糞便和餐廚垃圾作為食物來(lái)源,在減少資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的同時(shí), 產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益, 是聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織指定資源昆蟲(chóng)之一。黑水虻幼蟲(chóng)粉通常含有30%—44%的粗蛋白質(zhì)和4%—38%的粗脂肪[7], 并已經(jīng)作為飼料蛋白源在海鱸Lateolabrax japonicus[8]、大西洋鮭Salmo salar[9]、虹鱒Oncorhynchus mykiss[10]、大黃魚(yú)Larimichthys crocea[11]和凡納濱對(duì)蝦等水產(chǎn)動(dòng)物中進(jìn)行了研究。Cummins等[12]和胡俊茹等[13]研究了黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能、體成分和抗氧化能力的影響。但由于黑水虻幼蟲(chóng)粉的脂肪酸組成(主要由飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸組成, 缺乏多不飽和脂肪酸)與魚(yú)粉相差較大[14], 在替代魚(yú)粉水平較高時(shí)往往導(dǎo)致飼料脂肪酸組成改變, 這可能影響對(duì)蝦的代謝狀況, 進(jìn)而對(duì)對(duì)蝦非特異性免疫造成影響[15,16]。因此, 本實(shí)驗(yàn)主要研究黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能、非特異性免疫和脂質(zhì)代謝的影響, 旨在為黑水虻幼蟲(chóng)粉在凡納濱對(duì)蝦飼料中的應(yīng)用及其對(duì)對(duì)蝦的健康養(yǎng)殖提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)飼料制作

實(shí)驗(yàn)配方根據(jù)Xie等[17]研究配制。以紅魚(yú)粉、豆粕和花生粕為主要蛋白源, 魚(yú)油、豆油和大豆卵磷脂為主要脂肪源, 配制成含粗蛋白質(zhì)41.42%, 粗脂肪7.79%的對(duì)照組飼料, 用黑水虻幼蟲(chóng)粉(粗蛋白質(zhì)35.17%, 粗脂肪32.60%)分別替代10%、20%和30%的魚(yú)粉蛋白質(zhì), 共配制成四組等氮等脂的實(shí)驗(yàn)飼料(表1—3), 分別命名為FM、BSF10、BSF20和BSF30。飼料制作方法參照文獻(xiàn)進(jìn)行[18]。飼料原料粉碎后過(guò)80目篩, 按照配方準(zhǔn)確稱(chēng)重, 少量組分經(jīng)逐級(jí)放大法混勻后與大量組分在V型立式混合機(jī)(浙江正泰電器股份有限公司, JS-14S型)中混合均勻, 所有原料混合均勻后加入適量水再次混勻, 用F-75型雙螺桿擠壓機(jī)(華南理工大學(xué)科技實(shí)業(yè)總廠(chǎng),廣州)制成1.0 mm粒徑的飼料, 在60℃烘箱中后熟化30min, 自然晾干后，置于密封袋中, 于–20℃冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

表1 實(shí)驗(yàn)飼料配方及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ), %)Tab.1 Composition and nutrient levels of experimental diets(DM basis, %)

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)在廣東海洋大學(xué)湛江海洋高新科技園的室內(nèi)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進(jìn)行。480尾體質(zhì)健康、大小均勻、體質(zhì)量(0.88±0.01) g 凡納濱對(duì)蝦隨機(jī)分為四組, 每組3個(gè)重復(fù), 每個(gè)重復(fù)40尾蝦, 每個(gè)重復(fù)置于1個(gè)300 L的玻璃鋼桶。養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)持續(xù)7周, 每天投喂對(duì)蝦體質(zhì)量5%—8%的實(shí)驗(yàn)飼料, 于07:20、11:20、16:00和21:00進(jìn)行投喂。根據(jù)對(duì)蝦進(jìn)食情況和天氣變化調(diào)整具體投喂量。實(shí)驗(yàn)期間不間斷充氣, 水溫27—31℃, 鹽度25%—30%。

1.3 樣品采集和指標(biāo)分析

樣品采集及生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 在養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對(duì)每個(gè)桶中的對(duì)蝦進(jìn)行計(jì)數(shù)和稱(chēng)重, 計(jì)算以下生長(zhǎng)性能指標(biāo)[19]。

增重率(WGR, %)=100×(終末體質(zhì)量–初始體質(zhì)量)/初始體質(zhì)量;

特定生長(zhǎng)率(SGR, %/d)=100×(ln終末體質(zhì)量–ln初始體質(zhì)量)/飼養(yǎng)天數(shù);

存活率(SR, %)=100×終末對(duì)蝦數(shù)量/初始對(duì)蝦數(shù)量;

飼料系數(shù)(FCR)=100×攝食量/(終末體質(zhì)量–初始體質(zhì)量)。

表2 原料紅魚(yú)粉和黑水虻幼蟲(chóng)粉的脂肪酸組成Tab.2 Fatty acid compositions of fishmeal and black soldier fly larvae meal (% of total fatty acid)

每桶隨機(jī)取4尾對(duì)蝦于–20℃下保存, 用于分析全蝦組成。然后用1 mL無(wú)菌注射器于圍心腔處采集血淋巴, 4℃靜置保存16h后, 在4℃下8000 r/min離心5min, 取上清液保存于–80℃冰箱, 用于測(cè)定血淋巴生化指標(biāo)和酶活性。取血后的對(duì)蝦小心分離肝胰腺, 并立即轉(zhuǎn)移到液氮中, 用于肝胰腺抗氧化水平和消化酶活性測(cè)定。

全蝦成分指標(biāo)測(cè)定飼料和全蝦水分含量按照GB/T6435-2006測(cè)定, 粗蛋白質(zhì)含量采用杜馬斯燃燒定氮法(Skalar, Dutch)測(cè)定, 粗灰分含量采用550℃灼燒法測(cè)定, 全蝦和肝胰腺粗脂肪含量采用索氏抽提法(Ankom, USA)測(cè)定。飼料原料中魚(yú)粉和黑水虻幼蟲(chóng)粉的脂肪酸含量采用GB 5009.169-2016第三法測(cè)定。成分測(cè)定參照文獻(xiàn)[20]。

血淋巴生化指標(biāo)測(cè)定血淋巴甘油三酯(TG, A045-4-2)、總膽固醇(T-CHO, A111-1-1)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT, C009-2-1)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST,C010-2-1)采用南京建成生物工程研究生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定, 操作參照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行[21]。

對(duì)蝦非特異性免疫指標(biāo)測(cè)定肝胰腺抗氧化指標(biāo)總抗氧化能力(T-AOC, A015-2-1)、超氧化物歧化酶(SOD, A001-3-2)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX,A005-1-2)和丙二醛(MDA, A003-1-2), 以及肝胰腺非特異性免疫酶活性堿性磷酸酶(AKP, A059-2-2)、酸性磷酸酶(ACP, A060-2-2)采用南京建成生物工程研究生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定, 操作參照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行[22]。

肝胰腺消化酶活性測(cè)定肝胰腺消化酶活淀粉酶(AMS, C016-2-1)、脂肪酶(LPS, A054-2-1)和胰蛋白酶(TRY, A080-2-2)采用南京建成生物工程研究生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定, 操作參照說(shuō)明書(shū)[23]。

血淋巴代謝酶活性測(cè)定血淋巴代謝酶包括乙酰輔酶A羧化酶(ACC, ml036257)、脂肪酸合成酶(FAS, ml036370)、肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT,ml036412)、脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL, ml036372)、脂酰輔酶A合成酶(ACS, ml036251)、檸檬酸合酶(CS, ml093762)、α酮戊二酸脫氫酶(α-KGDHC,ml036467)、異檸檬酸脫氫酶(ICD, ml036376)、琥珀酸脫氫酶(SDH, ml918316)和蘋(píng)果酸脫氫酶(MDH, ml940617)活性采用上海酶聯(lián)生物科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定, 操作參照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行[24]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

存活率數(shù)據(jù)先進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換, 再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示, 使用SPSS 21.0軟件對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(oneway ANOVA)。當(dāng)有顯著差異時(shí)(P<0.05), 用Tukey氏法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能的影響

如表4所示, 隨著黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉水平提高, 凡納濱對(duì)蝦的終末體質(zhì)量、增重率(WGR)和特定生長(zhǎng)率(SGR)降低, 其中BSF30組對(duì)蝦的終末體質(zhì)量、WGR和SGR均顯著低于FM組對(duì)蝦(P<0.05)。各組間存活率無(wú)顯著差異(P>0.05)。BSF20組對(duì)蝦的飼料系數(shù)(FCR)顯著低于BSF30組(P<0.05)。

表4 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能的影響Tab.4 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on growth performance of Litopenaeus vannamei

2.2 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦體成分的影響

如表5所示, 各組對(duì)蝦的全蝦水分、粗蛋白質(zhì)和粗灰分含量無(wú)顯著差異(P>0.05)。隨著飼料中黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉的水平提高, 全蝦粗脂肪含量降低, 其中BSF20和BSF30組對(duì)蝦的全蝦粗脂肪含量顯著低于FM組對(duì)蝦(P<0.05)。各組對(duì)蝦肝胰腺粗脂肪含量無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表5 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦體成分的影響Tab.5 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on body composition of Litopenaeus vannamei

2.3 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴生化指標(biāo)的影響

如表6所示, 對(duì)蝦血淋巴甘油三酯(TG)和總膽固醇(T-CHO)含量隨著飼料中黑水虻幼蟲(chóng)粉的替代魚(yú)粉水平提高而降低, 其中BSF30組對(duì)蝦血淋巴TG和T-CHO含量顯著低于FM組(P<0.05)。BSF10、BSF20和BSF30組對(duì)蝦血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性均顯著低于FM組對(duì)蝦(P<0.05)。

表6 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴生化指標(biāo)的影響Tab.6 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on hemolymph biochemical indicators of Litopenaeus vannamei

2.4 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦肝胰腺非特異性免疫的影響

如表7所示, BSF20組對(duì)蝦肝胰腺總抗氧化能力(T-AOC)顯著高于其余各組, BSF10組對(duì)蝦超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著高于FM組(P<0.05), 但各組對(duì)蝦肝胰腺丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX)活性無(wú)顯著差異(P>0.05)。BSF10和BSF30組對(duì)蝦肝胰腺酸性磷酸酶(ACP)活性顯著低于FM組對(duì)蝦, BSF20和BSF30組對(duì)蝦肝胰腺堿性磷酸酶(AKP)活性顯著低于FM組對(duì)蝦(P<0.05)。

表7 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦非特異性免疫的影響Tab.7 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on nonspecific immunity of Litopenaeus vannamei

2.5 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦肝胰腺消化酶活性的影響

如表8所示, 各組對(duì)蝦肝胰腺淀粉酶(AMS)和胰蛋白酶(TRY)活性無(wú)顯著差異(P>0.05)。BSF10組對(duì)蝦肝胰腺脂肪酶(LPS)活性顯著高于BSF30組對(duì)蝦(P<0.05)。

表8 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦肝胰腺消化酶活性的影響Tab.8 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on hepatopancreas digestive enzyme activities of Litopenaeus vannamei

2.6 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴代謝酶活性的影響

如表9所示, 各組對(duì)蝦血淋巴乙酰輔酶A羧化酶(ACC)和脂酰輔酶A合成酶(ACS)活性無(wú)顯著差異(P>0.05)。BSF10和BSF20組對(duì)蝦血淋巴脂肪酸合成酶(FAS)活性顯著高于FM和BSF30組對(duì)蝦,BSF20組對(duì)蝦血淋巴肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT)活性顯著高于其余三組對(duì)蝦, BSF10、BSF20和BSF30組對(duì)蝦血淋巴脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)活性顯著高于FM組對(duì)蝦(P<0.05)。

表9 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴脂質(zhì)代謝酶活性的影響Tab.9 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on hemolymph metabolic enzyme activities of Litopenaeus vannamei

如表10所示, 各組對(duì)蝦血淋巴檸檬酸合酶(CS),琥珀酸脫氫酶(SDH)和蘋(píng)果酸脫氫酶(MDH)活性無(wú)顯著差異(P>0.05)。BSF30組對(duì)蝦血淋巴異檸檬酸脫氫酶(ICD)活性顯著高于FM組對(duì)蝦, BSF10、BSF20和BSF30組對(duì)蝦血淋巴α酮戊二酸脫氫酶(α-KGDHC)活性顯著高于FM組對(duì)蝦(P<0.05)。

表10 黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦三羧酸循環(huán)酶活性的影響Tab.10 Effect of dietary black soldier fly larvae meal on TCA cycle enzyme activities of Litopenaeus vannamei

3 討論

3.1 飼料黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能的影響

作為一種綠色環(huán)保, 可持續(xù)發(fā)展的昆蟲(chóng)蛋白源,近年來(lái)關(guān)于黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉作為水產(chǎn)飼料蛋白源的研究越來(lái)越多, 主要關(guān)注點(diǎn)在于黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)性能和免疫健康的影響[25]。在本研究中, 當(dāng)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉水平達(dá)到20%時(shí)(實(shí)際添加量為9.50%), 對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異, 這與前期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致[12]。但當(dāng)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉水平達(dá)到30%時(shí)(實(shí)際添加量為14.25%), 本研究中凡納濱對(duì)蝦FBW、WGR和SGR等生長(zhǎng)性能指標(biāo)顯著降低, 這又與其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符, 這可能是由于不同實(shí)驗(yàn)中所用的黑水虻幼蟲(chóng)粉營(yíng)養(yǎng)成分差異。Cummins等[12]實(shí)驗(yàn)中的黑水虻幼蟲(chóng)粉含粗蛋白質(zhì)52.03%, 粗脂肪15.10%, 而胡俊茹等[13]實(shí)驗(yàn)中的黑水虻幼蟲(chóng)粉含粗蛋白質(zhì)40.85%, 粗脂肪31.16%。相比之下, 本研究中使用的黑水虻幼蟲(chóng)粉粗蛋白質(zhì)含量較低(35.17%),而粗脂肪水平較高(32.60%)。隨著飼料中黑水虻幼蟲(chóng)粉的替代魚(yú)粉水平升高, 可能使飼料中必需氨基酸含量降低而導(dǎo)致氨基酸比例不平衡, 并減少飼料多不飽和脂肪酸水平, 增加飽和脂肪酸水平, 進(jìn)而導(dǎo)致凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能降低[26]。此外, 在本研究中, BSF10組對(duì)蝦脂肪酶活性顯著高于BSF30組對(duì)蝦, 說(shuō)明高水平黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉可能抑制脂肪消化。凡納濱對(duì)蝦對(duì)幾丁質(zhì)的表觀消化率為36%[27], 研究表明飼料中添加幾丁質(zhì)抑制了斑節(jié)對(duì)蝦Penaeus monodon、羅非Oreochromis niloticus×O.aureus和大菱鲆Psetta maxima的腸道脂質(zhì)消化和吸收而導(dǎo)致生長(zhǎng)性能降低[28—30]。

3.2 飼料黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴生化指標(biāo)的影響

經(jīng)過(guò)脫脂處理的黑水虻幼蟲(chóng)粉(粗蛋白質(zhì)42.20%,粗脂肪9.10%)可替代飼料中60%魚(yú)粉而不影響凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能和免疫能力(實(shí)際添加量為23.49%), 表明黑水虻幼蟲(chóng)粉的高脂肪含量可能是限制其在凡納濱對(duì)蝦飼料中使用的重要因素之一[31]。黑水虻幼蟲(chóng)粉的脂肪酸組成中含有大量的飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸, 但多不飽和脂肪酸含量極低, 這與魚(yú)粉不同[32]。飼料中飽和脂肪酸含量升高和多不飽和脂肪酸含量降低, 將影響凡納濱對(duì)蝦脂質(zhì)代謝[33]。在本研究中, 隨著黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉水平的升高, 全蝦粗脂肪、血淋巴甘油三酯和總膽固醇含量顯著降低, 這與Hu等[34]在黃鱔Monopterus albus上的研究結(jié)果一致。脂質(zhì)水平和血淋巴生化指標(biāo)是反映機(jī)體代謝狀態(tài)的重要參數(shù)[35]。Ikram等[36]發(fā)現(xiàn), 用黑水虻幼蟲(chóng)粉替代飼料中80%魚(yú)粉顯著降低了大西洋鮭肝臟甘油三酯水平, 這可能是由于黑水虻幼蟲(chóng)粉中富含易分解的月桂酸, 導(dǎo)致大部分的脂肪酸用于分解代謝而不是儲(chǔ)存。雖然本實(shí)驗(yàn)中對(duì)蝦肝胰腺粗脂肪含量無(wú)顯著變化, 但已經(jīng)呈下降趨勢(shì), 更高水平的黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉可能使肝胰腺粗脂肪含量顯著降低。另一方面, 凡納濱對(duì)蝦無(wú)法自身合成膽固醇, 當(dāng)飼料中的魚(yú)粉和魚(yú)油含量減少時(shí), 飼料中的膽固醇水平可能降低, 進(jìn)而削弱了膽固醇或膽汁酸依賴(lài)的脂肪酸吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)[37]。轉(zhuǎn)氨酶由肝臟產(chǎn)生, 當(dāng)肝臟發(fā)生炎癥導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加時(shí), 轉(zhuǎn)氨酶通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液, 導(dǎo)致血液中的轉(zhuǎn)氨酶活性增加[38]。因此, 血淋巴中的谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性是評(píng)價(jià)肝損傷的主要指標(biāo)之一。在本實(shí)驗(yàn)中, 黑水虻幼蟲(chóng)粉實(shí)驗(yàn)組的血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性均顯著低于對(duì)照組, 說(shuō)明黑水虻幼蟲(chóng)粉可在一定程度上減輕對(duì)蝦的肝胰腺炎癥, 這與Fawole等[39]在尖齒胡鯰Clarias gariepinus中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致, 但胡俊茹等[13]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性沒(méi)有顯著影響, 這可能是因?yàn)轲B(yǎng)殖條件和飼料配方的不同, 有待進(jìn)一步研究。

3.3 飼料黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦非特異性免疫的影響

非特異性免疫是凡納濱對(duì)蝦抵御病原體入侵的重要途徑, 與抗氧化能力和磷酸酶活性有關(guān)[40]。丙二醛是脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物, 是反映氧化水平的終點(diǎn)指標(biāo); 總抗氧化能力表現(xiàn)了機(jī)體的抗氧化能力,包括清除氧自由基的酶和非酶系統(tǒng), 其中, 超氧化物歧化酶將超氧陰離子自由基還原為過(guò)氧化氫, 過(guò)氧化氫隨后被谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶清除, 從而保護(hù)細(xì)胞免受活性氧的損傷[41,42]。在本研究中, 各組對(duì)蝦的肝胰腺丙二醛含量無(wú)顯著差異,說(shuō)明黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉不會(huì)引起對(duì)蝦的氧化應(yīng)激?？偪寡趸芰统趸锲缁富钚陨咭馕吨谒涤紫x(chóng)粉能夠在一定程度內(nèi)提高凡納濱對(duì)蝦的抗氧化能力, 從而提高對(duì)蝦的抗氧化應(yīng)激能力, 這與胡俊茹等[13]在凡納濱對(duì)蝦上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致, 可能與黑水虻幼蟲(chóng)粉外骨骼所含的幾丁質(zhì)有關(guān)[43]。此外, Fawole等[39]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代飼料中50%魚(yú)粉顯著升高了尖齒胡鯰的血清過(guò)氧化氫酶活性, Xu等[44]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代飼料中25%—100%的魚(yú)粉顯著降低了鏡鯉Cyprinus carpiovar.specularis的血清丙二醛含量, 并升高了過(guò)氧化氫酶活性, Melenchón等[45]發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代飼料中14%的魚(yú)粉顯著降低了虹鱒Oncorhynchus mykiss肝臟丙二醛水平, 并升高了超氧化物歧化酶活性, 這些實(shí)驗(yàn)報(bào)道與本研究結(jié)果相似, 說(shuō)明飼料中添加一定量的黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)于提高水產(chǎn)動(dòng)物的抗氧化能力具有積極的促進(jìn)作用。堿性磷酸酶和酸性磷酸酶屬于溶酶體酶, 廣泛分布在動(dòng)物機(jī)體各組織、細(xì)胞和體液中, 參與磷酸基團(tuán)的催化反應(yīng),可用于評(píng)估凡納濱對(duì)蝦的免疫狀態(tài)[46]。在本研究中, 堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性均隨著黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉水平的提高而顯著降低, 這與Wang等[31]利用脫脂黑水虻幼蟲(chóng)粉在凡納濱對(duì)蝦中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。但飼料中添加脫脂黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)于海鱸Lateolabrax japonicus的血清堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性并無(wú)顯著影響[8], 說(shuō)明不同的動(dòng)物利用黑水虻幼蟲(chóng)粉的生理反應(yīng)不完全相同, 可能是由于對(duì)蝦和魚(yú)類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)代謝能力存在差異。

3.4 飼料黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦脂質(zhì)代謝的影響

飼料成分的改變往往通過(guò)影響動(dòng)物的代謝狀況而對(duì)生理和免疫造成影響。脂質(zhì)代謝是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要組成部分, 其中乙酰輔酶A羧化酶和脂肪酸合成酶是脂肪酸合成的關(guān)鍵酶, 前者催化乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化為丙二酰輔酶A, 后者進(jìn)一步催化長(zhǎng)鏈脂肪酸的合成[47]。脂肪甘油三酯脂肪酶、脂酰輔酶A合成酶和肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶是脂肪酸分解的重要酶, 脂肪甘油三酯脂肪酶首先催化甘油三酯分解為甘油和脂肪酸, 然后脂酰輔酶A合成酶催化脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂酰輔酶A, 最后肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶則催化脂酰輔酶A進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)徹底分解產(chǎn)生能量[48]。在本研究中, 與對(duì)照組相比, BSF10組和BSF20組對(duì)蝦的脂肪酸合成酶活性顯著升高, BSF20組對(duì)蝦的肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶活性顯著升高, 而黑水虻幼蟲(chóng)粉實(shí)驗(yàn)組對(duì)蝦的脂肪甘油三酯脂肪酶活性均顯著升高, 說(shuō)明飼料中添加黑水虻幼蟲(chóng)粉激活了凡納濱對(duì)蝦的脂質(zhì)合成和分解代謝。研究顯示, 飼料中添加10.52%的黑水虻幼蟲(chóng)粉顯著上調(diào)了黃鱔肝臟的脂質(zhì)分解和合成相關(guān)基因表達(dá)[34]。此外, 使用黑水虻幼蟲(chóng)粉替代飼料中50%的魚(yú)粉顯著提高了斑馬魚(yú)Danio rerio全魚(yú)粗脂肪中飽和脂肪酸的含量,減少了多不飽和脂肪酸的含量, 并顯著上調(diào)脂肪酸合成(elovl2、elovl5和fads)的基因表達(dá)[49]。分析原因, 這可能與黑水虻幼蟲(chóng)粉的脂肪酸組成有關(guān)。與魚(yú)粉不同, 黑水虻幼蟲(chóng)粉富含月桂酸, 但缺乏EPA和DHA。月桂酸是一種容易氧化分解的中鏈脂肪酸[50]。與黑水虻幼蟲(chóng)粉類(lèi)似, 椰子油中同樣富含月桂酸, 飼料中添加1%椰子油顯著上調(diào)了斜帶石斑魚(yú)Epinephelus coioides的肝臟cpt-1、pparγ和fas的表達(dá)水平[51]。此外, Li等[52]研究表明, 飼料中添加黑水虻油顯著上調(diào)了建鯉腹腔脂肪細(xì)胞pparα的表達(dá)水平, 減少了腹腔脂肪細(xì)胞的大小和脂肪沉積。因此, 本實(shí)驗(yàn)中黑水虻幼蟲(chóng)粉的豐富月桂酸含量可能是激活對(duì)蝦脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵因素。除此之外, DHA和EPA是甲殼類(lèi)動(dòng)物生長(zhǎng)、蛻皮和發(fā)育的必需脂肪酸[53], 前者在生物膜結(jié)構(gòu)和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中起著重要作用, 后者是調(diào)控生物活動(dòng)化合物(如二十烷類(lèi))的前體物質(zhì)[54]。在低魚(yú)粉飼料中,降低魚(yú)油添加量將減少飼料中EPA和DHA含量, 從而造成斑節(jié)對(duì)蝦Penaeus monodon的存活率顯著下降, 并通過(guò)下調(diào)脂肪酸結(jié)合蛋白、載脂蛋白受體和脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因表達(dá)抑制脂質(zhì)運(yùn)輸, 降低對(duì)蝦的脂質(zhì)沉積[55], 這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似。激活的脂質(zhì)代謝可能通過(guò)影響動(dòng)物體內(nèi)乙酰輔酶A的含量對(duì)三羧酸循環(huán)產(chǎn)生影響。脂肪酸初步分解產(chǎn)生的脂酰輔酶A進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A, 經(jīng)過(guò)檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α酮戊二酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶和蘋(píng)果酸脫氫酶等多種酶的催化作用下徹底釋放能量[56]。在本研究中, 與對(duì)照組相比,BSF30組異檸檬酸脫氫酶活性顯著升高, 黑水虻幼蟲(chóng)粉實(shí)驗(yàn)組對(duì)蝦的α酮戊二酸脫氫酶活性均顯著升高, 說(shuō)明飼料中添加黑水虻幼蟲(chóng)粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦的三羧酸循環(huán)具有積極的促進(jìn)作用。Ye等[57]研究表明, 黑水虻幼蟲(chóng)粉替代飼料中5%—20%的豆粕將顯著增加羅非肝臟乙酰輔酶A含量, 并通過(guò)增強(qiáng)α酮戊二酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶和蘋(píng)果酸脫氫酶活性, 提高了ATP和NADH的產(chǎn)量,而乙酰輔酶A水平的增加和脂肪酸合成酶活性的升高又反過(guò)來(lái)促進(jìn)了脂肪酸合成代謝?？偟膩?lái)說(shuō), 黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉促進(jìn)了凡納濱對(duì)蝦的脂質(zhì)分解代謝和三羧酸循環(huán)。

4 結(jié)論

(1)在本實(shí)驗(yàn)條件下, 用黑水虻幼蟲(chóng)粉替代10%或20%魚(yú)粉不影響凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能, 但替代30%魚(yú)粉顯著降低了凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能。(2)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代10%—20%魚(yú)粉提高了凡納濱對(duì)蝦的抗氧化能力, 降低了血淋巴谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性, 但對(duì)蝦肝胰腺堿性磷酸酶和酸性磷酸酶活性也顯著降低。(3)當(dāng)黑水虻幼蟲(chóng)粉替代魚(yú)粉水平達(dá)到20%時(shí), 全蝦粗脂肪水平顯著降低; 當(dāng)替代水平達(dá)到30%時(shí), 對(duì)蝦血淋巴甘油三酯和膽固醇含量顯著下降, 脂質(zhì)分解代謝和三羧酸循環(huán)相關(guān)的部分酶活性顯著提高, 進(jìn)而促進(jìn)了對(duì)蝦的脂質(zhì)代謝。