不同水平玉米淀粉對(duì)羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能、飼料利用率及糖代謝的影響

■ 章祥勝 楊景豐 吳 釗 贠 彪 錢(qián)雪橋 姜冬火 袁瑞敏 姜瑞麗 王 勝

（廣東海大集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 511400）

糖類物質(zhì)作為三大營(yíng)養(yǎng)素之一，飼料中添加適當(dāng)水平的糖類物質(zhì)不僅可以降低水產(chǎn)飼料的成本[1]，還能提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能[2-3]。與哺乳動(dòng)物相比（如小鼠[4]、豬[5]和羔羊[6]），水生動(dòng)物不能有效利用糖類物質(zhì)[7]，尤其是甲殼類動(dòng)物[8]。在甲殼類動(dòng)物中，糖類不是必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因?yàn)樗鼈冎惶峁┠芰?，甲殼類?dòng)物可以從蛋白質(zhì)和脂類中獲得能量[9]。糖類物質(zhì)攝入過(guò)多會(huì)降低生長(zhǎng)速度，影響糖脂代謝，導(dǎo)致死亡率高[3，10-11]。因此，在保證動(dòng)物健康生長(zhǎng)的同時(shí)，降低水產(chǎn)飼料成本和提高生長(zhǎng)性能，確定合適的糖水平是非常重要的。

糖類物質(zhì)為人類和大多數(shù)養(yǎng)殖動(dòng)物的飲食提供了大部分能量，當(dāng)分解代謝時(shí)，不同形式的可用多糖完全水解成葡萄糖并被各種器官吸收[12-13]。盡管其他單糖，如果糖、半乳糖和木糖，也可能以少量存在，葡萄糖仍是糖類物質(zhì)消化的主要產(chǎn)物[12]。葡萄糖通常以糖原的形式儲(chǔ)存在肝胰腺和肌肉中[11]。糖原是一種快速動(dòng)員的短期儲(chǔ)備燃料，對(duì)維持血淋巴葡萄糖的穩(wěn)定性有重要作用。當(dāng)魚(yú)類或甲殼類動(dòng)物長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有食物時(shí)，肝胰腺糖原通過(guò)葡萄糖-6-磷酸酶水解為葡萄糖[11]。糖酵解是在葡萄糖激酶（GK）和丙酮酸激酶（PK）兩種關(guān)鍵酶的作用下，將葡萄糖分解為丙酮酸的一系列反應(yīng)，為機(jī)體提供生命活動(dòng)所需的能量。

羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii）是一種優(yōu)良的淡水大蝦，原產(chǎn)于印度洋、太平洋地區(qū)，居于淡水或咸淡水水域，于1976 年在國(guó)內(nèi)被引種成功后,其養(yǎng)殖規(guī)模迅速擴(kuò)展。又因其具有食性廣、生長(zhǎng)快、病害少、受地域條件限制小、養(yǎng)殖性能優(yōu)良等特點(diǎn)，已經(jīng)成為世界上養(yǎng)殖量最高的三大蝦種之一[14-15]。

糖類物質(zhì)在羅氏沼蝦上的作用值得關(guān)注，學(xué)者們大多專注于羅氏沼蝦蛋白質(zhì)和脂肪的研究[16-17]，然而，糖類物質(zhì)無(wú)論是對(duì)羅氏沼蝦的生長(zhǎng)和健康，還是產(chǎn)業(yè)上的降本增效都有很大的價(jià)值。同時(shí)，已有研究表明玉米淀粉是最有利于羅氏沼蝦生長(zhǎng)的糖源[18]，因此，本研究以羅氏沼蝦為研究對(duì)象，通過(guò)評(píng)估不同玉米淀粉水平飼料對(duì)羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能、飼料利用率和葡萄糖代謝酶活性的影響，來(lái)確定羅氏沼糖類物質(zhì)最適需求水平。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

配制了5 種等氮（42.8%粗蛋白）和等脂（8.0%粗脂肪）日糧飼料以滿足羅氏沼蝦對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求，玉米淀粉水平分別為5%、10%、15%、20%和25%的飼料，實(shí)際含量分別為7.33%、12.72%、18.07%、21.98%和27.15%，見(jiàn)表1。所有原料來(lái)自廣東海大集團(tuán)股份有限公司。且均通過(guò)超細(xì)粉碎機(jī)研磨成細(xì)粉。微量成分，包括維生素和礦物質(zhì)混合物，使用逐級(jí)擴(kuò)大法混合（先混合添加量小于100 g的原料，然后與大量原料混合）。粉碎和混合后的原料分別通過(guò)擠出機(jī)和制粒機(jī)冷擠出，生產(chǎn)直徑為0.8 mm 和1.0 mm 的兩種顆粒，在90 ℃下熟化30 min，最后風(fēng)干至水分約10%。將干燥的飼料密封在真空包裝袋中，并在-20 ℃下儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

表1 飼料配方與營(yíng)養(yǎng)水平

1.2 試驗(yàn)管理

養(yǎng)殖試驗(yàn)在海大集團(tuán)恩平育種中心進(jìn)行，羅氏沼蝦苗來(lái)自恩平羅氏沼蝦遺傳選育項(xiàng)目組，預(yù)先用漂白粉將暫養(yǎng)池和試驗(yàn)池消毒，沖洗干凈。蝦苗暫養(yǎng)30 d，規(guī)格達(dá)到（0.50±0.02） g 時(shí)，挑選規(guī)格整齊、健康無(wú)病的試驗(yàn)蝦，分到規(guī)格為2 m×1.5 m×1 m的網(wǎng)箱中，試驗(yàn)共5 組，每組設(shè)置4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)放養(yǎng)60 尾蝦。試驗(yàn)開(kāi)始前用對(duì)照組飼料馴養(yǎng)5～7 d，待蝦能正常攝食且無(wú)死亡后開(kāi)始試驗(yàn)。每天投喂4 次（06：00，10：00， 16：00，21：30），以早晚投喂為主，日投喂量為羅氏沼蝦體重的3%～5%，達(dá)表觀飽食。試驗(yàn)為期8 周，試驗(yàn)期間24 h 充氣，溶解氧≥6 mg/L，不定期吸污換水，進(jìn)水均用200 目篩網(wǎng)過(guò)濾，水溫為26～30 ℃，氨氮≤0.3 mg/L，pH 7.8～8.3。

1.3 樣品收集

養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后，逐個(gè)網(wǎng)箱稱重、計(jì)數(shù)。然后從每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)取蝦12 尾，先用1 mL 注射器于圍心腔處取血淋巴于1.5 mL離心管中；取肝胰腺放入無(wú)菌離心管中，并在液氮中短暫保存；最后將所有樣品置于-80 ℃保存用于后續(xù)檢測(cè)分析。

1.4 生長(zhǎng)性能測(cè)定

養(yǎng)殖試驗(yàn)開(kāi)始于2022 年7 月1 日，每個(gè)網(wǎng)箱放60 尾蝦，并記錄初始平均體重，結(jié)束于2022 年8 月26 日，記錄每個(gè)網(wǎng)箱蝦的實(shí)際存活數(shù)量，并稱重，記錄終末平均體重。

成活率（SR，%）=（試驗(yàn)結(jié)束時(shí)蝦尾數(shù)/試驗(yàn)初始時(shí)蝦尾數(shù)）×100

增重率（WGR，%）=（終末平均體重-初始平均體重）/初始平均體重×100

特定生長(zhǎng)率（SGR，%/d）=（ln 終末平均體重-ln 初始平均體重）×100/試驗(yàn)天數(shù)

飼料系數(shù)（FCR）=飼料投喂量/（終末平均體重-初始平均體重）

1.5 血淋巴葡萄糖含量及酶活性的測(cè)定

血淋巴中葡萄糖含量、丙酮酸激酶（PK）、葡萄糖激酶（GK）、磷酸果糖激酶（PFK）和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）的活性均采用試劑盒（南京建成生物工程研究所有限公司）進(jìn)行測(cè)定。并使用試劑盒（江蘇科特生物科技有限公司）分析胰島素樣肽（ILP）和高血糖激素（CHH）的濃度。葡萄糖采用氧化酶法測(cè)定。糖代謝酶活均采用紫外法測(cè)定。GK、胰島素樣肽和高血糖激素采用ELISA 試劑盒測(cè)定方法。

1.6 肝胰腺糖原及三磷酸腺苷（ATP）的測(cè)定

肝胰腺樣品需在冰浴中加入9體積（W/V）生理鹽水勻漿，然后在4 ℃（Eppendorf centrifuge 5810R，Germany）下以3 000 r/min離心10 min。肝胰腺中的糖原和ATP含量也使用測(cè)定試劑盒（南京建成生物工程研究所有限公司）按相應(yīng)方案進(jìn)行測(cè)定。

1.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用SPSS 23.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著時(shí)用Tukey 進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)性能

由表2 所示，飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能及飼料利用的影響。終重、增重率、特定增長(zhǎng)率和飼料系數(shù)均受到飼料玉米淀粉水平的影響。隨著玉米淀粉水平升高羅氏沼蝦終重、增重率和特定生長(zhǎng)率都呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，其中，投喂15%玉米淀粉水平組最高。根據(jù)增重率與飼料玉米淀粉水平的折線和二階多項(xiàng)式回歸分析，羅氏沼蝦實(shí)際的最適玉米淀粉水平為14.75%～15.79%，根據(jù)無(wú)氮浸出物計(jì)算可知，羅氏沼蝦最適的糖類物質(zhì)水平為17.82%～18.86%，見(jiàn)圖1。所有試驗(yàn)組之間的存活率差異不顯著（P＞0.05），飼料系數(shù)隨玉米淀粉水平增加而不同程度降低，20%，25% 水平組顯著高于5% 水平組（P＜0.05）。

圖1 基于折線和二階多項(xiàng)式回歸分析的羅氏沼蝦增重率與飼料玉米淀粉水平的關(guān)系

表2 飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能及飼料利用的影響

2.2 血淋巴葡萄糖含量及糖代謝酶活性

由表3 所示，飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦血淋巴葡萄糖含量、糖代謝酶活性及激素含量的影響。葡萄糖含量、丙酮酸激酶（PK）、葡萄糖激酶（GK）、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）的活性、胰島素樣肽（ILP）和高血糖激素（CHH）濃度均受到玉米淀粉水平的影響。葡萄糖含量隨著飼料玉米淀粉水平呈上升趨勢(shì)，投喂25%玉米淀粉處理組顯著高于5%玉米淀粉處理組（P＜0.05）。

表3 飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦血淋巴葡萄糖含量及酶活性的影響

隨著葡萄糖含量的增加，糖酵解相關(guān)酶PK 和GK的活性呈增加的趨勢(shì)，且25%水平組顯著高于5%水平組（P＜0.05），PFK 的活性無(wú)顯著性變化（P＞0.05）；糖異生相關(guān)酶PEPCK 的活性25%水平組顯著低于其他組（P＜0.05）。同時(shí)，血淋巴中ILP 的濃度25%水平組顯著高于5%、10%、15%水平組（P＜0.05），而CHH的濃度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，15%玉米淀粉水平組的羅氏沼蝦CHH濃度最高。

2.3 肝胰腺糖原及ATP含量

如圖2 所示，飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦肝胰腺糖原及ATP 含量的影響。肝胰腺糖原及ATP 含量均受到飼料玉米淀粉水平的顯著影響（P＜0.05）。隨著飼料中玉米淀粉水平含量逐漸增加，肝胰腺糖原含量也顯著增加，ATP 含量先增加后降低，投喂15%玉米淀粉的羅氏沼蝦ATP含量最高。

圖2 飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦肝胰腺糖原及ATP含量的影響

3 討論

3.1 飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能及飼料利用的影響

黃黎明等[18]研究發(fā)現(xiàn)，玉米淀粉是最有利于羅氏沼蝦生長(zhǎng)的糖源，但羅氏沼蝦的最適糖水平還未見(jiàn)報(bào)道。許多研究結(jié)果表明，飼料配方中糖類物質(zhì)含量在18%～20%適用于甲殼類動(dòng)物，如凡納濱對(duì)蝦（Litopenaeus vannamei）[19]、斑節(jié)對(duì)蝦（Penaeus monodon Fabricius）[20]、擬穴青蟹（Scylla serrata）[21]和中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis）[22]。因此，本試驗(yàn)以玉米淀粉為糖源，設(shè)計(jì)5%、10%、15%、20%和25%共5 個(gè)梯度去探究對(duì)羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能、飼料利用及糖代謝的影響。

適當(dāng)增加飼料配方中糖類物質(zhì)的比例，有利于羅氏沼蝦的生長(zhǎng)，但過(guò)量的糖類物質(zhì)也會(huì)抑制生長(zhǎng)[2-3，10-11]。在本研究中，羅氏沼蝦終重、增重率和特定生長(zhǎng)率都呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。基于增重率與飼料玉米淀粉水平的折線和二階多項(xiàng)式回歸分析，羅氏沼蝦實(shí)際的最適玉米淀粉水平為14.75%～15.79%。根據(jù)無(wú)氮浸出物計(jì)算可知，羅氏沼蝦最適的糖類物質(zhì)水平為17.82%～18.86%。大量的研究表明，蛋白質(zhì)和脂肪水平的變化均會(huì)導(dǎo)致飼料系數(shù)顯著變化[17，23]，這說(shuō)明氨基酸和脂肪酸變化會(huì)強(qiáng)烈引起水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)飼料的采食差異，糖類物質(zhì)并沒(méi)有誘食方面的優(yōu)勢(shì)[22，24]。但本研究中，飼料系數(shù)隨著糖水平的增加而降低，這可能是因?yàn)榈吞撬降娘暳峡偰艿陀诟咛秋暳?，羅氏沼蝦需要通過(guò)攝入更多的飼料來(lái)獲取充足的能量。

3.2 飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦血淋巴葡萄糖含量及糖代謝酶活性的影響

在本研究中，隨著飼料中玉米淀粉水平逐漸增加，葡萄糖含量顯著增加。攝入糖類物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致血淋巴葡萄糖升高，這與很多研究結(jié)果相同[20，24-25]。隨著糖類物質(zhì)的攝入，葡萄糖含量升高，為了保持血糖平衡，抑制葡萄糖升高的相關(guān)激素必然也會(huì)升高，反之，促進(jìn)葡萄糖上升的激素則會(huì)被抑制。胰島素對(duì)魚(yú)類代謝的影響已被廣泛綜述[26-27]。在甲殼動(dòng)物中并不存在胰島素，但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)存在一種類似胰島素功能的多肽分子，稱之為胰島素樣肽（ILP）[28-29]。在中華絨螯蟹的試驗(yàn)中證明了ILP 具有降血糖功能，其主要表達(dá)于肝胰腺、眼柄、胸腹神經(jīng)團(tuán)等內(nèi)分泌器官內(nèi)[30]。因此，在本研究中，ILP 的含量也是呈逐漸升高趨勢(shì)。而甲殼類高血糖激素（CHH）的含量則呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，與生長(zhǎng)趨勢(shì)一致。CHH 是唯一已知的血淋巴葡萄糖調(diào)節(jié)激素，I 型CHH 具有增加血淋巴葡萄糖的功能[31]。但除I 型CHH 外，CHH 家族也能協(xié)助蛻殼，并參與蛻殼后的生長(zhǎng)[32]。因此，本研究中，CHH 的含量與生長(zhǎng)性能呈現(xiàn)一致的趨勢(shì)也是合理的。

伴隨著血糖水平的改變，葡萄糖代謝也出現(xiàn)相應(yīng)的波動(dòng)，表明葡萄糖是各種刺激過(guò)程中重要的底物[33]。糖酵解和糖異生是葡萄糖代謝的重要途徑。GK、PFK 和PK 都可以限制糖酵解途徑，影響葡萄糖分解獲取能量。為了調(diào)控葡萄糖穩(wěn)態(tài)，在本研究中，糖酵解相關(guān)酶PK 和GK 的活性也呈增強(qiáng)趨勢(shì)。GK 對(duì)葡萄糖有高度專一性，葡萄糖含量的上升可以誘導(dǎo)GK 酶活性的提高。同時(shí)，在葡萄糖轉(zhuǎn)化成丙酮酸的過(guò)程中，PK 活性也顯著增強(qiáng)。糖異生途徑是合成葡萄糖的過(guò)程，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）可以限制葡萄糖的合成。因此，在本研究中，PEPCK 活性隨糖類物質(zhì)含量上升而下降。

3.3 飼料玉米淀粉水平對(duì)羅氏沼蝦肝胰腺糖原及ATP含量的影響

組織中的糖原是由血清或血淋巴中的葡萄糖合成的。在本研究中，葡萄糖含量增加，糖原含量也顯著增加。和許多研究結(jié)果一致，過(guò)量的葡萄糖可以合成更多的糖原，當(dāng)機(jī)體提供能量時(shí)，首先消耗糖原[2，34]。然而，過(guò)量的糖原積累可導(dǎo)致脂質(zhì)沉積和組織損傷，從而影響水產(chǎn)動(dòng)物的健康和生長(zhǎng)[7，11]，因此，投喂25%玉米淀粉水平組的羅氏沼蝦生長(zhǎng)性能最差，但糖原積累最多。

內(nèi)源性和外源性因素會(huì)改變機(jī)體能量需求和供應(yīng)的平衡，為了應(yīng)對(duì)平衡的變化并維持能量穩(wěn)定，機(jī)體會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體的代謝狀態(tài)以調(diào)節(jié)ATP的產(chǎn)生[35]。在本研究中，ATP 含量先增加后降低，與生長(zhǎng)趨勢(shì)一致。ATP 直接為機(jī)體生長(zhǎng)及生理活動(dòng)提供能量，羅氏沼蝦的快速生長(zhǎng)離不開(kāi)能量的供應(yīng)，因此，羅氏沼蝦機(jī)體內(nèi)ATP 的儲(chǔ)存量與生長(zhǎng)性能成正比。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，適量添加玉米淀粉可以提高羅氏沼蝦的生長(zhǎng)性能?；谠鲋芈逝c飼料玉米淀粉水平的折線和二階多項(xiàng)式回歸分析，羅氏沼蝦實(shí)際的最適玉米淀粉水平為14.75%～15.79%。根據(jù)無(wú)氮浸出物計(jì)算可知，羅氏沼蝦最適的糖類物質(zhì)水平為17.82%～18.86%，與其他的甲殼動(dòng)物最適糖水平的研究結(jié)果相差不大。同時(shí)，隨著糖類物質(zhì)添加水平的增加，糖原含量增加，胰島素樣肽含量降低。糖酵解酶活性增強(qiáng)，糖異生酶活性降低。