飼料中添加蠶沙對草魚生長性能、肝腸組織形態(tài)和肌肉品質(zhì)的影響

■ 周東來 符 兵 鐘文豪，3 李仕培 田麗霞 吳雪陽 邢東旭 鄺哲師*

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州 510610；2.廣州市誠一水產(chǎn)科技有限公司，廣東廣州 511488；3.廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江 524088）

草魚（Ctenopharyngodon idella）是我國廣泛養(yǎng)殖的淡水品種之一，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，可以為人體提供易于消化吸收的動物蛋白和必需脂肪酸[1]。2022年全國草魚產(chǎn)量達590.48萬噸，較上年同比增長2.60%，約占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的17.9%[2]。目前也存在一些亟需解決的產(chǎn)業(yè)問題。一方面，養(yǎng)殖產(chǎn)量的增加導致飼料需求的增加，進而使全球飼料原料資源變得緊缺且價格飛漲。在如此的挑戰(zhàn)之下，尋找新的飼料原料替代品已經(jīng)成為當前的研究熱點。另一方面，高度集約化的養(yǎng)殖模式會導致生長性能、肝腸健康以及魚肉品質(zhì)的降低[3-5]，亟需尋找具備多重功效的飼料產(chǎn)品來改善現(xiàn)狀。

蠶沙又名原蠶沙、馬鳴肝，是養(yǎng)蠶過程中家蠶取食桑葉后的排泄物以及殘留桑葉等的統(tǒng)稱。作為養(yǎng)蠶的副產(chǎn)物，蠶沙含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、黃酮、維生素、無機鹽等營養(yǎng)素，具有高蛋白、易收集、低成本、相對飼料價值高等特點，是一種理論上的新型非糧飼料原料，并且傳統(tǒng)?；~塘模式中蠶沙被廣泛用于魚類養(yǎng)殖，因此，蠶沙在飼料化利用上有較大的潛力[6-7]。目前蠶沙主要用于土壤改良[8-10]，在綿羊[11]、黑山羊[12]、仔鵝[13]和新西蘭兔[14]等畜禽上的應用也有相關報道。在水產(chǎn)動物中，添加5%和10%的蠶沙會顯著提升異育銀鯽（Carassiusauratus gibelio）的生長性能[15]。吳倉倉等[16]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加低于10%的發(fā)酵蠶沙不會對草魚的生長造成負面影響，并能提高血清中補體C3和溶菌酶活性，提高其機體的非特異性免疫水平。而目前關于蠶沙對草魚組織形態(tài)及肌肉品質(zhì)的影響尚未見報道。因此，試驗旨在探討飼料中添加蠶沙對草魚生長性能、肝腸組織形態(tài)和肌肉品質(zhì)的影響，以期為蠶沙的飼料化利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

根據(jù)草魚營養(yǎng)需求，以豆粕和菜粕為主要蛋白源，以豆油為主要脂肪源，以小麥為主要糖源，配置草魚基礎飼料。由于蠶沙與全脂米糠營養(yǎng)比較接近，因此，用10%的蠶沙替代基礎飼料中的全脂米糠，并用小麥、豆油和膨潤土進行調(diào)平，配置成2 種等氮等脂飼料，試驗飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。蠶沙購于山西省蠶業(yè)科學研究院，蠶沙干爽無腐敗，其營養(yǎng)成分及活性成分如下：粗蛋白14.1%，粗脂肪4.6%，粗纖維12.6%，灰分12.4%，多糖11.1%，多酚0.34%。

表1 試驗飼料組成及營養(yǎng)水平（%）

1.2 試驗設計及飼養(yǎng)管理

在池塘暫養(yǎng)1 周后，選取初始體重為（932.34±36.90） g 的草魚300 尾，隨機分為2 組，每組3 個重復，每個重復50 尾。養(yǎng)殖試驗在廣州市誠一水產(chǎn)科技有限公司中試區(qū)池塘網(wǎng)箱中進行，網(wǎng)箱規(guī)格為2.0 m×2.0 m×2.0 m。采用表觀飽食投喂方式，每天投喂2 次（08：30 和17：00），每天記錄飼料投喂量、試驗魚死亡情況及水質(zhì)情況，試驗期93 d。養(yǎng)殖期間，采用自然光照，24 h供氧，水體中亞硝酸鹽＜0.01 mg/L，溶氧量＞6.0 mg/L，氨氮＜0.05 mg/L，溫度26～31 ℃。

1.3 樣品采集及指標測定

養(yǎng)殖試驗結(jié)束后，禁食24 h，統(tǒng)計每個網(wǎng)箱中試驗魚的數(shù)量和總重量，計算終末均重、增重率、特定生長率和成活率。根據(jù)采食量，計算飼料系數(shù)。每個重復隨機取6 尾草魚測定體長與體重，計算肥滿度，分離內(nèi)臟團和肝臟并稱重，計算臟體比和肝體比。每個重復隨機取3 尾魚的中腸、肝臟和背肌，用4%多聚甲醛溶液固定，用于腸道、肝臟和肌肉組織結(jié)構(gòu)分析。每個重復取3 尾魚的背肌，用于常規(guī)營養(yǎng)成分、脂肪酸、肌苷酸和氨基酸含量測定。另取3 尾魚的背肌，用于肌肉質(zhì)構(gòu)特性的測定。

1.3.1 生長性能與形態(tài)學指標計算

增重率（WGR，%）=[終末體重（g）-初始體重（g）]/初始體重（g）×100

特定生長率（SGR，%/d）=[ln終末體重（g）-ln初始體重（g）]×100/試驗天數(shù)

成活率（SR，%）=成活尾數(shù)/總尾數(shù)×100

飼料系數(shù)（FCR）=攝食量（g）/[(終末體重（g）-初始體重（g）]

肥滿度（CF，%）=體重（g）/體長3（cm）×100

臟體比（VSI，%）=內(nèi)臟團重（g）/體重（g）×100

肝體比（HSI，%）=肝重（g）/體重（g）×100

1.3.2 肌肉營養(yǎng)成分測定

草魚背肌常規(guī)營養(yǎng)成分測定參照食品安全國家標準中的蛋白質(zhì)（GB 5009.5—2016）、水分（GB 5009.3—2016）、灰分（GB 5009.4—2016）、脂肪（GB 5009.6—2016）和氨基酸（GB 5009.124—2016）標準進行。

1.3.3 腸道、肝臟和肌肉組織切片觀察

腸道、肝臟和肌肉組織在4%多聚甲醛溶液中固定24 h后，進行脫水、透明、包埋，制片后染色。利用全景切片數(shù)字掃描儀（PANNORAMIC-1000, 3DHISTECH）對切片進行掃描拍照，用Caseviewer2.2（3DHISTECH）軟件截取切片組織照片，并進行組織參數(shù)分析。

1.3.4 肌肉質(zhì)構(gòu)特性測定

參照實驗室前期建立的方法[17]，進行肌肉質(zhì)構(gòu)特性的測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

統(tǒng)計學檢驗采用SPSS 26.0 軟件進行獨立樣本的t檢驗，P＜0.05 表示差異顯著，P＜0.01 表示差異極顯著，試驗結(jié)果用“平均值±標準差（mean±SD）”表示。

2 結(jié)果

2.1 飼料中添加蠶沙對草魚生長性能的影響

由表2 可知，飼料中添加10%的蠶沙會顯著提高草魚的飼料系數(shù)（P＜0.05），但對草魚的終末體重、增重率、特定生長率、成活率、肝體比、臟體比和肥滿度均無顯著影響（P＞0.05）。

表2 飼料中添加蠶沙對草魚生長性能的影響

2.2 飼料中添加蠶沙對草魚腸道和肝臟組織結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1 飼料中添加蠶沙對草魚腸道組織形態(tài)的影響

由圖1 可知，對照組草魚腸道黏膜組織清晰，結(jié)構(gòu)完整，排列有序，無混亂、脫落現(xiàn)象。添加10%蠶沙后，草魚腸道褶皺增多，腸絨毛數(shù)量增多，腸道黏膜組織清晰，結(jié)構(gòu)完整。進一步統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，添加10%蠶沙后，草魚腸絨毛高度顯著增加(P＜0.05)，但腸絨毛寬度和肌層厚度沒有顯著差異（P＞0.05），具體見表3。

圖1 草魚腸道組織切片（H.E.染色）

表3 飼料中添加蠶沙對草魚腸道絨毛高度、絨毛寬度和肌層厚度的影響（μm）

2.2.2 飼料中添加蠶沙對肝臟組織形態(tài)的影響

由圖2 可知，肝臟組織切片H.E.染色結(jié)果顯示，對照組和試驗組草魚肝臟細胞形態(tài)正常，細胞排列整齊，結(jié)構(gòu)完整，細胞間界線明顯、輪廓清晰，細胞核結(jié)構(gòu)清晰，無細胞空泡化和細胞核偏移現(xiàn)象。

圖2 草魚肝臟組織切片（H.E.染色）

2.3 飼料中添加蠶沙對草魚肌肉品質(zhì)的影響

2.3.1 添加蠶沙對肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分的影響

由表4 可知，飼料中添加10%的蠶沙會極顯著提高草魚肌肉蛋白質(zhì)含量（P＜0.01），顯著降低水分含量（P＜0.05），對肌肉脂肪和灰分含量無顯著影響（P＞0.05）。

表4 飼料中添加蠶沙對肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分的影響（%）

2.3.2 飼料中添加蠶沙對肌肉氨基酸含量的影響

由表5 可知，飼料中添加10%的蠶沙會顯著增加草魚肌肉中蛋氨酸、組氨酸、精氨酸、半必需氨基酸含量（P＜0.05）；極顯著增加天冬氨酸、谷氨酸、鮮味氨基酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、脯氨酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、總氨基酸和必需氨基酸/非必需氨基酸含量（P＜0.01）；對甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甜味氨基酸、必需氨基酸/總氨基酸和肌苷酸含量無顯著影響（P＞0.05）。

表5 飼料中添加蠶沙對肌肉氨基酸含量的影響（%）

2.3.3 飼料中添加蠶沙對肌肉組織形態(tài)的影響

由圖3 可知，對照組草魚肌纖維間隙較大，排列松散，而飼料中添加10%蠶沙后，草魚肌纖維間隙變小，排列緊密，而且肌纖維直徑變小，肌纖維密度變大。進一步統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加10%蠶沙后，能極顯著減小草魚的肌纖維直徑（P＜0.01），顯著增加肌纖維密度（P＜0.05），具體見表6。

圖3 草魚肌肉組織切片（H.E.染色）

表6 飼料中添加蠶沙對草魚肌纖維密度和直徑的影響

2.3.4 飼料中添加蠶沙對肌肉質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表7 可知，添加10%的蠶沙能顯著提高草魚肌肉的硬度（P＜0.05），極顯著提高草魚肌肉的內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性（P＜0.01），而對彈性、回復性和剪切力無顯著影響（P＞0.05）。

表7 飼料中添加蠶沙對背肌質(zhì)構(gòu)特性的影響

3 討論

3.1 蠶沙對草魚生長性能的影響

桑葉富含多糖、黃酮、生物堿等多種活性物質(zhì)，具有降血糖、抗病毒、抗氧化等多種功能[18]。目前，桑葉粉及其提取物（多糖、黃酮）在草魚、鱖魚（Siniperca chuatsi）和凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）上已有報道[19-22]，而蠶沙作為飼料原料在水產(chǎn)動物上的應用研究較少。周祖波等[15]發(fā)現(xiàn)，飼料中添加5%和10%的蠶沙會顯著增加異育銀鯽的增重率和特定生長率，顯著降低其餌料系數(shù)。梁玲云等[23]的研究結(jié)果表明，飼料中添加20%的蠶沙會顯著降低草魚的增重率。近期的研究發(fā)現(xiàn)[16]，發(fā)酵蠶沙添加量高于15%會顯著降低草魚的增重率，提高其飼料系數(shù)[16]。本試驗中，添加10%的蠶沙會顯著提高飼料系數(shù)，對增重率、和特定生長率均無顯著影響，這與上述研究結(jié)果存在差異。而最終得到的蠶沙最適添加水平的不同可能歸因于蠶沙在配制飼料前的處理方式不同，以及不同地域、不同齡期蠶沙中營養(yǎng)物質(zhì)的差異。研究證實[24]，適量的粗纖維能夠促進消化酶的分泌和腸道的蠕動，但粗纖維水平過高則會縮短腸道排空時間，導致食物的消化吸收不充分。而果膠的攝入可能會改變魚體腸道滲透壓，增加腸道內(nèi)水分含量，降低對食物的消化[25]。在蠶沙添加量相同的情況下，本研究中草魚的增重表現(xiàn)要弱于先前發(fā)酵蠶沙在草魚上的研究[16]，這可能是本試驗蠶沙中的單寧和植酸等抗營養(yǎng)因子含量較高造成的。

3.2 蠶沙對草魚肝腸組織形態(tài)的影響

魚類腸道黏膜不僅是消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)的重要場所，同時還是機體重要的防御屏障[26]。腸道結(jié)構(gòu)是否完整對動物消化能力有重要的影響，其中微絨毛結(jié)構(gòu)能有效增大腸道表面的吸收面積，且其中含有多種消化酶，能提高動物對飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用[27]。研究表明[28]，桑葉多糖能修復環(huán)磷酰胺（CTX）致免疫抑制小鼠腸道黏膜屏障的損傷?；鹇槿识嗵悄茱@著降低空腸隱窩深度，增加空腸絨毛長度和絨腺比[29]。本試驗中，蠶沙組腸道褶皺增多，絨毛高度增加。這可能歸因于桑葉多糖通過上調(diào)腸道緊密連接蛋白的表達，從而達到保護腸道屏障結(jié)構(gòu)的效果，并同時增加了空腸絨毛長度和絨腺比。

肝臟作為蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物代謝與儲存的主要場所，在維持代謝穩(wěn)態(tài)中起著重要作用[30]。其中也含有淋巴細胞、巨噬細胞等能夠產(chǎn)生補體以及免疫球蛋白的免疫物質(zhì)。當出現(xiàn)肝細胞空泡化、細胞核偏移及細胞溶解等現(xiàn)象，表明肝臟基本功能受損，進而會導致機體代謝紊亂并損害健康[31]。本試驗中，蠶沙組和對照組的肝臟細胞形態(tài)均正常，細胞排列整齊，結(jié)構(gòu)完整，細胞間界線明顯、輪廓清晰，細胞核結(jié)構(gòu)清晰，無細胞空泡化和細胞核偏移現(xiàn)象。說明添加10%的蠶沙對草魚腸道和肝臟的組織結(jié)構(gòu)均無明顯損傷。這可能是本試驗中蠶沙的添加量還未達到破壞組織結(jié)構(gòu)的閾值。

3.3 蠶沙對草魚肌肉品質(zhì)的影響

肌肉的常規(guī)營養(yǎng)成分是評價魚肉品質(zhì)的重要標準，水分含量與魚肉的機械強度呈負相關，脂肪含量與肉的嫩度、風味和多汁性密切相關[32]。在本研究中，蠶沙組草魚肌肉的水分和脂肪含量均低于對照組，這與蠶沙在新西蘭兔上的研究結(jié)果類似[14]。研究認為，肌肉中脂肪含量的降低會增加肌束之間的相互摩擦，降低肌肉嫩度，提高肌肉硬度[33-34]。而吳倉倉等[16]發(fā)現(xiàn)，草魚中的粗脂肪含量在飼喂蠶沙后雖無顯著變化，但蠶沙組脂肪含量均高于對照組，這可能歸因于發(fā)酵后的蠶沙中芽孢桿菌相對豐度的顯著降低。研究表明，芽孢桿菌能增強脂肪酸水解酶（如PPARα、ATGL、LPL）的活性并上調(diào)了其mRNA 的表達水平[35]，其豐度的降低說明發(fā)酵蠶沙可能會降低機體的脂質(zhì)代謝能力，從而導致組織內(nèi)脂肪的積蓄。

肌肉的風味與風味氨基酸的含量密切相關，而氨基酸的味道取決于其側(cè)鏈R 基團的疏水性。當氨基酸側(cè)鏈R 基團的疏水性或酸度較低時，表現(xiàn)出鮮味；而當疏水性較高時，則表現(xiàn)出苦味[36]。在本研究中，蠶沙組草魚肌肉中谷氨酸和天冬氨酸等鮮味氨基酸的含量均顯著高于對照組，這可能是蠶沙中的某些活性成分改變了氨基酸側(cè)鏈R 基團的結(jié)構(gòu)，提高了草魚肌肉的風味。必需氨基酸是一類人體自身不能合成的氨基酸，必須從食物中攝取，其含量的高低代表著食物的營養(yǎng)價值[37]。本試驗中，蠶沙組肌肉中必需氨基酸的含量顯著高于對照組，說明飼料中添加蠶沙能顯著提高草魚肌肉的營養(yǎng)價值。

在部分消費者眼中，口感（質(zhì)構(gòu)特性）比營養(yǎng)價值更具有吸引力[38]。質(zhì)構(gòu)特性主要包括硬度、彈性、回復性、膠著性、咀嚼性和內(nèi)聚性[39]。一般來說，魚肉的肉質(zhì)變硬、彈性增強，品嘗的口感會更好[40]。有研究表明，肌肉硬度的增加與粗脂肪含量的降低密切相關，與肌纖維密度的增加呈正相關，與肌纖維直徑呈負相關[41]。類似地，本試驗發(fā)現(xiàn)，蠶沙組背肌的肌纖維直徑顯著降低，肌纖維密度和肌肉硬度顯著增加，這可能和蠶沙中的活性物質(zhì)調(diào)控多種與肌肉發(fā)育相關蛋白的相互作用有關。咀嚼性由硬度、膠著性和彈性共同決定[42]。本研究表明，蠶沙組肌肉的咀嚼性極顯著高于對照組，而背肌的膠著性和硬度也有相同的變化趨勢。綜上所述，飼料中添加10%的蠶沙能明顯提高草魚的肌肉品質(zhì)。

4 結(jié)論

飼料中添加10%的蠶沙對草魚生長性能無顯著影響，不會損傷草魚的腸道和肝臟組織結(jié)構(gòu)，但會提高飼料系數(shù)，降低肌肉的水分含量，顯著提高肌肉的蛋白質(zhì)、鮮味氨基酸和必需氨基酸含量，改善草魚肌肉質(zhì)構(gòu)特性，提高草魚肌肉品質(zhì)。