陈东星,王立改,,楼宝,,詹炜,陈睿毅,刘峰,
(1.浙江海洋大学海洋与渔业研究所,浙江舟山316022;2.浙江省海洋水产研究所,浙江省海水增养殖重点实验室,浙江舟山316021)
饲料中维生素C添加量对黄姑鱼体组成成分和组织中抗氧化酶活力的影响
陈东星1,王立改1,2,楼宝1,2,詹炜2,陈睿毅2,刘峰1,2
(1.浙江海洋大学海洋与渔业研究所,浙江舟山316022;2.浙江省海洋水产研究所,浙江省海水增养殖重点实验室,浙江舟山316021)
以鱼粉、豆粕、玉米蛋白粉为蛋白源,鱼油、豆油、大豆卵磷脂为脂肪源,配制成6种维生素C水平分别为2.1、45.3、89.6、132.4、178.6和547.1 mg/kg的等氮等能的试验饲料,对初始体重为(33.26±0.05)g的黄姑鱼进行为期9周的养殖试验。结果显示:饲喂132.4和547.1 mg/kg组的黄姑鱼全鱼和肌肉脂肪含量显著高于对照组(2.1 mg/kg);肝脏中T-SOD和CAT活力在547.1 mg/kg组最高;血清中T-SOD随VC添加水平的升高而波动下降,但GSH-PX随VC添加水平的升高而升高;饲料中添加89.6 mg/kg以上VC能使肝脏和血清中的MDA处于较低水平。综合得出,饲料中添加132.4 mg/kg的VC能满足黄姑鱼基本需求,但VC添加量提高到547.1 mg/kg时,能获得更好的抗氧化性能。
黄姑鱼;维生素C;抗氧化;体组成成分
维生素C(VC)又名抗坏血酸(Ascorbic Acid),是一种重要的抗氧化维生素,在动物体内以氧化或还原型形式存在,它既可以作为氢受体,也可以作为氢供体,为羟基和超氧化物自由基等提供电子,从而终止自由基(ROS)活性,减轻自由基对机体氧化损伤[1]。
自由基(Reactive oxygen species,ROS)是动物体新陈代谢的产物,通常情况下机体自由基产生和抗氧化过程处于动态平衡,而受到环境胁迫后机体自由基会迅速增多,过多的自由基会抑制抗氧化酶的活性,导致蛋白质、脂质被氧化,从而造成机体细胞氧化损伤[2-3]。
VC是动物必须的营养素,但大部分鱼类自身不能合成VC或合成能力有限,这就需要食物中添加获得[4],VC除了抗氧化作用以外,还在鱼类促进生长发育、抗应激、增强免疫等方面具有重要作用[5]。
黄姑鱼Nibea albiflora属于石首鱼科,黄姑鱼属,俗称黄婆鸡,是一种温水性近海中下层鱼类,广泛分布于中国沿海、朝鲜及日本南部海域[6-7]。其肉味鲜美,是东海主要经济鱼类之一,近年来由于过度捕捞、环境问题等原因自然资源明显减少,人工养殖黄姑鱼日益受到重视[8],目前在浙江、福建已经开展了黄姑鱼的人工育苗和养殖,并取得了较好的经济效益[9-10]。然而,目前黄姑鱼的养殖主要依靠小杂鱼和其他鱼饲料,有关黄姑鱼的营养需求及饲料开发尚处于起步阶段,鲁琼等[11]和WANG等[12]已对黄姑鱼蛋白质需求和脂肪需求进行了相关研究,而维生素方面的相关研究尚未见报道。鉴于此,本文将通过体成分分析和组织中过氧化氢酶(CAT)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)三种抗氧化酶和丙二醛(MDA)的含量综合分析探讨VC对黄姑鱼幼鱼体成分和抗氧化性能的影响,为黄姑鱼幼鱼配合饲料研发提供理论依据。
1.1 试验饲料
以鱼粉、豆粕和玉米蛋白粉为蛋白源,以鱼油、豆油和大豆卵磷脂为脂肪源配置基础饲料,在此基础上分别添加0、50、100、150、200、和600 mg/kg的VC,制成6种等氮等能的试验饲料(实验梯度的设置参考了日本黄姑鱼、大黄鱼等海水鱼类的维生素C需求量)。6组饲料中VC实测值分别为:2.1、45.3、89.6、132.4、178.6和547.1 mg/kg,分别记为VC1~VC6。试验饲料营养水平见表1。饲料的制作过程包括过筛、称重、混合、搅拌、挤条、制粒,制成直径2 mm和4 mm颗粒料。经过90℃烘箱熟化30 min,阴凉处风干,自封袋封装后放于-20℃冰箱保存待用。
1.2 试验鱼及养殖管理
试验鱼为浙江省海洋水产研究所西轩岛试验场培育的苗种,养殖试验位于西轩岛中挪海水鱼营养与饲料联合实验室,选取规格均匀、健康、活力好初始体重为(33.26±0.45)g的幼鱼360尾,随机分为6组,每组3个重复,分别饲养于300 L塑料桶中,采用流水养殖方式,每天分别在07:00和15:00各投饲料1次,养殖试验期为9周。养殖期间水温(26±2)℃,pH为7.0~8.0,盐度38~29,溶解氧>5.5 mg/L,氨氮浓度<0.05 mg/L。
1.3 样品采集
饲养试验结束,停食1 d后,每桶随机取4~6尾鱼置于冰袋上尾静脉抽血并取其肝脏,血置于2 mL离心管4 000 r/min离心10 min,取血清于2 mL离心管置于液氮罐保存;肝脏放置于2 ml离心管液氮罐保存,肝脏和血清备测抗氧化酶活力;再取其背部肌肉置-20℃冰箱,每桶取3~4尾鱼做全鱼置-20℃冰箱保存,全鱼和背部肌肉备测常规体成分。
表1 基础饲料组成及营养水平(干物质基础)Tab.1Composition and nutrient levels of experimental diets(DM basis)%
1.4 样品分析与数据处理
试验饲料、全鱼和肌肉中的常规营养成分采用AOAC法(1995)测定,其中采用105℃烘箱烘干法测定样品水分,采用凯氏定氮法(BUCHI,KjeIFIex K-360,瑞士)测定粗蛋白,采用索氏抽提仪(FOSS SoxtecTM 2055,瑞典)测定粗脂肪,采用马弗炉550℃灼烧法测定粗灰分。
肝脏和血清中的相关酶活(CAT、T-SOD、GSH-PX)以及MDA的含量均采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定,其中蛋白定量采用考马斯亮蓝法测定,CAT采用紫外比色法,T-SOD用羟胺法,MDA用BAT法。
1.5 数据处理与分析
数据处理采用SPSS 19.0软件进行单因素(ANOVA)方差分析,Duncan’s多重检验,P<0.05即认为差异显著,数据用均值±标准误表示。
2.1 饲料中维生素C对黄姑鱼体组成成分的影响
统计分析结果显示饲料中不同维生素C水平对黄姑鱼全鱼和肌肉中的水分、粗蛋白、粗灰分均无显著性影响(P>0.05),但对全鱼和肌肉中的粗脂肪影响均显著(P<0.05),全鱼和肌肉中的粗脂肪在VC4和VC6组最高,全鱼粗脂肪VC4和VC6组显著高于VC1、VC2和VC3组,肌肉粗脂肪VC4和VC6组显著高于对照组VC1组。
表2 添加不同水平的维生素C在黄姑鱼幼鱼全鱼和肌肉中的体成分Tab.2Proximate composition in whole body and muscle of juvenile N.albiflora fed different levels of vitamin C diets
2.2 饲料中不同维生素C水平对黄姑鱼组织中抗氧化能力的影响
2.2.1 对肝脏和血清中抗氧化酶活力的影响
由表3可知,肝脏中的T-SOD活力VC6组最高且与VC5组有显著性差异,其他各组差异不显著(P> 0.05),CAT活力有随VC水平的增加而逐渐升高的趋势,且VC6组显著高于对照组,其他各组间差异不显著(P>0.05),GSH-PX活力有先下降后升高的趋势,但差异性不显著(P>0.05)。
血清中T-SOD活力有波动式下降的趋势,VC2组显著高于VC6组,但其他各组差异不显著(P> 0.05),CAT活力有先下降后升高的趋势,但各组间差异性不显著(P>0.05),GSH-PX有逐渐升高的趋势,且VC6和VC5组均显著高于对照组,但其他组间差异不显著(P>0.05)。
2.2.2 对肝脏和血清中丙二醛含量的影响
肝脏中的丙二醛有随饲料中VC添加水平的增加逐渐下降的趋势,但各组间差异性不显著(P>0.05),血清中的丙二醛随VC添加水平的提高而逐渐降低,饲喂VC3~VC6饲料组的黄姑鱼血清中MDA含量显著低于VC1~VC2组(P<0.05)。
表3 饲料中添加不同水平的维生素C对黄姑鱼幼鱼肝脏和血清中总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和丙二醛(MDA)的影响(均值±标准误)Tab.3 Effects of dietary vitamin C levels on total superoxide dismutase(T-SOD),catalase(CAT), glutathione peroxidase(GSH-PX)activities and malonaldehyde(MDA)contents in hepatic and serum of juvenile N.albiflora(Means±S.E.)
相关研究表明,饲料中添加不同水平的维生素C对鱼体全鱼中粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和水分含量没有显著性影响[13-15],对肌肉中粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量也没有显著影响[16]。然而本试验结果显示,不同的VC水平对黄姑鱼全鱼和肌肉粗脂肪影响显著这与上述研究结果不同,本试验中,全鱼和肌肉粗脂肪在132.4和547.1 mg/kg组显著高于对照组,推测可能是由于一定水平的维生素C提高了鱼体抗氧化能力,减少了脂质过氧化程度,进而一定程度上增加了脂肪沉积量,这与本研究中132.4和547.1 mg/kg组肝脏的总抗氧化酶活力较高相吻合。另外,对猪和人体的相关研究显示VC还能促进脂肪细胞增殖和分化,从而促进细胞合成脂肪[17-18],这进一步说明一定水平的VC有利于鱼体脂肪的沉积。
维生素C是一种天然的抗氧化剂,其具有非常强的清除自由基的作用[19],T-SOD、CAT、GSH-PX是三种主要的抗氧化酶,其中SOD酶首先作用于活性氧自由基[20],它能催化超氧阴离子自由基(O2-)转化为H2O2和O2[21],而产生的H2O2可以在CAT的催化作用下生成H2O和O2[2],GSH-PX也能催化还原型谷胱甘肽(GSH)与H2O2还原反应,从而达到去除H2O2,保护细胞膜结构和功能完整的作用[22],多数动物体内产生的H2O2主要由CAT和GSH-PX消除[23]。
本实验中,虽然肝脏中VC5组的T-SOD活力显著低于VC6组,但总体上132.4 mg/kg及以上的VC水平显著提高了肝脏中的T-SOD活力,这与WAN等[24]对团头鲂Megalobrama amblycephala的研究结果类似。血清中T-SOD活力随VC添加量增高呈波动下降的趋势,这与谢一荣等[27]、万金娟等[20]的研究结果不同,这可能是由于较低VC水平试验组黄姑鱼机体内自由基过多,需要机体动员体内的SOD酶,从而造成该酶在低水平VC添加组的黄姑鱼血清中较高,而随着VC添加水平的提高,机体抗氧化能力总体增强,故其血清中T-SOD活力有下降趋势。肝脏中的CAT活力随VC添加水平的提高而呈现升高的趋势,且差异显著,这与CHEN等[25]和袁瑞敏[26]对大口黑鲈Micropterus salmoides的研究结果一致,说明在一定范围内,饲料中VC添加量升高可提高鱼体肝脏的抗氧化能力,至于肝脏中GSH-PX随VC添加水平的增加先下降后升高,可能是由于CAT酶的协同作用所致。血清中的GSH-PX有随VC浓度提高而活力上升的趋势,说明其清除H2O2的能力逐渐增强,而血清CAT活力相应地也出现了先下降后升高的趋势,这与肝脏中的情况类似,结合肝脏中CAT和GSH-PX酶活力变化情况,推测黄姑鱼肝脏中的H2O2可能率先由CAT酶清除,GSH-PX辅助,而血清中的H2O2可能率先由GSH-PX酶清除,CAT辅助,但具体的作用机理尚需要进一步研究和考证。
在生物体内,自由基作用于脂质产生的氧化产物就是MDA,MDA的水平可以直接反应生物膜受氧化损伤的程度,间接反映自由基对机体的损伤程度[28-29]。彭士明等[30]对银鲳Pampus argenteus的研究结果表明随着饲料中VC添加量的增加,肝脏和肌肉中MDA水平呈明显下降趋势,这与本试验结果类似。本试验血清中的MDA含量也有随VC水平增加而明显下降的趋势,这与郭春阳[31]对黄颡鱼Pelieobagrus fulvidraco和何蓝波对黄鳝Monopterus albus的研究结果一致。本试验中肝脏和血清中MDA含量在VC添加水平≥89.6 mg/kg后下降缓慢,这表明饲料中添加89.6 mg/kg及以上水平的维生素C能显著降低黄姑鱼机体脂质过氧化程度,减轻氧化损伤。
在本实验条件下,饲料中添加89.6 mg/kg以上VC能使黄姑鱼肝脏和血清中的MDA处于较低水平,但添加547.1 mg/kg的VC时鱼体抗氧化性能最强。饲料中添加132.4 mg/kg以上VC有利于保护鱼体脂肪水平。综合得出,满足黄姑鱼幼鱼基本需求的VC添加量为132.4 mg/kg,但要获得更好的抗氧化性能,其VC添加量得达到547.1 mg/kg。
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Effect of Dietary Vitamin C on Body Composition and Antioxidase Activity in Tissues of Yellow Drum Nibea albiflora
CHEN Dong-xing1,WANG Li-gai1,2,LOU Bao1,2,et al
(1.Marine and Fishery Research Institute of Zhejiang Ocean University,Zhoushan316022;2.Zhejiang Marine Fisheries Research Institute,Zhejiang Key lab of Mariculture&Enhancement,Zhoushan316021,China)
A 9-week feeding trial was conducted to determine the effect of dietary vitamin C on body composition and tissue antioxidant enzyme activities(initial weight 33.26±0.05 g).Six practical diets were formulated containing vitamin C 2.1,45.3,89.6,132.4,178.6,and 547.1 mg/kg diet supplied as L-ascorbyl-2-monophosphate.The results showed that the contents of whole body and muscle crude lipid in the fish fed 132.4 and 547.1 mg/kg diets were significantly higher than those in the control group(2.1 mg/kg).The activities of T-SOD and CAT in the liver were the highest in the fish fed 547.1 mg/kg diet.The activity of TSOD in serum decreased with the increase of vitamin C level,but the serum GSH-PX activity was positively correlated with dietary vitamin C.Fish fed 89.6 to 547.1 mg/kg diet had lower MDA contents in the liver andse rum.It was concluded that the vitamin C addition of 132.4 mg/kg in the feed could meet the basic requirements of the yellow drum Nibea albiflora,but the better antioxidant performance was obtained when the vitamin C addition was increased to 547.1 mg/kg.
Nibea albiflora;vitamin C;antioxidant enzymes;body composition
S963.71
A
1008-830X(2016)06-0472-06
2016-09-10
浙江省科技厅协同创新项目(2016F50038);舟山市科技局项目(2015C31010);浙江海洋大学博士启动金项目(2014Q1434)
陈东星(1991-),男,甘肃兰州人,硕士研究生,研究方向:安全养殖技术.E-mail:cdx1118@yeah.net
楼宝(1969-),男,浙江义乌人,教授,研究方向:海水鱼类繁殖及遗传育种.E-mail:loubao6577@163.com