■ 蔡 荣 胡 毅 孙育平 黄燕华 * 王国霞 陈 冰 易昌金
(1.湖南农业大学动物科学技术学院,湖南长沙410128;2.广东省农业科学院动物科学研究所,广东广州510640;3.广东省动物育种与营养公共实验室,广东广州510640;4.广东省畜禽育种与营养研究重点实验室,广东广州510640;5.水产高效健康生产湖南省协同创新中心,湖南常德415000)
花鲈(Lateolabrax japonicus)隶属鲈形目(Perci⁃formes),鮨科(Serranidae),花鲈属,为凶猛肉食性鱼类,其肉质鲜美细嫩,蛋白质含量丰富,深受消费者的喜爱。然而,集约化养殖过程中,花鲈易受到营养、环境和养殖模式等应激,导致花鲈生产性能下降,养殖效益受损,影响花鲈养殖者的积极性。因此,改善和提高花鲈生产性能的安全、高效的饲料添加剂的物质的研究和开发倍受人们关注。
小球藻是一种普生性的单细胞绿藻,富含多种生物活性成分,如蛋白质、多糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸、维生素、色素、矿物质等小球藻生长因子CGF(Chlorella growth factor),是一种极具开发潜力的安全、高效的饲料物质[1]。近年来,众多研究结果证实小球藻具有调节免疫、抗氧化、抗肿瘤、增强摄食、改善动物生长、提高养殖效益等多种生物功能。Yan等[2]研究发现,发酵的小球藻可改善肥育猪的生长性能,提高营养物质消化率,改善粪便微生物组成,降低粪便有害物质排放。Oh等[3]首次报道发酵的小球藻可提高鸭的生产性能及养殖品质。Bai等[4]在饲料中添加0.5%的小球藻粉,可改善许氏平鲉(Sebastes schlegeli)生长性能和饲料效率。在商业饲料中添加2%的小球藻粉,可改善牙鲆(Olive Flounder)幼鱼的生长性能,提高饲料效率[5]。当小球藻的添加比例为6%左右时,刺参的养殖效果最佳[6]。Rahimnejad等[7]研究发现在饲料中添加10%~15%的小球藻粉提高牙鲆(Olive Flounder)的抗氧化酶酶活和增强脂肪代谢。有研究者认为,小球藻促动物生长、提高生产性能,增加机体免疫力,降低饲料消耗的作用与其含有的生长因子CGF有关[8]。然而,以往大多研究报道主要集中于小球藻粉研究,有关小球藻提取物生长因子CGF作用效果研究报道较少。研究发现,小球藻水提物可提高小鼠抗李斯特菌(Listeria monocytogenes)能力[9]。但An等[10]比较研究发现在肉鸡饲料中加入小球藻和CGF,结果发现小球藻对肉鸡有明显的促生长作用,而CGF对生长没有显著作用。目前,有关小球藻醇提物作用效果的研究尚未见报道。因此,本试验采用生长饲养试验,在饲料中添加不同水平的小球藻醇提物,通过研究其对花鲈生长、体组成、血清生化指标及消化酶活性的影响,旨在为小球藻在水产动物饲料中的开发应用提供参考。
试验用小球藻醇提物(来自华南理工大学食品科学与工程学院)是利用乙醇萃取后所获得的深绿色膏状物质,主要CGF成分为:α-亚麻酸10.23%、亚油酸4.43%、十六碳一烯酸1.33%、十六碳二烯酸1.70%、十六碳三烯酸2.77%等不饱和脂肪酸脂肪酸共26.99%,叶绿素2.69%,总类胡萝卜素1.82%。以鱼粉、豆粕、花生粕、棉粕为主要蛋白源,豆油、鱼油及卵磷脂为主要脂肪源,制作基础饲料。在基础饲料中分别添加0、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%的小球藻醇提物,制作6组试验饲料(见表1)。
试验所用饲料原料均过60目筛网,按表1饲料配方准确称量各类原料,采用逐级扩大法混合均匀后,用SLX-80型双螺杆挤压机(华南理工大学科技实业总厂)制成2.0 mm条状饲料。在G-500型造粒机(华南理工大学科技实业总厂)中制成大小一致的颗粒饲料。阴干至水分7%~8%,过20目筛网后将其装入塑料自封袋中,于-20℃冰箱中保存备用。
表1 试验饲料配方及营养水平(风干基础)(%)
本试验所用花鲈为福建诏安县英港育苗场孵化的同一批幼鱼。饲养试验在广东省农业科学院动物科学研究所水产研究室室内循环水养殖系统中进行,进水速率为1.5 L/min。试验用养殖系统由直径80 cm、高70 cm的圆柱形玻璃纤维桶组成,实际水容量约为300 L。试验开始前将花鲈在室外水泥池中暂养,期间投喂商品饲料(40%蛋白、10%脂肪),每天投喂2次(08:30和18:30)。试验正式开始前,花鲈幼鱼禁食24 h后,选取初始体均重为(35.06±0.06)g的花鲈幼鱼480尾,随机分为6组,每组4个重复,每个重复20尾鱼,分别投喂添加小球藻醇提物的6种试验饲料。投喂量为体重的4%~6%,分别于每天08:30和18:30各投喂1次,试验为期42 d。养殖系统采用循环砂滤自来水。试验期间,定时换水,定期测定水质。养殖期间水温20~28 ℃,氨氮<0.20 mg/l,亚硝酸盐<0.01 mg/l,溶氧>6.0 mg/l,pH值7.4~7.9。
饲养试验结束后禁食24 h,称终末体重,统计鱼体存活尾数。每个重复随机选取7尾鱼,称重,测量体长后,用1 ml无菌注射器于尾静脉抽血,静置4 h后离心制备血清,置于-80℃保存,用于血清生化指标测定。解剖,剥离内脏团,并分离肝脏及肠道后称重,将其保存于-80℃用于消化酶活测定。每个重复再另取3尾鱼,称重后于65℃烘干后用于鱼体组成分析。
1.4.1 生长性能指标
成活率(Survival,SR,%)=100×终末尾数/初始尾数;
特定生长率(Specific growth rate,SGR,%/d)=100×(ln终末体重-ln初始体重)/饲养天数;
饲料系数(Feed coefficient,FC)=投饲总量/(终末体重-初始体重);
蛋白质效率(Protein efficiency ratio,PER,%)=100×(终末体重-初始体重)/(饲料摄入量×饲料粗蛋白含量);
肥满度(Condition factor,CF,100 g/cm3)=100×体重/体长3;
肝体比(Hepatosomatic index,HSI,%)=100×肝脏重/体重;
脏体比(Viscerosomatic index,VSI,%)=100×内脏重/体重。
1.4.2 营养与鱼体组成
粗蛋白质含量(N×6.25)采用凯氏定氮法(GB/T 6432—1994)测定;粗脂肪含量采用乙醚抽提的方法(GB/T 6433—1994)测定;粗灰分含量采用550℃灼烧至恒重的方法(GB/T 6438—1992)进行测定;水分含量采用105℃烘箱烘干至恒重的方法测定(GB/T 6435—1986)。每个样品重复测定3次。
1.4.3 血清生化指标
试验鱼血清总蛋白(Total protein,TP)、球蛋白(Globulin,GLO)、尿素氮(Urea nitrogen,UN)、胆固醇(Cholesterol,CHOL)、甘油三酯(Triglycerides,TG)、高密度脂蛋白(High density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein,LDL)、血糖(Glucose,GLU)委托广州市金域医学检验中心检测;谷丙转氨酶(Alanine transaminase,ALT)及谷草转氨酶(Aspa⁃tate transaminase,AST)采用南京建成生物研究所的试剂盒测定。
1.4.4 消化酶活
试验花鲈肠道、肝脏的蛋白酶(Protease)、淀粉酶(Amylase)及脂肪酶(Lipase)活性采用南京建成生物研究所的试剂盒测定。
试验数据用“平均值±标准误(mean±SE)”表示,采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),利用Ducan's法多重比较进行组间显著差异分析,差异显著性水平为P<0.05。
表2 小球藻醇提取物对花鲈生长的影响
由表2可知,饲料中添加小球藻醇提物对花鲈成活率没有显著影响,各试验组成活率(SR)均高于98%,其中添加量为0.1%和1.0%时SR为100%。与对照组相比,饲料中添加小球藻醇提物后特定生长率(SGR)及蛋白质效率(PER)有提高趋势,而饲料系数(FC)有降低趋势,但未形成显著性差异(P>0.05),其中小球藻醇提取物添加量为1.0%时SGR最大,FC最低(P>0.05)。
表3 小球藻醇提取物对花鲈体组成的影响(湿重基础)(%)
由表3可知,饲料中添加小球藻醇提物后鱼体粗蛋白质和粗脂肪含量均有提高趋势,但差异不显著(P>0.05);体水分含量呈降低趋势 ,在添加量为1.5%时显著低于对照组(P<0.05)。
表4 小球藻醇提物对花鲈血清生化指标的影响
由表4可知,与对照组相比较,饲料中添加小球藻醇提物,花鲈血清总蛋白(TP)、尿素氮(UN)、胆固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)含量有降低趋势,但差异不显著(P>0.05);血清球蛋白(GLO)、高密度脂蛋白(HDL)含量无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,添加小球藻醇提物饲料组中花鲈血清中血糖(GLU)含量有提高趋势,但差异不明显(P>0.05)。小球藻醇提物添加量为0.3%时,AST含量显著高于对照组(P<0.05)。
表5 小球藻醇提物对花鲈消化酶酶活的影响
由表5可知,与对照组相比较,饲料中添加小球藻醇提物,花鲈肠道淀粉酶酶活显著降低(P<0.05);肠道蛋白酶活有降低趋势,除0.3%组外,显著低于对照组(P<0.05)。肠脂肪酶酶活呈先升高后降低的趋势,与对照组相比无显著差异(P>0.05)。
与对照组相比较,饲料中添加小球藻醇提取物,肝脏蛋白酶酶活有提高趋势(P>0.05),肝脂肪酶酶活无明显变化;肝淀粉酶活有先降低后提高的趋势,1.0%添加组显著高于对照组和其它各试验组(P<0.05)。
小球藻是一类单细胞藻类,含有丰富的水产动物生长所需营养元素[1]。以往研究结果表明,在饲料中添加小球藻粉可提高畜禽、水产动物营养物质利用率,改善生长性能。Yan等[2]在仔猪饲料中加入发酵小球藻对其有促进生长作用。An等[11]及Kang等[12]也证明了肉鸡饲料中加入小球藻可显著提高肉鸡增重率。石西等[13]研究发现用小球藻藻粉替代饲料中的鱼粉后可提高鲫鱼的增重率,降低饲料系数。Badwy等[14]在尼罗罗非鱼也得到相似结果。Zheng等[15]在鲤鱼饲料中添加0%~2%的小球藻藻粉,研究发现特定生长率与添加水平成正比。Bai等[4]在许氏平鲉饲料中添加小球藻藻粉0.5%时,发现特定生长率、蛋白质效率明显提高。本研究结果表明,饲料中添加小球藻醇提物后,花鲈的特定生长率、蛋白质效率有提高的趋势,饲料系数有降低的趋势,与以往有关小球藻对动物生长性能作用效果的研究结果相似。表明小球藻醇提物中应含有小球藻中主要促生长物质。
在饲料中添加小球藻藻粉可对养殖动物体组成产生影响。Kim等[5]和Koo等[16]研究发现,在饲料中添加小球藻藻粉可提高牙鲆体粗蛋白含量,而体粗脂肪含量降低。本试验结果发现,添加小球藻醇提物后,花鲈鱼体粗蛋白质含量提高,与以上研究结果一致。但本试验中,添加小球藻醇提物后,花鲈体粗脂肪含量升高,与以上研究结果相反。这可能主要与小球藻醇提物与小球藻粉的成分差异有关。有研究认为,饲料中添加不饱和脂肪酸影响鱼体脂肪含量。徐后国[17]在鲈鱼(Lateolabrax japonicas)饲料添加亚麻酸后发现,鱼体脂肪沉积增加。本试验结果表明,饲料中添加小球藻醇提物后花鲈鱼体脂肪含量提高主要是其中富含的大量不饱和脂肪酸的作用。
鱼类的血清生化指标在一定程度上反映其生理机能的健康状态[18]。有研究报道,小球藻具有降低动物血糖的效果。Jeong等[19]用含3%和5%的小球藻藻粉的颗粒饲料饲喂大鼠后发现,大鼠血糖含量降低。在饲料中添加小球藻藻粉后,许氏平鲉血糖含量下降[4]。而Kim等[5]和 Koo等[16]研究结果表明,当在饲料中添加1%小球藻藻粉时,牙鲆血糖含量高于对照组,但当小球藻粉的添加量为2%和4%时,血糖含量比对照组要低。本研究试验结果显示,与对照组相比,添加小球藻醇提物花鲈血糖含量升高,与Kim等[5]和Koo等[16]的结果相似。小球藻醇提物及小球藻粉对动物血糖水平的影响差异,可能与试验动物种类、小球藻粉或小球藻醇提物添加水平有关,作用机制有待进一步研究。
研究认为,藻类不饱和脂肪酸具有降低血清中胆固醇的作用。孔秀芹等[20]研究发现,在饲料中添加从螺旋藻中提取的γ-亚麻酸甲酯可降低高血脂大鼠的胆固醇。Kim等[5]和Rahimnejad等[7]在牙鲆饲料中添加小球藻藻粉,牙鲆血清中胆固醇含量下降。本试验得到一致的结果,进一步证明了藻类醇提物具有降低动物血清胆固醇的作用效果。
血清中谷丙转氨酶与谷草转氨酶是评价鱼类肝脏细胞损伤的常用指标[21]。当肝细胞受损时,可引起血液中谷丙转氨酶和谷草转氨酶含量上升[22]。以往有关小球藻对谷丙转氨酶和谷草转氨酶影响的研究结果不一。Koo等[16]研究发现,在饲料中加入小球藻藻粉,牙鲆谷草转氨酶和谷丙转氨酶降低。Bai等[4]研究结果表明,在饲料中添加小球藻,许氏平鲉谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性呈先升高后降低趋势,并在添加量为1%时达到最高值。Kim等[5]研究发现,在饲料中加入小球藻可提高牙鲆转氨酶活性。本试验结果显示,饲料中添加小球藻醇提物,与对照组相比,血清中谷丙转氨酶与谷草转氨酶活性呈先降低后升高的趋势,添加量分别为1.5%和0.3%时,谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性最高。是否因对肝细胞产生损伤,从而影响谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性,需要进一步开展研究。
鱼类消化酶活性的高低能直接反映鱼类的消化吸收能力,消化酶活性增强,鱼类的消化吸收能力也随之加强[23]。消化酶不仅受到外界生态因子,诸如温度、盐度、pH值等的影响[24],还受到生理状况、所摄食物质的影响。Radhakrishnan等[25]用小球藻替代鱼粉试验,研究发现小球藻粉可提高罗氏沼虾消化道蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶酶活,当小球藻粉替代比例为50%时消化酶活性最强。而不饱和脂肪酸具有降低消化酶活性的作用。王煜恒等[26]研究表明,饲料中添加亚麻酸会对团头鲂淀粉酶产生抑制作用。本试验中,与对照组相比,饲料中添加小球藻醇提物组花鲈的肠蛋白酶(除0.3%组外)和淀粉酶酶活显著降低,肠脂肪酶酶活则呈先上升后下降趋势,并在添加量为0.1%时达到最高,与Radhakrishnan等[25]结果相反,而与王煜恒等[26]得到的结果一致。本试验所用小球藻醇提物,其不饱和脂肪酸含量近30%,可能是因为小球藻醇提物中富含的不饱和脂肪酸对花鲈肠道蛋白酶和淀粉酶起抑制作用。而本试验显示,添加小球藻醇提物花鲈肝脏消化酶活性有提高趋势。因此,小球藻醇提物对消化酶的影响机制有待进一步研究。
饲料中添加小球藻醇提物对提高花鲈生长性能、改善体组成有一定的作用。以特定生长率和饲料系数为评估指标,花鲈饲料中小球藻醇提物的适宜添加范围为0.3%~1.0%。