不同蛋白源饲料中添加α-酮戊二酸对松浦镜鲤抗氧化能力的影响

李晋南，徐奇友，魏玉强,2

（1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江 哈尔滨 1500701；2.上海海洋大学水产与生命学院，上海201306）

不同蛋白源饲料中添加α-酮戊二酸对松浦镜鲤抗氧化能力的影响

李晋南1，徐奇友1，魏玉强1,2

（1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江 哈尔滨 1500701；2.上海海洋大学水产与生命学院，上海201306）

在水温为23℃的控温水循环系统中，采用2×2双因素方法，研究在豆粕蛋白源和鱼粉与豆粕复合蛋白源饲料（蛋白质水平为28%）中分别添加0和1.5%α-酮戊二酸（AKG）对初始体质量为（217.93±0.78）g的松浦镜鲤Cyprinus carpio Songpu抗氧化能力的影响，每组设5个重复。10周饲养结果表明：在不同蛋白源饲料中添加1.5%AKG显著提高了松浦镜鲤肠道和血清中还原型谷胱甘肽（GSH）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性（P＜0.05），显著降低肠道和血清丙二醛（MDA）含量（P＜0.05）；豆粕蛋白源中添加AKG显著提高肝脏GSH含量（P＜0.05）；饲料中添加1.5%的AKG对肝胰脏中其他抗氧化指标和肌肉抗氧化指标无显著影响（P＞0.05）。蛋白源和AKG水平对血清SOD活性具有显著交互作用（P＜0.05）。综上所述，饲料中添加1.5%AKG可以提高松浦镜鲤的抗氧化能力。

α-酮戊二酸；松浦镜鲤；抗氧化能力；超氧化物歧化酶（SOD）；丙二醛（MDA）

谷氨酰胺是“条件性必需氨基酸”，在机体肠道健康中具有重要作用，如促进肠道发育、提高肠道免疫功能以及抗氧化功能等[1,2]，近年来已成为研究热点，但是，谷氨酰胺易受环境因素的影响，尤其是在水溶液中，易分解成有毒性的物质[3,4]。α-酮戊二酸（α-ketoglutarate，AKG）是谷氨酸、谷氨酰胺的前体和三羧酸循环的中间体，能够通过转氨作用为谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和鸟氨酸的合成提供碳骨架。AKG能节约氨基酸，促进机体蛋白质合成，在水溶液中具有良好的稳定性，可以在体内迅速转化成谷氨酰胺，是谷氨酰胺的替代物。研究表明，AKG在机体生长、肠道发育、消化吸收和抗氧化能力等方面均有一定的作用[5-7]。位莹莹等[8]和李晋南等[9-11]研究AKG对松浦镜鲤Cyprinus carpio Songpu生长、肠道发育和消化吸收等的作用，发现适量添加AKG可以在一定程度上提高松浦镜鲤的生长性能，1.5%的AKG还可以提高肠道消化酶活性和肌层厚度。王连生等[12]和陈迪等[13]研究AKG对杂交鲟Acipenser schrenckii♀ × Acipenser baerii♂生长、肠道发育及肠道抗氧化能力的影响，发现饲料中添加1%的AKG可以改善杂交鲟的生长性能、肠道发育和抗氧化能力。豆粕蛋白质含量高、来源广，可作为替代鱼粉的蛋白源。崔燕燕等[14]的研究表明，30%的豆粕替代饲料中50%的鱼粉不影响中华绒螯蟹Eriocheir Sinensis幼蟹的抗氧化能力。本研究在不同蛋白源饲料中添加AKG，探讨其对松浦镜鲤抗氧化能力的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验所用AKG（纯度大于98.5%）购自Sigma-Aldrich公司。

本试验分为4组，两种蛋白源为豆粕蛋白源和复合蛋白源（鱼粉与豆粕），AKG分别为0%和1.5%，饲料蛋白质水平为28%。饲料蛋白源为豆粕和鱼粉，脂肪源为大豆磷脂、鱼油和豆油混合油，饲料的具体配方和营养组成见表1和参考文献[15]。

饲料中各原料先经粉碎后过80目筛，然后逐级混合均匀，用小型颗粒机制成颗粒饲料，常温风干后储存于-20℃冰柜中待用。

1.2 试验设计和管理

试验鱼驯养2周后，选择初始体质量（217.93±0.78）g的健康松浦镜鲤，随机分为4组，每组设5个重复，每个重复20尾鱼，饲养在可控温水循环系统中，分别投喂不同试验饲料，每天饱食投喂3次。试验期间，定期换水，水温为23℃，溶氧大于5mg/L，氨氮小于0.1mg/L。养殖周期为10周。

1.3 肠道、肌肉、肝胰脏和血清抗氧化能力的测定

表1 饲料配方及营养组成（干重）Tab.1 Ingredients and approximate composition of the basal diets（dry matter basis,DM）

试验结束时，将鱼饥饿24h，每缸随机选取4尾鱼，用MS-222麻醉后尾静脉取血置于离心管中，静置1h，离心（3 500r/min，30min）后取上层血清，-20℃保存，用于血清抗氧化指标的检测。

取完血清后，将样品置于冰盘上解剖，取各个组织，用冰浴的0.86%生理盐水洗净肠道、肝胰脏和肌肉，去除肠道的脂肪和内含物，用滤纸吸干水分。将肠道分为前肠、中肠和后肠，分别测量肝胰脏质量、肌肉质量和各肠段质量。每个样品分别加入生理盐水（1∶9，质量体积比），经高速组织匀浆机匀浆，匀浆液离心后（4℃，4 000r/min，10min），取上清液作为各组织的粗酶液，分装后于-20℃保存，待测血清、肠道、肝胰脏和肌肉超氧化物歧化酶（SOD）活性、还原型谷胱甘肽（GSH）和丙二醛（MDA）含量。各指标采用南京建成试剂盒测定。

1.4 统计分析

试验数据用（mean±SD）表示，用SPASS19.0软件进行双因素方差分析（蛋白源和AKG水平）和Duncan's多重比较，显著性水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤肠道抗氧化能力的影响

由表2可知，豆粕蛋白源饲料中添加AKG显著提高了松浦镜鲤前肠SOD活性，显著降低中肠MDA含量（P＜0.05）；复合蛋白源饲料中的AKG显著提高中肠和后肠SOD活性、前肠和中肠GSH含量，显著降低前肠和后肠MDA含量（P＜0.05）。在未添加AKG时，豆粕蛋白源饲料组松浦镜鲤后肠SOD活性显著高于复合蛋白源组，MDA含量显著低于复合蛋白源组（P＜0.05）。双因素方差分析显示：蛋白源和AKG水平对肠道抗氧化指标没有显著交互作用（P＞0.05）。

2.2 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤肝胰脏抗氧化能力的影响

由表3可知，添加1.5%的AKG显著提高了豆粕蛋白源组松浦镜鲤肝胰脏GSH含量（P＜0.05），但对其他抗氧化指标无显著影响（P＞0.05）。不同蛋白源对肝胰脏抗氧化指标没有显著影响（P＞0.05）。双因素方差分析显示：蛋白源和AKG对肝胰脏抗氧化指标不存在显著交互作用（P＞0.05）。

2.3 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤肌肉抗氧化能力的影响

由表4可知，不同蛋白源和AKG添加水平对肌肉抗氧化指标均无显著影响（P＞0.05）。双因素方差分析显示：蛋白源和AKG对肌肉抗氧化指标不存在显著交互作用（P＞0.05）。

2.4 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤血清抗氧化能力的影响

由表5可知，在不同蛋白源饲料中添加AKG显著提高了松浦镜鲤血清SOD活性、GSH含量，显著降低了MDA含量（P＜0.05）。不同蛋白源对血清抗氧化指标没有显著影响（P＜0.05）。双因素方差分析显示：蛋白源和AKG对血清SOD活性具有显著交互作用（P＜0.05）。

表2 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤肠道抗氧化能力的影响（n=5）Tab.2 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on intestinal antioxidant capacity in Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

表3 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤肝胰脏抗氧化能力的影响（n=5）Tab.3 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on hepatopancreas antioxidant capacity of Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

表4 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤肌肉抗氧化能力的影响（n=5）Tab.4 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on muscle antioxidant capacity of Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

表5 不同蛋白源饲料中添加AKG对松浦镜鲤血清抗氧化能力的影响（n=5）Tab.5 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on serum antioxidant capacity of Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

3 讨论

大豆蛋白源是植物性蛋白源中价格低廉、供应稳定、氨基酸组成较为平衡的蛋白源之一，具有良好的消化吸收效率，是水产饲料中应用最多的植物蛋白源之一。但有研究表明，在鱼饲料中过量使用大豆蛋白源会影响鱼类的摄食和生长[16,17]及鱼的健康和免疫功能[18,19]。本试验中，未添加AKG时，豆粕蛋白组松浦镜鲤后肠的SOD活性显著提高，MDA含量降低，说明豆粕蛋白提高了松浦镜鲤后肠的抗氧化能力。但豆粕蛋白组与复合蛋白组间其他抗氧化指标没有显著差异。有研究表明，发酵豆粕替代10%的鱼粉能提高黑鲷Acanthopagrus schlegelii的免疫功能，高水平的替代对免疫功能没有显著影响[20]。

在正常生理生化反应中，机体能通过体内酶和非酶抗氧化系统清除过量自由基。机体内最重要的非酶抗氧化物是GSH，尤其是在清除自由基、解毒、维持细胞生长等方面。因此，GSH的含量可以反映机体抗氧化的能力[21,22]。在本试验蛋白源饲料中，添加1.5%AKG显著提高松浦镜鲤肠道、血清和肝脏中GSH含量，其原因可能是AKG在体内可以迅速转化为谷氨酰胺，而谷氨酰胺是合成体内GSH的重要的前体物质[23]，使机体内各组织中GSH含量都增加，也提高了机体的抗氧化能力。

机体内清除超氧阴离子自由基的主要酶类是SOD。它能够维持体内的氧化和抗氧化平衡，保护机体细胞免受损伤。生物膜中的多不饱和脂肪酸受机体产生的氧自由基攻击，产生脂质过氧化物MDA。因此，MDA含量反映了机体内脂质过氧化的程度，以及细胞受损程度[24]。本试验在豆粕蛋白源和复合蛋白源饲料中，添加1.5%AKG均显著提高了松浦镜鲤血清和肠道SOD活性，显著降低了肠道和血清中MDA含量。这与刘坚等[25]和胡泉舟等[26]在仔猪上的研究一致，日粮添加AKG可提高动物血浆SOD活性，降低血液中MDA的含量。陈迪等[13]的研究也表明，饲料中添加AKG可以提高杂交鲟肠道抗氧化能力。Wang等[27]在草鱼Ctenopharyngodon idella的研究中发现，饲料中添加0.75%的AKG可以提高草鱼血清中SOD活性，从而提高抗氧化能力。因此，在不同蛋白源饲料中添加AKG，可以影响机体抗氧化酶和非酶系统，提高机体的抗氧化能力。

本文饲料中添加1.5%AKG可以提高松浦镜鲤抗氧化能力。

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Effect of α-Ketoglutarate Supplementation in Different Protein Sources of Diets on Antioxidant Capacity of Songpu Mirror Carp（Cyprinus carpio Songpu）

LI Jin-nan1,XU Qi-you1,WEI Yu-qiang1,2
（1.Heilongjiang River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Harbin 150070,China;2.School of Fisheries and Life Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China）

A total of 400 Songpu mirror carps（Cyprinus carpio Songpu）with initial body weight of（217.93 ± 0.78）g were randomly divided into 4 groups with 5 replicates per group and fed two protein sources （soybean meal,and fish meal+soybean meal）diets containing two α-ketoglutarate（AKG）levels of 0%and 1.5%at water temperature of 23℃using 2×2 double factor experimental design or 10 weeks to evaluate effect of α-ketoglutarate supplementation in different protein sources of diets on antioxidant capacity of Songpu mirror carp.The results showed that diets containing AKG led to significantly improve the content of glutathione（GSH）and superoxide dismutase（SOD）activity in intestine and serum （P＜0.05）.There were significant decrease in malondialdehyde（MDA）content in intestine and serum and significant increase in GSH content in hepatopancrase of the fish fed the diets containing AKG（P＜0.05）,especially in soybean meal protein group with AKG supplemented.No significant effect of AKG supplementation on the other antioxidant indicators in hepatopancreas and muscle（P ＞ 0.05）,and protein source and AKG level had a significant interaction effect on serum SOD activity（P＜0.05）.It is concluded that supplementation of 1.5%AKG can improve antioxidant capacity of Songpu mirror carp.

α-ketoglutarate；Songpu mirror carp；antioxidant capacity；superoxide dismutase（SOD）；malondialdehyde（MDA）

S965.116

A

1005-3832（2017）05-0028-05

2017-04-18

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（HSY201605）；现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CARS-46）.

李晋南（1983-），女，助理研究员，博士，从事水产动物营养与饲料研究.E-mail:lijinnan123@163.com