饲料蛋白质水平对大刺鳅幼鱼生长性能、消化酶和肝转氨酶活性的影响

■ 张蕉南

(1.福建天马科技集团股份有限公司，福建福州350308；2.福建省特种水产配合饲料重点实验室，福建福州350308)

大刺鳅（Mastacembelus aculeatus），俗称辣锥、猪姆锯、石锥、刀鳅等，主要分布广东、广西、海南以及福建等地的河流、湖泊中[1]，肉味鲜美、营养丰富，具有较高的营养价值和经济价值[2]。近年来由于过度捕捞及环境污染等因素的影响，导致野生大刺鳅种质资源日益枯竭，福建省、贵州省和广东省已将其列入重点保护的野生水生动物之一。目前针对大刺鳅的研究主要集中在形态生物学[3]、苗种繁育[4]、疾病防控[5]、遗传多样性[6-7]及肌肉营养成分分析评价[8-10]等方面，关于大刺鳅营养需求方面的研究还未见报道。大刺鳅是肉食性鱼类，以水生昆虫、小鱼、小虾等底栖小型无脊椎动物和水生植物为食，消化道粗而短，现阶段驯养主要使用水蚯蚓、冰鲜鱼及鳗鲡配合饲料[11]，未见针对大刺鳅研制专用饲料研究。

蛋白质是饲料中成本最高，决定鱼类最佳生长的关键营养物质[12]。若饲料中蛋白质含量不足，将导致鱼类生长速度和饲料转化率降低，但过量饲料蛋白质摄入不仅增加饲料成本，同时会加重鱼体代谢负担并增加氮排放，严重影响水质。因此研究饲料中适宜的蛋白质含量对成本优化、保持鱼类健康快速生长具有实际意义。大黄鱼[13]、鲈鱼[14]、卵形鲳鲹[15]、乌鳢[16]等主要养殖经济鱼类已有较多研究，但对大刺鳅适宜蛋白质需求的相关报道较少。本试验采用饲料蛋白质梯度法，考察饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼生长性能、消化酶及肝功能的影响，旨在为大刺鳅饲料配方设计提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料及试验鱼

试验饲料以鱼粉及豆粕为主要蛋白源，共设计7组蛋白水平饲料，蛋白含量分别为35%、38%、41%、44%、47%、50%、53%（分别记作组别P1、P2、P3、P4、P5、P6和 P7），饲料主要营养成分见表 1。试验鱼为顺昌县兆兴鱼种养殖有限公司利用野生大刺鳅自繁育的同批次子一代苗种，经浮游动物、水蚯蚓、鳗鲡配合饲料系列饵料培育至幼鱼[平均体重和全长分别为(5.21±0.15)g和(11.62±0.91)cm]。挑选外表正常，健康的个体暂养于直径1.5 m的玻璃纤维桶中超过2周，鱼体稳定摄食后移至150 L玻璃缸中进行正式试验。

表1 试验饲料主要营养成分(干物质基础，%)

1.2 试验设计

设置7个饲料蛋白梯度，每梯度设3个平行组，每组40尾大刺鳅幼鱼。试验用水为经充分曝气24 h以上的井水，利用电加热棒维持水温为27～28℃，溶解氧≥6.0 mg/l，氨氮＜0.2 mg/l，亚硝酸盐＜0.02 mg/l，pH值保持7.3±0.3。每日7:00和16:00投喂试验饲料，日投饵量为鱼体总重的2%～2.5%，摄食结束2 h后虹吸排污，日换水量为70%。每日记录饲料摄食量和死亡鱼尾数，每隔10 d每组抽样6尾大刺鳅称重，调整饲料投喂量，试验持续60 d。

1.3 样品采集与处理

结束试验，停止投喂24 h，称量每缸鱼体总重，每个梯度取6尾鱼（每个平行2尾）在冰盘上解剖，分别取出胃、肝脏和肠道，用生理盐水冲洗，滤纸吸干后加入9倍体积（V/W）的预冷生理盐水，冰水浴中匀浆制成10%组织液，3 000 r/min离心10 min，取上清液保存待测。

1.4 指标测定

生长性能采用增重率、特定生长率、蛋白质效率和饲料系数表示。

式中：Wt——试验结束时鱼体质量（g）；

W0——试验开始时鱼体质量（g）；

WP——蛋白质摄入量（g）；

t——饲喂天数（d）；

F——饲料摄食量（g）；

N0——试验初始尾数；

Nt——试验末尾数。

胃蛋白酶，肝脏和肠道胰蛋白酶、淀粉酶以及肝脏转氨酶活性均采用南京建成生物工程研究所研发的试剂盒进行测定，具体方法参照试剂盒说明书。

1.5 数据处理

所有试验数据采用SPSS17.0软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan's法多重比较，P＜0.05表示各组间差异显著。

2 结果

2.1 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼生长性能的影响（见表2）

表2 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼生长性能的影响

由表2可知，试验期间大刺鳅幼鱼摄食正常，存活率均超过97%，组间差异不显著（P＞0.05）。不同梯度蛋白水平配合饲料，使大刺鳅幼鱼生长性能存在差异，随着饲料蛋白水平由35%增至53%，大刺鳅幼鱼增重率及特定生长率呈现先升高后平稳的趋势，在P6处理组均达到最大值，其中P6、P7处理组增重率及特定生长率显著高于P1～P4处理组（P＜0.05），与P5处理组差异不显著（P＞0.05）。蛋白质效率随着饲料蛋白水平增加呈现先上升后下降的趋势，峰值出现在P6处理组，同P1、P2处理组显著差异（P＜0.05）。而饲料系数随着饲料蛋白水平增加呈现先下降后上升的趋势，谷值出现在 P6处理组，同 P1、P2、P3处理组显著差异（P＜0.05）。

饲料蛋白水平与大刺鳅幼鱼增重率、特定生长率、蛋白质效率及饲料系数的关系见图1。以增重率及特定生长率为评价指标，经折线模型拟合后分别得到方程：Y=1.161-3.087（0.525-X），R2=0.932；Y=1.528-4.087（0.507-X），R2=0.949，得出大刺鳅幼鱼对蛋白最适需求量分别为52.5%及50.7%。以蛋白质效率及饲料系数为评价指标，分别与饲料蛋白水平进行回归分析，得到二元方程：Y=-9.189 3X2+10.383X-1.058 9，R2=0.708；Y=19.938X2-22.792X+7.501，R2=0.918。求出当X=56.5%，蛋白质效率最高，当X=57.0%时，饲料系数最低。

2.2 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼消化酶活性的影响（见图2、图3、图4）

图1 大刺鳅幼鱼对饲料蛋白水平的需要量

图2 饲料蛋白水平对大刺鳅胃蛋白酶（PG）活性的影响

在试验蛋白水平下，大刺鳅幼鱼胃蛋白酶活性范围为10.56～14.49 U/mg prot.。随着饲料蛋白水平增加呈现先上升后平稳的趋势，胃蛋白酶活性在P6组达到最大值，其中P6、P7处理组胃蛋白酶活性显著高于P1～P4处理组（P＜0.05），与P5处理组差异不显著（P＞0.05）。

由图3可知，在试验蛋白水平下，大刺鳅幼鱼肠道及肝脏胰蛋白酶活性范围分别为2 385.79～4 280.84 U/mg prot.和863.77～2 051.80 U/mg prot.。比较同种消化器官不同饲料蛋白水平处理下胰蛋白酶活性可知，随着饲料蛋白水平增加，肠道胰蛋白酶活性呈现先上升后平稳的趋势，并于P6处理组达到最大值，其中P6、P7处理组同P1～P4处理组达到显著差异（P＜0.05），与P5处理组差异不显著（P＞0.05）；而肝脏胰蛋白酶呈现逐渐上升的趋势，并于P7组达到最大值，其中P5、P6、P7处理组肝脏胰蛋白酶活性显著高于 P1～P3处理组（P＜0.05），与 P4处理组差异不显著（P＞0.05）。

图3 饲料蛋白水平对大刺鳅肠道及肝脏胰蛋白酶（Trypsin）活性的影响

图4 饲料蛋白水平对大刺鳅肠道及肝脏淀粉酶（AMS）活性的影响

由图4可知，在试验蛋白水平下，大刺鳅幼鱼肠道及肝脏淀粉酶活性范围分别为0.47～1.01 U/mg prot.和0.31～0.75 U/mg prot.。比较同种消化器官不同饲料蛋白水平处理下淀粉酶活性可知，随着饲料蛋白水平增加，肠道淀粉酶活性呈现逐渐上升的趋势，其中P5、P6、P7处理组同P1处理组达到显著差异（P＜0.05），与其余各组差异不显著（P＞0.05）；而肝脏淀粉酶呈现先上升后下降的趋势，并于P6组达到最大值，其中P6、P7处理组肝脏淀粉酶活性显著高于P1～P5处理组（P＜0.05）。

2.3 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼肝功能的影响（见图5、图6）

图5 饲料蛋白水平对大刺鳅肝脏谷草转氨酶（GOT）活性的影响

由图5可知，在试验蛋白水平下，大刺鳅幼鱼肝脏谷草转氨酶(GOT)活性范围为66.32～95.74 U/g prot.。随着饲料蛋白水平升高，大刺鳅幼鱼肝脏GOT活性呈现逐渐上升的趋势，当蛋白为53%（P7组）时，GOT活性达到最大值，同P1～P4处理组差异显著（P＜0.05），但与P5、P6处理组差异不显著（P＞0.05）。

由图6可知，在试验蛋白水平下，大刺鳅幼鱼肝脏谷丙转氨酶(GPT)活性范围为 143.88～203.86 U/g prot.。随着饲料蛋白水平升高，大刺鳅幼鱼肝脏GPT活性呈现逐渐上升的趋势，当蛋白为53%（P7处理组）时，GPT活性达到最大值，同P1～P3处理组差异显著（P＜0.05），但与P4、P5、P6处理组差异不显著（P＞0.05）。

图6 饲料蛋白水平对大刺鳅肝脏谷丙转氨酶（GPT）活性的影响

3 讨论

3.1 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼生长性能及蛋白利用的影响

随着饲料蛋白质水平由35%增加至50%，大刺鳅幼鱼增重率（WGR）、特定生长率（SGR）及蛋白质效率（PER）逐渐上升，而饲料系数（FCR）逐渐下降，表明在一定范围内提高蛋白质水平有助于促进幼鱼快速生长，加快蛋白质转化，提高饲料利用效率。但当饲料蛋白质水平增至53%时，幼鱼WGR、SGR及PER均有不同程度下降，FCR反而逐渐上升，表明过高的蛋白质水平对大刺鳅幼鱼生长产生副作用，分析原因可能是由于体内自由氨基酸因蛋白质摄入量过高造成过度累积，导致蛋白质中毒或者氮排泄代谢耗能大于多摄取的蛋白能量，从而引起鱼体生长速率下降[17]。这与 Rahimnejad 等[18]、冯丹等[19]研究饲料蛋白水平对石斑鱼和刺身生长性能的影响结果相似。

一般认为肉食性鱼类蛋白需求量显著高于杂食或植物食性鱼类，且随着鱼类规格越大，其蛋白需求量逐渐下降[20]。目前鱼类营养学常用SGR等生长速率指标及FCR、PER等鱼类对饲料及营养物质利用效率指标来确定鱼类对营养物质的需求量。本研究发现，当以WGR、SGR为评价指标时，经过折线模型拟合得到大刺鳅幼鱼最适蛋白需求量为50.7%～52.5%；而以FCR、PER为评价指标时，经过多项式拟合得到大刺鳅幼鱼最适蛋白需求量为56.5%～57.0%。造成这种差异的原因可能是由于本试验于150 L玻璃缸中进行，粉状饲料在投喂过程易溶失于水中，残饵不能有效回收，这种试验过程中存在的养殖条件及技术手段限制等问题，导致当以FCR、PER为评价指标时，其精确性受到较大影响[21]，另外在饲料配方设计方面，提高鱼粉含量不仅成本增加，而且鱼粉易污染变质，加工难度大。因此综合考虑试验精确性及经济效益，大刺鳅幼鱼蛋白质需求量以生长速率指标为准，为50.7%～52.5%。与目前所知的其他肉食性鱼类蛋白质需求量基本一致（常为40%～55%），如石斑鱼、乌鳢、鳜鱼等最适蛋白质水平分别为47.8%、50%及44.27%～48.41%。

3.2 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼消化酶活性的影响

鱼类对营养物质的消化吸收需要消化酶的参与，因此消化酶活性的高低是反映鱼类消化机能的重要生理指标，决定了鱼类生长发育的速度[22]。鱼类摄食后，饲料中的营养物质构成消化酶的作用底物，从而影响消化酶的分泌。饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼消化酶活性具有显著影响，在一定范围内，随着饲料蛋白水平的提高，大刺鳅幼鱼胃蛋白酶、肠道及肝脏胰蛋白酶、淀粉酶活性均呈上升趋势，表现为在蛋白水平为50%处理组，消化酶活性达到最大值，显著高于低蛋白组。这表明饲料中蛋白水平对大刺鳅幼鱼消化酶活性具有一定激活作用，能够诱导鱼类消化器官通过调节消化酶活性的大小，以适应消化相应的蛋白水平。然而随着饲料蛋白水平继续提高，大刺鳅幼鱼胃蛋白酶、肠道胰蛋白酶及淀粉酶活性稳定在较高水平，肝脏淀粉酶活性略有下降，这表明过高的饲料蛋白水平增加了胃、肠道及肝脏的消化负担，当超过消化器官承载负荷后会对消化酶的分泌产生负反馈调节，造成这一现象的原因可能与蛋白质过剩的程度及鱼种类、规格有关。这与饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼生长性能的影响基本相符，表现为低蛋白组蛋白酶等消化酶活性较低，增重率及蛋白质效率等生长性能指标处于较低水平，当饲料蛋白水平逐渐提高，大刺鳅生长性能随着消化酶活性提高而呈现上升趋势，说明较高的消化酶活性，有助于促进鱼体对蛋白质的消化吸收，同李金秋等[23]、邵庆均等[24]在牙鲆、宝石鲈上的研究结果一致。

鱼类对饲料中蛋白质、糖类和脂类物质消化能力的高低可通过各种消化酶活性的比值进行比较。一般认为杂食性鱼类和草食性鱼类的蛋白酶活力与淀粉酶活力比值低于肉食性鱼类[25]。大刺鳅各消化器官中蛋白酶活力均远大于淀粉酶活力，表现出肉食性的特点；另外肠道淀粉酶含量提升幅度高于肝脏淀粉酶含量，这与吴婷婷等[26]报道相似，说明肠道为淀粉主要的吸收场所，而肝脏分泌的主要是消化酶原，这些消化酶原的活性很低。因此，适当提高大刺鳅幼鱼饲料中蛋白质比例，有助于促进消化吸收，加快生长，提高养殖效益。

3.3 饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼肝脏转氨酶活性的影响

谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）广泛存在于动物线粒体中，是肝脏中含量最丰富，活性最高，在蛋白质代谢中起重要作用的转氨酶。大刺鳅GOT和GPT活性均随饲料蛋白水平的提高而呈现上升趋势，这与Melo等[27]研究结果一致，由此可见，随着饲料蛋白质水平的升高，大刺鳅幼鱼体内蛋白质代谢活性在增强，有效提高鱼体对蛋白质及氨基酸的利用率。但研究表明[28]，过高的饲料蛋白水平对鱼体肝胰脏产生压力，导致肝细胞受损，大量GOT、GPT渗入血清中。因此，如何在提高饲料蛋白水平的条件下实现养殖过程中对鱼类肝胰脏的保护，需要今后深入研究。

4 结论

通过饲料中蛋白质含量与生长速率指标的回归分析，大刺鳅幼鱼饲料蛋白质的适宜含量为50.7%～52.5%。