2. 西南大学淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室, 重庆 400716;
3. 西南大学蚕学与系统生物学研究所, 重庆 400716
2. Key Laboratory of Freshwater Fish Reproduction and Development(Ministry of Education), Southwest University, Chongqing 400716, China;
3. Institute of Sericulture and Systems Biology, Southwest University, Chongqing 400716, China
杂交鳢是我国重要的淡水经济养殖鱼类。目前,高密度集约化(一般每公顷产量为45 000~75 000 kg)养殖的杂交鳢商业饲料中脂肪含量通常在8%以上,易造成机体代谢失调,引起脂肪在肝脏沉积,继而影响杂交鳢产业的健康发展。如何通过营养学途径来改善或调控养殖鱼类的糖脂代谢紊乱,是营养学家致力于研究的方向。近年来,桑叶因富含多糖、黄酮、生物碱等生物活性成分[1],且资源丰富,引起营养研究者的广泛关注。迄今,关于桑叶对动物生长性能的影响尽管结果报道不一致,但均认同桑叶具有降糖、降脂功效[2]。本课题组前期研究也证实,桑叶可有效调节鱼体的脂质代谢[3]。为进一步研究桑叶对脂肪代谢的调节作用,本试验配制一种脂肪含量为14%的基础饲料,研究在高脂饲料中添加发酵桑叶对杂交鳢生长性能、体组成及血清生化指标的影响,以期为桑叶的饲用开发积累资料,同时为优化水产饲料配制技术提供新思路。
1 材料与方法 1.1 试验饲料桑叶营养组成为:干物质含量31.2%,粗蛋白质含量21.5%,粗脂肪含量4.6%,可溶性糖含量18.6%,粗纤维含量21.8%。发酵桑叶由桑叶采用乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和固氮菌进行固态发酵(发酵pH 7.0,温度28 ℃,时间72 h)后制成,其营养组成为:干物质含量32.5%,粗蛋白质含量24.7%,粗脂肪含量10.3%,可溶性糖含量11.5%,粗纤维含量17.9%。
以鱼粉、豆粕和棉籽蛋白为主要蛋白质源,以鱼油和豆油为主要脂肪源,配制成高脂肪饲料(粗脂肪含量14%,粗蛋白质含量41%,总能19.5 MJ/kg),在高脂饲料中分别添加0(对照组)、7.5%和15.0%的发酵桑叶,配制成3种试验饲料,其组成及营养水平见表 1。各饲料原料粉碎过80目筛,采取逐级稀释法混合均匀,制成粒径为3.0 mm的膨化浮性颗粒饲料,风干后放入4 ℃冰箱中保存备用。
试验鱼选用当年培育的体质健壮、规格整齐的杂交鳢(平均体重为10 g)360尾,随机分成3个组,每个组设4个重复,每个重复30尾。在室内淡水养殖系统(水缸有效体积为260 L)中饲养8周,日投饲量为体重的3%~5%,每天08:00、12:30、17:00各投喂1次。养殖水源为曝气自来水,试验期间水温为(24.5±2.5) ℃,pH为7.4±0.4,溶氧含量为6~7 mg/L,氨氮含量<0.10 mg/L,亚硝酸盐氮含量为0.005~0.010 mg/L。
1.3 样品制备与分析饲养结束后,禁食24 h后称重,每重复随机取3尾鱼作为全鱼样品,用于体组成的测定;每重复随机取3尾鱼,用MS-222进行麻醉,分离出内脏、肝胰脏和肠系膜脂肪,用于形体指标的测定;每重复随机取5尾鱼用一次性医用注射器尾静脉取血,取出的血液一部分用于测定全血中葡萄糖含量,另一部分于4 000×g、4 ℃条件下离心10 min,收集血清,-20 ℃保存备用,用于测定血清生化指标。
饲料原料及全鱼样品均在105 ℃烘干至恒重,然后采用凯氏定氮法测定粗蛋白质含量,采用索氏抽提法测定粗脂肪含量,采用高温(550 ℃)灼烧法测定粗灰分含量,采用钼黄分光光度法测定总磷含量,采用GR3500氧弹式热量计测定饲料总能。
血清生化指标采用全自动分析仪(迈瑞,BC-3000) 测定,包括谷草转氨酶(aspartate transaminase, AST)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)活性及总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、总蛋白(total protein, TP)含量。血液中葡萄糖(glucose,GLU)含量采用上海强生血糖仪测定。
1.4 计算公式式中:Wt为终末均重(g);W0为初始均重(g);t为饲养天数(d);F为总摄食饲料的干重(g);Fp为饲料的粗蛋白质含量(%);Nt为初始尾数(尾);N0为终末尾数(尾);Wv为内脏重量(g);Wi为肠道脂肪重量;Wh为肝脏重量(g)。
1.5 数据处理采用SPSS 17.0对所得数据用单因素方差分析(one-way ANOVA)及Tukey氏法多重比较进行处理。除成活率外,所有试验数据以平均值±标准误表示,差异显著水平为P<0.05。
2 结果 2.1 发酵桑叶对杂交鳢生长性能的影响由表 2可知,7.5%发酵桑叶组杂交鳢的末重显著高于15.0%发酵桑叶组和对照组(P<0.05)。7.5%发酵桑叶组杂交鳢的特定生长率、蛋白质效率和饲料系数与对照组无显著差异(P>0.05);而15.0%发酵桑叶组杂交鳢的特定生长率、蛋白质效率与对照组相比显著降低(P<0.05),饲料系数显著增加(P<0.05)。各组杂交鳢的摄食率无显著差异(P>0.05),成活率均为100%。
由表 3可知,与对照组相比,7.5%和15.0%发酵桑叶组杂交鳢的全鱼粗脂肪含量以及肝体比、脏体比和肠脂比显著降低(P<0.05),15.0%发酵桑叶组杂交鳢的肝脏脂肪含量显著降低(P<0.05)。各组杂交鳢的全鱼粗灰分、粗蛋白质以及肌肉脂肪含量均无显著差异(P>0.05)。
由表 4可知,与对照组相比,15.0%发酵桑叶组杂交鳢的血清谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性以及总胆固醇、甘油三酯含量显著降低(P<0.05)。随发酵桑叶水平的增加,杂交鳢的血液葡萄糖含量显著降低(P<0.05)。各组杂交鳢的血清总蛋白含量均无显著差异(P>0.05)。
从本试验结果可以看出,高脂饲料中添加低水平的发酵桑叶不会影响杂交鳢的特定生长率、蛋白质效率和饲料系数。这与在印度囊鳃鲶(Heteropneustes fossilis)[4]、巴塔野鲮(Labeo bata)[5]和南亚野鲮(Labeo rohita)[6]上的研究结果一致,这些研究指出饲料中用发酵桑叶替代鱼粉不会影响鱼类的生长效果和饲料利用率。本试验中也证实用发酵桑叶替代4%豆粕是可行的。当然,饲料中发酵桑叶的添加水平因动物种类、饲料配方不同而存在差异。本试验结果显示,饲料添加低水平发酵桑叶显著增加杂交鳢末重,这表明适宜水平的发酵桑叶能够促进鱼体增重[7]。桑叶发酵后,可以改善适口性,提高蛋白质的利用率[8],这可能是低水平发酵桑叶能够提高鱼体增重的原因。然而,饲料添加高水平发酵桑叶会抑制杂交鳢的生长。本课题组前期研究也发现,饲料中添加高水平桑叶会降低罗非鱼的生长性能[9],同样在蛋鸡上也有一致的研究报道[10]。发酵工艺可以有效降低桑叶中抗营养因子的含量[11],但粗纤维含量仍然较高(17.9%),影响消化酶的活性,从而降低了饲料中营养成分的消化率[12]。本试验中15.0%发酵桑叶的添加水平对肉食性的杂交鳢来说可能偏高,增加了粗纤维含量,导致营养物质的利用率降低,继而影响鱼类的生长,很遗憾本试验未测定饲料的消化率。有关桑叶在鱼类上的作用机制还需要深入研究。
饲料中添加植物性蛋白质源往往因其适口性差而影响动物的采食量,进而降低动物的生长性能[13]。本试验中,饲料中添加发酵桑叶没有影响杂交鳢的摄食量。这表明桑叶发酵后不会影响饲料的适口性。这与罗非鱼[10]上的研究结果一致。这也证实了前面的推断,消化率低是影响高水平发酵桑叶抑制杂交鳢生长的因素。
3.2 发酵桑叶对杂交鳢脂质代谢的影响大量研究结果表明,饲料中添加适宜的脂肪水平不仅能够促进动物生长,还可以提高蛋白质的利用效率,实现节约蛋白质的作用[14-15]。然而,饲料脂肪水平过高,会抑制动物的生长[16],导致脂肪过度沉积[17],影响鱼体健康[18]。本试验结果显示,高脂饲料中添加发酵桑叶显著减少了体脂的沉积,降低了脏体比。这可能是桑叶发酵后,抗营养因子含量减少,活性成分含量增加,降糖降脂功效显著增强所致[19-20]。本研究还发现,发酵桑叶降低杂交鳢血清中总胆固醇和甘油三酯含量,并呈剂量依赖性,进一步证实发酵桑叶可以调节杂交鳢体脂的代谢和转化。这与在罗非鱼[10]和大口黑鲈[21]上的研究结果一致。这些研究结果表明,发酵桑叶在鱼饲料中可以有效调节鱼体的脂质代谢,改善脂质沉积。
本试验结果发现,高脂饲料中添加发酵桑叶显著降低了杂交鳢肝脏脂肪含量,同时血清中谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性也显著降低,进一步证实发酵桑叶可以有效保护高脂对杂交鳢肝细胞的伤害,进而改善肝脏健康。
本试验结果显示,发酵桑叶可降低杂交鳢的血液葡萄糖含量,且存在剂量依赖性。桑叶中所含的生物活性成分如生物碱、1-脱氧野尻霉素(1-de-oxynojirimycin,DNJ)以及多糖具有竞争性抑制小肠内α-糖苷酶的作用,延缓或抑制葡萄糖在肠道的吸收,从而实现降血糖的功效[22],也有研究认为,生物碱和黄酮类具有调控肝脏中糖代谢过程关键酶活性的作用,从而调控机体中糖、脂肪和蛋白质的代谢和转化[20]。由此可见,桑叶中不同有效成分降血糖的机制不一,但都证明发酵桑叶在鱼类上的降糖显著。众所周知,鱼类对碳水化合物的利用能力较低,因此,提升鱼类对饲料糖的耐受能力具有重要的实践意义。
4 结论高脂饲料中添加7.5%发酵桑叶不会影响杂交鳢的饲料利用效率,还可以促进其生长;而添加15.0%发酵桑叶会显著抑制杂交鳢的生长,但有利于肝脏健康,并随发酵桑叶水平的增加,杂交鳢血清总胆固醇、甘油三酯及血液葡萄糖含量呈下降趋势。
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