动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (2): 732-745    PDF    
复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼形体指标、组织脂肪酸组成、血清生化指标及肝脏组织形态的影响
林一帆1,2, 邵仙萍2, 金燕2, 张易祥2, 吴成龙2, 王春琳1, 叶金云2     
1. 宁波大学海洋学院, 宁波大学应用海洋生物学教育部重点实验室, 宁波 315211;
2. 湖州师范学院生命科学学院, 浙江省水生生物资源养护与开发技术研究重点实验室, 湖州 313000
摘要: 本试验旨在研究不同比例复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼(Mylopharyngodon piceus)幼鱼形体指标、全鱼和肌肉常规营养组成、脂肪酸组成、血清生化指标和肝脏组织形态的影响。将肉骨粉和酵母发酵豆粕按重量1:1的比例组成复合蛋白质源,分别替代0(对照组)、20%、40%、60%、80%和100%的鱼粉蛋白质,并配制成6种等氮等能的试验饲料(各组分别记为D0、D20、D40、D60、D80和D100)。选取平均体重为(8.50±0.11)g的青鱼幼鱼720尾,随机分成6组,每组4个重复,每个重复30尾鱼。每组分别投喂以上6种试验饲料,并在室内循环水系统中进行60 d的养殖试验。结果表明:1)各试验组肥满度与对照组相比无显著差异(P>0.05)。D80和D100组肝体指数显著高于对照组(P < 0.05)。D20、D40和D60组的特定生长率与对照组相比无显著差异(P>0.05)。2)D40、D60、D80、D100组全鱼和肌肉的粗脂肪含量显著高于对照组(P < 0.05)。3)随着饲料中鱼粉被替代比例的增加,全鱼中C20:5n-3和C22:6n-3含量逐渐减少,且各试验组与对照组相比差异显著(P < 0.05);同时全鱼中n-3多不饱和脂肪酸(PUFA)含量也逐渐下降。4)随着饲料中鱼粉被替代比例的增加,肌肉中饱和脂肪酸(SFA)含量逐渐减少,各试验组肌肉中C22:6n-3、PUFA和n-3PUFA含量与对照组相比无显著差异(P>0.05)。5)D80和D100组血清谷草转氨酶(GOT)的活性显著高于对照组(P < 0.05),高密度脂蛋白(HDL)含量显著低于对照组(P < 0.05)。D40、D60、D80和D100组的血清谷丙转氨酶(GPT)活性显著高于对照组(P < 0.05),低密度脂蛋白(LDL)含量显著低于对照组(P < 0.05)。6)通过肝脏组织学观察发现,当饲料中鱼粉被替代比例超过20%时,会出现肝脏损伤,且更高的替代比例会加重肝脏损伤。综合以上指标,本研究认为肉骨粉和酵母发酵豆粕复合后可替代20%的鱼粉,而不影响组织脂肪酸组成和肝功能。
关键词: 肉骨粉     酵母发酵豆粕     青鱼     脂肪酸组成     血清生化指标     肝脏组织形态    
Effects of Fish Meal Replacement by Animal and Plant Protein Mixture on Morphology Indexes, Tissue Fatty Acid Composition, Serum Biochemical Indexes and Hepatic Histology of Juvenile Black Carp (Mylopharyngodon piceus)
LIN Yifan1,2, SHAO Xianping2, JIN Yan2, ZHANG Yixiang2, WU Chenglong2, WANG Chunlin1, YE Jinyun2     
1. Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology of Education, Ningbo University, Ningbo 315211, China;
2. College of Life Science, Huzhou University, Huzhou 313000, China
Abstract: This study was conducted to evaluate effects of fish meal (FM) replacement by animal and plant protein mixture (APPM) in diets on morphology indexes, routine nutritional composition and fatty acid composition of whole body and muscle, serum biochemical indexes and liver histology of juvenile black carp (Mylopharyngodon piceus). Six isonitrogenous and isoenergetic diets replacing 0 (control), 20%, 40%, 60%, 80% and 100% of FM protein by APPM[meat and bone meal (MBM):yeast fermented soybean meal (FSBM)=1:1] were formulated; the diets were named D0 (control), D20, D40, D60, D80 and D100, respectively. A total of 720 black carp with an initial body weight of (8.50±0.11) g were randomly divided into 6 groups with 4 replicates per group and 30 black carp per replicate, and were fed the experimental diets three times daily to apparent satiety for 60 days. The results showed as follows:1) the condition factor (CF) exhibited no significant difference between experimental groups and control group (P>0.05). The hepatosomatic index (HIS) in D80 and D100 groups was significantly higher than that in control group (P < 0.05). There was no significant difference in specific growth rate (SGR) between D20, D40 and D60 groups and control group (P>0.05). 2) The crude lipid content of whole body and muscle was significantly higher than that in D40, D60, D80, D100 groups (P < 0.05). 3) With the increasing replacement ratio of FM, the contents of C20:5n-3 and C22:6n-3 decreased, and there were significant differences between experimental groups and control group (P < 0.05); at the same time, the content of n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) decreased gradually. 4) With the increasing replacement ratio of FM, saturated fatty acids (SFA) content in muscle decreased gradually, the contents of C22:6n-3, PUFA and n-3PUFA in experimental groups had no significant differences compared with the control group (P>0.05). 5) The activity of glutamic oxalacetic transaminase (GOT) in serum in D80 and D100 groups was significantly higher than that in control group (P < 0.05), and the content of low density lipoprotein (LDL) was significantly lower than that in control group (P < 0.05). The activity of glutamic pyruvic transaminase (GPT) in serum in D40, D60, D80 and D100 groups was significantly higher than that in control group (P < 0.05), and the content of high density liporotein (HDL) was significantly lower than that in control group (P < 0.05). 6) Histological observation of the liver revealed that more than 20% replacement ratio of FM caused liver injury, and higher replacement ratio would worsen liver injury. Overall, up to 20% of FM can be replaced by MBM and FSBM without significantly affecting whole body and muscle fatty acid composition and liver function of juvenile black carp.
Key words: meat and bone meal     yeast fermented soybean meal     juvenile black carp     fatty acid composition     serum biochemical indexes     hepatic histology    

青鱼(Mylopharyngodon piceus)是我国传统的养殖品种之一,属于肉食鱼类,具有生长速度快、产量高、肉味鲜美的特点。天然环境中的青鱼以螺蛳、蚌、虾和水生昆虫为主要食物来源[1]。目前青鱼的养殖区域已经普及我国大部分地区,为满足青鱼养殖的发展需求,需要研发低成本、经济效益高的青鱼配合饲料。鱼粉因其营养全面成为了水产饲料中重要的蛋白质源,是饲料的主要组成部分[2]。近年来鱼粉的需求量越来越高,但是渔业捕捞量有限,这使得鱼粉价格不断上升[3]。因此寻找适合的鱼粉替代蛋白质源成为了青鱼饲料研究的热点。豆粕是优质的植物性蛋白质源,具有质量稳定、价格低廉和产量高等优点[4]。但是植物性蛋白质源普遍存在抗营养因子、氨基酸组成不平衡和适口性较差的缺点,限制了其在肉食性鱼类中的应用[5-7]。通过微生物发酵可以一定程度破坏豆粕中的抗营养因子[8]。在虹鳟(Oncorhynchus mykiss)[9]和石斑鱼(Epinephelus coioides)[10]的研究中已经证明在水产动物饲料中发酵豆粕要优于豆粕。

但是单一的植物性蛋白质源替代鱼粉仍然存在氨基酸不平衡等不利影响,而使用混合蛋白质源可以改善单一植物蛋白质源的不足。肉骨粉因粗蛋白质含量高、氨基酸较平衡、磷和钙含量丰富成为了合适的鱼粉替代蛋白质源[11]。目前以肉骨粉作为蛋白质源替代鱼粉的研究已在大西洋鲷(Sparus aurata)[12-13]、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)[14-15]、大黄鱼(Pseudosciaena crocea)[16]和点带石斑鱼(Epinephelus malabaricus)[17]等多种水产动物中展开研究。

肉骨粉的粗脂肪含量一般为10%~20%,其中脂肪酸主要为饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)。鱼粉的脂肪富含高不饱和脂肪酸,高不饱和脂肪酸对细胞膜的结构和细胞膜的功能有重要意义[18]。全鱼和肌肉的脂肪酸组成很大程度上受饲料中脂肪酸组成的影响[19-20]。高不饱和脂肪酸中的n-3系列多不饱和脂肪酸(PUFA),尤其是C20 : 5n-3和C22 : 6n-3对人的健康非常有益[21-22]。采用肉骨粉作为单一或复合蛋白质源配制水产饲料,会对水产动物的脂肪酸组成、脂肪沉积、代谢等产生影响[12, 23-24]

本试验以青鱼作为主要试验对象,研究了肉骨粉和酵母发酵豆粕的复合蛋白质源替代鱼粉在青鱼幼鱼饲料中对其形体指标、体组成、脂肪酸组成、血清生化指标和肝脏组织形态的影响,为青鱼幼鱼的人工配合饲料寻求质优价廉的蛋白质源提供参考,同时为青鱼营养全面和价格合理的人工配合饲料开发提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验饲料

以进口鱼粉、豆粕、菜籽粕、棉籽粕为蛋白质源,以面粉和糊精作为糖源,以鱼油和豆油为脂肪源,将肉骨粉和酵母发酵豆粕按重量1 : 1的比例组成复合蛋白质源,分别替代0(对照组)、20%、40%、60%、80%和100%的鱼粉蛋白质,配制成6种等氮等能的试验饲料(各组分别记为D0、D20、D40、D60、D80和D100),其组成及营养水平见表 1,试验饲料脂肪酸组成见表 2。饲料原料均粉碎过60目筛,准确称取各种原料后进行充分混匀,将混合均匀的饲料原料用双螺杆挤条机加工制成条状饲料,然后切割为颗粒,于40 ℃热空气烘箱中干燥烘干,最后将饲料装在双层的塑料袋中密封,置于-20 ℃冰箱中备用。

表 1 试验饲料组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis)
表 2 试验饲料脂肪酸组成(占总脂肪酸的百分比) Table 2 Fatty acid composition of experimental diets (percentage of total fatty acids)
表 4 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼全鱼脂肪酸组成的影响(占总脂肪酸的百分比) Table 4 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on fatty acid composition of whole body of juvenile black carp (percentage of total fatty acids, n=4)
表 5 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼肌肉脂肪酸组成的影响(占总脂肪酸的百分比) Table 5 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on fatty acid composition of muscle of juvenile black carp (percentage of total fatty acids, n=4)
1.2 试验设计与饲养管理

试验用鱼苗购自湖州南浔菱湖继成鱼种场,在湖州师范学院循环式水产养殖系统试验基地进行养殖试验。在试验前,用对照组饲料驯化1周,使幼鱼逐渐适应养殖环境。驯化结束后,选取规格相近、体质健壮的青鱼幼鱼720尾,平均体重为(8.50±0.11) g,并将其随机分在24个500 L内循环试验缸中。试验共设置6组,每组4个重复,每个重复放养30尾鱼。每天09:00、13:00和17:00定时投喂饲料至饱食状态,投喂1 h后捞出残饵。试验期间水温为26~33 ℃,光照与自然光照同步,pH在7.2左右,24 h持续充气,溶氧含量为5.8 mg/L以上,养殖周期为60 d。

1.3 样品采集与指标分析 1.3.1 样品采集

采样前24 h停止喂食。采样时记录每缸鱼尾数并称总重。每缸鱼麻醉后,再从中随机选取5尾鱼称重和测量体长,并对这5尾鱼进行尾部静脉采血,血样放入4 ℃冰箱过夜后经过4 000 r/min离心15 min后取血清,再放入-80 ℃冰箱保存,用于血清生化指标的测定。将采完血的鱼解剖,取其肝脏并且称重,用于计算肝体指数(HSI);剥离该5尾鱼背部测线以上的肌肉于塑封袋中,并放入-20 ℃冰箱中用于测定肌肉常规营养成分和脂肪酸组成。另随机选取4尾鱼放入-20 ℃冰箱中保存,用于全鱼常规营养成分和脂肪酸组成的测定。另取2尾鱼解剖,取肝脏样品后放入4%多聚甲醛中固定,用于肝脏石蜡切片的制作。

1.3.2 常规营养成分的测定

试验饲料、全鱼和肌肉的常规营养成分检测方法如下:采用凯氏定氮法(Kjeltec-8200, FOSS,丹麦)测定粗蛋白质含量;采用索氏抽提法测定粗脂肪含量;采用105 ℃恒温烘干失重法测定水分含量;采用马弗炉550 ℃灼烧法测定粗灰分含量;采用滤袋技术(A200i, ANKOM,美国)测定粗纤维含量。

1.3.3 脂肪酸组成的测定

全鱼和肌肉样品经冷冻干燥,试验饲料不经冷冻干燥,再经1 mol/L KOH-甲醇溶液、2 mol/L HCl-甲醇溶液处理抽提后,用正己烷萃取,取上清液送至中国科学院宁波材料技术与工程研究所进行测定。用气相色谱仪(HP-5890Ⅱ, 惠普公司, 美国)分析,采用面积归一法,使用007-CW巨细管柱,程序升温为150 ℃ 1 min,经15 ℃/min升到200 ℃,再经2 ℃/min升至250 ℃,气化室温度为270 ℃,检测器温度为270 ℃,载气为氮气。

1.3.4 血清生化指标的测定

血清谷草转氨酶(GOP)、谷丙转氨酶(GPT)活性及低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)含量均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定。

1.3.5 肝脏组织形态的观察

经4%多聚甲醛固定后,样品送至杭州厚爱生物科技有限公司进行石蜡切片的制作。先将样品用手术刀修整,再用脱水机(JJ-12J)进行酒精梯度脱水,用包埋机(JB-P5)进行石蜡包埋,然后用组织切片机(RM2016)切片,最后用苏木精-伊红(HE)染色法染色,显微镜下观察组织切片结构并拍照。

1.4 计算公式

根据以下公式计算肥满度(CF)、肝体指数和特定生长率(SGR):

1.5 数据统计分析

采用SPSS 19.0对所得数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),若差异达到显著水平,则进行Duncan氏多重比较,显著水平为P<0.05。

2 结果与分析 2.1 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼特定生长率和形体指标的影响

图 1可知,随着复合蛋白质源替代鱼粉比例的增加,特定生长率呈现下降的趋势,而D20、D40、D60组特定生长率与对照组相比无显著差异(P>0.05)。由图 2可知,随着复合蛋白质源替代鱼粉比例的增加,肝体指数有上升的趋势,且D80和D100组的肝体指数显著高于对照组(P < 0.05)。各试验组的肥满度与对照组相比无显著差异(P>0.05)。

数据柱形标注不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。下图同。 Value columns with different small letters mean significant difference (P < 0.05). The same as below. 图 1 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼特定生长率的影响 Fig. 1 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on specific growth rate of juvenile black carp
图 2 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼形体指标的影响 Fig. 2 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on morphology indexes of juvenile black carp
2.2 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼全鱼和肌肉常规营养成分的影响

表 3可知,各试验组全鱼、肌肉的干物质和粗灰分含量与对照组相比无显著差异(P>0.05)。但是随着饲料中鱼粉被替代比例的增加,青鱼幼鱼全鱼和肌肉粗脂肪含量呈现上升的趋势,D40、D60、D80和D100组的粗脂肪含量显著高于对照组(P < 0.05)。

表 3 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼全鱼和肌肉常规营养成分的影响(湿重基础) Table 3 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on routine nutritional composition of whole body and muscle of juvenile black carp (wet weight basis)
2.3 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼全鱼脂肪酸组成的影响

表 4可知,全鱼脂肪酸主要由C16 : 0、C16 : 1n、C18 : 0、C18 : 1n-9、C18 : 2n-6、C22 : 6n-3组成。随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的上升,n-3PUFA的含量和n-3PUFA/n-6PUFA逐渐下降,且各试验组与对照组相比差异显著(P < 0.05)。同样地,随着饲料中鱼粉被替代比例的增加,PUFA的含量也在减少,但只有D100组与对照组相比差异显著(P < 0.05)。相反地,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,MUFA的含量逐渐增加,D40、D60、D80和D100组的MUFA含量与对照组相比差异显著(P < 0.05)。随着饲料中鱼粉被替代比例的增加,C20 : 5n-3和C22 : 6n-3的含量逐渐减少,且各试验组与对照组相比差异显著(P < 0.05)。

2.4 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼肌肉脂肪酸组成的影响

表 5可知,肌肉脂肪酸主要由C16 : 0、C16 : 1n、C18 : 0、C18 : 1n-9、C18 : 2n-6、C22 : 6n-3组成。随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,SFA的含量逐渐减少,D20组SFA含量与对照组相比无显著差异(P>0.05)。C22 : 6n-3/C20 : 5n-3和n-6PUFA含量随着鱼粉被替代比例的增加逐渐增加。D60、D80和D100组的n-6PUFA含量显著高于对照组(P < 0.05)。D40、D60、D80和D100组的C22 : 6n-3/C20 : 5n-3显著高于对照组(P < 0.05)。各试验组C22 : 6n-3、PUFA和n-3PUFA含量与对照组相比无显著差异(P>0.05)。

2.5 复合动植物蛋白源替代鱼粉对青鱼幼鱼血清生化指标的影响

表 6可知,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,血清GOT活性逐渐上升,D80和D100组血清GOT活性与对照组相比差异显著(P < 0.05)。相同地,随着鱼粉被替代比例的增加,血清GPT活性也逐渐增加,但只有D20组血清GPT活性与对照组相比无显著差异(P>0.05)。D40、D60、D80和D100组血清LDL含量显著低于对照组(P < 0.05)。D80和D100组血清HDL含量显著低于对照组(P < 0.05),其他各试验组血清HDL含量与对照组相比无显著差异(P>0.05)。

表 6 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼血清生化指标的影响 Table 6 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on serum biochemical indexes of juvenile black carp
2.6 复合动植物蛋白源替代鱼粉对青鱼幼鱼肝脏组织形态的影响

图 3可见,对照组和D20组肝细胞排列较为整齐,细胞界限较为明显,细胞核清晰可见,伴有较少的脂肪堆积情况。但是随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的上升,肝细胞逐渐变大,类似脂滴的空泡现象加剧,细胞轮廓变的模糊,细胞核朝质膜移位。

图 3 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼肝脏组织形态的影响(HE染色) Fig. 3 Effects of fish meal replacement by animal and plant protein mixture on liver tissue morphology of juvenile black carp (HE staining, 400×)
3 讨论 3.1 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼特定生长率和形体指标的影响

肝脏是储存脂肪的重要器官,肝脏脂肪含量上升会导致肝体指数的上升[23, 25]。有研究表明,随着复合动物性蛋白质源替代鱼粉比例的上升,日本海鲈(Lateolabrax japonicus)的肝体指数会逐渐上升[23]。本试验中,D20、D40和D60组的特定生长率与对照组相比无显著差异,随着复合蛋白质源替代鱼粉比例的上升,青鱼幼鱼的肝体指数逐渐上升,且D80和D100组肝体指数均显著高于对照组, 这与上述研究结果一致。但另有研究表明,随着肉骨粉替代鱼粉比例的上升,饲料中可消化能会逐渐降低,进而导致肝体指数逐渐下降[12, 25]。这表明随着复合蛋白质源替代鱼粉比例的上升,饲料的可消化能并没有降低。但是较高的替代比例可能造成了肝脏损伤,使肝脏脂肪沉积加剧,进而导致了肝体指数的上升。

3.2 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼全鱼和肌肉常规营养成分的影响

在鱼类中,脂肪是主要的能量储存形式[19]。有研究表明,随着肉骨粉替代鱼粉比例的增加,全鱼粗脂肪的含量会逐渐减少[12, 16, 23, 25]。这可能是由于肉骨粉中SFA含量较高[13, 26]。相比鱼油,鱼类对肉骨粉中的SFA消化吸收能力较低[12]。另有研究表明,随着肉骨粉替代鱼粉比例的增加,各试验组全鱼的体组成无显著差异[13, 27-28]。Ai等[16]认为,高比例的肉骨粉替代鱼粉会造成体脂肪的下降,但当肉骨粉替代鱼粉的比例较低时,其对鱼体粗脂肪含量的影响较小。本试验中,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的上升,全鱼和肌肉中粗脂肪含量逐渐增加,且D40、D60、D80和D100组全鱼粗脂肪含量显著高于对照组。该试验结果与上述其他研究不太一致。这可能是由于本试验中,随着复合蛋白质源替代鱼粉比例的上升,饲料中脂肪酸组成的变化主要表现为MUFA的含量逐渐上升,PUFA的含量逐渐下降。而SFA的含量只呈现出平缓的增长趋势。另外,也可能是由于相比于单一的肉骨粉替代鱼粉,复合蛋白质源替代鱼粉能促进饲料能量的利用,提高了全鱼脂肪的沉积。

3.3 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼全鱼和肌肉脂肪酸组成的影响

鱼体的最终脂肪酸组成是摄入饲料和内源性代谢共同作用的结果,伴随着消化和吸收,转化为另一种脂肪酸或脂肪酸衍生物而氧化或积累[29]。研究表明,全鱼和肌肉的脂肪酸组成很大程度上受饲料中脂肪酸组成的影响[19-20]。鱼油的脂肪酸组成和肉骨粉中脂肪酸的组成有很大的差异,肉骨粉中的脂肪酸主要由SFA和MUFA组成。SFA和PUFA之间的比例对调节细胞膜流动性和调节细胞器功能有重要意义[18]。随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,试验饲料中MUFA的含量逐渐增加,同时PUFA的含量逐渐减少。相对应地,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,全鱼中的MUFA含量逐渐上升,PUFA含量逐渐下降。然而,随着复合蛋白质源替代比例的上升,各组全鱼中SFA的含量无显著差异,肌肉中SFA含量呈现了下降的趋势。有研究表明,饲料中SFA含量的改变不会影响到肌肉中SFA的含量,但是饲料中MUFA和PUFA的含量会影响肌肉中MUFA和PUFA的含量[30]。这主要是由于SFA被用来提供能量,分解代谢后用于合成长链多不饱和脂肪酸[31]。本试验中,各试验组肌肉的MUFA和PUFA含量无显著差异。这表明青鱼本身具有一定的脂肪酸调节能力,以满足自身脂肪酸的需求。

C22 : 6n-3是鱼类细胞膜甘油磷脂的重要组成部分[32],对大脑和视网膜的发育具有重要意义[33-34]。本试验中,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,全鱼中C22 : 6n-3和C20 : 5n-3的含量均呈现减少的趋势。但在肌肉组织中,各组C22 : 6n-3的含量无显著差异。而高比例替代组肌肉C20 : 5n-3含量呈现减少的趋势。这可能是由于C20 : 5n-3相比C22 : 6n-3更易被氧化用于供能[35],而C22 : 6n-3不容易在线粒体中发生β-氧化[19, 36]。但是,全鱼和肌肉中C22 : 6n-3和C20 : 5n-3的含量均小于饲料中的含量,表明青鱼幼鱼自身需求C22 : 6n-3和C20 : 5n-3的量比较少。当饲料中添加较高的C20 : 5n-3和C22 : 6n-3时,鱼体也会氧化消耗一部分的C22 : 6n-3和C20 : 5n-3[36]

有研究表明较低的n-3PUFA/n-6PUFA会导致人多种慢性疾病,如心血管疾病、癌症、骨质疏松、炎症和自身免疫疾病。但是增加n-3PUFA的比例后能抑制这些疾病[21-22]。因此鱼肉中较高的n-3PUFA/n-6PUFA更有利于人类健康。本试验中,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的上升,全鱼中n-3PUFA/n-6PUFA逐渐下降;而在肌肉组织中,D20、D40和D60组的n-3PUFA/n-6PUFA和对照组相比均无显著差异。尽管随着鱼粉被替代比例的增加,青鱼幼鱼肌肉中n-6PUFA的含量也逐渐增加,但同时n-3PUFA含量也有一定的增加,这就导致了最终n-3PUFA/n-6PUFA仍趋于稳定。

3.4 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼血清生化指标的影响

GPT和GOT是广泛存在于动物肝脏细胞线粒体内的重要氨基转移酶,在机体蛋白质和脂肪代谢中起着重要的作用[37-39]。GOT和GPT活性的上升是反映肝细胞受损伤的一个指标[40]。动物的生理机能正常时,GOT和GPT主要存在于肝细胞中,在血清中的活性很低,但当肝细胞病变受损后,肝细胞内的GOT和GPT会进入血液,造成血清中GOT和GPT的活性上升[41]。在黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)[42]的研究中发现,用肉骨粉替代62.5%的鱼粉时,血清GOT和GPT活性与对照组相比无显著差异。在异育银鲫[14]的研究中发现肉骨粉替代鱼粉并未对血清GOT和GPT的活性产生影响。黎慧等[43]在黑鲷的研究中发现,当肉骨粉和大豆分离蛋白替代鱼粉比例超过60%时,血清GOT活性显著高于其他组,而血清GPT的活性随着替代比例的增加呈现先降低后升高的趋势,其中75%替代组血清GPT活性显著高于其他组。在西伯利亚鲟鱼(Acipenser baerii Brandt)[24]的研究中发现,随着肉骨粉替代鱼粉比例的上升,血清GOT和GPT的活性逐渐上升。本试验中,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,血清中GOT和GPT的活性逐渐上升。这可能是由于较低比例的复合蛋白质源替代鱼粉会加快氨基酸的代谢,有利于鱼体中蛋白质的沉积。但是随着饲料鱼粉被替代比例继续增加,血清GOT和GPT的活性仍继续上升,表明肝脏受到了一定的损伤。HDL具有多种抗动脉粥样硬化的能力[44-46]。HDL的生理功能为胆固醇逆转运,HDL能将非肝细胞中的胆固醇转运至肝脏和类固醇合成器官,用于合成脂蛋白、胆汁酸、维生素D和类固醇激素[45, 47]。本试验中,除D80、D100组外,各试验组血清HDL的含量与对照组相比无显著差异。但是在D80、D100组中,血清HDL的含量显著低于对照组。LDL是一种能将胆固醇转运至外周组织细胞的蛋白,过量的LDL可被氧化成积蓄在动脉上,LDL的增多也会降低HDL的含量[48]。在人类研究中发现,血清中低含量的HDL和高含量的LDL预示着患有2型糖尿病的风险[49]。但是LDL的含量过少会造成肝脏中的脂肪不能及时转运至外周组织,进而造成肝脏中脂肪的含量增加[50]。本试验中,随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的增加,血清LDL的含量逐渐下降。这可能会导致肝脏脂肪堆积,超过正常肝脂含量而造成脂肪肝代谢疾病。

3.5 复合动植物蛋白质源替代鱼粉对青鱼幼鱼肝脏形态的影响

评价肝脏组织形态是了解肝脏病理情况的一个重要手段。Hu等[23]报道,高比例的复合动物性蛋白质源替代鱼粉会造成肝脏病变。其主要表现为肝脏脂滴增多,同时伴有肝体指数和肝脏粗脂肪含量的上升。在大黄鱼的研究中发现,发酵豆粕替代饲料(含40%鱼粉)30%以上的鱼粉会造成肝细胞空泡化现象加剧,细胞内脂肪堆积加重[8]。本试验中,对照组和D20组肝细胞排列较为整齐,细胞界限较为明显,细胞核清晰可见,伴有较少的脂肪堆积情况。但是随着复合动植物蛋白质源替代鱼粉比例的上升,肝细胞逐渐变大,类似脂滴的空泡现象加剧。细胞轮廓变得模糊。细胞核朝质膜移位等肝脏病变现象。这主要是由于随着饲料鱼粉被替代比例的上升,饲料中SFA和MUFA的含量逐渐上升,导致了血清中LDL的含量逐渐下降。而血清LDL的含量减少会使肝脏中的脂肪不能及时运转至外周组织, 进而导致了肝脏脂肪沉积的加剧。肝体指数的上升也是肝脏脂肪沉积的一个表现。

4 结论

综合以上结果,本试验中所使用的复合动植物蛋白质源可替代20%鱼粉蛋白质(饲料中3%鱼粉)。过高的替代比例会造成青鱼幼鱼肌肉脂肪酸品质的下降,影响脂肪的转运,进而造成肝功能损伤。

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