Chinese Journal of Animal Nutrition >

2026 , Vol. 38 >Issue 1: 520 - 532

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.041

RESEARCH PAPER

Effects of Dietary Cottonseed Protein Concentrate on Growth Performance,Muscle Texture Characteristics, Serum Biochemical Indices, Enzyme Activities and Intestinal and Liver Morphology of Ictalurus punctatus

  • WANG Xue ,
  • LI Xiaodong ,
  • JIAO Fei ,
  • LI Lin ,
  • HU Jianyong ,
  • SHI Chunming ,
  • WANG Li ,
  • XIAN Yulan ,
  • ZHANG Yu ,
  • GAO Pan , *
Expand
  • Fisheries Development Center of Xinjiang, Xinjiang Fisheries Research Institute, Urumqi 830000, China
* professor, E-mail:

Received date: 2025-05-30

  Online published: 2026-01-13

Fold

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of dietary cottonseed protein concentrate on growth performance, muscle texture characteristics, serum biochemical indices, enzyme activities and intestinal and liver morphology of Ictalurus punctatus. A total of 360 healthy Ictalurus punctatus with an initial body weight of (135.32±3.87) g were randomly divided into 6 groups with 3 replicates per group and 20 fish per replicate. Each group was fed isonitrogenous and isolipidic experimental diets supplemented with 0% (group D1), 6% (group D2), 12% (group D3), 18% (group D4), 24% (group D5) and 30% (group D6) cottonseed protein concentrate, respectively, for a 90-day feeding trial. The results showed as follows: 1) the weight gain rate (WGR) of groups D2 and D3 was significantly higher than that of groups D5 and D6 (P<0.05); the feed conversion ratio (FCR) and feeding rate (FR) of groups D1 to D4 were significantly lower than those of groups D5 and D6 (P<0.05); the protein efficiency ratio (PER) of groups D2 and D4 was significantly higher than that of groups D1, D5 and D6 (P<0.05); the condition factor (CF) of groups D1 to D5 was significantly lower than that of group D6 (P<0.05). 2) The muscle springiness of group D1 was significantly lower than that of groups D2 to D6 (P<0.05); the muscle chewiness and gumminess were significantly lower than those of group D2 (P<0.05); the muscle resilience was significantly higher than that of groups D2 and D3 (P<0.05). 3) The serum total bilirubin (T-Bil-V) content of groups D1 and D2 was significantly higher than that of groups D4 to D6 (P<0.05); the serum albumin (ALB) content of group D4 was significantly higher than that of group D1 (P<0.05); the serum lactate dehydrogenase (LDH) activity of groups D4 to D6 was significantly lower than that of group D1 (P<0.05). 4) Group D2 had the highest activities of foregut lipase, α-amylase (α-AMY) and stomach lipase; group D4 had the highest activities of liver lipase and protease, stomach α-AMY and foregut protease, with the activities of stomach α-AMY and foregut protease significantly higher than those of other groups (P<0.05); group D3 had the highest activities of liver α-AMY and stomach protease, with the liver α-AMY activity significantly higher than that of other groups (P<0.05). 5) Mild congestion and dilation of small-area hepatic sinusoids were observed in the liver tissues of groups D4 to D6, and hepatocyte necrosis and inflammatory cell infiltration occurred in group D6. In conclusion, the appropriate dietary supplementation level of cottonseed protein concentrate for Ictalurus punctatus is 6% to 12%, and the maximum level should not exceed 18%.

Key words： cottonseed protein concentrate; Ictalurus punctatus; growth performance; serum biochemical indices; enzyme activities; morphological structure

Cite this article

WANG Xue , LI Xiaodong , JIAO Fei , LI Lin , HU Jianyong , SHI Chunming , WANG Li , XIAN Yulan , ZHANG Yu , GAO Pan . Effects of Dietary Cottonseed Protein Concentrate on Growth Performance,Muscle Texture Characteristics, Serum Biochemical Indices, Enzyme Activities and Intestinal and Liver Morphology of Ictalurus punctatus[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2026 , 38(1) : 520 -532 . DOI: 10.12418/CJAN2026.041

饲料是水产养殖活动中成本最高的项目,占生产成本的50%以上[1]。蛋白质是水产动物饲料中不可或缺且最昂贵的营养物质。鱼粉作为水产动物饲料中极为重要的优质蛋白质来源,具有蛋白质含量高、必需氨基酸组成平衡、碳水化合物含量低、适口性好、抗营养因子少及易被动物消化吸收等优点[2]。然而,目前我国优质鱼粉高度依赖进口,依存度超过80%,其价格居高不下直接推高了水产养殖的饲料成本[3]。因此,立足国内丰富的饲料原料资源,寻找优质廉价、来源广泛的替代植物蛋白质源,已成为促进我国水产养殖业可持续发展、保障水产品供给安全的重要途径[4]。
目前,关于植物蛋白质对水产动物生长和生理功能影响的研究已较为广泛。现有研究结果表明,饲料中添加适量植物蛋白质并不会对水产动物的生长性能和免疫功能产生不利影响[5]。随着我国棉籽加工产业的升级,尤其是在新疆这一占全国产量85%以上、年产量达700万t的主要棉籽产区,通过采用低温浸提、脱酚、适度脱糖及软化轧胚、低温烘干等工艺取代传统的高温蒸炒或膨化方式,已成功实现了棉籽浓缩蛋白的制备。作为典型的非粮蛋白质来源,该产品不仅显著减少了棉籽粕中的有毒成分和抗营养因子,还降低了蛋白质热变性,更易于动物消化;且其蛋白质含量高达60%~70%,接近鱼粉水平,远高于其他植物蛋白质[4]。有研究指出,当饲料中棉籽浓缩蛋白替代鱼粉的比例超过45%时,会降低大口黑鲈(Micropterus salmoides)的生长性能,同时增加肠道通透性、诱导免疫反应、损害肝脏形态结构并引起肝脏损伤[3];但也有研究表明,棉籽浓缩蛋白替代鱼粉对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的生长性能和饲料利用率无不良影响,虹鳟肠道形态无病理变化,鱼体及肌肉营养成分无显著改变,对血清指标也无不良影响,且替代比例为30%~50%时,还可提高虹鳟的抗氧化能力[6]。这表明棉籽浓缩蛋白具备替代鱼粉的潜力,但具体应用效果可能与其添加比例及养殖品种有关。
斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)属鲶形目鮰科真鮰属,是我国重要的淡水养殖鱼类[7]。近年来,其养殖规模持续扩大,2023年养殖产量已达42.5万t[8],对应的配合饲料使用量近63.75万t。目前,关于饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰影响的研究较少。因此,本试验以斑点叉尾鮰为研究对象,探讨饲料中添加不同比例棉籽浓缩蛋白对其生长性能、肌肉质构特性、血清生化指标、酶活性及肠道和肝脏形态结构的影响,以期揭示棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰生长性能的影响及其生理响应机制,为棉籽浓缩蛋白在斑点叉尾鮰配合饲料中的科学应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

试验所用棉籽浓缩蛋白为市售产品,粗蛋白质含量为65%。以鱼粉、豆粕、菜籽粕和棉籽浓缩蛋白为主要蛋白质源,鱼油为脂肪源,配制6种等氮等脂试验饲料,其中棉籽浓缩蛋白的添加比例分别为0(D1)、6%(D2)、12%(D3)、18%(D4)、24%(D5)和30%(D6)。饲料原料粉碎并充分混匀后,采用膨化饲料机(DGP-40型,河北省隆尧县魏家庄镇鑫工机械厂)压制成直径为2 mm的膨化配合饲料,晾干后于-20 ℃保存备用。试验饲料组成及营养水平见表1。
表1 试验饲料组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

项目
Items		 饲料Diets
D1 D2 D3 D4 D5 D6
原料Ingredients
鱼粉Fish meal 30.00 24.00 18.00 12.00 6.00
豆粕Soybean meal 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00
菜籽粕Rapeseed meal 11.50 11.50 11.50 11.50 11.50 11.50
棉籽浓缩蛋白Cottonseed protein concentrate 6.00 12.00 18.00 24.00 30.00
面粉Wheat flour 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00 23.00
麸皮Wheat bran 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00
鱼油Fish oil 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
预混料Premix1) 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50
氯化胆碱Choline chloride 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
微晶纤维素Microcrystalline cellulose 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50
合计Total 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels2)
粗蛋白质CP 37.25 37.33 37.35 37.45 37.32 37.44
粗脂肪EE 5.34 5.33 5.45 5.42 5.40 5.37

1)每千克预混料含有 One kilogram of the premix contained the following:VA 280 000 IU,VB1 131 mg,VB2 130 mg,VB6 131 mg,VC 1 900 mg,VE 1 400 mg,VK3 70 mg,VD3 50 000 IU,泛酸钙 calcium pantothenate 400 mg,烟酸 nicotinic acid 5 000 mg,叶酸 folic acid 200 mg,肌醇 inositol 27 000 mg,生物素 biotin 30 mg,NaCl 50 000 mg,MnSO4·H2O 3 000 mg,FeSO4·7H2O 9 000 mg,ZnSO4·7H2O 5 500 mg,CuSO4·5H2O 1 200 mg,MgSO4·4H2O 10 000 mg,NaSeO3 20 mg,KI 150 mg,Ca(H2PO4)2 300 000 mg。

2)实测值 Measured values。

1.2 试验设计与饲养管理

试验方案经新疆维吾尔自治区水产发展中心(新疆维吾尔自治区水产科学研究所)学术委员会(伦理委员会)审查批准,批准号为20250627。
饲养试验于新疆维吾尔自治区水产科学研究所(新疆维吾尔自治区水产发展中心)保育种基地车间循环水养殖系统(上海海圣生物实验设备有限公司)中进行。试验用斑点叉尾 鮰由沙亚湾县江丰水产养殖有限公司提供。正式试验开始前,为使试验鱼适应养殖环境,投喂D1饲料进行为期2周的驯养。驯养结束后,选取360尾初始体质量为(135.32±3.87) g且健康有活力的斑点叉尾 鮰,随机分为6组,分别投喂6种试验饲料,每组设3个重复,每个重复20尾,以重复为单位饲养于直径1 m、高1.2 m的桶中,进行为期90 d的养殖试验。饲养期间,每天表观饱食投喂3次(08:00、13:00和18:00),每次称重1 kg饲料待用,记录实际投喂量及残饵量,并计算每日摄食量。保持养殖环境的水温为21~23 ℃,pH为7.8~8.6,溶解氧浓度为5.5~8.5 mg/L,氨氮浓度<0.15 mg/L,亚硝酸盐浓度<0.05 mg/L。

1.3 样本采集

养殖试验结束后,试验鱼禁食24 h。用浓度为1 000 mg/L的3-乙氧酰基苯胺甲磺酸盐(上海麦克林生化科技股份有限公司)麻醉后,对每桶试验鱼进行计数和称重,以计算生长性能指标。每桶随机选取6尾鱼,测量体长和体重,用于计算肥满度(CF);随后用采血器采集尾部静脉血,4 ℃静置12 h后,在4 ℃条件下以1 000×g离心10 min,吸取上清液,用于测定血清生化和抗氧化指标;随机选取3尾鱼解剖并取肝脏和前肠,在4%多聚甲醛溶液中浸泡后制作切片,用于观察组织形态结构。每桶随机选取6尾鱼,取同侧侧线上方的肌肉,用于测定肌肉质构特性;随后解剖取完整内脏团并称重,以计算脏体比(VSI),然后从内脏团中分离出肝脏、胃与前肠,对肝脏进行称重以计算肝体比(HSI);将其中3尾鱼的肝脏、胃、前肠样品进行分装,用于测定消化酶活性,另外3尾鱼仅取肝脏样品,用于测定肝脏抗氧化指标。此外,每桶随机选取3尾鱼,用于测定全鱼体成分。

1.4 指标测定

1.4.1 生长性能和形体指标

生长性能和形体指标计算公式如下:
增重率(WGR,%)=100×(Wt-W0)/W0;
成活率(SR,%)=100×(Nt/N0);
特定生长率(SGR,%/d)=100×(lnWt-lnW0)/t;
饲料系数(FCR)=Ft/(Wf-Wi);
摄食率(FR,%/d)=100×Ft/[(Wi+Wf)/2×t];
蛋白质效率(PER,%)=100×[(Wf-Wi)/(Ft×Pd)];
VSI(%)=100×(Wv/W);
HSI(%)=100×(Wh/W);
CF(g/cm3)=100×(W/L3)。
式中:Wt、W0、Wf、Wi和W分别为试验鱼末均体质量、初均体质量、末总体质量、初总体质量和体质量(g);Nt和N0分别为终末鱼尾数和初始鱼尾数(尾);t为养殖试验天数(d);Ft为试验期间总摄食量(g);Pd为饲料粗蛋白质含量(%);Wv和Wh分别为试验鱼内脏团质量和肝脏质量(g);L为试验鱼体长(cm)。

1.4.2 饲料营养成分、全鱼体成分和肌肉质构特性

饲料和全鱼粗蛋白质含量采用凯氏定氮法(GB/T 5009.5—2016)测定,粗脂肪含量采用索氏抽提法(GB/T 5009.6—2016)测定;全鱼水分含量采用103 ℃恒温干燥失重法(GB/T 5009.3—2016)测定,粗灰分含量采用马弗炉灰化法(GB/T 5009.4—2016)测定,所用试剂均购自上海安谱实验科技股份有限公司。肌肉质构特性(弹性、咀嚼性、胶着性和回复性)利用质构仪(TAXTX-PLUS型,上海保圣实业发展有限公司)测定。

1.4.3 血清生化指标

血清总胆红素(T-Bil-V)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总胆固醇(TC)含量及谷丙转氨酶(ALT)、α-淀粉酶(α-AMY)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)活性利用全自动生化分析仪(BS-830型,深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)测定,球蛋白(GLO)含量通过TP与ALB含量差值计算得出。

1.4.4 肝脏、胃、前肠消化酶活性及肝脏和血清抗氧化指标

参照Zhao等[9]的方法对肝脏、胃和前肠样品进行匀浆、离心处理,取上清液测定脂肪酶、蛋白酶和α-AMY活性;检测肝脏和血清中还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性。所有指标均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒进行测定,具体操作按试剂盒说明书进行。

1.4.5 肝脏和前肠组织形态结构

将固定于4%多聚甲醛溶液中的肝脏与前肠组织取出,经石蜡包埋、切片及脱蜡处理后进行苏木精-伊红(HE)染色。随后,在光学显微镜下观察肝脏细胞脂滴空泡、核偏移现象及肠绒毛形态特征并拍照,用显微镜测微尺测量绒毛长度、绒毛宽度和肌层厚度。

1.5 数据统计与分析

所有数据均使用SPSSPRO在线数据分析平台进行统计分析,先对数据进行同质性检验,确定数据满足方差齐性要求后,进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并使用最小显著差数法(LSD法)进行事后多重比较。结果以平均值±标准差(mean±SD)表示,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰生长性能和形体指标的影响

由表2可知,各组之间SR无显著差异(P>0.05),均在98.33%以上;D2和D3组WGR显著高于D5和D6组(P<0.05);D1~D4组FCR和FR显著低于D5和D6组(P<0.05);D2和D4组PER显著高于D1、D5和D6组(P<0.05);HSI以D4组最低,但各组间无显著差异(P>0.05);D1~D5组CF均显著低于D6组(P<0.05)。
表2 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰生长性能和形体指标的影响

Table 2 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on growth performance and body indices of Ictalurus punctatus

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
D1 D2 D3 D4 D5 D6
初始体质量
IBW/g		 134.95
±1.24		 133.42
±1.15		 133.54
±4.15		 138.54
±4.04		 135.21
±6.05		 136.24
±5.22		 0.667
终末体质量
FBW/g		 424.06
±7.80a		 430.59
±22.40a		 432.96
±19.31a		 416.80
±21.11ab		 385.89
±19.36b		 347.16
±15.91c		 0.001
增重率
WGR/%		 214.27
±7.93ab		 222.66
±14.01a		 224.71
±24.04a		 207.8
±12.27ab		 193.18
±16.46b		 160.82
±11.92c		 0.002
成活率
SR/%		 100.00
±0.00		 100.00
±0.00		 100.00
±0.00		 98.33
±1.67		 98.33
±1.67		 98.33
±1.67		 0.701
特定生长率
SGR/(%/d)		 1.26
±0.02		 1.34
±0.01		 1.28
±0.18		 1.20
±0.13		 1.23
±0.13		 1.13
±0.01		 0.285
饲料系数
FCR		 1.23
±0.03c		 1.17
±0.07c		 1.24
±0.09c		 1.22
±0.06c		 1.40
±0.09b		 1.63
±0.10a		 <0.001
摄食率
FR/(%/d)		 1.42
±0.02cd		 1.37
±0.04d		 1.45
±0.03c		 1.38
±0.03d		 1.52
±0.04b		 1.62
±0.04a		 <0.001
蛋白质效率
PER/%		 2.00
±0.06b		 2.29
±0.17a		 2.15
±0.12ab		 2.29
±0.11a		 1.92
±0.17b		 1.69
±0.07c		 <0.001
肝体比
HSI/%		 1.74
±0.26		 1.81
±0.17		 1.66
±0.20		 1.50
±0.07		 1.63
±0.01		 1.56
±0.03		 0.220
脏体比
VSI/%		 8.84
±0.51		 9.07
±0.23		 9.23
±0.43		 8.92
±0.28		 9.41
±0.30		 9.38
±0.56		 0.450
肥满度
CF/(g/cm3)		 1.61
±0.09b		 1.60
±0.02b		 1.67
±0.04b		 1.63
±0.06b		 1.68
±0.04b		 1.82
±0.02a		 0.001

同行数据肩标无字母或相同小写字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with no letter or the same small letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰鱼体成分和肌肉质构特性的影响

由表3可知,D2~D6组鱼体水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量与D1组均无显著差异(P>0.05);D1组肌肉弹性显著低于其他各组(P<0.05);D2组肌肉咀嚼性和胶着性显著高于D1组(P<0.05);肌肉回复性随棉籽浓缩蛋白添加比例的增加呈现先下降后上升的趋势,其中D1组最高,显著高于D2和D3组(P<0.05)。
表3 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰鱼体成分和肌肉质构特性的影响

Table 3 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on body composition and muscle texture characteristics of Ictalurus punctatus

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
D1 D2 D3 D4 D5 D6
体成分Body composition/%
水分Moisture 68.31±2.23 68.60±0.05 70.00±1.92 68.44±2.40 67.74±1.62 67.72±1.91 0.706
粗蛋白质CP 13.68±0.40 13.79±0.20 13.31±0.88 14.06±0.96 14.64±0.34 14.34±0.67 0.217
粗脂肪EE 4.41±0.05 4.50±0.00 4.52±0.23 4.28±0.15 4.48±0.54 4.43±0.12 0.962
粗灰分Ash 3.10±0.00ab 3.00±0.00b 3.33±0.00a 3.00±0.00b 2.90±0.00b 2.80±0.00b 0.043
肌肉质构特性Muscle texture characteristics
弹性Springiness 0.51±0.14b 0.60±0.06a 0.60±0.07a 0.61±0.06a 0.61±0.07a 0.64±0.10a 0.003
咀嚼性Chewiness/gf 9.64±4.64b 13.79±4.33a 11.34±3.43ab 12.55±3.66a 11.77±2.78ab 12.21±3.61ab 0.032
胶着性Gumminess/gf 17.78±5.54b 22.66±4.93a 18.57±4.09b 20.24±4.36ab 19.25±3.26b 18.74±2.97b 0.026
回复性Resilience 0.69±0.16a 0.58±0.08b 0.60±0.00b 0.64±0.09ab 0.65±0.08ab 0.65±0.06ab 0.040

2.3 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰血清生化指标的影响

由表4可知,饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰血清TP、GLO、TG、LDL-C、HDL-C、TC含量及ALP、ALT、AST、α-AMY活性均无显著影响(P>0.05)。血清T-Bil-V含量随棉籽浓缩蛋白添加比例的增加呈现先上升后下降的趋势,D1和D2组显著高于D4~D6组(P<0.05);D4组血清ALB含量显著高于D1组(P<0.05);D4~D6组血清LDH活性显著低于D1组(P<0.05)。
表4 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰血清生化指标的影响

Table 4 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on serum biochemical indices of Ictalurus punctatus

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
D1 D2 D3 D4 D5 D6
总胆红素
T-Bil-V/(μmol/L)		 0.49
±0.19a		 0.51
±0.27a		 0.47
±0.19ab		 0.31
±0.12b		 0.16
±0.10bc		 0.08
±0.06c		 <0.001
谷丙转氨酶
ALT/(U/L)		 6.96
±0.73		 6.86
±1.16		 7.74
±1.24		 6.18
±1.75		 5.70
±1.23		 7.29
±1.83		 0.055
谷草转氨酶
AST/(U/L)		 67.49
±38.06		 60.05
±10.63		 68.06
±15.44		 61.83
±17.44		 62.03
±10.52		 84.26
±29.81		 0.308
碱性磷酸酶
ALP/(U/L)		 56.70
±6.07		 56.60
±9.30		 62.26
±8.89		 61.51
±8.33		 56.74
±12.97		 71.53
±15.79		 0.060
总蛋白
TP/(g/L)		 38.76
±3.31		 41.37
±3.32		 39.95
±4.47		 41.92
±2.82		 38.91
±3.24		 40.76
±5.92		 0.457
白蛋白
ALB/(g/L)		 7.81
±0.66b		 8.76
±0.75b		 8.78
±1.21b		 10.03
±1.01a		 9.38
±1.10ab		 9.76
±1.69ab		 0.002
球蛋白
GLO/(g/L)		 30.95
±3.24		 32.61
±3.07		 31.18
±3.92		 31.89
±2.31		 29.54
±2.62		 31.00
±4.36		 0.296
α-淀粉酶
α-AMY/(U/L)		 144.88
±64.69		 132.75
±58.01		 145.79
±65.05		 186.59
±56.56		 156.25
±55.14		 156.00
±63.00		 0.526
甘油三酯
TG/(mmol/L)		 9.41
±2.56		 8.06
±2.69		 7.77
±3.87		 6.54
±1.19		 7.33
±1.69		 9.56
±2.77		 0.158
低密度脂蛋白胆固醇
LDL-C/(mmol/L)		 1.34
±0.52		 1.12
±0.30		 1.09
±0.37		 1.03
±0.21		 1.09
±0.12		 1.31
±0.47		 0.369
高密度脂蛋白胆固醇
HDL-C/(mmol/L)		 2.33
±0.44		 2.39
±0.25		 2.54
±0.86		 2.30
±0.32		 2.03
±0.39		 2.09
±0.31		 0.272
总胆固醇
TC/(mmol/L)		 5.65
±1.69		 5.17
±1.09		 4.82
±1.17		 4.71
±0.69		 4.47
±0.41		 5.12
±1.34		 0.372
乳酸脱氢酶
LDH/(U/L)		 101.27
±69.47a		 67.63
±52.02ab		 77.51
±45.22ab		 46.77
±15.29b		 44.19
±33.77b		 66.63
±44.70b		 0.047

2.4 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏、胃和前肠消化酶活性的影响

由表5可知,除D2组肝脏蛋白酶及D3组胃α-AMY活性低于D1组外,各棉籽浓缩蛋白添加组肝脏、胃和前肠蛋白酶、脂肪酶、α-AMY活性均高于D1组。其中,D2组前肠脂肪酶、α-AMY及胃脂肪酶活性最高;D4组肝脏脂肪酶和蛋白酶、胃α-AMY及前肠蛋白酶活性最高,且胃α-AMY和前肠蛋白酶活性显著高于其他各组(P<0.05);D3组肝脏α-AMY和胃蛋白酶活性最高,且肝脏α-AMY活性显著高于其他各组(P<0.05)。
表5 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏、胃和前肠消化酶活性的影响

Table 5 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on digestive enzyme activities in liver, stomach and foregut of Ictalurus punctatus

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
D1 D2 D3 D4 D5 D6
肝脏Liver
脂肪酶
LPS/(U/g prot)		 482.27
±35.84b		 550.97
±24.11b		 652.30
±15.07ab		 697.82
±88.48a		 696.06
±75.93a		 667.20
±64.99a		 0.003
蛋白酶
Pro/(U/mg prot)		 297.03
±50.28b		 248.12
±7.92b		 385.64
±30.01a		 415.50
±1.33a		 397.29
±24.37a		 341.59
±101.97ab		 0.009
α-淀粉酶
α-AMY/(U/g prot)		 235.73
±28.78d		 360.41
±18.11b		 427.27
±5.21a		 362.31
±55.42b		 290.69
±12.50c		 329.53
±12.26bc		 <0.001
胃Stomach
脂肪酶
LPS/(U/g prot)		 555.41
±60.01c		 762.84
±47.05a		 586.78
±46.57bc		 706.19
±28.94ab		 582.43
±52.44bc		 652.30
±39.47b		 0.001
蛋白酶
Pro/(U/mg prot)		 188.26
±17.89c		 329.85
±32.48b		 446.20
±15.76a		 420.31
±26.40a		 291.16
±22.77b		 246.20
±25.90a		 <0.001
α-淀粉酶
α-AMY/(U/g prot)		 192.67
±40.07d		 244.01
±7.92c		 157.53
±24.89d		 410.42
±11.27a		 312.54
±6.44b		 270.50
±22.35c		 <0.001
前肠Foregut
脂肪酶
LPS/(U/g prot)		 351.32
±18.58c		 791.29
±17.27a		 781.66
±34.32a		 622.18
±27.54b		 606.80
±37.65b		 525.53
±20.37b		 <0.001
蛋白酶
Pro/(U/mg prot)		 185.81
±24.35e		 233.01
±4.19de		 430.39
±35.13b		 484.52
±31.13a		 341.87
±29.40c		 260.70
±26.46d		 <0.001
α-淀粉酶
α-AMY/(U/g prot)		 175.26
±18.58c		 412.18
±17.27a		 408.15
±34.32a		 387.08
±27.54a		 326.30
±62.37a		 241.89
±20.37b		 <0.001

2.5 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏和血清抗氧化指标的影响

由表6可知,饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏和血清MDA、GSH含量及SOD、CAT活性均无显著影响(P>0.05)。肝脏MDA含量随棉籽浓缩蛋白添加比例的增加呈现先下降后上升的趋势;血清MDA含量以D1组最低,在D2~D6组随棉籽浓缩蛋白添加比例的增加呈现先下降后上升的趋势。
表6 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏和血清抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on antioxidant indices in liver and serum of Ictalurus punctatus

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
D1 D2 D3 D4 D5 D6
肝脏Liver
丙二醛
MDA/(nmol/mg prot)		 3.05
±0.91		 2.86
±0.51		 2.27
±0.02		 2.15
±0.29		 2.56
±0.32		 3.13
±0.31		 0.125
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mg prot)		 1.85
±0.08		 1.90
±0.63		 1.70
±0.58		 2.10
±0.32		 2.02
±0.40		 1.29
±0.32		 0.304
还原型谷胱甘肽
GSH/(mol/mg prot)		 0.04
±0.01		 0.04
±0.02		 0.04
±0.01		 0.04
±0.01		 0.05
±0.02		 0.03
±0.01		 0.713
过氧化氢酶
CAT/(U/mg prot)		 41.25
±3.02		 39.26
±0.93		 44.94
±1.85		 34.76
±1.68		 32.20
±8.19		 37.38
±10.26		 0.152
血清Serum
丙二醛
MDA/(nmol/L)		 15.53
±5.55		 20.47
±1.06		 18.69
±2.53		 16.91
±2.36		 18.89
±0.93		 19.94
±3.69		 0.422
超氧化物歧化酶
SOD/(U/L)		 9.50
±3.48		 10.52
±1.74		 7.32
±0.56		 15.19
±0.36		 11.89
±2.27		 10.09
±5.03		 0.072
还原型谷胱甘肽
GSH/(mol/L)		 0.25
±0.07		 0.27
±0.12		 0.28
±0.10		 0.25
±0.10		 0.30
±0.05		 0.25
±0.06		 0.961
过氧化氢酶
CAT/(U/L)		 266.65
±12.96		 227.14
±41.80		 200.80
±36.78		 222.52
±52.93		 201.41
±45.46		 248.47
±38.14		 0.337

2.6 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏形态结构的影响

如图1所示,各组肝细胞双行排列成板状,肝板以中央静脉为中心呈散射状分布,肝细胞为不规则的多边形,胞质含量少,胞质疏松(黑色箭头)。D1、D2和D3组肝脏组织中肝血窦未见明显扩张、坏死和炎性细胞浸润。D4和D5组肝脏组织中小面积肝血窦轻度淤血、扩张(黄色箭头),周围肝细胞排列疏松,未见明显坏死和炎性细胞浸润。D6组肝脏组织中小面积肝血窦轻度淤血、扩张(黄色箭头),周围肝细胞排列疏松,血管周围偶见肝细胞坏死(红色箭头),胞核溶解消失,并伴有少量的淋巴细胞浸润(蓝色箭头)。以上结果表明,随着棉籽浓缩蛋白添加比例的增加,肝脏损伤逐渐加重,且添加比例最高的D6组出现炎症反应。
图1 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏形态结构的影响

D1:D1组 D1 group;D2:D2组 D2 group;D3:D3组 D3 group;D4:D4组 D4 group;D5:D5组 D5 group;D6:D6组 D6 group。

Fig.1 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on liver morphology of Ictalurus punctatus

2.7 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰前肠形态结构的影响

由表7可知,饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰前肠绒毛高度、绒毛宽度和肌层厚度均无显著影响(P>0.05)。前肠绒毛高度和绒毛宽度以D5组最高;前肠肌层厚度以D3组最高,D5组最低。
表7 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰前肠形态结构的影响

Table 7 Effects of dietary cottonseed protein concentrate on foregut morphology of Ictalurus punctatus mm

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
D1 D2 D3 D4 D5 D6
绒毛高度Villus height 2.29±0.39 2.24±0.72 2.02±0.68 2.18±0.47 2.48±0.31 2.32±0.37 0.612
绒毛宽度Villus width 0.38±0.09 0.39±0.05 0.38±0.13 0.42±0.07 0.43±0.10 0.41±0.08 0.842
肌层厚度
Muscle layer thickness		 0.45±0.07 0.41±0.07 0.51±0.21 0.35±0.07 0.34±0.07 0.35±0.19 0.102

3 讨论

3.1 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰生长性能和形体指标的影响

在水产动物饲料中添加适量植物蛋白质,既能节约动物蛋白质资源,又可促进其生长[10],但过量添加则会对生长产生不利影响[11]。本研究结果显示,D2~D5组WGR与D1组无显著差异,表明饲料中棉籽浓缩蛋白添加比例≤24%时,未对斑点叉尾鮰生长性能造成不良影响;但是,随着棉籽浓缩蛋白添加比例的增加,D5组FCR和FR显著高于D1组,且PER呈下降趋势,这与何明等[11]关于酶解棉籽蛋白对鱼粉替代效应的研究结果一致。因此,综合生长性能与营养利用效率分析,建议斑点叉尾鮰饲料中棉籽浓缩蛋白的添加比例不宜超过18%。

3.2 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰鱼体成分和肌肉质构特性的影响

鱼体健康状况及鱼肉感官品质与饲料营养成分密切相关[12]。饲料中的优质蛋白质易被机体消化吸收,可有效促进动物代谢活动和生长发育;而劣质蛋白质因氨基酸组成失衡,易导致机体吸收不良,抑制生长发育并引发鱼体成分差异[13]。本研究结果显示,D2~D6组鱼体水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量与D1组无显著差异,但肌肉弹性、咀嚼性和胶着性较D1组有一定程度提高,其中6%添加比例对肌肉咀嚼性和胶着性的改善效果最好。这表明在饲料中添加适量棉籽浓缩蛋白,可对斑点叉尾鮰的肌肉组织结构起到优化作用。前人研究也证实,当使用棉籽浓缩蛋白替代饲料中30%、45%或100%豆粕时,草鱼(Ctenopharyngodon idella)肌肉弹性和黏附性显著升高[12],这为通过调整饲料中棉籽浓缩蛋白添加比例来改善斑点叉尾鮰鱼肉加工特性提供了理论依据。

3.3 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰血清生化指标的影响

血清生化指标是评估动物健康状态的重要生理依据,其中T-Bil-V含量可反映机体胆红素代谢水平,TC与TG含量则能反映机体脂质代谢状况[14-15]。本研究结果显示,随着饲料中棉籽浓缩蛋白添加比例的增加,血清T-Bil-V含量呈现先上升后下降的趋势,且D4~D6组显著低于D1组。这表明当棉籽浓缩蛋白添加比例为6%和12%时,肝脏可能通过增强胆红素代谢能力应对棉籽浓缩蛋白中的抗营养因子或代谢负荷,从而维持血清T-Bil-V含量稳定;而当添加比例提高至18%及以上时,可能因饲料必需氨基酸或其他营养成分失衡,限制必需氨基酸供应、干扰肝细胞正常功能并抑制胆汁排泄,进而间接影响胆红素的生成或排泄,最终导致T-Bil-V含量下降。棉籽蛋白中含有游离棉酚、环丙烯脂肪酸等抗营养因子,其中游离棉酚可直接毒害水产动物的肝脏、肾脏、神经及血管组织,还能与蛋白质或血液中的二价铁结合,阻碍血红蛋白铁功能,降低蛋白质利用率;在饲料加工过程中,游离棉酚易与赖氨酸形成复合物,导致赖氨酸无法被吸收利用[16-17]。上述机制印证了高比例棉籽浓缩蛋白会通过抗营养因子间接抑制胆红素代谢过程。本研究中,D4组血清ALB含量显著高于D1组,且该组血清TG含量为6组中最低,表明饲料中添加18%棉籽浓缩蛋白可能通过增强蛋白质合成能力及改善脂质代谢效率,实现代谢平衡。这与徐光明[18]报道的在杂交鲌幼鱼饲料中添加适量植物蛋白质可优化蛋白质和脂质代谢的结果相符。此外,未添加棉籽浓缩蛋白的D1组血清LDH活性高于其他5组,且其血清TC含量也为最高,提示该组可能存在无氧代谢增强、脂质代谢负荷较高的问题。有研究指出,使用棉籽浓缩蛋白替代饲料中15%~45%鱼粉会降低杂交鲌幼鱼血清TC含量[19],与本研究结果相符,表明添加棉籽浓缩蛋白会影响胆固醇代谢。

3.4 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏、胃和前肠消化酶活性的影响

鱼类消化酶主要包括蛋白酶、脂肪酶和α-AMY等,这些酶的活性直接反映鱼类的消化能力,影响机体对蛋白质、脂肪与碳水化合物的吸收利用率以及能量获取效率[20]。本研究结果显示,斑点叉尾鮰肝脏、胃和前肠蛋白酶活性均在棉籽浓缩蛋白添加比例为12%(D3组)或18%(D4组)时达到峰值,前肠和胃脂肪酶活性以D2组最高,肝脏脂肪酶活性以D4组最高,且添加比例过量后蛋白酶和脂肪酶活性呈现下降趋势。研究表明,棉籽浓缩蛋白虽经脱酚处理,但仍含有少量棉酚等抗营养因子,这些抗营养因子可与蛋白质形成复合物,影响营养物质的消化吸收,进而可能间接影响鱼体蛋白酶与脂肪酶的作用[13,19]。本研究还发现,前肠α-AMY活性以D2组最高,肝脏和胃α-AMY活性分别以D3和D4组最高。这表明棉籽浓缩蛋白添加比例为6%~18%时,可通过调节不同消化器官的α-AMY活性,增强斑点叉尾鮰对碳水化合物的代谢效率;而添加比例超过该范围,α-AMY活性则呈现下降趋势。

3.5 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏和血清抗氧化指标的影响

鱼类在正常生理代谢或遭遇应激时,体内会产生自由基与活性氧,这些活性分子可与细胞脂质发生反应,引发脂质过氧化。MDA作为脂质过氧化的主要终产物,其含量可反映机体氧化损伤程度[16]。为避免自由基与活性氧过量累积造成的损伤,机体会启动抗氧化防御机制,合成SOD、CAT和GSH等多种抗氧化酶及抗氧化物质,这类物质可通过清除体内多余的自由基与活性氧,抑制脂质过氧化反应,减少MDA生成,从而维持氧化-抗氧化系统的动态平衡。本研究结果表明,饲料中添加不同比例棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾 鮰肝脏和血清GSH、MDA含量及SOD、CAT活性均无显著影响,但随着棉籽浓缩蛋白添加比例的增加,肝脏MDA含量呈现在D3和D4组低于其他各组的趋势,且D4组血清MDA含量也相对较低;同时,肝脏SOD活性、CAT活性及血清SOD活性均在D3组或D4组达到最高,提示适量添加棉籽浓缩蛋白可能通过增强抗氧化酶系统功能,减轻自由基对细胞的攻击,从而减少MDA生成。

3.6 饲料中添加棉籽浓缩蛋白对斑点叉尾鮰肝脏和肠道形态结构的影响

肝脏是鱼类重要的代谢器官,其组织形态可直观反映肝脏健康状态。本研究结果显示,随着棉籽浓缩蛋白添加比例的增加,D4和D5组肝脏损伤呈梯度加重,表现为肝血窦淤血扩张范围扩大,而D6组出现局灶性肝细胞坏死、核溶解及淋巴细胞浸润。这表明饲料中过量添加棉籽浓缩蛋白会导致肝细胞膜损伤及胞内酶泄漏,最终引发肝细胞坏死与炎性细胞浸润。虽然棉籽蛋白经过脱毒处理后去除了一些抗营养因子,但其本身仍含有高水平的纤维、多糖和非脂溶性抗营养因子,这些成分都可能影响鱼体肝脏健康[21]。肠道是鱼类消化和吸收营养物质的主要器官,对其正常生长发育起着至关重要的作用。肠道绒毛的高度和宽度直接决定了黏膜上皮细胞与食糜的接触表面积,而肌层厚度则影响肠道蠕动效率及食糜推进速度[22]。本研究发现,饲料中添加6%~30%棉籽浓缩蛋白未对斑点叉尾鮰前肠形态结构产生显著影响,但绒毛高度和绒毛宽度在D5组达到最高,D6组出现降低趋势;肌层厚度以D3组最高,D4~D6组呈下降趋势且趋于稳定。研究表明,棉籽浓缩蛋白替代饲料中60%的鱼粉会导致大口黑鲈肠道形态显著改变,具体表现为中肠和后肠的绒毛高度显著降低、杯状细胞数量显著减少[3];棉籽浓缩蛋白替代饲料中45%的鱼粉会导致杂交鲌幼鱼肠道绒毛高度显著降低[18]。结合本研究中肝脏形态结构的试验结果,建议斑点叉尾鮰饲料中棉籽浓缩蛋白的添加比例不宜超过18%。

4 结论

在本试验条件下,当饲料中棉籽浓缩蛋白添加比例不超过18%时,对斑点叉尾鮰生长性能未产生不良影响。其中,6%添加比例可最优提升肌肉咀嚼性与胶着性;18%添加比例有助于提升血清ALB含量并降低TG含量,促进代谢平衡;且在6%~18%添加比例下多种消化酶活性达到峰值。然而,当添加比例超过18%时,斑点叉尾鮰部分消化酶活性出现下降,抗营养因子累积可能抑制消化功能,且还会引发肝血窦淤血扩张等肝脏组织损伤。综上所述,棉籽浓缩蛋白在斑点叉尾鮰饲料中的适宜添加比例为6%~12%,最高不宜超过18%。

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