2. 西南大学动物科技学院, 重庆 400716;
3. 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
2. College of Animal Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, China;
3. Key Laboratory of Freshwater Fish Resources and Reproductive Development of Ministry of Education, Chongqing 400716, China
脂肪是鱼类所需能量和必需脂肪酸(EFA)的主要来源,也是脂溶性维生素的载体[1]。选择恰当的脂肪源和脂肪水平既能降低饲料成本,又能节约蛋白质、减少环境污染[2]。鱼油是水产饲料的优质脂肪源,但受其资源短缺和价格持续上涨的影响,饲料加工企业急于寻找其他油脂替代鱼油[3]。亚麻是世界十大油料作物之一,所榨取的亚麻油含有丰富的不饱和脂肪酸,其中含有的α-亚麻酸具有重要的生理功能,是潜在的优质鱼油替代脂肪源[4]。已有研究表明,亚麻油完全替代鱼油会阻碍鱼体的生长[5],但是在满足鱼体必需脂肪酸需求的前提下,部分替代鱼油不会影响鱼体生长[6],甚至能取得更好的生长效果[5]。鲤鱼(Cyprinus carpio)是我国主养的经济鱼类。本课题组曾报道过亚麻油完全替代鱼油会阻碍鲤鱼的生长,降低肝胰脏的抗氧化能力[7],目前还未见亚麻油替代鱼油适宜水平的相关研究。结合本课题组近年来致力于脂质代谢调控和机制方面的研究,本试验以鲤鱼为研究对象,通过测定其生长性能、体组成、肝胰脏脂质代谢和抗氧化等指标,综合评价亚麻油替代鱼油的适宜水平,为亚麻油在鲤鱼饲料中的科学使用提供理论依据。
以鱼粉(秘鲁直火烘干红鱼粉,粗蛋白质含量为64.5%)、豆粕(预压浸提,粗蛋白质含量为43.0%)、菜籽粕(预压浸提,粗蛋白质含量为37.0%)和棉籽粕(预压浸提,粗蛋白质含量为42.0%)作为蛋白质源,以鱼油(用量为1.5%)作为唯一脂肪源,配制一种实用饲料(粗蛋白质含量为35%,总能为15 MJ/kg)。在此基础上,用亚麻油分别替代0(对照组)、25%、50%、75%和100%的鱼油,配制成5种等能等氮的试验饲料,其组成及营养水平见表1。饲料原料均粉碎过40目筛,饲料调质温度为80 ℃,制成粒径为1.5 mm的硬颗粒饲料,60 ℃烘干后保存于-15 ℃冰柜中备用。
![]() | 表1 试验饲料组成及营养水平 Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets |
试验鱼选用当年培育的鲤鱼苗,取自重庆璧山县鱼种场。试验鱼驯食适应环境10 d后,选取体质健壮、规格整齐、平均体重为5.8 g的鲤鱼750尾,随机分成5组,每组设3个重复,每个重复50尾鱼,饲养在室内淡水循环玻璃水族箱(有效体积为300 L)中。每天投喂3次,时间分别为08:30、12:30和17:30,日投喂率为体重的4%~6%,每2周称重1次,根据体重调整投饲量。每天早上清除箱内粪便,并换水1/4。饲养时间为8周。养殖水源为曝气自来水。养殖全程水温为(26.8±2.2) ℃,pH为7.2±0.3,溶解氧>6.2 mg/L,氨氮<0.50 mg/L,亚硝酸盐氮<0.06 mg/L。
饲养试验结束,禁食24 h后称重,每箱取5尾鱼作为全鱼样品;每箱另随机取5尾鱼,捣毁脊髓后解剖,取出肝胰脏,立即用液氮进行速冻,然后转入-80 ℃低温冰箱保存。肝胰脏用生理盐水以1∶ 9的质量体积比冰浴匀浆,匀浆液在3 000×g、4 ℃条件下离心10 min,取上清液作为酶活性分析样品,-20 ℃保存备用。
饲料原料及鱼体样品均在105 ℃烘干至恒重,然后进行营养成分测定。采用凯氏定氮法测定样品的总氮含量,将测定结果乘以6.25即得粗蛋白质含量,粗脂肪含量采用索氏抽提法测定,粗灰分含量采用高温(550 ℃)灰化法测定。
肝胰脏脂蛋白脂酶(LPL)、苹果酸脱氢酶(MDH)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC)采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒进行测定。LPL活性单位定义:每毫克组织蛋白质每小时在本反应系统中产生的1 μmol的游离脂肪酸(FFA)时为1个酶活性单位。MDH活性单位定义:每毫克组织蛋白质在本反应系统中1 min内催化1 μmol的底物转变成产物为1个酶活性单位。SOD活性单位定义:每毫克组织蛋白质在1 mL反应液中SOD抑制率达50%时所反应的SOD量为1个酶活性单位。T-AOC单位定义:在37 ℃时,每分钟每毫克组织蛋白质使反应体系的吸光度(OD)值增加0.01时为1个T-AOC单位。组织中蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测定。
数据均以平均值±标准误表示,采用SPSS 11.0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氏法多重比较,显著性水平为P<0.05。
由表2可知,25%组的SGR最高,FCR最低,均与对照组和50%组差异不显著(P>0.05),但显著优于75%和100%组(P<0.05);各组间PER和SR无显著性差异(P>0.05)。
![]() | 表2 亚麻油替代鱼油对鲤鱼生长性能的影响 Table 2 Effects of replacement of fish oil by linseed oil on growth performance of common carp (n=3) |
由表3可知,对照组全鱼粗蛋白质含量显著高于其他组(P<0.05),而其他组间无显著性差异(P>0.05);对照组全鱼粗脂肪含量最低,与25%组间无显著性差异(P>0.05),但显著低于其他组(P<0.05),25%组与更高替代水平的组之间无显著性差异(P>0.05);全鱼干物质和粗灰分含量各组间无显著性差异(P>0.05)。
![]() | 表3 亚麻油替代鱼油对鲤鱼体组成的影响
Table 3 Effects of replacement of fish oil by linseed oil on body composition of common carp (n=3) %
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由表4可知,肝胰脏LPL活性随着替代水平的增加逐渐降低,除对照组与25%组间以及50%组与75%组间差异不显著(P>0.05)外,其他组间差异均显著(P<0.05);肝胰脏MDH活性则随着替代水平的增加逐渐升高,除对照组与25%组间差异不显著(P>0.05)外,其他组间差异均显著(P<0.05);亚麻油替代不同水平鱼油对肝胰脏SOD活性未产生显著影响(P>0.05);随着替代水平的增加,肝胰脏T-AOC逐步降低,除对照组与25%组间差异不显著(P>0.05)外,其他组间差异显著(P<0.05)。
![]() | 表4 亚麻油替代鱼油对鲤鱼肝胰脏脂质代谢和抗氧化指标的影响
Table 4 Effects of replacement of fish oil by linseed oil on indices of lipid metabolism and antioxidant in hepatopancreas of common carp (n=3)
|
本试验结果显示,随着亚麻油替代鱼油的水平的升高,鲤鱼生长性能呈现出先升高而后降低的趋势。然而,Menoyo等[8]研究发现,在鱼粉含量为63.2%的饲料中,亚麻油部分或完全替代鱼油不会影响大西洋鲑的生长性能。造成这种差异的原因可能是大西洋鲑所用高鱼粉饲料中含有足够的高不饱和脂肪酸(HUFA),可满足鱼体正常生长的需求,而本试验所用饲料中鱼粉的用量仅为9%,替代水平过高后不能满足鱼体正常生长的需求。本试验中以25%组鲤鱼的生长效果最好,而陈家林等[5]发现饲料中以亚麻油替代50%鱼油后异育银鲫取得了最好的生长效果,这种差异可能是由鱼种不同造成的,不同鱼种对HUFA的需求量不同。上述结果说明在满足鱼体对HUFA需求的情况下,亚麻油部分替代鱼油可能会降低HUFA氧化对鱼体的损害,进而获得较好的生长效果[9]。而当亚麻油替代鱼油的水平达到50%以上时,鲤鱼生长开始受到抑制,达到100%时,生长性能显著降低,这与Francis等[10]在墨瑞鳕上的研究结果类似,可能是高水平替代鱼油时饲料中HUFA的含量不能够满足鱼体正常生长需求所致。
已有研究表明,饲料组成对鱼体常规营养成分有重要影响[11]。目前的研究结果显示,亚麻油部分或完全替代鱼油均会显著降低鲤鱼全鱼粗蛋白质含量,提高粗脂肪含量。Martins等[4]研究证实亚麻油替代鱼油会降低大西洋庸鲽全鱼粗蛋白质含量。随后,潘瑜等[7]也发现亚麻油组鲤鱼全鱼的粗蛋白质含量显著低于鱼油组,而粗脂肪含量反之。其原因可能是鱼油富含的n-3 HUFA会抑制脂肪合成,继而降低脂肪沉积量[12],同时n-3 HUFA能促进蛋白质在肌肉中的沉积[13],其影响程度可能存在剂量依赖性。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)是动物体内脂肪酸合成的重要辅酶和供氢体,其供应情况直接影响脂肪酸的合成[14]。而MDH、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)活性的高低直接关系到NADPH的生成[15, 16],进而间接调节脂肪的合成代谢。本试验中,随着亚麻油替代鱼油水平的升高,鲤鱼肝胰脏MDH活性显著升高。类似的结果可见于Menoyo等[8]的报道,在大西洋鲑饲料中用亚麻油梯度替代鱼油会使鱼体肝脏中脂肪酸合成相关的另一关键酶G-6-PD的活性升高。同时,Menoyo等[17]还发现大西洋鲑饲料中n-3系列脂肪酸(主要是n-3 HUFA)含量高时比含量低时更能抑制肝脏MDH活性。上述结果说明亚麻油替代鱼油会促进鲤鱼肝胰脏脂肪酸的合成,可能会增加鲤鱼患脂肪肝的风险。
脂蛋白是脂肪在体内运输的载体,而LPL能催化水解脂蛋白,释放出游离脂肪酸以供机体贮存或氧化,因而LPL在机体脂质代谢调控上起关键作用[18]。目前,有关脂肪源对鱼类肝胰脏LPL活性影响的研究在鲤鱼[7]、异育银鲫[19]和虹鳟[20]等鱼类上已有报道,研究结果也因养殖品种不同而有所差异。本研究结果表明,随着亚麻油替代鱼油水平的升高,鲤鱼肝胰脏LPL活性显著降低,这与潘瑜等[7]的研究结果类似。这可能是由于HUFA对鱼体肝胰脏LPL mRNA表达的促进作用强于亚麻酸,进而诱导肝胰脏LPL合成增加所致[21]。LPL活性的降低将抑制外源性脂肪酸进入肝胰脏代谢,可能会导致鱼体消耗更多蛋白质用于供能,阻碍鱼体生长,并引起体脂的积累。
3.4 亚麻油替代鱼油对鲤鱼肝胰脏抗氧化能力的 影响不饱和脂肪酸易受自由基的攻击,发生过氧化反应,使细胞膜结构遭到破坏,引起细胞功能的紊乱[22]。SOD能清除超氧阴离子(O-2·),保护细胞免受损伤,对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用。T-AOC是机体内抗氧化能力的总体体现,是酶促[SOD、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽转硫酶(GST)等]和非酶促(维生素、氨基酸和金属蛋白等)2方面因子抗氧化能力的总和。本试验中,各组肝胰脏SOD活性没有显著差异,但随着亚麻油替代鱼油水平的升高,T-AOC显著降低,与吉红等[23]发现的HUFA能提高鲤鱼肝胰脏T-AOC的研究结果类似。这可能是由于HUFA特有的生理作用直接提高了抗氧化系统组成因子的活力所致。相反,Peng等[9]发现豆油替代鱼油会降低黑鲷肝胰脏丙二醛含量。以上研究结果表明,目前脂肪源对组织抗氧化能力影响的研究结果存在矛盾,这可能是由物种特异性或饲料脂肪含量不同所致[24]。
亚麻油替代25%鱼油最适宜鲤鱼生长,而完全替代鱼油会阻碍鲤鱼的生长,并会对肝胰脏健康产生负面影响。
[1] | 周立新, 黄凤洪.α-亚麻酸和γ-亚麻酸[J]. 西部粮油科技, 2000(6):46-48. (![]() |
[2] | TAKEUCHI T.Essential fatty acid requirements in carp[J]. Archives of Animal Nutrition, 1996, 49:23-32. (![]() |
[3] | PIEDECAUSA M A, MAZÓN M J, GARCÍA G B, et al.Effects of total replacement of fish oil by vegetable oils in the diets of sharpsnout seabream (Diplodus puntazzo)[J]. Aquaculture, 2007, 263(1/2/3/4):211-219. (![]() |
[4] | MARTINS D A, VALENTE L M P, LALL S P.Partial replacement of fish oil by flaxseed oil in Atlantic halibut (Hippoglossus hippogolossus L.) diets:effects on growth, nutritional and sensory quality[J]. Aquaculture Nutrition, 2011, 17(6):671-684. (![]() |
[5] | 陈家林, 韩冬, 朱晓鸣, 等.不同脂肪源对异育银鲫的生长、体组成和肌肉脂肪酸的影响[J]. 水生生物学报, 2011, 35(6):988-997. (![]() |
[6] | RICHARD N, MOURENTE G, KAUSHIK S, et al.Replacement of a large portion of fish oil by vegetable oils does not affect lipogenesis, lipid transport and tissue lipid uptake in Eueopean seabass (Dicentrarchus labrax L.)[J]. Aquaculture, 2006, 261:1077-1087. (![]() |
[7] | 潘瑜, 毛述宏, 关勇, 等.饲料中不同脂肪源对鲤鱼生长性能、脂质代谢和抗氧化能力的影响[J]. 动物营养学报, 2012, 24(7):1368-1375. (![]() |
[8] | MENOYO D, LOPEZ-BOTE C J, OBACH A, et al.Effect of dietary fish oil substitution with linseed oil on the performance, tissue fatty acid profile, metabolism, and oxidative stability of Atlantic salmon[J]. American Society of Animal Science, 2005, 83(12):2853-2862. (![]() |
[9] | PENG S M, CHEN L Q, QIN J G.et al.Effects of replacement of dietary fish oil by soybean oil on growth performance and liver biochemical composition in juvenile black sea bream, Acanthopagrus schlegeli[J]. Aquaculture, 2008, 276(1/2/3/4):154-161. (![]() |
[10] | FRANCIS D S, TURCHINI G M, JONES P L, et al.Growth performance, feed efficiency and fatty acid composition of juvenile Murray cod, Maccullochella peelⅡ peelⅡ, fed graded levels of canola and linseed oil[J]. Aquaculture Nutrition, 2007, 13(5):335-350. (![]() |
[11] | HANSEN A C, ROSENLUND G, KARLSEN Ø.et al.Total replacement of fish meal with plant proteins in diets for Atlantic cod (Gadus morhua L.).Ⅰ.Effects on growth and protein retention[J]. Aquaculture, 2007, 272(1/2/3/4):599-611. (![]() |
[12] | RIBEIRO P A P, LOGATO P V R, PAULAD A D G, et al.Effect of different oils in the diet on lipogenesis and the lipid profile of Nile tilapias[J]. Revista Brasileira de Zootecnia, 2008, 37(8):1331-1337. (![]() |
[13] | BELL J G, MCEVOY J, TOCHER D R, et al.Replacement of fish oil with rapeseed oil in diets of Atlantic salmon (Salmo salar) affects tissue lipid compositions and hepatocyte fatty acid metabolism[J]. The Journal of Nutrition, 2001, 131(5):1535-1543. (![]() |
[14] | 周继术, 吉红, 王建华, 等.鱼油对鲤生长及脂质代谢的影响[J]. 中国海洋大学学报, 2008, 38(2):275-280. (![]() |
[15] | SCOTT R A, CORNELIUS S G, MERSMANN H J.Effects of age on lipogenesis and lipolysis in lean and obese swine[J]. Journal of Animal Science, 1981, 52(3):505-511. (![]() |
[16] | LEE Y B, KAUFFMAN R G.Cellularity and lipogenic enzyme activities of porcine intramuscular adipose tissue[J]. Journal of Animal Science, 1974, 38(3):538-544. (![]() |
[17] | MENOYO D, LOPEZ-BOTE C J, BAUTISTA J M, et al.Growth, digestibility and fatty acid utilization in large Atlantic salmon (Salmo salar) fed varying levels of n-3 and saturated fatty acid[J]. Aquaculture, 2003, 225(1/2/3/4):295-307. (![]() |
[18] | AUWERX J, LEROY P, SCHOONJANS K.Liporotein lipase:recent contributions from molecular biology[J]. Critical Review Clinical Laboratory Sciences, 1992, 29(3/4):243-268. (![]() |
[19] | 王煜恒, 王爱民, 刘文斌, 等.不同脂肪源对异育银鲫体脂沉积、内源酶活性和脂肪酸组成的影响[J]. 动物营养学报, 2011, 23(4):604-614. (![]() |
[20] | ARANTZAMENDI L.Effect of dietary lipids on production, composition and lipolytic activity in commercial fish[D]. Ph.D.Thesis.Gran Canaria:University of Las Palmas de Gran Canaria, 2002. (![]() |
[21] | 梁旭方, 李月琴, 李贵生, 等.真鲷脂蛋白脂肪酶基因顺式元件PPRE及在肝脏活体调控作用[J]. 热带海洋学报, 2004, 23(4):49-55. (![]() |
[22] | 杨鸢劼, 邴旭文, 徐增洪.不饱和脂肪酸对黄鳝脂质过氧化的影响[J]. 动物营养学报, 2009, 21(6):1018-1022. (![]() |
[23] | 吉红, 周继术, 曹福余, 等.DHA对鲤鱼抗氧化能力影响的初步研究[J]. 上海海洋大学学报, 2009, 18(2):142-149. (![]() |
[24] | FRENOUX J R, PROST E D, BELLEVILLE J L.A polyunsaturated fatty acid diet lowers blood pressure and improves antioxidant status in spontaneously hypertensive rats[J]. The Journal of Nutrition, 2001, 131(1):39-45. (![]() |