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 of Ministry of Education, Southwest University, Chongqing 400716, China;
3. Institute of Sericulture and Systems Biology, Southwest University, Chongqing 400716, China
饲料资源匮乏是制约我国养殖业发展的主要因素之一。充分利用地理环境优势开发新的饲料资源,是当前我国饲料科技工作者的重要任务。桑叶作为一种新型饲料资源,在我国乃至世界都有极大的资源优势,因其适口性好、营养价值高,所富含的多糖、黄酮、生物碱等活性化学成分具有降血糖、降脂、降血压、抗氧化等多种生理功能[1, 2, 3],受到联合国粮农组织(FAO)的重视。同时,作为我国卫生部认定的药食同源性植物,桑叶安全可靠且无毒副作用。目前,桑叶在猪[4]、鸡[5, 6]、反刍动物[7, 8]饲料中的应用已有报道,尽管在动物生长方面的研究结果不一致,但都认同桑叶中丰富的功能活性成分能够影响动物的营养物质代谢。然而,有关桑叶在鱼类饲料中的应用研究国内外的报道较少。因此,本试验拟在利用桑叶蛋白质等营养成分的同时,充分利用桑叶天然活性物质,结合当前生产实践中高密度集约化养殖和高能饲料的应用易使养殖鱼类出现营养代谢异常的特点,研究饲料中添加桑叶对罗非鱼生长性能、脂质代谢和肌肉品质的影响,以期为桑叶的开发利用积累更多的资料,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 试验饲料桑叶样品于2013年5月下旬采自云南、陕西、重庆三地,分别命名为云桑(YM,含干物质31.6%、粗蛋白质13.6%、粗脂肪6.1%、粗灰分11.9%)、陕桑(SM,含干物质32.5%、粗蛋白质18.2%、粗脂肪4.9%、粗灰分12.6%)和渝桑(CM,含干物质33.2%、粗蛋白质17.8%、粗脂肪5.6%、粗灰分13.4%)。将采摘的桑叶自然晒干,粉碎至80目制备桑叶粉,常温干燥环境下保存备用。
以豆粕、菜籽粕和棉籽粕为主要蛋白质源,以豆油为脂肪源配制基础饲料,在此基础上分别添加0(对照组)、5%和10%的桑叶粉,共配制成7种等能等氮的试验饲料(表1)。各饲料原料粉碎过60目筛,采取逐级稀释法混合均匀,制成粒径为1.5 mm的硬颗粒饲料,风干后放入4 ℃冰箱中保存备用。
![]() | 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) |
试验鱼选用当年培育的体质健壮、规格整齐的雄性吉富罗非鱼(平均体重为9 g)840尾,随机分成7组,每组设3个重复,每个重复40尾。采用试验饲料在室内淡水循环水族缸(有效体积为300 L)中饲养8周,日投饲率为体重的3%~5%,每天08:00、12:30、17:00各投喂1次。水源为曝气自来水,试验期间水温为(27.8±2.2) ℃,pH为7.4±0.4,溶解氧浓度>6.5 mg/L,氨氮浓度<0.50 mg/L,亚硝酸盐氮浓度<0.06 mg/L。
1.3 样品制备与分析饲养试验结束后,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,测体长、体高,分离出内脏、肝胰脏, 同时取背部肌肉,用于形体指标和肌肉品质的测定;每重复随机取5尾鱼尾静脉取血,于4 ℃冰箱静置过夜,4 000×g 4 ℃条件下离心10 min,收集血清,-20 ℃保存备用。
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,索氏抽提法测定粗脂肪含量,高温(550 ℃)灼烧法测定粗灰分含量。
血清脂质代谢指标均采用全自动分析仪(迈瑞,BC-3000)测定,测定指标包括总胆固醇(CHO)、 甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量。全血中葡萄糖(血糖)含量采用上海强生血糖仪测定。
滴水损失测定:取罗非鱼背部肌肉(右侧侧线上背鳍后方处肌肉),称重后置于充气的塑料袋中(使肉片悬于中心不接触薄膜),在4 ℃冰箱中吊挂48 h后称重,以样品重量损失百分比表示。
pH测定:取罗非鱼背部肌肉,用剪刀剪碎,再用研磨器研磨成匀浆,用数字式酸度计直接测定pH1,在4 ℃冰箱中储存24 h,用同样方法测其pH2,计算pH降低值(pH降低值=pH1-pH2)。
熟肉率测定:取罗非鱼背部肌肉,称重后于蒸格上用沸水蒸30 min,取出后晾15 min称重。
1.4 计算公式特定生长率(SGR,%/d)=100×[ln末重(g)-ln初重(g)]/试验天数(d);
饲料系数(FCR)=总干物质摄食量(g)/鱼体总增重(g);
蛋白质效率(PER,%)=100×体增重(g)/蛋白质摄食量(g);
摄食率(FR,%/d)=100×干物质摄食量(g)/{试验天数(d)×[末重(g)+初重(g)]/2};
成活率(SR,%)=100×试验末鱼尾数(尾)/试验初鱼尾数(尾);
肥满度(CF,%)=100×体重(g)/体长(cm)3;
脏体指数(VSI,%)=100×内脏重(g)/体重(g);
肝体指数(HSI,%)=100×肝胰脏重(g)/体重(g);
滴水损失(%)=100×[贮前肉样重(g)-贮后肉样重(g)]/贮前肉样重(g);
熟肉率(%)=100×蒸煮后肉样重(g)/蒸煮前肉样重(g)。
1.5 数据处理与分析采用SPSS 17.0对所得数据用双因子方差分析(two-way ANOVA)及Tukey’s法多重比较进行处理。除成活率外,所有试验数据均以平均值±标准误表示,显著性水平设置为P<0.05。
2 结果与分析 2.1 桑叶对罗非鱼生长性能的影响经过8周的养殖试验,各组试验鱼的成活率、生长情况见表2。结果显示,桑叶来源、添加水平以及二者的交互作用对罗非鱼的末重、特定生长率、蛋白质效率、饲料系数和摄食率均无显著影响(P>0.05)。各组罗非鱼的成活率均为100%。
![]() | 表2 桑叶对罗非鱼生长性能的影响 Table 2 Effects of mulberry leaves on growth performance of tilapia |
由表3可知,饲料中添加桑叶显著降低了罗非鱼的脏体指数与肝体指数(P<0.05),且随着桑叶添加水平的增加,罗非鱼的脏体指数与肝体指数表现出降低的趋势,各桑叶组中均以10%添加水平时较低,其中陕桑组2个添加水平间有显著差异(P<0.05)。桑叶来源以及来源与添加水平的交互作用对罗非鱼的脏体指数与肝体指数无显著影响(P>0.05)。各组罗非鱼的肥满度以及鱼体水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量均无显著差异 (P>0.05)。
![]() | 表3 桑叶对罗非鱼形体指标、体组成和肌肉品质的影响
Table 3 Effects of mulberry leaves on body indices,body composition and muscle quality of tilapia
|
屠宰后测定pH发现,桑叶可减缓罗非鱼宰后肌肉pH的下降速度,添加10%桑叶后屠宰24 h后肌肉pH降低值显著低于对照组(P<0.05)。随着桑叶添加水平的增加,各桑叶组罗非鱼肌肉的滴水损失均显著降低(P<0.05)。桑叶来源以及来源与添加水平的交互作用对罗非鱼肌肉的pH、滴水损失无显著影响(P>0.05)。各组罗非鱼的熟肉率均稳定在75%左右,各组间无显著差异(P>0.05)。
2.3 桑叶对罗非鱼血清脂质代谢指标和血糖含量的 影响由表4可知,桑叶添加水平显著或极显著影响了罗非鱼血清中CHO、TG、HDL-C、LDL-C含量(P<0.05或P<0.01),且随着桑叶添加水平的增加,罗非鱼血清中CHO、TG和LDL-C含量显著降 低(P<0.05)。饲料中添加10%桑叶显著升高了 罗非鱼血清HDL-C含量及HDL-C/CHO和HDL-C/LDL-C(P<0.05)。对于不同来源桑叶,罗非鱼血糖含量均以10%组最低,与对照组和5%组差异显著(P<0.05),而5%组则与对照组差异不显著(P>0.05)。桑叶来源及来源与添加水平的交互作用对上述指标均无显著影响(P>0.05)。
![]() | 表4 桑叶对罗非鱼血清脂质代谢指标和血糖含量的影响
Table 4 Effects of mulberry leaves on serum lipid metabolic indexes and blood glucose content of tilapia
|
从本试验结果可以看出,饲料中添加桑叶不会影响罗非鱼的生长效果和饲料利用率。这与李有贵等[4]在育肥猪和兰翠英等[6]在肉鸡上的研究结果一致。然而,章学东等[9]研究发现,饲粮中添加高比例桑叶会使蛋鸡的生产性能下降。这表明动物对桑叶的耐受能力因桑叶来源和动物种类的不同而存在差异。因此,通过控制饲料中桑叶的添加水平可在不影响生长速度情况下满足动物正常生长的营养需要。目前,主要通过改善加工工艺、生物发酵、降低或消除抗营养因子等手段来提高植物性饲料在动物饲料中的用量。众所周知,桑叶因含有丹宁和植酸等抗营养因子而影响其在动物饲料中的用量[10]。Mondal等[11]研究表明,饲料中添加35%的发酵桑叶能够有效改善印度囊鳃鲶(Heteropneustes fossilis)的生长性能和饲料消化率,如果与鱼类废弃物配合使用,可以替代75%的鱼粉。随后,Mondal等[12]在巴塔野鲮(Labeo bata)研究中也发现发酵桑叶可以替代5.63%的鱼粉。Kaviraj等[13]的研究进一步证实发酵桑叶替代50%的鱼粉可以显著提高南亚野鲮(Labeo rohita)的日增重,如果与鱼类废弃物配合使用,甚至可以替代饲料中80%的鱼粉。本试验通过一定周期的饲养,也发现饲料中添加10%的桑叶对罗非鱼的生长速度影响不显著,但可显著降低脏体指数,进而提高胴体率。这些研究结果表明,桑叶在水产饲料中的合理利用是可行的,其添加水平因鱼种或桑叶来源不同而有所差异。
用植物蛋白质源替代鱼粉往往因饲料适口性差导致试验动物摄食率降低,进而影响动物的生长性能[14]。在本试验中,不同来源或不同添加水平的桑叶并没有影响罗非鱼的摄食量,表明本试验所选桑叶来源以及添加水平未影响罗非鱼饲料的适口性。同样,在印度囊鳃鲶[11]、巴塔野鲮[12]和南亚野鲮[13]的研究中也未发现饲料中添加发酵桑叶影响养殖鱼类的摄食量的现象。
3.2 桑叶对罗非鱼肌肉品质的影响对于鱼类肌肉品质的评价,目前尚无统一标准。对于猪、牛等陆地动物肌肉品质的评价已有较系统的研究,且我国已制定出畜禽肉品质国家行业标准[15]。通过参考畜禽类肌肉品质的相关研究,本试验初步探讨了桑叶对罗非鱼肌肉理化特性的影响。已有研究表明,饲料中添加桑叶可以改善猪肉品质[4]、鸡肉品质[6]和蛋品质[9]。肌肉理化特性是反映鱼体肌肉品质的重要指标和物质基础。肌肉的pH、滴水损失和熟肉率是影响肌肉品质的重要因素。动物屠宰后肌肉pH的升降与其品质有一定的关系[16]。鱼体贮存过程中由于机体糖原代谢产生大量乳酸使肌肉中pH急剧下降,促使蛋白质变性,因此延缓肌肉pH下降速度将有助于降低营养损失,延长货架寿命。本试验研究发现,饲料中添加桑叶可减缓罗非鱼屠宰后肌肉pH的下降速度,表明饲料中添加桑叶可以降低罗非鱼肌肉的营养损失。在对大西洋鲑的研究也证实肌肉pH与其营养成分显著相关[17]。而滴水损失反映的是肌肉蛋白质的持水能力,滴水损失越大意味着失水率越大,滴水损失越低肉的品质越好。本试验中,各桑叶组中均以10%组罗非鱼的肌肉滴水损失最低,说明饲料中添加桑叶可以提高罗非鱼肌肉蛋白质的持水能力,改善肌肉品质。熟肉率同样也代表了肌肉蛋白质在不同处理条件下的保水能力,同时也是衡量烹调损失的指标。本试验中,各组罗非鱼肌肉的熟肉率指标尽管缺乏统计学意义,但饲料中添加高水平(10%)桑叶后罗非鱼肌肉熟肉率也有明显升高的趋势。
3.3 桑叶对罗非鱼脂质代谢的影响研究表明,饲料或营养因子会损伤养殖鱼类的肝功能[18, 19],使肝细胞内脂质的动态平衡失调,出现高脂血症,引发营养性脂肪肝。现代药理学研究发现,桑叶中含有的多糖、黄酮、生物碱等功能性成分具有降血糖、降血脂等药理作用[2]。在猪[5]、鸡[10]和鼠[20]上的研究已表明,饲料中添加桑叶或其提取物可以通过多种途径实现降糖降脂功效。目前,桑叶在畜禽动物饲粮中的研究应用目标大都在提高动物的生长速度上[5, 7, 12, 14]。本试验结果也同样发现饲料中添加桑叶可降低罗非鱼的血脂和血糖含量,而且具有剂量依赖性,这说明桑叶可调节罗非鱼体脂的转化和代谢。药物动力学研究发现桑叶中的生物碱1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin,DNJ)对α-蔗糖酶表现为非竞争性抑制作用[21],同时具有调控肝脏中糖代谢过程关键酶(葡萄糖激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、葡萄糖-6-磷酸酶)活性的作用,从而调控机体中碳水化合物、脂肪、蛋白质的代谢和转化[22]。桑叶中的活性物质通过调节动物体内碳水化合物和脂肪代谢关键酶的活性[5, 20],控制体内的脂肪沉积,这为生产优质动物产品以及拓宽桑叶新用途提供了新思路。
卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)在血浆胆固醇的酯化、胆固醇的逆向转运及HDL的代谢中发挥重要作用。血清中HDL-C的含量能一定程度上反映出LCAT的活性[23],因而可以从黄酮类化合物能升高HDL-C/LDL-C上推测该类化合物能促进胆固醇向肝脏的转运和代谢[24, 25]。本试验中,饲料中添加10%的桑叶可使罗非鱼血清中的HDL-C/CHO和HDL-C/LDL-C显著升高,提示桑叶也可加速胆固醇的转运和代谢。关于桑叶是否通过该途径起到降血脂的作用,还有待于进一步的研究。
4 结 论① 饲料中添加10%桑叶可降低罗非鱼的脏体指数,进而提高胴体率,且不会降低其生长速度。
② 饲料中添加10%桑叶可减缓罗非鱼肌肉pH的下降速度,降低滴水损失,改善肌肉品质。
③ 饲料中添加10%桑叶可加速罗非鱼胆固醇的转运和代谢,降低血脂水平。
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