动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (8): 3690-3698    PDF    
不同锌源对吉富罗非鱼生长性能、血清生化指标、血清和肝胰脏中微量元素含量的影响
付志欢1 , 林雪2 , 舒绪刚1 , 邱桂雄2 , 田允波1 , 陈明珠1     
1. 仲恺农业工程学院动物科技学院, 广州 510225;
2. 广州天科生物科技有限公司, 广州 510896
摘要: 本试验旨在研究饲料中添加不同锌源(肠溶型甘氨酸锌、甘氨酸锌、一水硫酸锌)对吉富罗非鱼生长性能、抗氧化能力、脂肪代谢以及血清和肝胰脏中抗氧化相关微量元素铜、铁、锰、锌含量的影响。将240尾初重为(47.54±0.84)g的吉富罗非鱼随机分为4组,每组3个重复,每个重复20尾。对照组罗非鱼饲喂基础饲料(锌含量为72.22 mg/kg),试验组罗非鱼分别饲喂在基础饲料中添加40 mg/kg(以锌计)肠溶型甘氨酸锌、甘氨酸锌、一水硫酸锌的试验饲料。试验期为40 d。结果显示:与对照组和一水硫酸锌组对比,饲料中添加肠溶型甘氨酸锌不仅可以显著提高吉富罗非鱼的增重率和蛋白质效率(P < 0.05),还可以显著降低吉富罗非鱼肝体比和饲料系数(P < 0.05)。与对照组和一水硫酸锌组相比,甘氨酸锌组饲料系数显著降低(P < 0.05),蛋白质效率显著提高(P < 0.05)。各组血清超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶活性无显著差异(P>0.05),但肠溶型甘氨酸锌组、甘氨酸锌组血清丙二醛含量显著低于对照组(P < 0.05)。肠溶型甘氨酸锌组血清总胆固醇含量显著高于其他各组(P < 0.05),同时甘油三酯含量显著高于对照组和一水硫酸锌组(P < 0.05)。各组血清中铜、铁、锰含量无显著差异(P>0.05),但肠溶型甘氨酸锌组血清和肝胰脏中锌含量显著高于对照组和一水硫酸锌组(P < 0.05)。结果提示,饲料中添加肠溶型甘氨酸锌可提高吉富罗非鱼的生长性能,提高抗氧化能力,促进脂肪代谢,增加血清和肝胰脏中锌含量,且肠溶型甘氨酸锌的促生长效果优于甘氨酸锌。
关键词: 锌源    肠溶型    吉富罗非鱼    生长性能    抗氧化能力    脂肪代谢    微量元素    
Effects of Different Zinc Sources on Growth Performance, Serum Biochemical Indices and Trace Element Contents in Serum and Hepatopancreas of Genetic Improvement of Farmed Tilapia
FU Zhihuan1 , LIN Xue2 , SHU Xugang1 , QIU Guixiong2 , TIAN Yunbo1 , CHEN Mingzhu1     
1. College of Animal Science and Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China;
2. Guangzhou Tanke Biotechnology Co., Ltd., Guangzhou 510896, China
Abstract: The purpose of this experiment was to study the effects of different zinc sources [zinc sulfate monohydrate (ZnSO4), zinc glycinate (Zn-Gly) and (enteric-type Zn-Gly) on the growth performance, antioxidant capacity, fat metabolism and antioxidant related trace elements copper, iron, manganese and zinc contents in serum and hepatopancreas of genetic improvement of farmed tilapia (GIFT). A total of 240 GIFT with the initial body weight of (47.54±0.84) g were randomly divided into 4 groups with 3 replicates per group and 20 tilapia per replicate. Tilapia in control group were fed a basal feed (zinc content was 72.22 mg/kg), and those in experimental groups were fed the basal diet supplemented with 40 mg/kg (as zinc) of enteric-type Zn-Gly, Zn-Gly and ZnSO4, respectively. The experiment lasted for 40 days. The results showed that, compared with the control group and the ZnSO4 group, the supplementation of enteric-type Zn-Gly could not only significantly enhance the weight gain rate (WGR) and protein efficiency ratio (PER) (P < 0.05), but also could significantly reduce the hepatosomatic index (HSI) and the feed conversion rate (FCR) (P < 0.05); the FCR of the Zn-Gly group was significantly decreased (P < 0.05), and the PER was significantly increased (P < 0.05). Serum superoxide dismutase (SOD) and alkaline phosphatase (AKP) activities were not significantly affected by different zinc sources (P>0.05). However, serum malondialdehyde (MAD) content of the enteric-type Zn-Gly group and the Zn-Gly group was significantly lower than that of the control group (P < 0.05). The serum total cholesterol (T-CHO) content of the enteric-type Zn-Gly group was significantly higher than that of the other groups (P < 0.05), and the triglyceride (TG) content was significantly higher than that of the control group and the ZnSO4 group (P < 0.05). There were no significant effects in the contents of copper, iron and manganese in serum of each group (P>0.05). When compared with the control group and ZnSO4 group, the supplementation of enteric-type Zn-Gly significantly increased the zinc content in serum and hepatopancreas (P < 0.05). The results suggested that diets supplemented with enteric-type Zn-Gly can significantly improve the growth performance of GIFT, increase the antioxidant capacity, promote fat metabolism, and increase the zinc content in serum and hepatopancreas. Moreover, the enteric-type Zn-Gly may be better than Zn-Gly on the growth-promoting.
Key words: zinc source    enteric-type    genetic improvement of farmed tilapia    growth performance    antioxidant capacity    fat metabolism    trace elements    

锌(zinc,Zn)是动物机体必需的微量元素之一,对维持机体生长发育、增强机体免疫功能、改善机体抗氧化能力有重要的作用[1-4]。缺锌严重影响机体的免疫能力,使机体组织易受产毒细菌和肠道病菌的感染,激活鸟苷酸和腺苷酸环化酶,刺激氯化物的分泌,减少营养物质的吸收[5]。在饲料中,通常以无机锌形式添加外源性锌以满足动物机体营养需要,但是无机锌的利用率较低,只有6%的锌被留于体内,而94%的锌被排出体外[6]。相对与无机锌,有机锌有较高的留存率和相对生物利用率[7]。研究显示,甘氨酸锌(zinc-glycinate, Zn-Gly)作为氨基酸微量元素络合物有机产品,与无机锌相比具有较高的吸收率,能够显著提高动物的生长性能,被广泛应用于饲料中[8-11]。锌吸收的主要部位是十二指肠末端和空肠,通过小肠黏膜上皮细胞从肠腔中摄取锌,通过主动转运和促进扩散进入机体后,经血液进入门循环系统,并以血清白蛋白作为载体随血液循环输送到机体各个组织[12]。而肠溶制剂具有在胃中无崩解,在肠道中完全释放的特性,生物利用度高、稳定性好[13]。为比较不同锌源在水产饲料中的应用效果,本试验以吉富罗非鱼(genetic improvement of farmed tilapia,GIFT)为研究对象,研究不同锌源[肠溶型甘氨酸锌(enteric-type Zn-Gly)、甘氨酸锌和一水硫酸锌(ZnSO4·H2O)]对吉富罗非鱼生长性能、抗氧化能力、脂肪代谢以及血清和肝胰脏中抗氧化相关微量元素铜(copper, Cu)、铁(iron, Fe)、锰(manganese, Mn)、锌含量的影响,为水产饲料中锌源的选择和应用提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验饲料

以鱼粉、豆粕、菜籽粕等为主要原料配制试验饲料,在试验饲料中分别额外加入40 mg/kg(以锌计)甘氨酸锌(锌含量为29.0%)、肠溶型甘氨酸锌(锌含量为15.4%)和一水硫酸锌(锌含量为34.5%),并以未额外添加锌源的试验饲料为对照。试验饲料组成及营养水平见表 1。甘氨酸锌和肠溶型甘氨酸锌均由广州天科生物科技有限公司提供,一水硫酸锌购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。各饲料原料经60目筛粉碎后用V型混合机混匀,用双螺杆挤压机挤压成直径为2.0 mm的颗粒饲料,55 ℃烘干,冷却后放入密封袋中于-4 ℃冰箱中保存待用。

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)
1.2 试验鱼与饲养管理

吉富罗非鱼购自广东罗非鱼良种场,试验前放置在循环系统养殖桶(容积400 L)中驯养2周,待其适应环境后,挑选体格大小相近、健康活泼的吉富罗非鱼[初始体重为(47.54±0.84) g]204尾,随机分为4组,每组设3个重复,每个重复20尾鱼。4个组对应投喂4种试验饲料。试验期间日投喂试验饲料为体重的4%~10%,其中,试验第1~9天投喂罗非鱼时,投喂饲料量为罗非鱼初始体重的4%,投喂时缓慢多次投喂,观察罗非鱼发现在25 min左右摄食完毕,然后分别于第10天、第20天、第30天开始将投喂的饲料量增加为罗非鱼初始体重的6%、8%、10%。每天记录投喂量,分别于每天的09:00和17:00进行投喂。养殖周期为40 d,试验期间通过定期排污、换水以及充氧,保持水中溶氧浓度>7.0 mg/L,氨氮浓度 < 0.2 mg/L,水温27~32 ℃。

1.3 样本采集

养殖试验结束后,禁食24 h,把试验鱼从养殖桶中捞出,在干毛巾上吸去多余水分,放入在电子秤上已经调零的水盆中称重,记录每桶鱼的数量及重量。每桶随机捞出10尾鱼,用1 mL注射器采集静脉血,取出来的静脉血3 500 r/min离心15 min,取上层血清分装待用;之后进行解剖,取肝胰脏称重记录后保存到-20 ℃冰箱。

1.4 指标测定 1.4.1 生长性能指标

生长性能指标按照下列公式计算:

存活率(SR,%)=100×Nt/N0

增重率(WGR,%)=100×(Wf-Wi)/Wi

饲料系数(FCR)=Wr/Wz

蛋白质效率(PER,%)=100×Wz/(Ws×Wc);

肝体比(HSI,%)=100×Wg/Wq

式中:N0为初始鱼数(尾);Nt为终末鱼数(尾);Wf为平均终末体重(g);Wi为平均初始体重(g);t为饲养时间(d);Wr为饲料消耗量(g);Wz为增重量;Ws为摄食量;Wc为饲料粗蛋白质含量;Wg为肝胰脏重(g);Wq为全鱼重(g)。

1.4.2 血清生化指标

血清丙二醛(malondialdehyde,MDA)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,T-CHO)含量,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性与总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定,检测仪器为酶标仪(型号:Infinit 200)。

1.4.3 血清和肝胰脏中铜、铁、锰、锌含量

血清和肝胰脏中铜、铁、锰、锌含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪(型号:Thermo iCP 6000 SERIES)检测。

1.5 数据统计与分析

试验数据用Excel 2007软件进行初步处理后,再用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan氏法对组间数据进行多重比较,以P < 0.05作为显著性标准,数据均以平均值±标准误表示。

2 结果 2.1 不同锌源对吉富罗非鱼生长性能的影响

表 2可知,肠溶型甘氨酸锌组的终末体重和WGR最高,其中WGR达到195.32%,与其他组相比差异显著(P < 0.05);甘氨酸锌组和一水硫酸锌组的WGR虽然显著低于肠溶型甘氨酸组(P < 0.05),但是仍然显著高于对照组(P < 0.05);4个组的WGR顺序为:肠溶型甘氨酸锌组>甘氨酸锌组>一水硫酸锌组>对照组。各组的SR都在90%以上,其中一水硫酸锌组和甘氨酸锌组的SR为100.00%。肠溶型甘氨酸锌组的HSI最低,与对照组相比具有显著差异(P < 0.05)。与对照组和一水硫酸锌组相比,肠溶型甘氨酸锌组、甘氨酸锌组FCR显著降低(P < 0.05),PER显著提高(P < 0.05)。

表 2 不同锌源对吉富罗非鱼生长性能的影响 Table 2 Effects of different zinc sources on growth performance of GIFT
2.2 不同锌源对吉富罗非鱼血清生化指标的影响

表 3可知,肠溶型甘氨酸锌组的血清SOD活性最高,达到(11.90±2.24) U/mL,其次是一水硫酸锌组和甘氨酸锌组,对照组活性最低,但各组之间差异不显著(P>0.05)。一水硫酸锌组的血清AKP活性最高,随后依次是肠溶型甘氨酸锌组、甘氨酸锌组、对照组,但各组间差异不显著(P>0.05)。与对照组相比,肠溶型甘氨酸锌组、甘氨酸锌组的血清MDA含量显著降低(P < 0.05);与肠溶型甘氨酸锌组、甘氨酸锌组相比,一水硫酸锌组的血清MDA含量显著升高(P < 0.05)。与一水硫酸锌组和肠溶型甘氨酸锌组相比,对照组血清T-AOC显著提高(P < 0.05)。肠溶型甘氨酸锌组的血清TG含量最高,显著高于其他各组(P < 0.05);甘氨酸锌组的血清TG含量虽显著低于肠溶型甘氨酸锌组(P < 0.05),但显著高于对照组和一水硫酸锌组(P < 0.05)。肠溶型甘氨酸锌组和甘氨酸锌组的血清T-CHO含量较一水硫酸锌组和对照组显著升高(P < 0.05),且以肠溶型甘氨酸锌组血清T-CHO含量最高。

表 3 不同锌源对吉富罗非鱼血清生化指标的影响 Table 3 Effects of different zinc sources on serum biochemical indices of GIFT
2.3 不同锌源对吉富罗非鱼血清和肝胰脏中铜、铁、锰、锌含量的影响

表 4可知,与对照组相比,添加一水硫酸锌、甘氨酸锌、肠溶型甘氨酸锌对血清中和肝胰脏中铜、铁、锰含量没有产生显著影响(P>0.05)。与对照组和一水硫酸锌组相比,肠溶型甘氨酸锌组、甘氨酸锌组血清中锌含量均显著提高(P < 0.05),同时肠溶型甘氨酸锌组肝胰脏中锌含量显著高于一水硫酸锌组、甘氨酸锌组和对照组(P < 0.05)。

表 4 不同锌源对吉富罗非鱼血清和肝胰脏中铜、铁、锰、锌含量的影响 Table 4 Effects of different zinc sources on Cu, Fe, Mn and Zn contents in serum and hepatopancreas of GIFT
3 讨论 3.1 不同锌源对吉富罗非鱼生长性能的影响

甘氨酸锌是饲料中常用的有螯合态有机锌,对动物的促生长效果优于无机锌。殷彬等[14]通过试验发现,在饲料中添加甘氨酸锌可以使珍珠龙胆幼鱼的WGR、特定生长率(SGR)显著高于一水硫酸锌组,而FCR显著低于一水硫酸锌组。Wang等[15]通过120只仔猪的饲养试验得到结果:与氧化锌组相比,甘氨酸锌组的平均日增重得到显著提高。此外,在黄羽肉鸡上也有相似的结果,在39周龄黄羽肉鸡种鸡的基础饲粮(锌含量24 mg/kg)中分别添加80 mg/kg的一水硫酸锌和20、40、60、80 mg/kg的甘氨酸锌进行养殖试验,结果显示,与一水硫酸锌组相比,80 mg/kg甘氨酸锌组的平均蛋重、孵化率、产蛋率都得到显著提高[16]。此外,张敏等[17]的试验结果显示,包被复合微量元素可以使动物机体十二指肠隐窝深度降低,绒毛高度与隐窝深度的比值显著提高,而粪便中微量元素含量下降,提示包被微量元素可以使小肠对微量元素的消化吸收能力提高。本试验结果显示,与对照组、一水硫酸锌组相比,饲料中添加肠溶型甘氨酸锌可显著提高吉富罗非鱼的WGR、PER,显著降低FCR、HSI,且肠溶型甘氨酸锌组的终末体重、WGR显著高于甘氨酸锌组。这表明肠溶型甘氨酸锌的吸收、促生长作用不仅优于一水硫酸锌,而且优于甘氨酸锌,一方面可能是由于动物机体对不同形式的锌利用效率不同,Khoobbakht等[18]、Huang等[19]、Jahanian等[20]分别在雄性日本鹌鹑、猪、肉鸡上进行的试验也得出相似的结果,表明有机锌比无机锌的吸收效率高;另一方面也可能是由于肠溶型甘氨酸锌在肠道内的吸收作用增强,这与伍爱民等[12]得出的锌主要在小肠中吸收的观点一致,并且与李征等[13]得出的肠溶制剂在到达肠道之前不会崩解,可以避免胃液对包被物的破坏,而在肠道中可以分散更均匀、更广泛,并且可以更容易被肠道吸收,提高内容物的生物利用度的结果一致,同时相关肠溶型制剂的吸收效果在埃索美拉唑镁[21]、奥美拉唑[22]、替米考星[23]中也得到了验证。

3.2 不同锌源对吉富罗非鱼血清生化指标的影响

在不利环境中,动物机体会产生大量的自由基,自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸,将引发脂质过氧化反应,T-AOC具有抵抗体内自由基损伤的重要作用,MDA是动物机体氧化脂质过氧化物的产物,具有细胞毒性,MDA含量越高,脂质过氧化程度越高,造成的细胞膜损伤就越严重[24-25]。本试验中,对照组的血清T-AOC较一水硫酸锌组和肠溶型甘氨酸锌组显著提高,而MAD含量也比其他组高,这可能是由于吉富罗非鱼体内发生脂质过氧化反应而导致的结果,在肉鸡[26]上也得到相似的结果。与对照组相比,饲料中添加肠溶型甘氨酸锌可以显著降低吉富罗非鱼血清MDA含量,且比甘氨酸锌组血清MDA含量略低,但没有显著差异,这表明甘氨酸锌可以显著降低吉富罗非鱼血清MDA含量,结果与在肉鸡[27]、点带石斑鱼[28]上的研究结果相似,而是否为肠溶制剂对甘氨酸锌降低血清MDA含量的作用关系不显著,可能是因为甘氨酸锌和肠溶型甘氨酸锌在吉富罗非鱼体内吸收效率比一水硫酸锌高,而且吸收量可以满足吉富罗非鱼体内用于降低血清MDA含量的要求[29]

血清T-CHO、TG含量是反映机体血清脂质含量的重要指标。本试验结果显示,与对照组相比,饲料中添加肠溶型甘氨酸锌、甘氨酸锌可以使吉富罗非鱼血清T-CHO、TG含量显著提高,这与蒋明[30]在团头鲂上得出的研究结果一致,蒋明[30]认为,锌不仅能够影响团头鲂肝脂酶活性,促进脂肪代谢,还可以在一定程度上提高团头鲂的蛋白质代谢。而肠溶型甘氨酸锌提高吉富罗非鱼血清中T-CHO、TG含量的作用与甘氨酸锌相比没有显著差异,表明甘氨酸锌提高吉富罗非鱼血清中T-CHO、TG含量的作用没有受到是否为肠溶制剂的影响,可能是由于甘氨酸锌和肠溶型甘氨酸锌作为有机锌,在吉富罗非鱼体内吸收效果比无机锌好,而且其吸收量能够满足维持体内肝脂酶活性稳定的作用[31],从而提高血清中T-CHO、TG含量。

3.3 不同锌源对吉富罗非鱼血清和肝胰脏中铜、铁、锰、锌含量的影响

铁、锌这2个微量元素之间的相互作用关系一直以来都是动物营养的重要研究方向,Ma等[32]、Fairweather-Tait等[33]、Huang等[34]分别在肉鸡、点带石斑鱼、大鼠上进行了试验,证明了饲料中添加铁、锌等微量元素会对血清中铁、锌含量造成不同程度的影响。大部分学者认为在饲料中添加适量的锌会使血清、肝脏中锌含量增加[35-36]。然而,关于饲料中添加锌对血清铁含量影响的结果不尽致,有部分学者认为饲料中添加锌会使血清锌含量降低[37-38],而有部分学者认为饲料中添加锌不会影响血清和肝脏铁含量[39-40]。从本试验结果看,饲料中添加锌对血清和肝胰脏中铜、铁、锰含量的影响较小,上述指标各组之间没有显著性差异。本试验结果显示,肠溶型甘氨酸锌组血清中锌含量显著高于对照组和一水硫酸锌组,略高于甘氨酸锌组,但各组之间没有显著差异,且肠溶型甘氨酸锌组肝胰脏中锌含量显著高于其他组,这表明甘氨酸锌可以使罗非鱼血清和肝胰脏中锌含量增高,而且此作用与是否为肠溶制剂的关系不大。方富永等[41]在黄笛鲷、白鲳、星点笛鲷、花尾胡椒鲷、长鳍线指、军曹鱼的养殖试验中发现鱼类血清中生长激素水平与锌含量呈正相关,本试验中肠溶型甘氨酸锌组的促生长效果较好可能是由于血清、肝胰脏中锌含量高于对照组和一水硫酸锌组所致。

4 结论

与对照组和一水硫酸锌组相比,饲料中添加肠溶型甘氨酸锌可促进吉富罗非鱼生长,提高抗氧化能力,促进脂肪代谢,增加血清和肝胰脏中锌含量。与甘氨酸锌相比,肠溶型甘氨酸锌的促生长效果更明显,推测锌的主要吸收位置是在肠道,而肠溶制剂能够更好地发挥甘氨酸锌对吉富罗非鱼的促生长作用。

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