不同蛋白源替代飼料中的魚粉對褐點石斑魚幼魚血液生理生化指標的影響

不同蛋白源替代飼料中的魚粉對褐點石斑魚幼魚血液生理生化指標的影響

隨著世界水產養(yǎng)殖的快速發(fā)展，水產飼料企業(yè)對魚粉的需求急劇增加，但魚粉資源的逐漸減少，價格急劇上升。因此，尋找能夠代表魚粉而不是所有硫酸人的蛋白質來源是近年來水產飼料行業(yè)的研究熱點。在保證水產養(yǎng)殖品種正常生長的前提下,以廉價的動植物蛋白原替代魚粉既可以降低飼料成本,又有助于保護海洋漁業(yè)資源。由于血液生理生化參數能夠反應魚類健康狀況、營養(yǎng)水平及其對環(huán)境的適應性等,是重要的生理、病理和毒理學指標,因而被廣泛用作飼料利用效果綜合評價的標準之一[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]。褐點石斑魚(Epinephelusfuscoguttatus),又稱棕點石斑魚,俗稱老虎斑、虎頭斑,隸屬于鱸形目鮨科石斑魚屬(Epinephelus),為暖水島礁性魚類,近年來已經成為海南、廣東、福建等地海水養(yǎng)殖的重要名優(yōu)品種之一。褐點石斑魚配合飼料的配方以及在配合飼料用廉價蛋白源替代魚粉已有報道,但相關研究主要著眼于實驗魚的生長狀況等表觀指標,而替代蛋白飼料對實驗魚血液生理等內在指標的影響尚未見報道。本實驗用豆粕、玉米蛋白粉和啤酒酵母粉等3種蛋白源替代部分魚粉制成飼料,研究其對褐點石斑魚大規(guī)格種苗血液生理生化指標的影響,以期為褐點石斑魚大規(guī)格種苗培育及高效配合飼料研制提供依據。1材料和方法1.1飼料原料顆粒制備實驗設計5種等氮等能飼料,原料均購自粵海飼料廠,以全魚粉飼料(D1組)作對照,用豆粕替代10%、20%的魚粉蛋白(D2、D3組),玉米蛋白粉替代10%的魚粉蛋白(D4組),啤酒酵母替代10%的魚粉蛋白(D5組)。飼料原料粉碎過孔徑0.212mm的篩,在攪拌器中混勻后加工成直徑3.0mm的顆粒,風干,于-20℃下冷藏備用。飼料配方和化學組成見表1。1.2幼魚的飼養(yǎng)實驗褐點石斑魚幼魚取自廣東海洋大學魚類研究課題團隊自繁自育種苗,從育苗場運回實驗室置于數個玻璃鋼水槽(100cm×100cm×70cm)用全魚粉飼料馴養(yǎng)10d,選取規(guī)格大小接近的幼魚(體長9.00±0.63cm,體重22.48±3.83g)共180尾,隨機置于各實驗水槽中,進行5個飼料組的飼養(yǎng)實驗;每組3個平行組,共15個循環(huán)水槽,養(yǎng)殖密度12尾/水槽。1.3實驗用水及水質養(yǎng)殖實驗在60cm×50cm×70cm的玻璃鋼水槽內進行,每個水槽水體體積150L,24h充氣,每天9:00和15:00定時投喂餌料至飽食。實驗用水為經沉淀及沙濾的天然海水,海水鹽度27~32,自然光周期及自然水溫。采用流水養(yǎng)殖,每天水交換量100%~150%。每天測1次水溫,每周測1次水體溶氧和氨氮,水溫范圍26~32℃,氨氮濃度小于0.5mg/L,溶氧高于5mg/L,pH7.8~8.0,實驗歷時8周,沒有實驗魚死亡。1.4血常規(guī)和生化指標檢測分別從每個平行組中隨機取褐點石斑魚3尾,用2mL一次性無菌注射器從尾靜脈抽血1mL左右。一部分血液(約0.2mL)加入有抗凝劑的采血管中,用ABXPentra60血細胞分析儀測定血常規(guī)指標;其余血液(約0.8mL)注入玻璃采血管中,于4℃條件下靜置,以3000r/min的轉速離心10min,取血清在日立7020全自動生化分析儀中測定其生化指標;Na+、K+、Ca2+、Cl-等無機離子用S-2000電解質分析儀測定。1.5dunpan’s多重比較用SPSS16.0進行數據分析。實驗數據經單因素方差分析后,進行Duncan’s多重比較,p<0.05為差異顯著,p>0.05為差異不顯著。2結果與分析2.1質量生產情況投喂實驗結束后,D1到D5組實驗魚終體質量見表2。表2可見,D5組終體質量顯著小于D1組和D2組(p<0.05),其他各組間差異不顯著(p<0.05)。2.2嗜中性紅細胞密度和巨大不成熟細胞比例表3表明,D3組血紅蛋白濃度、血栓細胞密度和平均血栓細胞體積顯著低于D1組(p<0.05),D4組嗜中性粒細胞密度和巨大不成熟細胞比例顯著高于D1組(p<0.05),各組其他指標無顯著差異(p>0.05)。2.3各組各各組未顯著差異表4表明,D3組褐點石斑魚血清中總蛋白(TP)含量顯著低于D1、D4組(p<0.05),其他組之間無顯著差異(p>0.05);各組白蛋白(ALB)含量無顯著差異(p>0.05);D3組球蛋白(GLB)含量顯著低于D1組(p<0.05),其他組之間無顯著差異(p>0.05);D3組白、球蛋白比顯著高于其他組(p<0.05),其他組之間無顯著差異(p>0.05)。2.3氨酶、尿素氮以及尿酸含量由表5可見,各組褐點石斑魚血清中谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶、尿素氮以及尿酸含量均無顯著差異(p>0.05);D5組的肌酐含量顯著高于D1組(p<0.05),與D2、D3、D4組無顯著差異(p>0.05)。2.4其他組之間比較由表6可見,D3組褐點石斑魚血清中的血糖(Bloodsugar,BLS)含量顯著低于D1組(p<0.05),其他組之間無顯著差異(p>0.05);D2、D3、D5組的甘油三酯(Triglyceride,TG)含量顯著低于D1、D4組(p<0.05);各組總膽固醇(Cholesterol,CHOL)含量均無顯著差異(p>0.05)。2.5不同劑量石斑魚飼料對蛋白代謝的影響由表7可以看出,各組褐點石斑魚血清中K+、Na+、Cl-、Ca2+的濃度均無顯著性差異(p>0.05),可見該石斑魚飼料中蛋白質成分的變化對其血清無機離子的影響較小。3討論3.13血糖、血脂和嗜中性細胞有研究表明,魚類處于饑餓狀態(tài)時其血紅蛋白含量會顯著上升。陳惠群等觀察到,饑餓8d會導致鰻鱺(Anguillajaponica)血紅蛋白含量顯著上升,而紅細胞數則顯著下降。喬志剛等則發(fā)現(xiàn),短期饑餓(7d)的鲇(Silurusasotus)紅細胞數和血紅蛋白含量呈上升趨勢;而饑餓至21d,血紅細胞數低于饑餓處理前,血紅蛋白含量雖略高于饑餓處理前,但也呈下降趨勢。在本實驗中,豆粕替代20%魚粉組的血紅蛋白含量顯著小于全魚粉飼料組,而其他各組與全魚粉飼料組無顯著差異,說明攝食替代蛋白飼料的實驗魚并未處于饑餓狀態(tài)。豆粕替代20%魚粉組的血紅蛋白含量較低可能是由于豆粕蛋白的氨基酸組成不平衡造成的,可見豆粕替代20%魚粉的飼料無法滿足褐點石斑魚幼魚快速生長的營養(yǎng)需求,長期投喂(56d)會對其血紅蛋白合成產生不良影響。此外,本實驗在豆粕、玉米蛋白粉、啤酒酵母替代一定比例的魚粉后,各組紅細胞密度、白細胞密度和平均紅細胞體積無顯著性差異,這可能是因為褐點石斑魚屬肉食性魚類,對血液生理指標有較強的調節(jié)能力。魚類血栓細胞具有與哺乳動物血小板相似的凝血功能。在本實驗中,20%豆粕替代魚粉組血栓細胞密度、平均血栓細胞體積相對于對照組顯著降低,而其他組差異不顯著,說明飼料中大豆蛋白含量增加會導致實驗魚血栓細胞體積減小和數量減少,可能是大豆蛋白中存在的紅細胞凝集素影響了褐點石斑魚血栓細胞的生成。嗜中性粒細胞是魚類重要的非特異性免疫細胞。研究表明,攝食大豆蛋白飼料的虹鱒(Oncorhynchusmykiss)白細胞數量、嗜中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞活力上升,表明實驗魚可能存在過敏或炎癥反應。此外,巨大不成熟細胞增加也表明魚類可能發(fā)生了血液病變。在本實驗中,玉米蛋白替代10%魚粉組的嗜中性粒細胞密度和巨大不成熟細胞比例顯著高于其他組,說明實驗魚可能處于受脅迫或過敏狀態(tài)。3.23大豆分離蛋白替代飼料對魚粉比例的影響生物血清中的總蛋白(TP)含量變化能夠反映生物肝臟合成功能異常和腎臟病變而造成蛋白質丟失的狀況,被用作魚體對環(huán)境應激因子反應的指示物。血液中的白蛋白(ALB)是一種營養(yǎng)物質載體,是機體蛋白質的來源之一,可以維持血漿滲透壓,修補組織,并提供能量。血液中的球蛋白(GLB)由漿細胞分泌,是機體抵抗力高低的反映。徐奇友等研究發(fā)現(xiàn),隨大豆分離蛋白替代飼料魚粉比例的增加,肉食性的哲羅魚(Huchotaimen)血清中總蛋白含量逐漸減低,球蛋白的含量先下降后上升,但差異都不顯著;大豆蛋白完全替代魚粉時血漿白蛋白顯著降低,可能是因為哲羅魚對替代飼料的采食量下降,影響了體內氨基酸的合成。Rumsey等的研究發(fā)現(xiàn),與攝食全魚粉的虹鱒(O.mykiss)相比,攝食大豆蛋白飼料的虹鱒血清總蛋白和免疫球蛋白含量都有所上升。劉襄河等研究發(fā)現(xiàn),隨著飼料中豆粕替代魚粉比例的增加,牙鲆(Paralichthysolivaceus)血清總蛋白含量逐漸降低,當動植物蛋白比為1∶1時差異顯著。本實驗表明,3種蛋白源替代魚粉都導致褐點石斑魚幼魚血清中總蛋白和球蛋白含量降低,其中豆粕替代20%魚粉組與對照組差異顯著,說明用豆粕替代20%魚粉飼料已對褐點石斑魚幼魚的免疫機能產生顯著的不良影響。各飼料組實驗魚血清中白蛋白含量差異不顯著,說明這幾種替代飼料基本能夠滿足褐點石斑魚幼魚的蛋白質需求。在本實驗中,投喂20%豆粕替代魚粉飼料降低了褐點石斑魚幼魚的免疫球蛋白含量,導致白球蛋白比顯著上升。3.33不同蛋白源對魚粉血清蛋白的影響轉氨酶是生物體內氨基酸代謝的催化劑,當肝臟組織病變而引起肝細胞膜通透性增加,細胞內的轉氨酶大量釋放出來進入血液,引起血液中谷丙轉氨酶(ALT)和谷草轉氨酶(AST)濃度的升高,因此血液中轉氨酶的活力也可作為作肝功能的指示物。研究表明,草魚(Ctenopharynodonidellus)飼料中添加300g/kg的菜籽粕不會影響血清中ALT和AST的活性,但是在飼料中直接添加菜籽作為脂肪源,會對草魚的肝胰臟造成一定損害,使草魚血清中轉氨酶活力大幅提高,導致其非特異性免疫力下降。在本實驗中,攝食3種蛋白源替代魚粉飼料的褐點石斑魚轉氨酶的活力無顯著差異,說明這3種蛋白源以較低比例替代魚粉時對褐點石斑魚的肝功能無明顯不良影響,但是D4組轉氨酶的活力在各實驗組中最高,提示玉米蛋白替代魚粉對褐點石斑魚的肝胰臟具潛在威脅。血清中的尿素氮可以反映生物的蛋白質代謝狀況,血清中尿酸和肌酐含量則反映了腎臟的功能,研究表明,在草魚飼料中添加300g/kg的菜籽粕對血清中的肌酐含量無顯著影響,大豆分離蛋白替代魚粉(最高替代100%)也不會對哲羅魚(H.taimen)血漿中肌酐含量產生顯著影響,但是全光照和全避光條件下的中華鱘(Acipensersinensis)幼魚血漿中肌酐含量均比對照組含量高,說明腎臟受到了不同程度的損傷。本實驗中,各飼料組實驗魚血清中尿素和尿酸的含量均無顯著差異,除攝食酵母蛋白替代飼料(D5組)實驗魚血清中的肌酐含量顯著小于攝食全魚粉飼料(D1組)的實驗魚之外,其他各飼料組實驗魚血清中的肌酐也無顯著差異,說明酵母作為蛋白源可能會對褐點石斑魚的腎臟功能產生不良影響。3.43玉米蛋白和糖質蛋白血糖含量是反映生物碳水化合物代謝水平的重要生化指標,當魚類積極攝食,健康狀況良好時,血糖濃度較高。王崇等觀察到,飼料中豆粕含量越高,雜食性的異育銀鯽(Carassiusauratusgibelio)血清中的葡萄糖含量越高;而陸陽等的研究則表明,隨著膨化豆粕替代魚粉的比例從20%上升到80%,肉食性的虹鱒血糖濃度有逐漸下降的趨勢,但差異不顯著。本實驗條件下,豆粕替代20%魚粉飼料組血糖濃度顯著低于對照組,說明在肉食性魚類的飼料中添加過量豆粕等植物性蛋白可能會導致其碳水化合物吸收不良,致使血糖濃度降低。血液中的甘油三酯和總膽固醇含量是反映魚類體內脂肪代謝水平的重要生理指標,其含量過高表明魚類肝臟中堆積的脂肪較多,容易導致脂肪肝、肝肥大等癥狀;而其含量過低則表明魚類營養(yǎng)不良,生長狀況受到影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著飼料中玉米蛋白替代魚粉比例升高,肉食性的大菱鲆(Scophthalmusmaximus)血清中膽固醇和甘油三酯的含量顯著降低,生長狀況受到影響;隨豆粕替代魚粉比例提高,肉食性的虹鱒(O.mykiss)血漿中的膽固醇也呈現(xiàn)降低趨勢;而雜食性的異育銀鯽(Carassiusauratusgibelio)膽固醇含量顯著降低,但甘油三酯的含量升高,生長速率顯著降低;劉襄河等的研究則發(fā)現(xiàn),隨著豆粕替代魚粉比例的增加,肉食性的牙鲆(Paralichthysolivaceus)血清中的膽固醇和甘油三酯的含量逐漸上升,生長狀況受到影響。本實驗發(fā)現(xiàn),3種蛋白源以較低比例替代魚粉時對褐點石斑魚總膽固醇含量無顯著影響,玉米蛋白替代魚粉組對血液中甘油三酯的含量也無顯著影響,但豆粕和啤酒酵母這兩種蛋白替代魚粉顯著降低了血液中甘油三酯的含量,且豆粕替代比例越高,甘油三酯的含量下降越明顯。上述研究結果表明,過量植物蛋白替代飼料中的魚粉會導致魚類血液中甘油三酯和總膽固醇含量產生顯著變化,可能升高也可能降低,對魚類的生長會產生不良影響;植物蛋白替代飼料中的魚粉對魚類血脂的影響可能與植物蛋白的種類以及魚類生理特點都有關系,其內在機理有待深入研究。3.53無機離子濃度的變化Na+、K+、Ca2+、Cl-等無機離子在維持魚類血漿滲透壓和酸堿平衡,保持內環(huán)境穩(wěn)定起著重要作用,在受到環(huán)境的脅迫作用之后血液無機離子濃度