大黄鱼(Larimichthys crocea)属鲈形目(Perciformes),石首鱼科(Sciaenidae),黄鱼属(Larimichthys),是我国传统“四大海产”之一。其营养价值高,肉质鲜美,为我国近海主要养殖鱼类。目前,大黄鱼养殖主要采用传统的网箱养殖,其养成阶段以投喂冰冻鲜杂鱼为主或辅以配合饲料。但是,鲜杂鱼饵料极易流失,不仅导致饲料系数过高而浪费资源,而且会造成水环境污染,诱发疾病(张彩兰等,2002)。随着颗粒饲料的推广,海水养殖对鱼粉的需求量也日益增加。寻求廉价高效的鱼粉替代蛋白源已成为大黄鱼等海水鱼配合饲料开发亟待解决的问题。
豆粕类与其他植物蛋白源相比,氨基酸组成较好,消化吸收率高(唐晓亮等,2010),但因其蛋氨酸和赖氨酸含量低,限制了其在饲料中的使用(熊本海等,2014)。目前,主要以添加晶体氨基酸的方式补充替代鱼粉饲料中的必需氨基酸。已有研究表明,饲料中添加晶体氨基酸普遍在鲑鳟鱼类饲料中有效(Yamamoto et al,2005; Rodehutscord et al,2000),而在斑点叉尾(Ictalurus punctatus)(Robinson,1991; Li et al,1998)和鲤鱼(Cyprinus carpio)(Viola et al,1991)等的研究中结论并不一致。导致晶体氨基酸利用率低的原因主 要是其在水中易溶失(刘永坚等,2002),以及与饲料中蛋白质结合态氨基酸的吸收利用不同步等(冷向军等,2007)。寡肽与晶体氨基酸相比,随着肽链的延长,其在水中的溶失率下降,延缓了消化吸收速率,从而有望替代晶体氨基酸成为一种新型、高效的外源氨基酸来源。国内外对于寡肽在水产动物饲料应用方面的研究较少,且多集中在动植物蛋白水解肽上。本研究以酶法合成的蛋氨酸寡肽为蛋氨酸源,比较豆粕替代鱼粉饲料中添加晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽对大黄鱼幼鱼生长、饲料利用和蛋白质代谢反应的影响,为蛋氨酸寡肽在大黄鱼配合饲料中的应用提供基础数据。
1 材料与方法 1.1 实验设计以鱼粉、豆粕为主要蛋白源,鱼油、豆油、大豆卵磷脂为主要脂肪源,配制7种等氮等脂的饲料,每个处理组3个重复。设计1个低鱼粉(31.8%)对照组(LF)。在LF的基础上分别添加0.35%、0.65%和0.95%的晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽,配制其他6组饲料,并分别命名为CMet 0.35、CMet 0.65、CMet 0.95、OMet 0.35、OMet 0.65 和OMet 0.95。饲料配方和常规成分分析见表 1,饲料氨基酸组成分析见表 2。根据专利技术制备蛋氨酸寡肽(专利号为ZL 201110330500.8),由质谱测定蛋氨酸寡肽中不同聚合度肽的分子量。结果显示,蛋氨酸寡肽为蛋氨酸2肽、3肽、4肽、 5肽、6肽、7肽和8肽的混合物。在饲料制作过程中,原料粉碎后经80目过筛,按照饲料配方混合后加入鱼油、豆油和大豆卵磷脂揉匀,然后加入适量水混合均匀,用F(Ⅱ)-26型双螺杆挤条机(华南理工大学,广州)加工成颗粒饲料(3 mm× 3 mm),最后用鼓风烘箱(55℃)烘干至水分含量10%以下,储存于-20℃冰箱中备用。
实验于2013年9月2日-11月11日在宁波象山西沪港进行,实验用大黄鱼购自浙江省宁波市象山港湾水产苗种有限公司。正式实验前,所有大黄鱼均置于3.0 m×3.0 m×3.0 m的网箱中暂养2周,挑选规格相同、体格健壮的大黄鱼随机分配到21个1.5 m×1.5 m× 2.0 m的网箱中进行养殖实验,每个网箱放养50尾。大黄鱼初始平均体重为(26.0±1.6)g,每天分别于05:30和17:30饱食投喂1次。养殖周期为8周,养殖过程中的死鱼均计数并称重。养殖期间海水温度为24-31℃,盐度24-29,pH为7.1-7.4,溶解氧不低于6 mg/L。
1.3 样品收集和分析正式养殖实验开始时,从实验鱼中随机挑选 6尾,置于-20℃冰箱中保存,用于全鱼体常规分析。养殖实验8周后,所有实验鱼饥饿24 h,然后计数,称重。每个网箱随机取3尾鱼,于-20冰箱中保存,用于全鱼体常规分析。每个网箱随机取3尾鱼,测量体长、体重、肝重、内脏重,用于计算肥满度(CF)、肝体比(HSI)和脏体比(VSI)。每个网箱随机取8尾鱼,进行尾静脉取血,其中,6尾鱼取血后立即解剖取肝脏,保存于液氮中,用于肝脏谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力测定。血液在4℃冰箱中静置12 h后,3000 r/min离心10 min,得到的血清置于液氮中保存,用于血清中血氨、尿素氮含量的测定。
全鱼和饲料中常规成分的测定采用AOAC(2012)的标准方法。血氨、尿素氮、肝脏GOT活力和GPT活力采用专业试剂盒测定。大黄鱼饲料中的氨基酸组成采用日立L-8900型全自动氨基酸分析仪测定。
1.4 计算及统计方法增重率(Weight gain rate,WGR,%)=100×(终末体重-初始体重)/初始体重
存活率(Survival rate,SR,%)=100×终末实验鱼数量/初始实验鱼数量
摄食率(Feed intake,FI,%)=100×总摄食量/[(终末体重+初始体重)/2]/天数
饲料系数(Feed conversion ratio,FCR)=摄食量/(终末体重-初始体重)
蛋白质效率(Protein efficiency ratio,PER)=鱼体增重量/摄入蛋白
肝体比(Hepatosomati index,HSI,%)=(肝脏重量/终末体重)×100
脏体比(Viscerosomatic index,VSI,%)=(内脏重量/终末体重)×100
肥满度(Condition factor,CF)=(终末体重/鱼体体长3)×100
计算方法中体重和摄食量单位均为g,体长单位为cm。所得实验数据采用平均值±标准差(Mean±SD)表示,采用SPSS17.0软件进行双因素方差分析(2×3,Two-way ANOVA),差异显著水平为P<0.05。
2 结果 2.1 生长、存活和饲料利用饲料中添加的蛋氨酸源和蛋氨酸水平对大黄鱼幼鱼的增重率均有显著影响(P<0.05)(表 3)。饲料中添加蛋氨酸寡肽组大黄鱼的增重率显著高于添加晶体蛋氨酸组(P<0.05)。与低鱼粉对照组相比较,饲料中添加晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽均提高了大黄鱼的增重率,且随着添加蛋氨酸水平的升高,大黄鱼幼鱼的增重率显著升高(P<0.05),其中,OMet 0.95组大黄鱼幼鱼增重率最高。饲料中添加晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽对大黄鱼幼鱼的存活率没有显著影响(P>0.05)。
饲料中的蛋氨酸源对大黄鱼幼鱼的蛋白质效率有显著影响(P<0.05)(表 3)。饲料中添加蛋氨酸寡肽组,大黄鱼的蛋白质效率显著高于添加晶体蛋氨酸组(P<0.05)。与低鱼粉对照组相比较,饲料中添加晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽均增高了大黄鱼的蛋白质效率,且随着添加蛋氨酸水平的提高,大黄鱼幼鱼的蛋白质效率呈升高趋势,但无显著差异(P>0.05),其中OMet 0.95组大黄鱼幼鱼的蛋白质效率最高。与低鱼粉对照组相比较,饲料中添加晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽均降低了大黄鱼的饲料系数,但差异不显著(P>0.05)。
2.2 体常规组成经过8周的养殖实验,不同饲料处理对大黄鱼的体常规组成无显著影响(P>0.05)(表 4)。其中,鱼体粗蛋白含量为15.60%-16.60%,粗脂肪含量为7.70%- 8.30%,灰分含量为3.17%-4.70%,水分含量为70.77%- 72.77%。
蛋氨酸源对大黄鱼的肝体比有显著影响(P<0.05),饲料中添加蛋氨酸寡肽组大黄鱼幼鱼的肝体比显著高于添加晶体蛋氨酸组,其中,OMet 0.95组大黄鱼幼鱼的肝体比最低。饲料中添加晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽对大黄鱼幼鱼的脏体比和肥满度没有显著影响(P>0.05)。
2.4 蛋白质代谢反应饲料中蛋氨酸源对大黄鱼幼鱼肝脏谷丙转氨酶活性有显著影响(P<0.05)(表 6)。饲料中添加蛋氨酸寡肽组大黄鱼的谷丙转氨酶活性显著高于添加晶体蛋氨酸组(P<0.05),其中,OMet 0.95组大黄鱼的肝脏谷丙转氨酶活性显最高。饲料中蛋氨酸源和蛋氨酸水平对大黄鱼幼鱼肝脏谷草转氨酶影响显著(P<0.05)。蛋氨酸寡肽组大黄鱼幼鱼的肝脏谷草转氨酶活性显著高于晶体蛋氨酸组(P<0.05)。晶体蛋氨酸组和蛋氨酸寡肽组大黄鱼肝脏谷草转氨酶活性均显著高于低鱼粉组,且随着蛋氨酸添加水平升高,肝脏谷草转氨酶活性显著升高(P<0.05)。其中,OMet 0.95组的肝脏谷草转氨酶活性最高,为38.73 U/g·prot。大黄鱼血清中的血氨浓度和尿素氮含量均不受不同饲料处理的显著影响(P>0.05)。
蛋氨酸是豆粕中的主要限制性氨基酸,本研究采用外源晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽补充低鱼粉饲料中的蛋氨酸。结果显示,在LF组饲料基础上补充晶体蛋氨酸或蛋氨酸寡肽,大黄鱼幼鱼的增重率显著提高,并随着蛋氨酸水平提高而显著增加(P<0.05),这表明了蛋氨酸在豆粕替代鱼粉饲料中的重要作用。Mai等(2006)研究表明,当水生动物饲料鱼粉被部分或完全替代时,补充外源蛋氨酸可提高蛋白质效率,促进生长,这与本研究的结果一致。
从本研究结果可以看出,与晶体氨基酸相比,蛋氨酸寡肽对大黄鱼幼鱼具有更好的促生长作用。蛋氨酸寡肽组大黄鱼幼鱼的增重率和蛋白质效率均显著高于晶体蛋氨酸组(P<0.05)。另外,肝脏谷丙转氨酶和谷草转氨酶是蛋白质合成代谢过程中重要的转氨酶,其活性间接反映了蛋白质合成效率。本研究中,蛋氨酸寡肽组的大黄鱼幼鱼肝脏的谷丙转氨酶活力和谷草转氨酶活力均显著高于晶体蛋氨酸组(P<0.05),与蛋氨酸寡肽组增重率和蛋白质效率的提高相一致,但饲料中添加蛋氨酸寡肽或晶体蛋氨酸对大黄鱼血氨和尿素氮含量并没有显著影响(P>0.05),说明了蛋氨酸寡肽较晶体蛋氨酸可以显著促进蛋白质的合成效率,而对蛋白质的分解代谢影响较小,从而促进了大黄鱼幼鱼的生长。
分析蛋氨酸寡肽较晶体蛋氨酸生长性能提高的原因,可能是由于饲料中补充晶体蛋氨酸,虽然可以弥补替代鱼粉饲料中蛋氨酸的缺失,但是晶体蛋氨酸可能会被过早的吸收和利用,从而导致与饲料中其他氨基酸吸收和利用不同步,降低了晶体蛋氨酸的利用率(Kaushik et al,1983; Zarate et al,1999)。而与晶体蛋氨酸相比,蛋氨酸寡肽由于为多个蛋氨酸单体聚合而成,其被分解、吸收的速率较晶体蛋氨酸明显下降,从而可以更好地解决蛋白质合成代谢过程中蛋氨酸与其他氨基酸不同步的问题。目前,关于寡肽对水产动物生长促进作用的机制尚不清楚,除了以上原因之外,还有研究表明,蛋白质合成可能与完整吸收的寡肽有直接关系,例如Wang(1994)观察到蛋氨酸肽相比与游离蛋氨酸可以促进3H-Leu掺入组织蛋白。Nielsen等(1994)研究发现水解酪蛋白可以降低大鼠整体蛋白质的降解率,并与完整酪蛋白均可提高蛋白质合成率等,其具体机理还有待进一步研究。
另外,饲料中添加蛋氨酸寡肽对大黄鱼幼鱼的肝体比有显著影响。硫的代谢主要发生在肝脏组织(Mato et al,1997)。Espe等(2008)指出大西洋鲑(Salmo salar)每天摄入有0.05-0.06 g似乎可以保障良好的肝脏高甲基化能力,从而避免肝脏的增大。Chiji等(1990)的研究表明,与添加晶体蛋氨酸相比,在老鼠饲料中添加蛋氨酸寡肽可以显著降低老鼠肝脏脂肪沉积。近年来,大黄鱼在养殖过程中,肝病频发,病鱼体表无显著特征而肝脏出现肝肿大、“花肝”、“绿肝”等现象。本研究在养殖过程中也发生过类似情况,部分大黄鱼出现了肝脏肥大。本研究显示,蛋氨酸寡肽组大黄鱼幼鱼的肝体比较晶体蛋氨酸组显著降低(P<0.05)。这表明与晶体蛋氨酸相比,饲料中添加蛋氨酸寡肽可以降低大黄鱼幼鱼的肝体比,保持肝脏活力,提高存活率。
综上所述,蛋氨酸寡肽较晶体蛋氨酸可以更好地改善增重率,蛋白质效率和蛋白质代谢反应,降低肝体比,从而促进大黄鱼幼鱼的生长。
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