2. 农业农村部极地渔业开发重点实验室 青岛 266071;
3. 山东畜牧兽医职业学院 潍坊 261061
2. Key Laboratory of Sustainable Development of Polar Fisheries, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Qingdao 266071;
3. Shandong Vocational Animal Science and Veterinary College, Weifang 261061
近年来,随着水产养殖的快速发展,饲料行业对鱼油的需求与日俱增,导致鱼油的价格不断上涨,因此寻找适宜的鱼油替代源已成为饲料行业的研究热点。鱼油在饲料配方中主要起2个重要的作用:一是为鱼类提供能量,二是为鱼体提供长链多不饱和脂肪酸等必需脂肪酸(王骥腾等, 2016)。目前已知的鱼油替代物包括处于海洋食物链较低环节的浮游动物、渔业的副渔获物及副产品等,这些油源由于具有来自生态、环境、营养和可持续性的问题,所以目前来讲上述所有的替代脂肪源没有一种是鱼油的理想替代品(Peng et al, 2008)。但是对于植物油,尽管在营养上缺乏长链多不饱和脂肪酸,但是在供应上几乎没有任何限制,所以植物油是目前唯一现成的、经济的鱼油替代油脂。豆油是世界上产量最大的植物油,目前在饲料中添加豆油的研究已在黑鲷(Acanthopagrus schlegeli) (Peng et al, 2008)、金头鲷(Sparus aurate) (Izquierdo et al, 2003)、赤点石斑鱼(Epinephelus akaara) (王骥腾等, 2016)等鱼类有报道,研究发现适宜比例的植物油替代鱼油对鱼体的生长没有显著性影响。
作为我国北方重要的名贵海水鱼类,圆斑星鲽(Verasper variegatus)肉质鲜美、营养丰富,主要分布在我国的黄渤海附近,养殖潜力巨大(严俊丽等, 2017)。目前,圆斑星鲽的养殖方式是工厂集约化养殖。在工厂化养殖中,饲料成本是最大的部分,而海水鱼饲料中的脂肪源主要来自鱼油,因此,寻找新型的鱼油替代源迫在眉睫。目前,关于圆斑星鲽适宜的蛋能比(吕云云等, 2015)、维生素C需求量(王贞杰等, 2016)和鱼粉替代(吕云云等, 2016; 严俊丽等, 2016; 郑建明等, 2017)的研究已有相关报道。而在圆斑星鲽饲料中,用植物油替代鱼油的研究未见报道。
因此,本实验设计在圆斑星鲽饲料中,用豆油替代0、25%、50%和75%的鱼油,探究其对圆斑星鲽幼鱼的生长性能和肌肉脂肪酸等主要营养成分的影响。
1 材料与方法 1.1 实验饲料以鱼粉、玉米蛋白粉、花生粕和大豆浓缩蛋白为蛋白源,以豆油分别替代0、25%、50%和75%的鱼油,配制等氮(50%)、等脂肪(8%)的颗粒饲料[饲料中的蛋白、脂肪需要量见吕云云等(2015)的文章结果],并记为R0、R25、R50和R75。实验饲料配方见表 1。对所有粉状原料经过粉碎机粉碎后,过80目筛,按饲料配方比例混合均匀,将鱼油、豆油混合后,再与其他粉状原料混合均匀,加30%的水搅拌均匀,最后用制粒机制成直径3 mm的颗粒饲料,鼓风烘干12~14 h,制成的颗粒饲料–20℃保存。
实验鱼取自山东省烟台开发区天源水产有限公司。挑选体格健壮、规格统一的圆斑星鲽幼鱼360尾,初始体重为(65.47±1.57) g,体长为(15.14±0.56) cm,随机分到12个体积为330 L的圆柱形塑料桶中,每组设3个重复,每个重复30尾。开始实验前投喂R0饲料暂养7 d。养殖期间,采用流水养殖模式,自然水温,温度范围为(15±1)℃,盐度为31,溶氧为5 mg/L以上。实验从2017年6月10日~2017年8月12日,持续56 d,每天饱食投喂1次,投喂0.5 h后使用虹吸管吸取残饵,烘干称重,每天记录摄食量。
1.3 样品收集与分析实验结束后,采样前使实验鱼饥饿24 h,并对每组鱼进行计数、称重。每桶随机取3尾鱼,解剖分离内脏团和肝脏并称重,用于计算肝体比(HSI)和脏体比(VSI)。然后取其背部肌肉,测其常规成分及脂肪酸组成。
饲料样品、肝脏及肌肉样品105℃烘干后,采用凯氏定氮法测得粗蛋白含量(VELP,UDK-142 automatic distillation unit, 意大利);采用索氏抽提法(石油醚为抽提液)测得粗脂肪含量(FOSS脂肪测定仪SOXTEC- 2050,瑞典);将样品在马弗炉(550℃)中灼烧6 h测得灰分含量。
脂肪酸测定方法:用于测定脂肪酸的样品按照Qiao等(2015)的方法进行转脂化。取所得脂肪酸甲酯的正己烷溶液2 μl进行气相色谱测定(岛津GC- 2010),所用毛细血管柱为Supelco SP-2560 (100 m×0.25 mm, 膜厚度0.20 μm),进样口和检测器的温度设定为260℃,柱温升温程序为自140℃以4℃/min的速度升高至240℃并恒温10 min,以高纯氮为载气,通过与37种脂肪酸甲酯混标(Supelco公司,美国)对照确定脂肪酸组分。相关计算公式如下:
增重率(Weight gain rate, WGR, %)=(鱼体末重–鱼体初重)/鱼体初重×100
存活率(Survival rate, SR, %)=实验末鱼体个数/实验初鱼体个数×100
饲料系数(Feed conversion rate, FCR)=投饲总量/总增重量
肥满度(Condition facter, CF)=体重/体长3×100;
脏体比(Viscerosomatic index, VSI, %)=内脏质量/实验末鱼体质量×100;
肝体比(Hepatosomatic index, HSI, %)=肝脏质量/实验末鱼体质量×100。
1.4 数据统计实验数据采用Excel 2010和SPSS 17.0软件进行统计分析,数据差异显著时采用Duncan′s进行多重比较,显著水平为P < 0.05,数据以平均值±标准误表示(Mean±SE)。
2 结果 2.1 豆油替代鱼油对圆斑星鲽幼鱼生长和饲料利用的影响豆油替代鱼油对圆斑星鲽幼鱼生长和饲料利用的影响见表 3。25%替代组的WGR显著高于对照组(P < 0.05),随着豆油替代水平的升高,WGR呈现降低的趋势(P < 0.05),25%替代组的FCR显著低于对照组(P < 0.05),FCR呈现升高的趋势(P < 0.05),SR没有显著性差异(P>0.05)。
通过表 4可知,豆油替代鱼油对圆斑星鲽幼鱼肌肉的粗蛋白、粗脂肪、灰分和水分无显著性影响(P>0.05)。从表 5可以看出,豆油替代鱼油对圆斑星鲽的HSI、VSI和CF无显著性影响(P>0.05),但是随着豆油替代水平的增加,HSI和VSI呈现上升的趋势。肝脏的脂肪含量随着豆油替代水平的增加呈现升高的趋势,豆油替代水平达到50%和75%时,肝脏的脂肪含量显著高于鱼油组(P < 0.05)(表 6)。
豆油替代鱼油对圆斑星鲽幼鱼肌肉脂肪酸的影响见表 7。随着饲料中豆油水平的增加,圆斑星鲽幼鱼肌肉中饱和脂肪酸(SFA)总量呈现明显的降低趋势(P < 0.05);单不饱和脂肪酸(MUFA)中,除了C18:1之外,其他2种脂肪酸的含量都有明显地下降(P < 0.05);多不饱和脂肪酸(PUFA)中,亚油酸(C18:2n-6)和亚麻酸(C18:3n-3)显著升高(P < 0.05),二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)则显著降低(P < 0.05);高不饱和脂肪酸(HUFA)中,n-3长链多不饱和脂肪酸的含量也显著降低(P < 0.05),n-6长链多不饱和脂肪酸的含量显著升高(P < 0.05),EPA和DHA的总含量(EPA+DHA)显著降低(P < 0.05),n-3长链多不饱和脂肪酸与n-6长链多不饱和脂肪酸的比值(n-3/n-6PUFA)也显著降低(P < 0.05)。
鱼油替代实验中,鱼体的生长和饲料利用是重要的测定指标。在本研究中,高比例的豆油替代会显著降低鱼体的生长性能。目前关于植物油替代鱼油的实验已有很多报道,在大口黑鲈(Micropterus salmoides) (Subhadra et al, 2006)、尖吻重牙鲷(Diplodus puntazzo) (Piedecausa et al, 2007)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss) (Richard et al, 2006)等淡水鱼中研究发现,植物油部分或者全部替代鱼油对鱼体的生长无显著影响。在斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)(Izquierdo et al, 2003)、金头鲷(Sparus aurata)(Izquierdo et al, 2005)、大黄鱼(Larimichthys crocea)(李桑等, 2015)、大菱鲆(Scophthalmus maximus L.)(彭墨等, 2015)等海水鱼中的研究发现,植物油部分替代鱼油不影响鱼体的生长,但是全部替代鱼油会显著影响大部分鱼类的生长。对于以上研究结果,有学者认为那些能够通过C18PUFA满足鱼体对必需脂肪酸需求的鱼类,在饲料中用植物油完全替代鱼油,不会影响鱼类的生长或饲料效率(Turchini et al, 2009)。由于淡水鱼具有一个完整的自身n-3长链多不饱和脂肪酸(n-3 LC-PUFA)合成机制,而植物油又富含C18PUFA,因此植物油可以给淡水鱼提供必需脂肪酸。但是由于海水鱼缺乏相应的合成机制,主要通过食物链的累积来满足对n-3 LC- PUFA的需求,因此植物油不能满足大部分海水鱼类对EPA和DHA的需要(Tocher et al, 2010)。在本研究中,饲料中用高比例豆油鱼油会显著降低圆斑星鲽的生长,从而也佐证了植物油高比例替代鱼油会影响海水鱼的生长这一结论。同时在本研究中也发现,25%豆油替代组的圆斑星鲽的生长性能优于鱼油组(对照组),原因可能是鱼油和低量的豆油形成脂肪酸互补,进而使用效果优于单一油脂(Izquierdo et al, 2005)。目前研究发现黄斑篮子鱼(Siganus oramin)自身具有完整的n-3 LC-PUFA合成机制(谢帝芝等, 2013),圆斑星鲽是否可能具有完整的n-3 LC-PUFA合成能力,需要进一步的研究。
3.2 豆油替代鱼油对圆斑星鲽幼鱼肌肉和肝脏脂肪含量的影响当植物油高比例替代鱼油的时候,容易出现一系列的问题,例如会导致脂肪异常沉积。在本研究中,豆油替代75%的鱼油对圆斑星鲽肌肉的粗蛋白、粗脂肪、灰分和水分无显著性影响,虽然对圆斑星鲽的HSI、VSI和CF无显著性影响,但是HSI和VSI指标的数据呈现增加的趋势,同时也发现鱼油替代组肝脏的脂肪含量显著高于鱼油组,替代75%的豆油组肝脏脂肪含量最高。在该实验条件下,脂肪主要沉积在圆斑星鲽的肝脏部位。目前已有学者在尖吻重牙鲷(Piedecausa et al, 2007)和大菱鲆(彭墨等, 2015)得出相同的结论。脂肪过多沉积于肝脏的原因,可能与n-3/n-6PUFA的不平衡密切相关(彭墨等, 2015)。在本研究中,全鱼油组、25%的豆油组、50%的豆油组和75%的豆油组饲料中n-3/n-6的比例分别为0.62、0.44、0.30和0.24,后面2组的比值明显低于全鱼油组,n-3/n-6PUFA比例的失衡,可能影响肝脏将过多的脂肪转运到外周组织,进而导致肝脏脂肪组织细胞的增殖或增大(艾庆辉等, 2016)。其次可能是饲料中较低的n-3 LC-PUFA含量导致。本研究中,4组饲料中的n-3 LC-PUFA含量依次降低。彭墨等(2015)研究表明,n-3 LC-PUFA不仅能激活过氧化物酶体增殖物激活受体α (Peroxisome proliferators-activated receptor α, PPARα),促进脂肪分解;而且能抑制固醇调节元件结合蛋白-1c (Sterol regulatory element-binding protein 1c, SREBP-1c)的表达,进而抑制脂肪合成。因此,在本实验条件下,随着饲料中豆油的比例不断增加,饲料中较低的n-3 LC-PUFA含量可能导致肝脏脂肪过多沉积。
3.3 豆油替代鱼油对圆斑星鲽肌肉脂肪酸组分的影响许多研究表明,饲料脂肪酸组成会显著影响鱼体肌肉脂肪酸的组成,而鱼体的最终脂肪酸组成是饲料输入和体内代谢的综合结果。对赤点石斑鱼(王骥腾等, 2016)、大黄鱼(李桑等, 2015)、大菱鲆(彭墨等, 2015)等海水鱼的研究发现,植物油替代鱼油会导致鱼体中长链多不饱和脂肪酸(EPA和DHA)含量的下降,而使C18脂肪酸(C18:2n-6和C18:3n-3)的含量增加。在本研究中,随着饲料中豆油水平的增加,圆斑星鲽幼鱼肌肉中C18:2n-6和C18:3n-3的含量显著升高,而EPA和DHA的含量则显著降低,和以上研究结果一致。肌肉脂肪酸精确的变化主要取决于所采用的脂肪源,用菜籽油替代时,会显著增加肌肉中的油酸(C18:1n-9)的含量(彭墨等, 2015);使用亚麻油时,C18:3n-3的含量会增加(彭墨等, 2014)。而在本研究中,使用的是富含C18:2n-6的豆油,进而使圆斑星鲽肌肉的C18:2n-6显著升高。目前在大口黑鲈(Richard et al, 2006)、虹鳟(Subhadra et al, 2006)等淡水鱼中的研究发现,鱼体具有从C18PUFA合成长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)的合成机制,及相关的去饱和酶和延长酶,而在金头鲷(Izquierdo et al, 2005)、大黄鱼(李桑等, 2015)、大菱鲆(彭墨等, 2015)等海水鱼中研究发现缺乏相关的酶活。因此饲料中不同的脂肪源及鱼体是否具有从C18PUFA合成长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)的合成能力,决定了鱼体肌肉的脂肪酸组成。在本研究中,圆斑星鲽也可能缺乏相关的酶活,进而使肌肉中EPA和DHA的含量显著降低。
4 结论综合本研究中豆油替代0、25%、50%和75%的鱼油对圆斑星鲽生长和饲料利用、脂肪沉积和肌肉脂肪酸的影响,得出在该实验条件下,饲料中高比例的豆油替代鱼油会显著降低圆斑星鲽的生长性能和肌肉脂肪酸营养品质。
Ai QH, Yan J, Mai KS. Research progresses of lipids and fatty acids transport in fish. Acta Hydrobiologica Sinica, 2016, 40(4): 859-868 [ 艾庆辉, 严晶, 麦康森. 鱼类脂肪与脂肪酸的转运及调控研究进展. 水生生物学报, 2016, 40(4): 859-868] |
Izquierdo MS, Montero D, Robaina L, et al. Alterations in fillet fatty acid profile and flesh quality in gilthead seabream (Sparus aurata) fed vegetable oils for a long term period. Recovery of fatty acid profiles by fish oil feeding. Aquaculture, 2005, 250(1-2): 431-444 DOI:10.1016/j.aquaculture.2004.12.001 |
Izquierdo MS, Obach A, Arantzamendi L, et al. Dietary lipid sources for seabream and seabass: Growth performance, tissue composition and flesh quality. Aquaculture Nutrition, 2003, 9(6): 397-407 DOI:10.1046/j.1365-2095.2003.00270.x |
Li S, Chen CY, Huang XX, et al. Effect of partial replacement of fish oil with vegetable oil on muscle and liver total lipid and fatty acid of larvae larmichthys crocea. Journal of Shanghai Ocean University, 2015, 24(5): 726-736 [ 李桑, 陈春燕, 黄旭雄, 等. 植物油部分替代饲料中鱼油对大黄鱼脂肪及脂肪酸的影响. 上海海洋大学学报, 2015, 24(5): 726-736] |
Lü YY, Chang Q, Chen SQ, et al. The effects of dietary fermented soybean meal on the growth and digestive ability of spotted halibut, Verasper variegatus. Acta Hydrobiologica Sinica, 2016, 40(1): 10-18 [ 吕云云, 常青, 陈四清, 等. 发酵豆粕对圆斑星鲽生长及消化能力的影响. 水生生物学报, 2016, 40(1): 10-18] |
Lü YY, Chen SQ, Yu CL, et al. The effects of the ratio of dietary protein to lipid on the growth, digestive enzyme activities and blood biochemical parameters in spotted halihut, Verasper variegates. Progress in Fishery Sciences, 2015, 36(2): 118-124 [ 吕云云, 陈四清, 于朝磊, 等. 饲粮蛋白脂肪比对圆斑星鲽(Verasper variegates)生长、消化酶及血清生化指标的影响. 渔业科学进展, 2015, 36(2): 118-124] |
Peng M, Xu W, Mai KS, et al. Growth performance, fatty acids composition and lipid deposition in juvenile turbot (Scophthalmus maximus) fed diets with various fish oil substitution levels by linseed oil. Journal of Fisheries of China, 2014, 38(8): 1131-1139 [ 彭墨, 徐玮, 麦康森, 等. 亚麻籽油替代鱼油对大菱鲆幼鱼生长、脂肪酸组成及脂肪沉积的影响. 水产学报, 2014, 38(8): 1131-1139] |
Peng M, Xu W, Mai KS, et al. Growth, fatty acid composition and lipid deposition of juvenile turbot (Scophthalmus maximus L.) fed diets with fish oil replacement by rapeseed oil. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2015, 27(3): 756-765 [ 彭墨, 徐玮, 麦康森, 等. 菜籽油替代鱼油对大菱鲆幼鱼生长、脂肪酸组成及脂肪沉积的影响. 动物营养学报, 2015, 27(3): 756-765 DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2015.03.013] |
Peng SM, Chen LQ, Qin JG, et al. Effects of replacement of dietary fish oil by soybean oil on growth performance and liver biochemical composition in juvenile black seabream, Acanthopagrus schlegeli. Aquaculture, 2008, 276(1-4): 154-161 DOI:10.1016/j.aquaculture.2008.01.035 |
Piedecausa MA, Mazón MJ, García BG, et al. Effects of total replacement of fish oil by vegetable oils in the diets of sharpsnout seabream (Diplodus puntazzo). Aquaculture, 2007, 263(1-4): 211-219 DOI:10.1016/j.aquaculture.2006.09.039 |
Qiao HJ, Wang JY, Zhang LM, et al. An improved direct transesterification method for fatty acid determination of Phaeodactylum tricornutum. Journal of Applied Phycology, 2015, 27(2): 697-701 DOI:10.1007/s10811-014-0376-5 |
Richard N, Kaushik S, Larroquet L, et al. Replacing dietary fish oil by vegetable oils has little effect on lipogenesis, lipid transport and tissue lipid uptake in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). British Journal of Nutrition, 2006, 96(2): 299-309 DOI:10.1079/BJN20061821 |
Subhadra B, Lochmann R, Rawles S, et al. Effect of dietary lipid source on the growth, tissue composition and hematological parameters of largemouth bass (Micropterus salmoides). Aquaculture, 2006, 255(1-4): 210-222 DOI:10.1016/j.aquaculture.2005.11.043 |
Tocher DR. Fatty acid requirements in ontogeny of marine and freshwater fish. Aquaculture Research, 2010, 41(5): 717-732 DOI:10.1111/are.2010.41.issue-5 |
Turchini GM, Torstensen BE, Ng WK. Fish oil replacement in finfish nutrition. Reviews in Aquaculture, 2009, 1(1): 10-57 DOI:10.1111/raq.2009.1.issue-1 |
Wang JT, Jiang YD, Yang YX, et al. Effects of dietary fish oil replacement by soybean oil on growth performance, body composition and body fatty acid composition of red spotted grouper(Epinephelus akaara). Oceanologia et Limnologia Sinica, 2016, 47(3): 640-646 [ 王骥腾, 姜宇栋, 杨云霞, 等. 豆油替代鱼油对赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)生长、体组成及体脂肪酸组成的影响. 海洋与湖沼, 2016, 47(3): 640-646] |
Wang ZJ, Ye BM, Chang Q, et al. Effects of dietary vitamin C content on anta-ammonia-nitrite stress ability of juvenile spotted halibut (Verasper variegatus). Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(12): 4054-4062 [ 王贞杰, 叶保民, 常青, 等. 饲料维生素C含量对圆斑星鲽幼鱼抗氨氮胁迫能力的影响. 动物营养学报, 2016, 28(12): 4054-4062] |
Xie DZ, Wang SQ, You CH, et al. Influencing factors and mechanisms on HUFA biosynthesis in teleosts. Journal of Fishery Sciences of China, 2013, 20(2): 456-466 [ 谢帝芝, 王树启, 游翠红, 等. 鱼类高度不饱和脂肪酸合成的影响因素及其机理. 中国水产科学, 2013, 20(2): 456-466] |
Yan JL, Chen SQ, Chang Q, et al. Early ontogeny of chromatophores and skin color changes of spotted halibut (Verasper variegatus). Journal of Fisheries of China, 2017, 41(5): 678-686 [ 严俊丽, 陈四清, 常青, 等. 圆斑星鲽仔稚鱼色素细胞发育和体色变化. 水产学报, 2017, 41(5): 678-686] |
Yan JL, Chen SQ, Chang Q, et al. Effects of Antarctic krill meal replacing fish meal on growth performance, serum and liver biochemical indices and serum non-specific immune indices of juvenile spotted halibut(Verasper variegatus). Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(11): 3503-3510 [ 严俊丽, 陈四清, 常青, 等. 南极磷虾粉替代鱼粉对圆斑星鲽幼鱼生长性能、血清和肝脏生化指标及血清非特异性免疫指标的影响. 动物营养学报, 2016, 28(11): 3503-3510 DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2016.11.017] |
Zheng JM, Yan JL, Chen SQ, et al. Effects of dietary skimmed krill meal on the growth, non-specific immunity and serum physiological metabolism indices of juvenile spotted halibut (Verasper variegatus). Progress in Fishery Sciences, 2017, 38(5): 107-113 [ 郑建明, 严俊丽, 陈四清, 等. 脱脂磷虾粉对圆斑星鲽(Verasper variegatus)幼鱼生长、非特异性免疫力和血清生理代谢指标的影响. 渔业科学进展, 2017, 38(5): 107-113] |