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      雨生紅球藻藻渣在成年虹鱒飼養(yǎng)中的應(yīng)用

      2017-05-11 00:00:31石焜蘇芳郭文胡發(fā)文龐通
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年6期
      關(guān)鍵詞:抗氧化能力

      石焜++蘇芳++郭文++胡發(fā)文++龐通++高振++劉建國(guó)

      摘要:選用已喂食人工蝦青素6個(gè)月的2年齡3倍體雌性虹鱒成魚,分別繼續(xù)投喂人工蝦青素強(qiáng)化飼料(原有飼料,含40 mg/kg人工蝦青素)、雨生紅球藻藻渣強(qiáng)化飼料(替代飼料,含40 mg/kg天然蝦青素)及無(wú)任何蝦青素的基礎(chǔ)飼料(空白對(duì)照組)。飼喂24 d后,對(duì)比研究了上述各組處理對(duì)虹鱒生長(zhǎng)性能、肌肉品質(zhì)、蝦青素含量及抗氧化能力等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明,2種蝦青素強(qiáng)化飼料在虹鱒生長(zhǎng)性能、肌肉品質(zhì)方面無(wú)顯著差異(P>0.05),但較空白對(duì)照組有小幅改善;藻渣強(qiáng)化組虹鱒背肌的肉色比色卡值較人工蝦青素強(qiáng)化組有一定提升,但差異不明顯;藻渣強(qiáng)化組虹鱒背肌的總類胡蘿卜素及蝦青素含量顯著高于人工蝦青素組(P<0.05),表明藻渣中天然蝦青素更易在虹鱒背肌中累積;藻渣強(qiáng)化組的T-AOC及MDA數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于人工蝦青素強(qiáng)化組,差異極顯著(P<0.01),表明藻渣中天然蝦青素對(duì)于虹鱒的抗氧化能力提升更明顯,去除自由基能力更強(qiáng)。上述結(jié)果表明,雨生紅球藻藻渣可以作為人工蝦青素的有效著色替代品,在虹鱒飼料添加劑市場(chǎng)中具有開發(fā)潛力。

      關(guān)鍵詞:成年虹鱒;蝦青素;雨生紅球藻藻渣;飼料添加劑;抗氧化能力

      中圖分類號(hào): S963.73+5文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2017)06-0153-04

      虹鱒(Oncorhynchus mykiss)是一種鮭科類的高價(jià)值冷水性養(yǎng)殖魚,其肌肉的色度是衡量肉質(zhì)的重要指標(biāo)[1],該指標(biāo)主要受到所攝取蝦青素、角黃素等類胡蘿卜素的影響[2]。在實(shí)際養(yǎng)殖過(guò)程中,可通過(guò)在飼料中添加蝦青素的方法強(qiáng)化虹鱒的著色。市場(chǎng)上的飼料著色劑主要分為天然和人工2種蝦青素,其中以人工蝦青素為主[3]。然而,天然蝦青素在安全性、結(jié)構(gòu)和有效性上有諸多優(yōu)勢(shì),近年來(lái)日益受到關(guān)注[4-5]。美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)評(píng)估只允許天然蝦青素進(jìn)入保健品市場(chǎng),明確禁止人工蝦青素的進(jìn)入[6]。雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)是規(guī)模生產(chǎn)天然蝦青素的最主要來(lái)源,提取蝦青素后的藻渣中仍含有大量多糖、豐富的蛋白質(zhì)及殘余的天然蝦青素,具有較高的開發(fā)利用價(jià)值,尤其是在高價(jià)值飼料添加劑方面的應(yīng)用潛力巨大。目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)雨生紅球藻藻渣在水產(chǎn)飼料應(yīng)用方面的文獻(xiàn)報(bào)道甚少,僅有Ju等將藻渣用作蝦類養(yǎng)殖飼料中蛋白質(zhì)源替代的報(bào)道[7],但對(duì)藻渣中蝦青素組分的利用并未重點(diǎn)涉及。

      在虹鱒養(yǎng)殖中,飼料中蝦青素的添加成本占飼料總成本的10%~20%[8],為降低成本,實(shí)際生產(chǎn)中僅在養(yǎng)殖后期(即出池前3~6個(gè)月)投喂蝦青素飼料進(jìn)行著色,并在最后1個(gè)月飼喂高蝦青素的飼料予以短期強(qiáng)化。在目前諸多蝦青素強(qiáng)化虹鱒著色的研究中,多以200 g以下的早期幼年魚體為試驗(yàn)材料[9-11],而與水產(chǎn)養(yǎng)殖更密切相關(guān)的成魚著色卻鮮有報(bào)道。幼魚與成魚在器官發(fā)育程度、攝食、消化和吸收能力以及肉質(zhì)著色力存在一定的偏差甚至不同,為避免研究與實(shí)際應(yīng)用出現(xiàn)明顯錯(cuò)位。為此,本試驗(yàn)以著色6個(gè)月的2年齡虹鱒成魚為對(duì)象,利用雨生紅球藻藻渣作為飼料中蝦青素的替代源,對(duì)比觀察其著色飼喂過(guò)程中生長(zhǎng)性能、肌肉品質(zhì)、蝦青素含量與組成、抗氧化能力等的可能變化,目的探討雨生紅球藻藻渣在高端水產(chǎn)飼料開發(fā)中應(yīng)用的可能性。

      1材料與方法

      1.1試驗(yàn)飼料

      試驗(yàn)各組投喂飼料的主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)見表1。人工蝦青素組為含40 mg/kg人工合成蝦青素的商業(yè)化強(qiáng)化飼料(ALLER SILVER),除蝦青素外其他成分與基礎(chǔ)飼料營(yíng)養(yǎng)相同。本試驗(yàn)所用雨生紅球藻藻渣由云南愛爾發(fā)公司提供,蝦青素有效含量為0.5%。將藻渣加入適量蒸餾水,于130 MPa下高壓均質(zhì)1 min得到藻渣均質(zhì)液。將基礎(chǔ)飼料粉碎,40目過(guò)濾后,添加藻渣均質(zhì)液、黏合劑及蒸餾水,重新制成直徑小于1 cm的天然蝦青素強(qiáng)化飼料顆粒(含40 mg/kg天然蝦青素)。上述強(qiáng)化飼料于4 ℃避光保存,3 d內(nèi)投喂。各組投喂飼料的配方組成詳見表2。

      1.2試驗(yàn)用魚與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      試驗(yàn)在山東省海洋生物研究院鰲山衛(wèi)基地進(jìn)行,試驗(yàn)用虹鱒由山東省海洋生物研究院提供的三倍體雌魚。虹鱒體質(zhì)

      量為(1 047.1±288.3) g,2年齡,已喂食含有40 mg/kg人工蝦青素飼料6個(gè)月。試驗(yàn)分3組,分別為基礎(chǔ)飼料對(duì)照組,含有40 mg/kg人工蝦青素組和含有40 mg/kg天然蝦青素的藻渣強(qiáng)化組。每組1池,每池(180±20)尾虹鱒。池規(guī)格為 5.60 m×5.60 m×1.80 m,水深0.70 m。

      1.3飼養(yǎng)管理

      試驗(yàn)用水為地下咸水,鹽度2.6%~2.7%,溶解氧6.0~7.0 mg/L,水溫16.0~17.0 ℃,換水率5~7池/d,光照為自然漫散光。試驗(yàn)開始前,虹鱒預(yù)先在池中馴養(yǎng)3周以適應(yīng)新環(huán)境。試驗(yàn)正式開始前,禁食24 h。每天分別于09:00和 15:00 各喂食1次,日飼喂量(干質(zhì)量)約為2.0 g/尾。具體飼喂量隨著水溫、換水率、溶氧及進(jìn)食狀況相應(yīng)微調(diào),以無(wú)殘餌為適宜。每天06:30撈取糞便查看進(jìn)食的消化吸收情況。試驗(yàn)喂養(yǎng)從2015年5月22日開始到6月15日為止,共計(jì) 24 d。

      1.4測(cè)定指標(biāo)與方法

      取樣前停食饑餓24 h。每池隨機(jī)取魚3尾,以丁香油麻醉,小錘敲擊頭部致暈,采集樣品。

      1.4.1常規(guī)生長(zhǎng)指標(biāo)在試驗(yàn)結(jié)束時(shí),分別測(cè)量各試驗(yàn)組虹鱒的體長(zhǎng)度、體質(zhì)量及肝臟質(zhì)量,并按照下式計(jì)算肥滿度、肝體比:

      肥滿度=體質(zhì)量(g)/體長(zhǎng)度(cm)3×100%;

      肝體比=肝質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)×100%。

      1.4.2比色卡值取側(cè)線與背脊之間白肌部分。4 ℃ 0.86% 生理鹽水沖洗血污,濾紙吸干表面。使用SalmoFanTM Lineal比色卡尺測(cè)量朝向背脊的一面,每尾魚的雙側(cè)測(cè)量各1次。

      1.4.3滴水損失背部取肌肉約2 g。將肉樣稱質(zhì)量(m1),用細(xì)鐵絲鉤住肉樣一端,保持肉樣垂直向下,懸吊于4 ℃,分別于12、24、36、48 h時(shí),取出肉樣,用濾紙拭去肉樣表層的液體,然后稱質(zhì)量(m2),按下式計(jì)算:

      滴水損失=[(m1-m2)/m1]×100%。

      1.4.4含水率采用105 ℃恒重法(GB/T 6435—1986)。

      1.4.5背肌的總類胡蘿卜素分別取側(cè)線以上的背脊白肌部約4 g的肉塊2份,精確稱量于冰盤上用眼科小剪剪碎,按質(zhì)量體積比1 ∶1加入正己烷和95%乙醇混合試劑,組織采用12 000 r/min勻漿至懸濁液狀。低速離心機(jī)3 500 r/min,4 ℃ 低溫離心10 min。取上清液,于487 nm下測(cè)定吸光度值。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出含量。

      1.4.6背肌蝦青素含量及組成分析取側(cè)線以上的背脊白肌部分取約4 g的肉塊2份,依據(jù)“1.4.5”節(jié)方法,取上清液,下層肌肉組織繼續(xù)加入正己烷和95%乙醇混合試劑,重復(fù)上述操作直至肌肉呈白色、上清無(wú)色為止。將多次萃取的上清液合并后定容,即為待測(cè)樣品溶液。

      蝦青素幾何及旋光異構(gòu)體測(cè)定采用安捷倫1200高效液相色譜儀,以色譜柱Luna 3u Silica (2) 100 A 150 mm×4.60 mm(phenomenex)進(jìn)行幾何異構(gòu)體測(cè)定,以CHIRALPAK IC 4.6×250 mm(Daicel)進(jìn)行旋光異構(gòu)體的分析。樣品用流動(dòng)相溶解,幾何異構(gòu)體測(cè)定和立體異構(gòu)體測(cè)定的流動(dòng)相分別為正己烷和丙酮(體積比83 ∶17),甲基叔丁基醚和乙腈(體積比36 ∶64),流速1.0 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)為478、476 nm,進(jìn)樣量20、10 μL。蝦青素含量采用單點(diǎn)外標(biāo)法測(cè)定。

      1.4.7抗氧化指標(biāo)血清總抗氧化能力(T-AOC)測(cè)定:用一次性5 mL注射器和12號(hào)針頭,取虹鱒尾部靜脈血,轉(zhuǎn)入 1.5 mL 離心管中,于4 ℃冰浴2~4 h。在4 ℃按8 000 r/min離心10 min,取上清液。測(cè)定采用南京建成試劑盒,具體方法依照其說(shuō)明書進(jìn)行。測(cè)定原理為抗氧化物質(zhì)使Fe3+還原為Fe2+,后者與菲林類物質(zhì)形成穩(wěn)固絡(luò)合物,經(jīng)由比色測(cè)出高低。

      肝臟總蛋白(TP)、總超氧化物歧化酶(T-SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)的測(cè)定:解剖取全部肝臟,置于 -80 ℃ 中保存。測(cè)定采用南京建成試劑盒,具體方法依照其說(shuō)明書進(jìn)行。TP采用考馬斯亮蘭法測(cè)定;T-SOD使用黃嘌呤氧化酶法測(cè)定;CAT采用可見光法測(cè)定;MDA使用TBA法測(cè)定。

      1.4.8計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用(平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤)表示,使用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析,結(jié)合Duncans法進(jìn)行多重比較。

      2結(jié)果與分析

      2.1不同來(lái)源蝦青素對(duì)虹鱒生長(zhǎng)性能的影響

      各試驗(yàn)組魚質(zhì)量、體長(zhǎng)度、豐滿度、肝體比等生長(zhǎng)指標(biāo)(表3),與對(duì)照相比均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。該結(jié)果與Foss等、Thompson等所報(bào)道的蝦青素對(duì)虹鱒魚生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響的結(jié)論[12-13]相符。表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)還顯示,盡管魚質(zhì)量、體長(zhǎng)度及肝體比未達(dá)到顯著差異程度,但強(qiáng)化組較空白對(duì)照組均有小幅提升;藻渣強(qiáng)化組較人工蝦青素強(qiáng)化組在魚質(zhì)量、肥滿度及肝體比數(shù)據(jù)上也有小幅提升。這可能與雨生紅球藻藻渣中所含的多糖及蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)組分有關(guān),文獻(xiàn)報(bào)道紅球藻可以顯著提高太平洋白對(duì)蝦(Penaeus vannamei)生長(zhǎng)速率并降低飼料系數(shù)[7]??赡鼙驹囼?yàn)中所添加的藻渣量較小,而未能獲得明顯促進(jìn)生長(zhǎng)的效果。

      2.2不同來(lái)源蝦青素對(duì)虹鱒背肌含水量及滴水損失的影響

      魚類肌肉含水量與肌肉品質(zhì)存在顯著相關(guān)性,對(duì)肌肉品質(zhì)產(chǎn)生重要影響[14],Josephson等使用虹鱒的全魚含水量作為

      反映其能量貯存水平和脂質(zhì)含量的替代指標(biāo)[15]。表4對(duì)比了各組之間背肌含水量和0~72 h的滴水損失。不同處理組虹鱒背肌含水率并無(wú)顯著性差距(P>0.05),表明不同來(lái)源的蝦青素對(duì)背肌品質(zhì)無(wú)明顯影響。

      滴水損失反映肌肉的保水性,也是反映肌肉品質(zhì)的重要指標(biāo),滴水損失越低則肉質(zhì)越佳。張娟娟研究表明,蝦青素對(duì)于背肌的貯存性能有一定改善作用[16]。但在本試驗(yàn)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,無(wú)論藻渣強(qiáng)化組還是人工蝦青素強(qiáng)化組,均與空白對(duì)照組沒有顯著性差異(P>0.05),即滴水損失數(shù)據(jù)并未呈現(xiàn)出與張娟娟的研究[16]相類似的結(jié)果。這可能與本試驗(yàn)所用成魚已投喂含蝦青素飼料6個(gè)月,肌肉已保有相當(dāng)多的蝦青素有關(guān)。之前有關(guān)蝦青素在虹鱒體內(nèi)降解代謝的研究表明,在停止喂食蝦青素4周后,虹鱒肌肉中蝦青素含量仍可保留50%以上[17]。因此,可以認(rèn)為在停止攝取蝦青素24 d后,虹鱒體內(nèi)殘留的蝦青素仍具有較強(qiáng)改善肉質(zhì)的能力,這可有效解釋各試驗(yàn)組之間肉質(zhì)差異不明顯的原因。

      2.3不同來(lái)源蝦青素對(duì)虹鱒背肌肉色及對(duì)其積累總類胡蘿卜素和蝦青素的影響

      由表5可見,各組間背肌比色卡值差異不明顯(P>0.05),顏色均為橙紅色。其中,藻渣強(qiáng)化組較空白對(duì)照組數(shù)據(jù)有一定提升(8.21%),而人工蝦青素強(qiáng)化組與對(duì)照組幾乎一致。藻渣天然蝦青素較人工蝦青素著色更佳,說(shuō)明天然來(lái)源的雨生紅球藻藻渣完全可以替代人工蝦青素,提高虹鱒成魚背肌著色,這與Bowen等的研究結(jié)果[18]也是一致的。

      在虹鱒背肌的總胡蘿卜素和蝦青素含量方面,人工蝦青素強(qiáng)化組與空白對(duì)照組并無(wú)明顯差距(P>0.05),而藻渣強(qiáng)化組則有顯著提高(P<0.05),這與比色卡值反映的趨勢(shì)基本相同。說(shuō)明較之人工蝦青素,藻渣中天然蝦青素更易于在虹鱒背肌中累積,促進(jìn)魚肉著色。Kurnia等對(duì)比了海洋細(xì)菌(marine bacteria)源天然蝦青素與人工蝦青素對(duì)于虹鱒的沉積效果,發(fā)現(xiàn)天然蝦青素提高肉色效果更佳[9],這與本試驗(yàn)結(jié)果也是一致的。推測(cè)這可能與雨生紅球藻所含蝦青素及其脂類配比與動(dòng)物體內(nèi)的蝦青素配比相似有關(guān),雨生紅球藻中的蝦青素以3 S、3′ S構(gòu)型為主,與動(dòng)物體內(nèi)的蝦青素構(gòu)型基本一致,可能有助于機(jī)體對(duì)蝦青素的快速吸收[6,19],而人工蝦青素不具備天然蝦青素的上述特性。

      由表6可知,在虹鱒肌肉中,盡管蝦青素幾何異構(gòu)體沒有明顯差異(P>0.05),但立體異構(gòu)體數(shù)據(jù)存在一定差異。藻渣強(qiáng)化組,其3S、3′ S蝦青素異構(gòu)體有所增加,表明紅球藻天然蝦青素有逐步替代虹鱒體內(nèi)前期積累的人工蝦青素的趨勢(shì)。從空白對(duì)照組結(jié)果可以看出,隨著停止攝取人工蝦青素,背肌中蝦青素含量及異構(gòu)體組成的消退過(guò)程是緩慢的,從另一個(gè)角度也說(shuō)明雨生紅球藻藻渣可有效保持虹鱒肉色質(zhì)量。此外,各組中左旋蝦青素積累均大于右旋蝦青素積累,這可能與蝦青素立體異構(gòu)體在鮭鱒魚不同組織間的選擇性積累有關(guān)[20],從另一側(cè)面也再次為左旋結(jié)構(gòu)蝦青素更有利于鮭鱒魚肌肉增色提供了數(shù)據(jù)支持[21]。

      2.4不同來(lái)源蝦青素對(duì)虹鱒血清及肝臟的抗氧化指標(biāo)影響

      魚類機(jī)體的防御與酶促和非酶促2個(gè)體系有密切關(guān)系。其中,酶促體系包括SOD、CAT等內(nèi)源酶,而非酶促體系則包

      括各類具有抗氧化作用的維生素、類胡蘿卜素等物質(zhì)。本試驗(yàn)抗氧化指標(biāo)中,T-AOC是機(jī)體淬滅自由基和抗氧化能力的總和,也是衡量整個(gè)機(jī)體酶促及非酶促2個(gè)體系抗氧化能力的綜合指標(biāo)。SOD和CAT活力高低,分別反映了體內(nèi)防御體系清除超氧陰離子自由基及羥自由基的能力,2個(gè)指標(biāo)間關(guān)系是明確的,SOD所催化的反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)氧化氫,也是CAT催化反應(yīng)的底物。而MDA高低則反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的程度,能間接反映出細(xì)胞受到自由基攻擊的損傷程度。MDA與CAT的測(cè)定是互相配合的。

      根據(jù)表7數(shù)據(jù)比較可知,各處理組虹鱒血清的T-AOC,其中飼喂蝦青素強(qiáng)化的2組均較空白對(duì)照組有所提升,特別是藻渣強(qiáng)化組差異極顯著(P<0.01),是空白對(duì)照組的 302.08%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工蝦青素強(qiáng)化組的提升(19.6%)。這表明藻渣中的天然蝦青素比人工蝦青素對(duì)虹鱒機(jī)體綜合抗氧化能力的提高更為有效。

      進(jìn)一步分析試驗(yàn)3組MDA含量發(fā)現(xiàn):2種蝦青素強(qiáng)化組較空白對(duì)照組都有極顯著下降。其中藻渣強(qiáng)化組下降幅度更大,表明藻渣中所含天然蝦青素較人工蝦青素清除自由基的能力更強(qiáng),這與血清T-AOC數(shù)據(jù)所反映的總體趨勢(shì)也是相符的。

      此外,對(duì)比3組肝臟T-SOD、CAT的活力,發(fā)現(xiàn)藻渣強(qiáng)化組和人工蝦青素強(qiáng)化組相比空白對(duì)照組均有下降,但內(nèi)部并無(wú)顯著性差異。Pan等在斑點(diǎn)對(duì)蝦Penaeus monodon的飼料中添加了蝦青素,發(fā)現(xiàn)其血淋巴中T-AOC升高而SOD活力下降[22],本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)趨勢(shì)與之吻合。分析原因可能是蝦青素對(duì)自由基的超強(qiáng)清除作用[23],使得機(jī)體內(nèi)非酶促抗氧化體系極大增強(qiáng),機(jī)體的總抗氧化能力隨之提高。而隨著體內(nèi)的活性氧大量被蝦青素猝滅,SOD與CAT的底物含量減少,導(dǎo)致二者酶活力的下降。

      3結(jié)論

      本試驗(yàn)條件下,在虹鱒成魚飼養(yǎng)過(guò)程中使用雨生紅球藻藻渣代替人工蝦青素作為蝦青素源著色添加劑。結(jié)果表明,藻渣強(qiáng)化組在生長(zhǎng)性能及肌肉品質(zhì)上的提升較小;肉色方面有一定改善。藻渣中天然蝦青素在魚體中更易累積,并極大提升了其抗氧化能力。在虹鱒成魚的飼養(yǎng)應(yīng)用中,雨生紅球藻藻渣可作為人工蝦青素的有效著色替代品。

      致謝:本試驗(yàn)用虹鱒魚由山東省海洋生物研究院提供,在養(yǎng)殖管理、樣品采集和解剖過(guò)程中獲得山東省海洋生物研究院高鳳祥、李莉、菅玉霞、王雪、劉建盛等的熱情幫助,在此一并表示衷心感謝。

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      doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.041

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