酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸的生長性能、消化酶活性、肝臟功能及代謝的影響

張改改 李 向 蔡修兵 張圣鑫 華雪銘 黃仲園 李寧宇 姚靜婷

(1. 上海海洋大學農(nóng)業(yè)部魚類營養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究中心, 上海 201306; 2. 上海海洋大學農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點實驗室,上海 201306; 3. 上海海洋大學水產(chǎn)科學國家級實驗教學示范中心, 上海 201306; 4. 安徽省巢湖市槐林鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務站, 巢湖 238054; 5. 江蘇省泰州福益生物科技有限公司, 泰州 225700)

魚粉作為水產(chǎn)飼料中非常重要的蛋白源, 其蛋白含量高, 氨基酸的種類齊全且成分接近全魚魚體氨基酸組成, 抗營養(yǎng)因子少, 具有未知的促生長因子[1]。由于水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大, 水產(chǎn)飼料工業(yè)的快速發(fā)展, 對魚粉的需求量越來越大, 造成魚粉供不應求, 價格持續(xù)上漲[2]。面對這一嚴峻現(xiàn)狀,解決魚粉的供需矛盾, 降低飼料成本, 已經(jīng)成為水產(chǎn)飼料行業(yè)亟待解決的問題。豆粕粗蛋白含量較高, 必需氨基酸含量豐富, 來源廣泛, 因此成為了水產(chǎn)飼料中最重要的植物性蛋白源之一, 但是由于存在抗營養(yǎng)因子, 使得限制了豆粕的使用量[3]。具體表現(xiàn)為魚類生長緩慢, 攝食率降低, 飼料系數(shù)升高,飼料利用率降低[4], 并且高替代水平對魚類的肝臟組織和腸道組織結構有破壞作用[5,6]、影響魚類對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收等。因此, 將豆粕處理成適合動物的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料具有非常重要的意義。酶解豆粕即是利用現(xiàn)代生物技術將大豆蛋白通過蛋白酶酶解降解為可溶性蛋白和小分子多肽的混合物。經(jīng)過酶解處理的蛋白比傳統(tǒng)大豆中蛋白質(zhì)更易于吸收、低抗原等特點, 是水產(chǎn)動物飼料的理想植物蛋白[7]。研究發(fā)現(xiàn), 酶解豆粕適宜的替代量, 可以促進星斑川鰈(Platichthys stellatusPallas)幼魚的生長, 提高飼料利用并對體組織脂肪的蓄積有一定的改善作用[8]。

大口黑鱸(Micropterus salmoides), 俗名加州鱸,隸屬鱸形目(Perciformes), 太陽魚科(Cehtrachidae),黑鱸屬(Micropterus), 為肉食性溫水魚類, 原產(chǎn)于美國加利福尼亞州。大口黑鱸因具有適應性強、生長快、病害少、適溫性廣和肉質(zhì)鮮美等優(yōu)點, 已成為我國淡水魚養(yǎng)殖的主要品種之一。目前, 大口黑鱸全程專用人工配合飼料在我國尚未廣泛應用[9],多以冰鮮雜魚和其他動物性飼料為主, 因而飼料利用率較低, 這對海洋資源是一種浪費, 同時造成養(yǎng)殖環(huán)境的污染, 也容易引起各種疾病的爆發(fā)。研究表明, 大口黑鱸對飼料中蛋白質(zhì)的需求較高, 一般超過 40%, 并對飼料中魚粉依賴性較強, 魚粉對蛋白的貢獻率應不低于50%[10]。在魚粉供需矛盾日漸突出的形勢下, 探究魚粉的替代對大口黑鱸生長及健康的影響有利于大口黑鱸飼料的持久發(fā)展。為此, 本研究用不同水平的酶解豆粕部分替代魚粉,探究大口黑鱸生長性能、體組成、消化酶活性、抗氧化能力以及蛋白質(zhì)、脂類、糖類代謝的變化,并與豆粕和發(fā)酵豆粕相比較, 以此確定酶解豆粕對魚粉的適宜替代量, 為大口黑鱸人工配合飼料的配方優(yōu)化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

試驗所用酶解豆粕由泰州福益生物有限公司提供, 其具體加工工藝如圖 1所示。

酶解豆粕水溶性氮的分子量委托江南大學分析測試中心測定, 分子量分布見表 1。

根據(jù)大口黑鱸的營養(yǎng)需求[11]配制試驗飼料。以優(yōu)質(zhì)魚粉、血粉、豆粕為蛋白源, 魚油與菜籽油為脂肪源, 以微晶纖維素和沸石粉作為填充劑, 補充晶體蛋氨酸、賴氨酸和?；撬? 配制等蛋等脂的配合飼料。在飼料中, 以復合物(酶解豆粕:玉米蛋白粉=10:1)替代部分魚粉。在五組試驗飼料中酶解豆粕的添加量分別為0、15%、20%、25%和30%(組別分別為E0、E15、E20、E25和E30), 各組替代魚粉的量分別為0、23.64%、30.91%、40%和47.27%, 并在E20組(替代30.91%的魚粉)的基礎上,將添加量為20%的酶解豆粕改用豆粕(SBM組)或發(fā)酵豆粕(FSBM組)等蛋白替代魚粉。飼料原料過60目篩, 在充分混勻后, 經(jīng)飼料機制成直徑為2 mm的顆粒, 50℃烘干至水分含量低于10%, 密封-20℃保存。試驗飼料組成及營養(yǎng)成分見表 2。

1.2 試驗對象及養(yǎng)殖

圖 1 酶解豆粕加工流程Fig. 1 Production process of enzymatic hydrolyzed soybean meal

表 1 酶解豆粕中水溶性氮的分子量分布Tab. 1 Molecular mass distribution of water-soluble nitrogen in enzymatic hydrolyzed soybean meal

試驗在上海海洋大學濱海養(yǎng)殖基地進行, 養(yǎng)殖對象為大口黑鱸。在正式試驗前, 試驗魚在養(yǎng)殖系統(tǒng)中暫養(yǎng) 2 周, 期間投喂商品飼料。在試驗開始時,饑餓處理24h, 挑選體質(zhì)健康、規(guī)格均勻的大口黑鱸(17.17±0.14) g, 每組設置4個網(wǎng)箱, 每個網(wǎng)箱35尾魚, 養(yǎng)殖周期為67d, 每天限量投喂2次(8： 00和16： 00),日投喂量為體重的2%—3%且保持組間相等。定期檢測水質(zhì), 水質(zhì)條件保持在： 溶氧濃度＞5.0 mg/L, 總氨氮濃度＜0.5 mg/L, pH7.5—8.5, 水溫23—26℃, 光照時間為自然光照, 7d左右吸污換水1次, 換水量約為1/3。

1.3 樣品采集

在試驗開始前, 稱量大口黑鱸的初始體重, 并挑選體重與試驗用魚接近的大口黑鱸 10 尾, 置于-20℃冰箱保存, 用于測定初始肌肉樣本中的含氮量。在養(yǎng)殖試驗結束后, 饑餓處理24h, 分別統(tǒng)計每個平行大口黑鱸的數(shù)量以及體重。每平行隨機撈取10尾魚, 使用丁香酚麻醉。其中3尾-20℃冰箱保存, 用作全魚的體成分分析, 剩余7尾分別稱量其體重, 測量體長、全長, 之后進行尾靜脈取血, 置于用肝素鈉抗凝劑潤洗的離心管中, 并以3500 r/min離心15min后取上清液即為血清, 置于-20℃冰箱保存, 用于血清生理生化指標分析。取血完畢后進行魚體解剖, 稱量內(nèi)臟團重、肝臟重, 用于計算魚體的形體指標。分別取其肝臟、胃、腸道、幽門盲囊置于-20℃冰箱, 用于肝臟中粗脂肪含量的測定以及消化酶活力測定。取側線以上肌肉, 冷凍干燥至恒重后, 粉碎密封保存, 用于測定肌肉樣本中粗蛋白、粗脂肪的含量。

表 2 飼料組成及營養(yǎng)水平(%干物質(zhì)基礎)Tab. 2 Composition and nutrient levels of diets (% DM basis)

1.4 測定指標與方法

營養(yǎng)常規(guī)的測定 試驗飼料以及魚體水分測定采用105℃烘箱干燥恒重法(GB/T6435-1986),粗蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法(GB/T6432-1994), 粗脂肪含量采用氯仿-甲醇法測定, 粗灰分含量采用馬弗爐550℃灼燒法(GB/T 6438-1992)。

消化酶活性的測定 蛋白酶活力單位定義：每毫克組織蛋白一定溫度和pH條件下, 1min水解酪蛋白產(chǎn)生1 μg酪氨酸, 即為1個酶活力單位, 以U/mg prot表示。

淀粉酶活力單位定義： 組織中1 mg蛋白在37℃與底物作用30min, 水解10 mg淀粉定義為1個淀粉酶活力單位, 以U/mg prot表示。

組織脂肪酶單位定義： 在37℃條件下, 每毫克組織蛋白在本反應體系中與底物反應1min每消耗1 μmol底物為1個酶活力單位, 以U/mg prot表示。

淀粉酶、脂肪酶活力均采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒進行測定, 蛋白酶活力使用福林法測定(GB/T23527-2009), 組織勻漿液的蛋白質(zhì)濃度采用考馬斯亮藍染色法進行測定。

肝臟功能測定 過氧化氫酶 (CAT)、總抗氧化能力 (T-AOC)、丙二醛(MDA)、總超氧化歧化酶 (T-SOD)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)均采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒進行測定, 肝臟勻漿液的蛋白質(zhì)濃度采用考馬斯亮藍染色法進行測定。

耗氧率、排氨率的測定 采用靜水密閉式呼吸實驗方法[13,14]。將體積為30 L的滿水水桶進行曝氣, 在養(yǎng)殖試驗結束并饑餓處理24h后, 每組隨機撈取16尾大口黑鱸, 平均放入4個曝氣的水桶中,并以不放入魚的滿水水桶作為對照組。在試驗前,先讓試驗魚在水桶中適應2—3h, 待呼吸平穩(wěn)后再進行試驗。在試驗進行過程中, 桶口密封, 溫度保持在25℃左右, 持續(xù)進行2h。在試驗結束后, 分別用溶氧儀、納氏試劑比色法測定水體中溶解氧含量和氨氮含量, 并用分析天平稱量魚體濕重(精確至0.001 g)。在試驗開始時, 水中的溶解氧為4.9—6.4 mg/L, 氨氮濃度為0.2—0.5 mg/L; 在試驗結束時, 水中的溶解氧范圍為0.9—3.5 mg/L, 氨氮濃度為0.7—1.8 mg/L。根據(jù)以下公式計算耗氧率以及排氨率。

耗氧率=(C0-C1)×V/(W×T)

式中：C0為試驗結束時對照組水中的溶解氧濃度(mg/L);C1為試驗結束時試驗組水中的溶解氧濃度(mg/L);V為水樣的體積(L);W為試驗魚的體重(g);T為試驗持續(xù)的時間(h)。

排氨率=(N1-N0)×V/(W×T)

式中：N0為試驗結束時對照組水樣中氨氮的濃度(mg/L);N1為試驗結束時試驗組水樣中氨氮的濃度(mg/L);V為水樣的體積(L);W為試驗魚的體重(g);T為試驗持續(xù)的時間(h)。

脂質(zhì)代謝指標的測定 血清游離脂肪酸(NEFA)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(T-CHO)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量的測定所使用的試劑盒購于南京建成生物工程研究所, 按試劑盒說明書測定脂質(zhì)代謝指標。

分別取0.5 g冷凍干燥后的肝臟、肌肉樣品, 使用氯仿-甲醇提取法測定肝臟、肌肉中的粗脂肪含量。

1.5 指標的計算

成活率(Survival Rate,SR, %)=100%×試驗結束魚尾數(shù)/試驗初始魚尾數(shù);

增重率(Weight Gain Rate,WGR, %)=100%×(魚末均重-魚初均重)/初體均重;

特定生長率(Specific Growth Rate,SGR, %/d)=100%×(ln魚末均重-ln魚初均重)/試驗天數(shù);

飼料系數(shù)(Feed Coefficient Ratio,FCR)=總投餌量/(終末總重-初始總重+死亡總重)

魚體肥滿度(Condition Factor,CF, g/cm3)=100 g/cm3×魚末均重/體長3

臟體比(Viscerosomatic Index,VSI)=100×內(nèi)臟重(g)/體重(g)

肝體比(Hepatosomatic index,HSI)=100%×肝臟重(g)/體重(g)

肌肉氮的沉積率(%)=100%×(終末魚體重×終末肌肉干物質(zhì)含量×終末肌肉氮的含量-初始魚體重×初始肌肉干物質(zhì)含量×初始肌肉氮的含量)/(飼料消耗量×飼料干物質(zhì)含量×飼料中氮的含量)

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS Statistics17.0軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(One-way ANOVA), 若組間差異顯著, 用Duncan氏法進行多重差異顯著性比較, 顯著水平P＜0.05。試驗數(shù)據(jù)以平均值±標準差(Mean ± SD)表示。

2 結果

2.1 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸生長性能、飼料利用及體成分的影響

由表 3可知, 酶解豆粕替代魚粉時, E0、E15和E20三組的增重率無顯著性差異(P＞0.05), E25組和E30組的增重率顯著高于其他組(P＜0.05), 其中增重率最高組為E30。FSBM、SBM和E20三組增重率呈依次增高趨勢, 但無顯著性組間差異(P＞0.05)。隨著酶解豆粕對魚粉替代水平的升高, 特定生長率呈上升趨勢, E25組和E30組的特定生長率顯著高于其他組(P＜0.05)。不同豆粕替代30.91%的魚粉時,E20組的特定生長率顯著高于FSBM組(P＜0.05)。隨著酶解豆粕對魚粉替代量的增加, 存活率顯著降低, E25組和E30組存活率顯著低于其他組(P＜0.05),分別為84.29%和86.43%。E20組的存活率顯著低于FSBM組(P＜0.05)。在酶解豆粕替代魚粉時,E20和E30組的飼料系數(shù)最低, 但是各組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)。不同豆粕替代30.91%魚粉對大口黑鱸的飼料系數(shù)無顯著影響(P＞0.05)。

由表 4可知, 對照組E0的肥滿度、臟體比顯著高于其他組(P＜0.05), 發(fā)酵豆粕組(FSBM)的臟體比顯著高于E20組。隨著酶解豆粕對魚粉替代水平的升高, 各組的肝體比顯著降低(P＜0.05), 其中, 肝體比在E30組最低。

當酶解豆粕替代魚粉時, 除E20組外, 各替代組的全魚水分、粗蛋白含量均顯著高于對照組(E0組)(P＜0.05), E20組的全魚灰分含量顯著低于其他組(P＜0.05), 脂肪含量隨著替代水平的增加顯著降低(P＜0.05)。

不同豆粕替代30.91%的魚粉時, E20組的全魚水分含量顯著高于FSBM組(P＜0.05), 全魚灰分含量顯著低于SBM和FSBM組(P＜0.05), 粗脂肪含量則相反, 即顯著高于其他兩組(P＜0.05), 三組的全魚粗蛋白含量無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸消化酶活性的影響

由圖 2可知, 隨著酶解豆粕添加量的增加, 替代組腸道的蛋白酶活力先上升后下降, 在E20組 達到最大值; 幽門盲囊的蛋白酶活力呈上升趨勢; E20和E30兩組的胃蛋白酶活力顯著高于其他組(P＜0.05)。在3種豆粕替代效果對比中, SBM組的幽門盲囊、胃蛋白酶的活力顯著低于其他兩組(P＜0.05)。

由圖 3可知, 在酶解豆粕替代魚粉時, 前腸淀粉酶呈先上升后下降的趨勢, 但是替代組顯著高于對照組(P＜0.05); 中腸淀粉酶活力除E25組和對照組無顯著性差異外(P＞0.05), 其他替代組均顯著高于對照組(P＜0.05); 后腸E15組的淀粉酶活力顯著低于對照組(P＜0.05), E20、E30組顯著高于對照組(P＜0.05)。在同一替代水平下, FSBM組的腸道淀粉酶活力顯著高于其他組(P＜0.05)。

表 3 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸生長、存活率及飼料系數(shù)的影響Tab. 3 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on growth, survival rate and feed coefficient ratio of largemouth bass (n=4)

表 4 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸形體指標(n=28)及體成分(n=4)的影響Tab. 4 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on body index (n=28) and body composition (n=4) of largemouth bass (%)

圖 2 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸蛋白酶活力的影響Fig. 2 Effects of enzymatic hydrolyzed soybean meal on protease activity of largemouth bass (n=4)

圖 3 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸淀粉酶活力的影響Fig. 3 Effects of enzymatic hydrolyzed soybean meal on amylase activity of largemouth bass (n=4)

由圖 4可知, 隨著酶解豆粕替代水平的增加, 前腸、后腸的脂肪酶活力先上升后下降, 但是顯著高于E0組(P＜0.05); 中腸脂肪酶活力呈相同趨勢,E20組達到最大值, E25和E30組顯著低于其他組(P＜0.05)。在不同豆粕替代魚粉時, FSBM的腸道脂肪酶活力顯著低于其他兩組(P＜0.05)。

2.3 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸肝臟功能的影響

由表 5可知, 在酶解豆粕替代魚粉時, 肝臟的過氧化氫酶(CAT)、總超氧化歧化酶(T-SOD)呈先下降后上升的趨勢, 但都顯著低于基礎組(P＜0.05); 肝臟的總抗氧化能力(T-AOC)顯著高于對照組(P＜0.05), 在E25組達到最大值; 丙二醛(MDA)均顯著低于對照組, 且在E25組達到最小值; 肝臟谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)呈先上升后下降, 除E30組的ALT與對照組無顯著性差異外, 其余替代組均顯著高于對照組(P＜0.05)。

在替代30.91%魚粉時, FSBM組的肝臟CAT和MDA顯著低于其他兩組(P＜0.05); 肝臟T-AOC活性依次為SBM＜E20＜FSBM, 且三組之間有顯著性差異(P＜0.05); FSBM組的肝臟T-SOD顯著高于其他兩組(P＜0.05); E20組的AST顯著高于其他兩組(P＜0.05), ALT顯著高于FSBM組(P＜0.05)。

2.4 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸代謝的影響

圖 4 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸脂肪酶活力的影響Fig. 4 Effects of enzymatic hydrolyzed soybean meal on lipase activity of largemouth bass (n=4)

表 5 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸肝臟功能的影響Tab. 5 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on liver function of largemouth bass (n=4)

酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸耗氧率、排氨率的影響 由圖 5可知, 隨著酶解豆粕替代水平增加, 耗氧率顯著增高(P＜0.05); 不同豆粕替代30.91%魚粉時, FSBM組的耗氧率顯著低于其他兩組(P＜0.05)。由圖 6可知, 在酶解豆粕替代魚粉時,E20、E25和E30組的排氨率顯著高于對照組(P＜0.05), 其中E20組值最高, E15組與對照組無顯著性差異(P＞0.05); 在不同豆粕替代30.91%魚粉時,FSBM組的排氨率顯著高于其他兩組(P＜0.05)。由圖 7可知, 在酶解豆粕不同水平替代魚粉時, E20和E30兩組的氮的保留率顯著高于其他組(P＞0.05); 在不同豆粕替代30.91%魚粉時, 酶解豆粕組、豆粕組和發(fā)酵豆粕組的氮的保留率無顯著性差異(P＞0.05)。

圖 5 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸的耗氧率的影響Fig. 5 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on oxygen consumption rate of largemouth bass (n=4)

圖 6 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸的排氨率的影響Fig. 6 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on ammonia excretion rate of largemouth bass (n=4)

酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸脂質(zhì)代謝的影響 由表 6可知, 隨著酶解豆粕替代量的增加, 血清游離脂肪酸(NEFA)、血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和肌肉脂肪含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢;血清總膽固醇(T-CHO)及肝臟的脂肪含量顯著升高(P＜0.05); E25組的血清甘油三酯(TG)顯著高于其他組(P＜0.05)。

當替代30.91%魚粉時, 三組的血清游離脂肪酸(NEFA)無顯著性變化(P＞0.05); SBM組的血清總膽固醇(T-CHO)顯著高于其他兩組, 而血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)與肌肉脂肪含量呈相反的結果;E20組的血清TG顯著低于其他兩組; E20和15FSBM的肝臟脂肪含量顯著高于SBM組。

3 討論

3.1 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸生長性能、飼料利用及體成分的影響

圖 7 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸肌肉氮保留率的影響Fig. 7 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on muscle nitrogen retention rate of largemouth bass (n=4)

表 6 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸脂質(zhì)代謝指標的影響Tab. 6 Effects of enzymatic hydrolysis of soybean meal on lipid metabolism of largemouth bass (n=4)

已有不少研究表明, 酶解大豆蛋白對水產(chǎn)動物的生長有促進作用。李學麗等[15]在珍珠龍膽石斑魚(Epinephelus fuscoguttatus♀×Epinephelus lanceolatus♂)幼魚飼料中, 用酶解豆粕替代40%的魚粉時珍珠龍膽石斑魚幼魚的增重率和特定生長率都有顯著的提高。Rep等[16]研究表明牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼魚飼料中酶解大豆多肽替代魚粉的添加量為20%時促進試驗魚的生長。本研究結果表明, 當酶解豆粕添加量為25%—30%, 即替代40%—47.27%魚粉時, 對大口黑鱸的生長有顯著的促進作用。酶解豆粕促進水產(chǎn)動物的生長性能與其富含小肽有關。與游離氨基酸吸收相比, 小肽的轉(zhuǎn)運和吸收具有速度快、耗能低、不易飽和等特點[17]。Newey等[18]發(fā)現(xiàn)小肽能完整地被吸收并以二、三肽形式進入血液循環(huán), 直接參與組織蛋白質(zhì)的合成, 此外肝臟、腎臟、皮膚和其他組織也能完整地利用小肽。小肽與游離氨基酸具有相互獨立的吸收機制, 二者互不干擾[19]。除了直接的營養(yǎng)作用外, 酶解豆粕中的大豆肽可能通過調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導途徑中的關鍵因子而有利于細胞生長[20]。但是, 本試驗結果顯示在E25和E30組的存活率較低, 可能是因為限量投喂造成攝食不均衡, 從而導致大口黑鱸生長出現(xiàn)差異, 小個體被大個體殘殺所致, 這可以通過增大投喂量的辦法加以彌補, 這也可能是造成E25 和E30組的生長性能顯著高于其他組的原因之一。在酶解豆粕、豆粕、發(fā)酵豆粕替代相同水平的魚粉時, 三組之間的增重率無顯著性差異, 可能是因為在這一替代水平下, 小肽的有效吸收以及添加的晶體蛋氨酸、賴氨酸、牛磺酸對魚體所需氨基酸的平衡, 有效改善了植物蛋白替代魚粉時所帶來的負面影響[21]。本試驗結果顯示, 在酶解豆粕替代魚粉時, 大口黑鱸的臟體比和肝體比都有顯著性的降低, 這說明在高魚粉飼料中, 適當降低魚粉含量, 可以改善肝臟狀況[22]。

飼料給魚類提供營養(yǎng), 魚類通過攝食飼料對其體成分產(chǎn)生影響。在本試驗中, 酶解豆粕替代魚粉時, 大口黑鱸全魚的粗蛋白含量有所提高, 脂肪含量呈下降趨勢。這是由于酶解豆粕中的小肽可以直接被吸收利用, 參與蛋白質(zhì)合成, 從而促進蛋白質(zhì)的沉積[23]。在星斑川鰈的研究中, 全魚粗脂肪含量有相似的變化[8]。研究發(fā)現(xiàn), 大豆肽既能刺激交感神經(jīng), 阻止脂肪的吸收和促進脂質(zhì)的分解代謝,也能刺激產(chǎn)生熱能的褐色脂肪組織(BAT)的活性,提高甲狀腺素在血液中的濃度, 從而提高基礎代謝水平, 促進體內(nèi)多余脂肪的消耗[24]。

3.2 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸消化酶活性的影響

不少研究表明, 水產(chǎn)動物飼料中大豆蛋白源替代魚粉會對魚體的消化酶活性產(chǎn)生影響。Lin等[25]研究發(fā)現(xiàn), 當豆粕替代魚粉比例大于 75% 時, 奧尼羅非魚(Oreochromis niloticus×O. aureus)幼魚腸道蛋白酶活性顯著低于對照組。錢曦等[26]對翹嘴紅鲌(Erythroculter Ilishaeformis Bleeker)飼料的研究表明, 當豆粕對魚粉的替代比例達到 40.5% 和 54%時, 腸道和肝胰臟的蛋白酶活力顯著低于對照組。Xu等[27]的研究結果顯示, 當飼料中大豆分離蛋白對魚粉的替代水平為62.50%或更高, 中華鱘(Acipenser schrenckii)幼魚前腸、中腸和后腸的脂肪酶和淀粉酶活性顯著降低。本試驗表明酶解豆粕替代組的前中后腸的淀粉酶活力相較于對照組都有不同程度的提高(E20組后腸除外), 替代組的脂肪酶活力均高于對照組(E25和E30組中腸除外), 這與關勝軍等[28]研究一致。研究表明食物中的蛋白質(zhì)主要在大口黑鱸的胃中消化, 很少在腸道中消化[29]。在本試驗中, E20和E30的胃蛋白酶活力顯著高于其他組, 說明這兩組對蛋白質(zhì)的消化效率較高。本試驗結果與Zhao等[30]在黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)飼料中添加不同比例大豆肽替代魚粉的研究結果相似?？赡艿脑蚴敲附舛蛊芍械囊恍┥砘钚孕‰目芍苯幼鳛樯窠?jīng)遞質(zhì)間接刺激腸道激素受體或促進酶的分泌而發(fā)揮生理調(diào)節(jié)作用[31], 同時, 酶解蛋白肽不僅是誘導消化酶分泌的最適底物, 又能給機體消化酶的快速合成提供完整的氮架[32]。因此, 在飼料中添加小肽類物質(zhì)能顯著提高胃蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性, 促進蛋白質(zhì)的合成,防止腸黏膜萎縮和維持腸黏膜的正常結構和功能[33]。

3.3 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸肝臟抗氧化指標的影響

總抗氧化能力(T-AOC)的強弱與健康程度密切相關, 該防御體系由酶促和非酶促2個體系組成, 協(xié)同防護機體氧化; 丙二醛(MDA)是機體內(nèi)自由基作用于脂肪發(fā)生過氧化反應的氧化終產(chǎn)物, 具有細胞毒性, 其含量間接反映了機體細胞中氧自由基含量以及受自, 由基攻擊的嚴重程度[34]; 總超氧化歧化酶(T-SOD)是機體內(nèi)天然存在的超氧自由基清除因子, 它可以把有害的超氧陰離子自由基轉(zhuǎn)化為過氧化氫, 而過氧化氫酶(CAT)可以將過氧化氫分解成水和氧氣, 以此來減輕活性氧自由基對機體造成的應激。劉文斌[35]的研究表明, 在飼料中添加植物蛋白酶解物對異育銀鯽(Alogymogenetic crucian)的免疫能力有促進作用。本試驗結果表明, 隨著酶解豆粕不同水平替代魚粉, 肝臟的T-AOC呈顯著上升趨勢, MDA呈相反趨勢, 說明酶解豆粕有助于降低肝臟脂肪氧化, 進而保護肝臟健康。鄧成萍等[36]研究表明大豆多肽具有很強的DPPH自由基清除能力,且大多數(shù)具有抗氧化性的功能性肽主要集中在分子量小于 5000 Da的小肽中。由表 1可以看出本研究所用的酶解豆粕中89.79%的水溶性氮分子量＜5000 Da, 為其抗氧化功能的發(fā)揮奠定了良好的分子基礎。

谷 草 轉(zhuǎn) 氨 酶(AST/GOT) 和谷丙 轉(zhuǎn) 氨 酶 (ALT/GPT)是動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝過程中的兩種關鍵的代謝酶, ALT主要參與谷氨酸和丙酮酸間的轉(zhuǎn)氨作用, 而AST則主要與谷氨酸和草酰乙酸之間的轉(zhuǎn)氨作用相關。2種酶皆存在于魚的肝臟中, 其活性反映了機體對蛋白質(zhì)合成和分解代謝的狀況[37]。在本試驗中, 各替代組的AST活性顯著高于對照組,說明酶解豆粕替代魚粉在一定程度上促進了機體的蛋白質(zhì)合成代謝, 降低分解代謝。肝臟ALT活性的升高, 說明了機體尿素生成加快, 減少了氨基酸代謝廢物對機體的毒害[38]。

3.4 酶解豆粕替代魚粉對大口黑鱸代謝的影響

呼吸和排泄是魚類進行能量代謝的基本生理活動, 耗氧率和排氨率是衡量魚體能量消耗和代謝水平的重要指標。在本試驗中, 隨著酶解豆粕體替代量的增加, 大口黑鱸的耗氧率顯著上升, 說明酶解豆粕的增加使其體內(nèi)的生理活動增強, 代謝率提高, 可能是因為蛋白質(zhì)作為能量的消耗增加, 也可能是由于脂肪和糖類作為能量消耗的量增加。

氨氮是水生動物的主要代謝產(chǎn)物之一, 是氨基酸脫氨基作用后的終產(chǎn)物, 排氨率可用來評估水生動物機體內(nèi)氨基酸分解代謝的強弱以及利用蛋白質(zhì)供能的情況[39]。一般來說, 隨著飼料中植物蛋白源添加比例升高, 水生動物排氨率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢, 這在歐洲舌齒鱸(Dicentrarchus labrax)[40]、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[41]、金頭鯛(Sparus aurata)[42]等的研究結果中均有體現(xiàn)。本試驗的結果顯示, 酶解豆粕添加量高于20%時, 排氨率顯著高于對照組, 與上述研究結果一致。代謝底物中氮排泄物的增加表示蛋白質(zhì)作為能源物質(zhì)消耗的比例增大[43]。除此之外, E20和E30兩組肌肉的氮保留率顯著高于其他組。在添加晶體蛋氨酸和賴氨酸保證飼料氨基酸平衡的前提下, 魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成速率和分解速率均提高, 使合成與分解差值增大,促進生長, 即氮保留率增大[44]。當排氨率、肌肉氮的保留率同時升高, 間接反映出被消化吸收的蛋白質(zhì)升高。

血清中TG水平是肝臟脂肪代謝的重要指示指標[45,46], 是機體重要的供能物質(zhì), 也是機體主要的儲能物質(zhì), 其水平的變化通常與T-CHO水平的變化趨勢一致; 低密度脂蛋白(LDL)則攜帶膽固醇形成低密度脂蛋白攜帶膽固醇(LDL-C), 由肝臟向血液運輸。在本試驗中, 血清T-CHO和LDL-L含量隨著酶解豆粕替代水平的增加而顯著升高, 血清中TG也有上升的趨勢, 說明隨著酶解豆粕添加量的增加, 大口黑鱸的脂肪代謝加強, 機體轉(zhuǎn)運清除外源性脂肪的能力增強, 更多的LDL-C從肝臟運往血液中, 緩解肝臟負擔。同時, 隨著酶解豆粕替代水平的增加, 肝體比顯著降低, 這都說明了減少魚粉使用量可以降低魚粉氧化對肝臟的負作用[22]。魚體內(nèi)的脂肪代謝是一個復雜的過程, 其中包括脂肪的合成、氧化、代謝和轉(zhuǎn)運。飼料中蛋白源的改變對魚體脂肪代謝影響的分子機制還需進一步探究。

4 結論

在本試驗條件下, 大口黑鱸幼魚飼料中酶解豆粕用量不超過30%, 即替代魚粉的量不超過47.27%時, 對其生長無不利影響, 并且有利于減輕大口黑鱸肝臟負擔, 提高肝臟的抗氧化功能及機體代謝水平。在添加晶體蛋氨酸、賴氨酸和?；撬釢M足魚體所需氨基酸平衡的條件下, 普通豆粕、酶解豆粕與發(fā)酵豆粕均可以替代30.91%魚粉, 且酶解豆粕的替代效果最好。