聶家全 董曉慧 譚北平 遲淑艷 楊奇慧 劉泓宇

（廣東海洋大學水產(chǎn)學院水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料實驗室，廣東湛江 524088）

鈣、磷參與魚體內(nèi)多種生理功能代謝，在物質(zhì)和能量代謝中起著十分重要的作用，是維持魚類正常生長和骨骼發(fā)育的重要礦物質(zhì)元素。飼料中鈣、磷含量及鈣磷比影響魚類生長、脂肪代謝和礦物質(zhì)的吸收與積累；飼料中的其它營養(yǎng)物質(zhì)如維生素D3和某些添加劑如植酸酶等可影響魚類對鈣、磷的吸收。本文就魚類鈣（Ca）、磷（P）的營養(yǎng)生理功能、需要量及與其它營養(yǎng)素的關(guān)系予以綜述，為水產(chǎn)配合飼料的研制與開發(fā)提供參考。

1 鈣、磷營養(yǎng)生理功能

鈣是構(gòu)成魚體骨骼、鱗片、牙齒等硬組織的主要元素。在硬骨魚類中，魚體99%的鈣存在于骨骼和鱗片中[1]，其余存在于體液及軟組織中。鈣對視力發(fā)育、肌肉收縮、卵黃生成、信號傳導、血液凝固、膜通透性等生理過程起到重要作用，同時血液中的離子鈣對魚類生理具有重要意義[2-3]。在脊椎動物中，骨骼組織主要成分是鈣、磷結(jié)合而成的羥磷灰石[Ca10（PO4）6（OH）2]。

磷是構(gòu)成魚體硬組織的重要元素，超過1/3的總磷用于合成核酸、磷脂質(zhì)、細胞膜、高能化合物（ATP和磷酸肌酸），因此，磷對魚類的骨骼發(fā)育、生長繁殖、脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)的代謝、肌肉神經(jīng)新陳代謝起到重要的作用，同時無機磷酸鹽是魚體內(nèi)重要的緩沖物質(zhì)，參與維持體液和細胞內(nèi)液的酸堿平衡，保持體液正常的pH值[3-8]。

2 魚類對鈣、磷的營養(yǎng)需求

養(yǎng)殖魚類需要的鈣、磷有兩個來源，一是從飼料中攝取，二是從其生活的水環(huán)境中直接吸收。魚類從水環(huán)境吸收的鈣基本可以滿足其對鈣的需求。磷在自然水體中含量較低，通常不能滿足魚類生長發(fā)育需要。因此，飼料是養(yǎng)殖魚類磷的主要來源，飼料中添加磷比添加鈣顯得更為重要。飼料中鈣、磷添加量不宜過高或過低，添加過高則會排泄到養(yǎng)殖環(huán)境中污染水體，過低則影響魚類的正常生長發(fā)育。

2.1 魚類鈣需要量的研究

目前有部分文獻報道了魚類對鈣的需要量，研究結(jié)果受魚的種類、水體鈣離子濃度、鈣源等因素的影響。養(yǎng)殖在無鈣水體中的斑點叉尾鮰（Ictalurus punctatus）[9]和羅非魚（Oreochromis aureus）[10]對鈣的需要量分別為4.5和7 g/kg。淡水養(yǎng)殖的奧尼羅非魚（Oreochromis aureus）需要在飼料中添加鈣[11]。海水鈣離子含量較高，研究者普遍認為海水魚類能夠從水環(huán)境中吸收鈣滿足自身需要。Wout Abbink等發(fā)現(xiàn)，金頭鯛（Sparus auratus）在含鈣量較低的水體或攝食含鈣量低的飼料時，魚體能夠分泌出使血鈣升高的相關(guān)激素、皮質(zhì)醇和甲狀旁腺素相關(guān)肽從而使魚體的鈣離子在生理代謝過程中保持穩(wěn)定水平[12]。有研究表明，真鯛（Chrysophrys major）[13]、黑鯛（Sparus macrocephlus）[14]的飼料中不需要添加鈣，但紅鰭東方鲀（Takifugu rubripes）[15]、日本黃姑魚（Nibea japonica）[16]、鮻（Liza haematocheila）[17]、牙鲆（Paralichthys olivaceus）[18]、褐菖鲉（Sebastiscus marmoratus）[19]等從水體吸收的鈣不能夠滿足其生長所需，飼料中需要添加鈣。部分魚類鈣需要量見表1。

表1 不同魚類鈣的需要量

2.2 魚類磷需要量的研究

魚類磷的需要量見表2。影響魚類磷需要量的因素主要有種類、大小、磷源、日糧中鈣磷比、判定指標等，魚類磷需要量的判斷依據(jù)主要有生長速度、骨骼礦化和鱗片磷含量等。以增重率和飼料利用率為判據(jù)得出的磷的需要量低于以骨骼礦化為判據(jù)的需要量。近年來的研究熱點是如何提高魚體對飼料磷的利用率，減少磷的添加量，在能夠滿足魚類需要的基礎(chǔ)上減少對環(huán)境污染[22-23]。

表2 不同魚類磷的需要量

3 魚類鈣磷比的研究

飼料中的鈣、磷含量保持適當?shù)谋壤欣隰~體的生長發(fā)育及鈣、磷的吸收利用，兩者比例失調(diào)，鈣和磷的吸收都會降低。魚類飼料中的鈣磷比受試驗魚種類、判斷依據(jù)以及飼料中鈣磷存在形式等因素影響。Ye等研究結(jié)果表明，不添加磷飼料組的石斑魚表現(xiàn)出生長減慢，飼料利用率低，食欲降低，魚體、鱗片、脊椎、鰓蓋灰分含量減少，體脂肪含量增加；不添加磷而鈣的添加量為6 g/kg飼料時，會提高飼料利用率，促進鈣、磷在鰓蓋的沉積；鈣、磷補充量都為6 g/kg即鈣磷比為1時，養(yǎng)殖效果最佳[31]。Abbink等發(fā)現(xiàn)，金頭鯛魚體磷的積累對飼料鈣的含量有很大依賴性，飼料中鈣含量不足而磷充足時，鈣、磷的積累都減少[12]。Watanabe等發(fā)現(xiàn)，大馬哈魚（Oncorhynchus keta）通過控制吸收和排泄鈣來保持魚體的鈣、磷平衡[32]，鯉魚和虹鱒魚也有相似的生理反應(yīng)[33]，但當磷缺乏嚴重時，大西洋鮭的魚體鈣磷比會發(fā)生改變[6]。部分魚類鈣磷比研究結(jié)果見表3。

表3 不同種類魚對鈣、磷的需要量及日糧鈣磷比

4 魚類鈣、磷與脂肪關(guān)系的研究

鈣離子是細胞中一種很重要的第二信使，胞漿中鈣濃度變化時，受鈣調(diào)節(jié)的酶如磷酸二酯酶、磷酯酶、蛋白酶等被激活從而引起細胞功能紊亂、結(jié)構(gòu)損害。機體內(nèi)鈣含量低有可能導致脂肪細胞更大、更飽滿，數(shù)量更多。Zemel[41]發(fā)現(xiàn)，高能量、高糖、低鈣飼料顯著促進小鼠脂肪細胞脂肪合成作用，增快體脂肪的積累和脂肪組織的數(shù)量；降低能量水平后高鈣組比低鈣組小鼠脂肪酸合成酶活性降低51%，脂肪分解速率提高了4～5倍。關(guān)于飼料鈣含量對魚類脂肪代謝的研究，國內(nèi)外報道較少。Ye等報道，在石斑魚的飼料中添加磷水平為0 g/kg和6 g/kg時，飼料鈣含量的增加會減少魚體、肌肉脂肪含量和肝臟蛋白含量[31]。

磷可以促進魚類脂肪的代謝，減少魚體脂肪沉積。磷脂參與脂肪酸代謝，幫助脂肪溶解與吸收，對脂肪的轉(zhuǎn)運起著重要的作用。飼料含磷較低或不足時，脂肪作為能源利用受阻，造成脂肪在體內(nèi)積蓄，魚體的肥滿度增加，同時蛋白質(zhì)用于供能，導致增重率下降。虹鱒魚（Oncorhynchus mykiss）[42-43]、斑點叉尾鮰（Ictalurus punctatus）[44]、歐洲鮭魚（Coregonus lavaretus L.）[45]、石斑魚[31]、牙鲆（Paralichthys olivaceus）[46]、黑鯛[27]、鯉魚[24]；花鱸[28]和東方紅鰭豚[34]隨著飼料磷含量的增加，魚體脂肪含量減少，蛋白質(zhì)含量增加。Vielma等的實驗表明，歐洲鮭魚[45]和石斑魚[31]過量的脂肪積累是由于磷的缺乏引起中間代謝產(chǎn)物的改變而不是因為采食量的增加。

5 魚類鈣、磷與維生素D關(guān)系的研究

維生素D能促進陸生脊椎動物對鈣磷吸收，提高血漿鈣磷水平，促進骨骼礦化，但對魚類的魚體、骨骼及血漿的鈣、磷含量的影響尚存爭議，維生素D對魚類生理作用仍有待明確。Ashok等研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加維生素D對露斯塔野鯪（Labeo rohita）的骨骼和魚體鈣、磷濃度都沒有顯著的影響[47]，同時對羅非魚（Tilapia mossambica）的鈣、磷代謝不起作用[48]。Graff等報道，飼料中添加1,25-（OH）2D3對大西洋鮭的骨骼形成無作用[49]。Assis Mendes等[50]和 Tan 等[51]分別發(fā)現(xiàn)，添加高水平的維生素D3可以促進大蓋巨脂鯉（Colossoma macropomum）和黃鱔（Monopterus albus）對鈣的吸收；維生素D3能夠顯著影響到大蓋巨脂鯉的骨骼磷含量，但對黃鱔骨骼磷含量無影響。飼料中添加維生素D能夠顯著提高草魚（Ctenopharyngodon idellus）魚體鈣、磷含量，血漿磷離子濃度以及堿性磷酸酶活性；維生素D3的缺乏則降低草魚魚體的鈣、磷含量[52]。飼料中添加維生素D能夠顯著提高大黃魚（Pseudosciaena crocea R.）、鱸魚（Lateolabrax japonicus C.）魚體鈣、磷含量，堿性磷酸酶活性；飼料維生素D含量在適宜范圍，大黃魚和鱸魚的脊椎骨的鈣、磷含量表現(xiàn)出顯著上升的趨勢[53]。

維生素D3對不同魚類血漿的磷酸鹽的影響結(jié)果不一致。每天給鯰魚（Clarias batrachus）[54]、美洲鰻鱺（Anguilla rostrata）[55]、鯉魚（Cyprinus carpio）[56]注射維生素D3或1,25（OH）2D3會增加其血漿磷酸鹽的含量，但對莫桑比克羅非魚[48]血漿磷酸鹽含量無影響。維生素D對不同魚血鈣與血漿蛋白結(jié)合反應(yīng)的影響不同。給伯氏豚鰕虎魚（Pagothenia bernacchii）注射1,25（OH）2D3會減少血漿中游離鈣，但血漿總鈣沒有變化[57]。與此相反的是，Sundell等重復給大西洋鱈魚（Gadus morhua）注射1,25（OH）2D3，觀察到血漿游離鈣增加，但總鈣水平?jīng)]有發(fā)生變化[58]。雄性莫桑比克羅非魚注射1,25（OH）2D3后，血漿總鈣增加，但游離鈣水平無變化[59]。

6 魚類鈣、磷與植酸酶關(guān)系的研究

在魚類飼料中添加一定量的植酸酶，可提高飼料原料磷利用率，減少飼料磷添加量，這一方法被認為是有效提高鈣、磷利用率，降低磷排泄和減少環(huán)境污染的有效途徑。楊雨虹等報道，采用植酸酶預處理飼料原料法和配合飼料噴涂植酸酶法都顯著提高金鱒（Oncorhynchus mykiss Walbaum）的椎骨鈣、磷含量和促進肌肉中鈣、磷的沉積[60]。Jackson等發(fā)現(xiàn)，在斑點叉尾鮰飼料中添加植酸酶能夠提高磷在骨骼的沉積，排泄物磷含量隨植酸酶的添加成直線減少[61]。在以大豆粉為主要原料的歐洲鱸魚（Dicentrarchus labrax）飼料中添加植酸酶能夠顯著增加骨骼鈣、磷含量[62]。鯉魚的研究中也有相似的結(jié)果[25]。虹鱒魚飼料中植酸酶添加量為4 000 U/kg時，磷吸收率從27%增加到90%～93%[63]。羅非魚、大西洋鮭魚（Salmo salar）、虹鱒和鯉魚的研究表明，在以植物性原料為主的飼料中添加植酸酶會增加植酸磷的利用，減少30%～50%總磷的排放[64-68]。

植酸酶可分解植酸磷，減輕植酸的抗營養(yǎng)作用，提高飼料中鈣、磷的利用率；但添加植酸酶的效果往往受飼料鈣、磷水平及鈣磷比的影響。植酸酶的效果會隨著飼料中有效磷含量的增加而下降，飼料中有效磷含量低于魚體需要量時，植酸酶能取得較好的效果。添加高劑量的鈣或鈣磷比過高對植酸酶的添加效果具有一定的抑制作用。Sugiura等觀察到虹鱒在總磷含量為4.21 g/kg的基礎(chǔ)飼料中，通過植酸酶預處理飼料原料添加植酸酶200 U/kg，磷的表觀消化率達到93%；飼料中的總磷增加到14.7 g/kg時，植酸酶添加1 000 U/kg，磷的表觀消化率只有62%[63]。以植物性原料為主的有效磷不足、總磷含量充足的飼料中添加植酸酶，可提高磷在大西洋鮭體內(nèi)的存留，減少飼料中無機磷的添加量和磷的排放[69]。攝食添加植酸酶飼料的紅鰭東方鲀的生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)的利用隨鈣磷比的增加而降低，高鈣磷比（1.5）時顯示出最差的生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)利用率，飼料鈣磷比為0.5（沒有補充鈣）并添加2 000 FTU/kg的植酸酶的效果最佳[34]。

7 鈣、磷與其它礦物質(zhì)關(guān)系的研究

鈣、磷為魚類必需的常量元素，是飼料中含量或添加量最大的元素，因此飼料中鈣、磷含量往往影響到其它微量元素的吸收和利用。飼料中適宜的鈣、磷水平可以促進其它元素的吸收和利用，不足或過量都會降低其它元素的吸收和貯存。

飼料中的磷主要以磷酸根形式存在，過多的磷酸根與鐵、鎂、鋅等2價金屬陽離子生成不溶性磷酸鹽，影響鐵、鎂、鋅等金屬元素的吸收。飼料含磷過高會減少鯉魚[70]、大西洋鮭魚[71-72]脊椎的鎂、鋅含量，減少虹鱒魚[4]體鋅的含量。Rodehutscovd等報道，含磷量低的飼料會顯著降低虹鱒魚體和皮膚鎂的含量[42]。飼料中不添加磷會顯著降低石斑魚鱗片的鋅含量和鱗片、脊椎和鰓蓋的鎂含量[31]。磷含量不足的飼料會顯著降低大西洋鮭幼魚的魚體、骨骼、皮膚和鱗片鎂的含量[6]。當飼料中磷的含量保持在合適的水平時可以促進其它元素的吸收和利用。Yuan等發(fā)現(xiàn)，當飼料有效磷從3.1 g/kg增加到7.5 g/kg時，會顯著增加胭脂魚魚體的鈣、磷、鎂、鋅、銅含量以及脊椎、鱗片的鈣和磷含量[24]。Nwanna等的實驗結(jié)果表明，飼料磷含量從1.3 g/kg增加到11.6 g/kg時，鯉魚魚體、骨骼和鱗片的鈣、磷、鎂、錳含量增加[25]。

飼料中添加過量的鈣會干擾其他礦物質(zhì)的吸收和利用。Ye等發(fā)現(xiàn)，飼料添加6 g/kg的鈣時，不影響石斑魚魚體、骨骼、皮膚和鱗片的鎂含量；當添加鈣達到12和18 g/kg時，鱗片鎂含量和脊椎鋅含量降低[31]。虹鱒魚飼料添加過量的磷酸鈣會對鋅的利用率產(chǎn)生抑制作用[4]。以磷酸三鈣為鈣源，添加含鈣量為2.5%與未添加鈣相比，褐菖鲉魚脊椎鋅含量從0.162 mg/g減少到0.076 mg/g[19]。飼料添加4%的磷酸三鈣與未添加相比，虹鱒魚骨骼鋅的含量從0.18 mg/g減少到0.11 mg/g[73]。高鈣飼料影響大西洋鮭魚對鎂的吸收和沉積[8]；飼料中高鈣磷比會降低紅鰭東方鲀脊椎鋅、磷和魚體鎂含量[34]。Hossain等用含鈣量高的飼料（25 g/kg與2 g/kg相比）投喂牙鲆（Paralichthys olivaceus）會降低骨骼鋅、錳含量[18]。