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菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)生長(zhǎng)、脂肪酸組成及脂肪沉積的影響

2015-12-21 05:33:14麥康森周慧慧朋杜健龍艾慶輝
關(guān)鍵詞:大菱鲆菜籽油魚(yú)油

彭 墨 徐 瑋 麥康森 周慧慧 譚 朋杜健龍 艾慶輝*

(1.中國(guó)海洋大學(xué),海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青島 266003;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,南昌 330045)

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展與魚(yú)油資源有限性的矛盾日益激化,尋找合適的替代脂肪源勢(shì)在必行。植物油因具備供應(yīng)穩(wěn)定、相對(duì)低的二 英和其他有機(jī)污染物含量、較大可獲得性和較高含量不飽和脂肪酸等優(yōu)點(diǎn),已成為極具潛力的魚(yú)油替代者。相對(duì)于其他植物油,菜籽油具有適宜的C18∶2n-6[亞油酸(LA)],低含量的 C18∶3n-3[α-亞麻酸(ALA)]和高含量的C18∶1n-9,被認(rèn)為是能量代謝偏好的底物[1]。有研究表明,菜籽油替代少量魚(yú)油不會(huì)顯著影響?hù)~(yú)體生長(zhǎng)和飼料利用[2-9],但菜籽油全部替代魚(yú)油會(huì)對(duì)魚(yú)體生長(zhǎng)和品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響,如生長(zhǎng)速度下降[10]、腹腔或肝臟脂肪過(guò)多沉積[11]、肝臟組織發(fā)生病變[12]、肌肉中 n-3 長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸(n-3 LC-PUFA)含量顯著下降[2-5,8-9]等。魚(yú)肉對(duì)人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)的最大價(jià)值在于其是n-3 LC-PUFA等活性物質(zhì)的來(lái)源。攝食高含量n-3 LC-PUFA魚(yú)肉后會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生積極的影響,如抑制心臟病的發(fā)生和降低炎性反應(yīng)的發(fā)生[13]。因此,對(duì)植物油替代效果的衡量不僅需關(guān)注魚(yú)體的生長(zhǎng)和飼料利用,還需關(guān)注魚(yú)體健康和魚(yú)肉n-3 LC-PUFA含量。

大菱鲆(Scophthalmus maximus L.)是我國(guó)北方重要的經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖種類(lèi),因其美味的肉質(zhì)、快速生長(zhǎng)的特性及較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,在亞洲和歐洲被廣泛養(yǎng)殖。目前,已有的關(guān)于大菱鲆飼料中植物油替代魚(yú)油的研究主要涉及豆油、亞麻籽油、橄欖油和紅花油[14-16],有關(guān)菜籽油在大菱鲆上的替代效果研究還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以菜籽油分別替代飼料中 0、33.3%、66.7%和 100.0%的魚(yú)油,探究其對(duì)大菱鲆生長(zhǎng)、脂肪酸組成及脂肪沉積的影響,為大菱鲆飼料中植物油替代魚(yú)油提供理論依據(jù),以緩解魚(yú)油短缺難題,更好地促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料配方和制備

以白魚(yú)粉、豆粕、谷朊粉和酪蛋白作為主要的蛋白質(zhì)源,以菜籽油分別替代 0、33.3%、66.7%和100.0%的魚(yú)油,配制粗蛋白質(zhì)含量為50%(干物質(zhì)基礎(chǔ))、粗脂肪含量為12%(干物質(zhì)基礎(chǔ))的4種等氮等脂飼料(表1)。魚(yú)油和菜籽油分別購(gòu)于福山大茂飼料有限公司和寧波奉化大堰阿拉榨油坊,其脂肪酸組成見(jiàn)表2。因魚(yú)粉中含有脂肪,魚(yú)油中LC-PUFA含量占總脂肪酸的18%~25%(參照李慶民等[17]、Turchini等[18]的方法計(jì)算)。以魚(yú)油總脂肪酸中含有18%的LC-PUFA計(jì),可推測(cè)出全魚(yú)油組、33.3%菜籽油組、66.7%菜籽油組和全菜籽油組飼料中n-3 LC-PUFA含量分別約為1.70%、1.25%、0.80%和 0.35%。

飼料制備之前,魚(yú)粉和豆粕等飼料原料先經(jīng)粉碎,過(guò)320μm篩網(wǎng),再按配比從小到大逐級(jí)定量均勻混合;較大的混合物進(jìn)入V型攪拌機(jī)充分混合25 min。將大豆卵磷脂、菜籽油和魚(yú)油混合均勻,隨后將其與已混好的干粉充分混勻,再加入適量的水揉勻,全自動(dòng)漁用餌料機(jī)(F-26Ⅱ,華南理工大學(xué)研制)將其加工制成直徑為3.0 mm的硬顆粒飼料,45~55℃烘干至飼料水分含量為10%左右,待飼料顆粒干燥冷卻后,雙層塑料袋包裝并封口,所制飼料置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆?,以防止飼料脂肪被氧化?/p>

表1 試驗(yàn)飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(DM basis) %

續(xù)表1

表2 脂肪源和飼料脂肪酸組成(占總脂肪酸的百分比)Table 2 Fatty acid composition of lipid sources and diets(percentage of total fatty acids) %

1.2 飼養(yǎng)管理和樣品采集

試驗(yàn)用統(tǒng)一規(guī)格的同批次健康大菱鲆幼魚(yú)購(gòu)于青島膠州養(yǎng)殖場(chǎng)。在正式試驗(yàn)之前,所有試驗(yàn)魚(yú)先用大菱鲆0#料(七好生物科技有限公司提供)暫養(yǎng)1周適應(yīng)養(yǎng)殖系統(tǒng),再用自制硬顆粒飼料(混合的本試驗(yàn)配制的4種飼料)暫養(yǎng)1周使其適應(yīng)自制飼料。在饑餓 24 h后,初重為(5.89±0.02)g的大菱鲆幼魚(yú)被隨機(jī)分到12個(gè)桶(300 L,35尾/桶)。每種飼料隨機(jī)飼喂3桶試驗(yàn)魚(yú)。每天投喂2次(08:00和18:00),飽食投喂,養(yǎng)殖周期為92 d。大菱鲆在飼料下沉過(guò)程時(shí)攝食,攝食后,桶內(nèi)多余的飼料和糞便立即用吸管吸去。記錄攝食量,如有死魚(yú)記錄數(shù)量并稱(chēng)重。海水持續(xù)經(jīng)由水泵泵到泡沫分離器,經(jīng)由生物塔砂濾到高位池后最終進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),控制每桶水流速2 L/min。每次攝食完后,循環(huán)水系統(tǒng)排污,在試驗(yàn)第1個(gè)月,每桶更換1/2的水,之后更換70%桶體積水。循環(huán)水系統(tǒng)使用氣石持續(xù)充氧。在養(yǎng)殖過(guò)程中,水溫17.5~19.0 ℃;鹽度28.0%~31.0%;溶氧濃度在7 mg/L左右;氨態(tài)氮(NH4-N)、硝態(tài)氮(NO3-N)和亞硝酸鹽氮(NO2-N)濃度均低于100.0μg/L。從試驗(yàn)第6周開(kāi)始,投喂5 h后收集桶內(nèi)成形的糞便,放入5 mL離心管,2 000×g離心10 min后保存于-20℃,待后期用于表觀消化率的測(cè)定。

在試驗(yàn)開(kāi)始之前,隨機(jī)挑出15尾魚(yú)做全魚(yú)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析。養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束時(shí),所有魚(yú)都饑餓處理24 h。每桶各取6尾魚(yú)稱(chēng)重,取背部肌肉、肝臟,稱(chēng)重。將肝臟和肌肉放入5 mL離心管,液氮速凍,隨后保存在-80℃,待后期用于脂肪酸組成以及水分、粗脂肪含量的測(cè)定。此外,每桶取5尾魚(yú)放入樣品袋,-20℃保存,待后期用于全魚(yú)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

飼料原料、飼料和試驗(yàn)魚(yú)均測(cè)定水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量。樣品在105℃烘干到恒重后求得干物質(zhì)含量,然后進(jìn)行生化組分分析。粗蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法;粗脂肪含量的測(cè)定采用索氏抽提法;粗灰分含量的測(cè)定采用馬弗爐灼燒法。每份樣品均重復(fù)測(cè)定2次,若相對(duì)偏差大于2%,則增加重復(fù)次數(shù),采用相對(duì)偏差在2%以下的2個(gè)測(cè)定值的平均值為測(cè)定結(jié)果。

肝臟和肌肉脂肪含量分析參照Floch等[19]方法略作修改,詳見(jiàn)彭墨等[20]的方法。

1.3.2 脂肪酸組成測(cè)定

脂肪酸組成的測(cè)定參照Metcalfe等[21]的方法略作修改,詳見(jiàn)彭墨等[20]的方法。

1.3.3 釔含量測(cè)定

將糞便和飼料樣品冷凍干燥20 h,研磨成粉,再次冷凍干燥6 h。稱(chēng)取100 mg糞便(或飼料)于干凈燒瓶中,加入10 mL高氯酸,電爐上灼燒,直到燒瓶中液體呈透明狀。將透明液體轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,用雙蒸水定容,0.22μm濾膜過(guò)濾后即可借助電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-OES,瓦里安公司,美國(guó))測(cè)定釔的含量。

1.4 計(jì)算公式

存活率(survival rate,SR,%)=100×終末魚(yú)數(shù)量/初始魚(yú)數(shù)量;

特定生長(zhǎng)率(special growth rate,SGR,%/d)=100×(ln終末體重-ln初始體重)/試驗(yàn)天數(shù);

飼料效率(feed conversion rate,F(xiàn)CR)=(終末體重-初始體重)/飼料干物質(zhì)消耗量;

攝食率(feed intake ratio,F(xiàn)IR,%/d)=100×飼料干物質(zhì)消耗量/[(初始體重+終末體重)/2]/試驗(yàn)天數(shù);

表觀凈蛋白質(zhì)利用率(apparent net protein utilization,ANPU,%)=100×(末期魚(yú)體蛋白質(zhì)含量-初始魚(yú)體蛋白質(zhì)含量)/攝食

飼料蛋白質(zhì)的量;

肝體比(hepatosomatic index,HSI,%)=100×肝臟重/體重;

脂肪表觀消化率[apparent digestibility coefficient(ADC)of lipid,%]=100×[1-(飼料中 Y2O3含量/飼料脂肪含量)×(糞便脂肪含量/糞便中Y2O3含量)]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,在單因素方差分析(one-way ANOVA)達(dá)到顯著水平時(shí)(P<0.05),采用 Turkey’s檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較,數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤的形式。

2 結(jié)果

2.1 菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)存活、生長(zhǎng)和形體指標(biāo)的影響

由表3可知,全菜籽油組大菱鲆幼魚(yú)SR較其他組顯著下降(P<0.05),與其他各組間差異不顯著(P>0.05)。各組大菱鲆幼魚(yú)的 FIR在1.51%/d~1.63%/d 范圍內(nèi),但菜籽油替代水平并未顯著影響大菱鲆幼魚(yú)的FIR(P>0.05)。大菱鲆幼魚(yú)的終末體重和SGR均隨菜籽油替代水平的升高而下降,全菜籽油組的終末體重和SGR顯著低于全魚(yú)油組(P<0.05),其他組間差異不顯著(P>0.05)。菜籽油替代水平并未顯著影響大菱鲆幼魚(yú)的FCR和ANPU(P>0.05)。大菱鲆幼魚(yú)的HSI隨菜籽油替代水平的升高而升高(P<0.05),且全菜籽油組的HSI顯著高于全魚(yú)油組(P<0.05),與其他組間差異不顯著(P>0.05)。

表3 菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)存活、生長(zhǎng)和形體指數(shù)的影響Table 3 Effects of fish oil replacement by rapeseed oil on growth,survival and body parameters of juvenile turbot(Scophthalmus maximus L.)(n=3)

2.2 菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)體成分、肝臟和肌肉脂肪含量以及飼料脂肪表觀消化率的影響

由表4可知,菜籽油替代水平并未顯著影響大菱鲆幼魚(yú)的體成分和肌肉脂肪含量以及飼料脂肪表觀消化率(P>0.05)。大菱鲆幼魚(yú)的肝臟脂肪含量隨著菜籽油替代水平的升高而升高,當(dāng)菜籽油替代66.7%和100.0%的魚(yú)油時(shí),該組肝臟脂肪含量顯著高于全魚(yú)油組(P<0.05),且全菜籽油組肝臟脂肪含量還顯著高于33.3%菜籽油組(P<0.05),但與 66.7%菜籽油組間差異不顯著(P>0.05)。

表4 菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)體成分、肝臟和肌肉脂肪含量以及飼料脂肪表觀消化率的影響Table 4 Effects of fish oil replacement by rapeseed oil on body composition,lipid content in muscle and liver of juvenile turbot(Scophthalmus maximus L.)and dietary lipid apparent digestibility(n=3) %

2.3 菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)肝臟和肌肉脂肪酸組成的影響

隨著菜籽油替代水平的升高,大菱鲆幼魚(yú)肝臟中C18∶1及肝臟和肌肉中LA和ALA含量隨之升高,肝臟和肌肉中 C14∶0、C18∶0、C20∶4n-6[花生四烯酸(ARA)]、C20∶5n-3(EPA)和 C22∶6n-3(DHA)含量隨之下降(表5)。相對(duì)于全魚(yú)油組,66.7%菜籽油組和全菜籽油組肌肉和肝臟中LA和ALA含量顯著升高(P<0.05),而EPA和 DHA含量則顯著下降(P<0.05)。飼料C18∶1含量與大菱鲆幼魚(yú)肝臟和肌肉中 C18∶1、LA、ALA、EPA 和DHA含量存在正相關(guān)關(guān)系(圖1)。

表5 菜籽油替代魚(yú)油對(duì)大菱鲆幼魚(yú)肝臟和肌肉脂肪酸組成的影響(占總脂肪酸的百分比)Table 5 Effects of fish oil replacement by rapeseed oil on fatty acid composition in liver and muscle of turbot(Scophthalmus maximus L.)(percentage of total fatty acids) %

續(xù)表5

圖1 飼料C18∶1含量與大菱鲆幼魚(yú)肝臟和肌肉中 C18 ∶1、C18 ∶2n-6、C18 ∶3n-3、C20∶5n-3和 C22∶6n-3含量的關(guān)系Fig.1 Relationship between dietary C18 ∶1 content and C18 ∶1n,C18 ∶2n-6,C18 ∶3n-3,C20 ∶5n-3 and C22∶6n-3 contents in liver and muscle of turbot(Scophthalmus maximus L.)

3 討論

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在養(yǎng)殖周期為92 d時(shí),飼料中菜籽油替代66.7%的魚(yú)油并未顯著影響大菱鲆幼魚(yú)的生長(zhǎng)和飼料利用。該結(jié)果與一些海水魚(yú)如歐洲 鱸 魚(yú) (Dicentrarchus labrax L.)[6]和 金 頭 鯛(Sparus aurata)[7]的研究結(jié)果一致。但當(dāng)魚(yú)油全部被菜籽油替代時(shí),則會(huì)顯著影響大菱鲆的生長(zhǎng),這與布魯克嘉魚(yú)(Salvelinus fontinalis)[2]、大西洋鮭 魚(yú) (Salmo salar L.)[3-5]、虹 鱒 (Oncorhynchus mykiss)[8]和青魚(yú) (Mylopharyngodon piceus)[9]上的研究不一致,上述這些研究表明菜籽油全部替代魚(yú)油并未顯著魚(yú)體的生長(zhǎng)。Turchini等[18]指出,當(dāng)植物油替代全部魚(yú)油時(shí),魚(yú)體出現(xiàn)生長(zhǎng)下降的原因大多與飼料中的n-3 LC-PUFA不足有關(guān)。本試驗(yàn)中,大菱鲆幼魚(yú)的FE、FIR及飼料的脂肪表觀消化率均未受到菜籽油替代水平的顯著影響,因此全菜籽油組魚(yú)體生長(zhǎng)下降的原因可能是飼料中n-3 LC-PUFA的含量不能滿(mǎn)足魚(yú)體需求。在本試驗(yàn)中,全魚(yú)油組、33.3%菜籽油組、66.7%菜籽油組和全菜籽油組n-3 LC-PUFA的含量分別約為1.70%、1.25%、0.80%和 0.35%。Léger等[22]研究指出,大菱鲆必需脂肪酸需求可能低于0.6%;Gatesoupe等[23]指出,大菱鲆必需脂肪酸需求可能在0.8%。因此,全菜籽油組飼料中0.35%的 n-3 LC-PUFA含量不能滿(mǎn)足魚(yú)體對(duì)n-3 LC-PUFA的需求,故可能影響大菱鲆對(duì)飼料其他營(yíng)養(yǎng)素的利用。

本試驗(yàn)中,菜籽油替代水平并未顯著影響大菱鲆幼魚(yú)的體成分。而另有研究表明飼料中菜籽油含量過(guò)高時(shí)顯著影響青魚(yú)的魚(yú)體水分含量[9],結(jié)果的不同可能與養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)和養(yǎng)殖時(shí)間有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),大菱鲆幼魚(yú)的HSI隨菜籽油替代水平的升高而升高,且全菜籽油組的HSI顯著高于全魚(yú)油組。這可能與肝臟脂肪含量升高有關(guān)。大菱鲆幼魚(yú)的肝臟脂肪含量隨菜籽油替代水平的升高而升高,其結(jié)果與在青魚(yú)[9]和金頭鯛[11]上所得結(jié)果一致。脂肪過(guò)多沉積于肝臟可能與肝臟n-3/n-6 PUFA的不平衡密切有關(guān)[24]。本試驗(yàn)中全魚(yú)油組、33.3%菜籽油組、66.7%菜籽油組和全菜籽油組飼料中 n-3/n-6 PUFA 分別為 1.20%、0.88%、0.61%和 0.42%,相 對(duì) 應(yīng) 的 4種 飼 料 中 n-3 LC-PUFA的含量分別約為 1.70%、1.25%、0.80%和0.35%。n-3 LC-PUFA一方面能激活過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferatorsactivated receptorα,PPARα),進(jìn)而促進(jìn)脂肪分解[25];另一方面能抑制固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(sterol regulatory element-binding protein 1c,SREBP-1c)的表達(dá),進(jìn)而抑制脂肪合成[26]。因此,菜籽油替代魚(yú)油后n-3/n-6 PUFA的不平衡和較低n3 LC-PUFA含量可能造成肝臟脂肪過(guò)多沉積。

魚(yú)類(lèi)脂肪酸組成與人類(lèi)健康息息相關(guān)[27]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),隨菜籽油替代水平的升高,肝臟ARA、EPA和DHA含量以及n-3/n-6 PUFA均隨之下降,而肝臟C18∶1、LA和ALA含量則隨之升高,且與飼料C18∶1之間存在顯著的相關(guān)性。雖然飼料中LA和ALA含量隨菜籽油替代水平的升高而升高,但肝臟和肌肉中ARA、EPA和DHA含量則隨之下降。這可能與大菱鲆沒(méi)有或只具有較低轉(zhuǎn)化LA為ARA或ALA為EPA和DHA的能力有關(guān)。盡管大菱鲆△6脂肪酸去飽和酶(Fad)活力較高,但其△5Fad和延長(zhǎng)酶(從C18到C20)活力相對(duì)較低[28-29]。此外,肝臟和肌肉中ARA含量降低可能還與ARA轉(zhuǎn)化為類(lèi)二十烷酸產(chǎn)物,如前列腺素2(PGE2)等炎性物質(zhì)有關(guān),最終影響?hù)~(yú)體的免疫能力。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),全菜籽油組存活率低于其他3組。因此,菜籽油高水平替代魚(yú)油可能會(huì)影響?hù)~(yú)體的免疫力,其機(jī)理還未知,需進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié) 論

菜籽油替代66.7%的魚(yú)油雖未顯著影響大菱鲆幼魚(yú)生長(zhǎng)和飼料利用,但顯著影響大菱鲆肝臟脂肪含量和肌肉n-3 LC-PUFA含量,故從營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的角度,在大菱鲆幼魚(yú)飼料中菜籽油替代魚(yú)油的水平應(yīng)低于66.7%。

致謝:

感謝國(guó)家鲆鰈類(lèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS 50-G08)經(jīng)費(fèi)的資助,感謝同實(shí)驗(yàn)室左然濤博士在試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)以及孟玉瓊、王震、韓麗蓉、路凱和陽(yáng)鋼同學(xué)在飼料制備、養(yǎng)殖試驗(yàn)及樣品采集時(shí)給予的幫助。

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