徐家歡 王 洋 白東清* 楊 廣 曾祥茜 王雙雙 朱國霞 吳 旋
(1.天津農(nóng)學院水產(chǎn)學院 天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點實驗室,天津300384;2.天津市水產(chǎn)研究所,天津300457;3.天津市靜海區(qū)畜牧水產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務中心,天津301600)
大鱗鲃(Bulatmai barbell,Barbus capito)隸屬鯉科(Cyprinidae)、鲃屬(Barbodes),原產(chǎn)于烏茲別克斯坦的阿姆河,具有耐鹽堿、抗病強、生長快、肉質嫩等特性,為名貴經(jīng)濟魚類,深受消費者喜愛[1]。近年來隨著推廣面積擴大,養(yǎng)殖密度增加,專用飼料研究較少,維生素添加不足,導致肉質劣化、口感下降等問題。
在水產(chǎn)動物肉質改良方面,研究人員嘗試了纈氨酸[2]、維生素E[3]和維生素C[4]等營養(yǎng)性飼料添加劑[5]對水產(chǎn)品肉質的影響,也有采取運動方式改善肉質的研究[6],也有采用中草藥杜仲進行短期改善肌肉結構的相關研究。杜仲(Eucommia ulmoides),廣泛分布于廣西、湖南、四川、安徽、河南等地,目前發(fā)現(xiàn)杜仲葉功效十分豐富,杜仲葉提取物中含有的京尼平苷、綠原酸、黃酮等化合物,是酸性抗氧化劑,具有較強的抗氧化作用[7];含有松脂醇二葡萄糖苷、苯丙素和類京尼平苷酸等物質,具有降低血壓、血脂的作用[8-9],其中杜仲葉中含量較高的綠原酸,還具有較強的抑菌、抗病毒、提高免疫力和改善肌肉品質的作用[10]。
鑒于此,本試驗以不同水平杜仲和營養(yǎng)性飼料添加劑組成復合肉質改良劑,通過長期投喂方式,探討其對大鱗鲃生長、肌肉結構及抗氧化指標的影響,從而為大鱗鲃慢速肉質改良提供新思路。
1.1.1 試驗魚
本試驗用240 尾健康大鱗鲃成魚及池塘網(wǎng)箱均由天津市天祥水產(chǎn)有限責任公司提供,初始體重為(311.32±2.54) g,初始體長(35.79±2.33) cm,暫養(yǎng)10 d。
1.1.2 試驗飼料
試驗所用飼料原料均購自天津市天祥水產(chǎn)有限責任公司,將所有原料進行粉碎,通過60 目篩后,混合加水,用江蘇牧羊集團牧羊MUZLM V4型飼料制粒機加工成粒徑為4.5 mm 的沉性顆粒飼料,于室溫通風處晾干,后轉至干燥處避光保存。飼料制作過程中,分別添加0(對照)、6.5%、10.5%、14.5%復合肉質改良劑(杜仲+2.5%營養(yǎng)性添加劑),杜仲含量分別為0、4%、8%、12%,并分別標記為Y1~Y4 組。試驗飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。
1.2.1 飼養(yǎng)試驗
將240 尾大鱗鲃共分為4 組(Y1~Y4),每組3 個重復,每個重復20尾魚,養(yǎng)殖在天津市天祥水產(chǎn)有限責任公司池塘網(wǎng)箱中(每個網(wǎng)箱1 m×1 m×2 m,池塘面積80 畝)。試驗期間每日9:00、17:00 各投飼一次,投喂率為魚體重的3%左右,并根據(jù)實際情況進行調整。水體pH值8.2,氨氮含量為(0.1±0.05)mg/l,亞硝酸鹽含量維持在(0.01±0.05)mg/l。試驗時間為75 d。
1.2.2 取樣處理
飼養(yǎng)試驗結束后,全部取樣,用一次性注射器進行尾靜脈取血,以4 500 r/min 離心15 min,制得血清樣品,于-80 ℃凍存待測。取血后的大鱗鲃魚在冰浴條件下解剖,分別取出腦、鰓、中腎、肝胰臟、脾臟,用生理鹽水沖洗干凈后再用濾紙吸干,腦、鰓、中腎、肝胰臟、脾臟按照1∶9 的質量體積比加入生理鹽水制成10%的勻漿液,經(jīng)過4 000 r/min 離心20 min,靜止充分沉淀后,取上清液于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 試驗飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)
取大鱗鲃背部肌肉,每個平行取5尾魚的肌肉樣品分別切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm 的魚肉塊,立刻進行質構測定;取大鱗鲃魚背部肌肉,每個平行取5 尾魚的肌肉樣品,切成約5 mm×5 mm大小的組織塊,于Bouin's液固定24 h后轉入70%乙醇中保存。
1.2.3 指標測定方法
1.2.3.1 生長指標及飼料利用率的計算公式
分別于試驗開始、試驗結束測定每尾魚的體長、體重,計算增重率和特定增長率;根據(jù)投放尾數(shù)和死亡尾數(shù),計算成活率;根據(jù)投飼量和體重的增加量計算飼料系數(shù)。
增重率(WG,%)=100×(W2-W1)/W1
特定增長率(SGR,%/d)=100×(InW2-InW1)/t
飼料系數(shù)(FCR)=Id/(W2-W1)
蛋白質效率(PER,%)=100×(W2-W1)/(Id×Pd)
存活率(SR,%)=100×(N2/N1)
肥滿度(CF,%)=100×W2/L3
式中:W1——初始魚體質量(g);
W2——終末魚體質量(g);
Id——攝食總量(g);
Pd——飼料中蛋白含量(%);
N1——試驗初魚尾數(shù);
N2——試驗末魚尾數(shù);
t——飼養(yǎng)時間(d);
L——試驗末平均魚體長(cm)。
1.2.3.2 肌肉結構
將取好的肌肉樣品以TPA模式(TA.XT plus物性測試儀)對硬度、彈性、咀嚼度、緊密度進行測定,選用P/35 探頭,直徑為35 mm,測試前速度、測試速度、測試后速度均為1 mm/s,每個肌肉樣品測試5 次,結果取其平均數(shù)。
參考Bayol等[11]的方法,將固定好的肌肉組織經(jīng)酒精沖洗、各級乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋和切片(5 μm;Leica RM2255,德國),使用蘇木精-伊紅(H.E.)染色,中性樹膠封片,光學顯微鏡Motic BA600Mot 對肌肉的橫截面拍照。用Motic DSAssistant Lite 軟件分析肌肉圖片的肌纖維特性,肌纖維直徑通過數(shù)300 根肌纖維來計算(40倍鏡下),以盡可能的減少誤差。
1.2.3.3 抗氧化指標
自南京建成生物工程研究所采購CAT、SOD、MDA的測定試劑盒,具體測定過程參照說明書進行。
數(shù)據(jù)均以“X±SD”表示,采用SPSS16.0 軟件單因素方差分析(one-way ANOVA)和LSD 法多重比較進行分析,以P<0.05作為差異顯著性標準。
表2 肉質改良劑對大鱗鲃生長性能和飼料系數(shù)的影響
由表2可知,投喂肉質改良劑75 d后,隨著肉質改良劑水平的增加,大鱗鲃增重率、蛋白質效率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,其中Y2組和Y3組增重率比Y1組分別提高了43.54%和45.88%(P>0.05);Y2組和Y3組蛋白質效率較Y1組分別提高了30.67%和31.11%(P<0.05)。Y4組蛋白質效率顯著低于其余各組(P<0.05)。而肉質改良劑對大鱗鲃特定生長率、飼料系數(shù)和肥滿度影響不大(P>0.05)??梢?,Y2組和Y3組能有效促進大鱗鲃生長。
表3 肉質改良劑對大鱗鲃背肌質構特性的影響
從表3可見,與Y1組相比,Y3組大鱗鲃背肌的硬度、膠著度和咀嚼性顯著提高,比Y1 組分別提高了37.52%、25.59%、51.60%(P<0.05),Y4 組大鱗鲃背肌的硬度和咀嚼度比Y1 組分別提高了24.82%、39.70%(P<0.05)。
2.3 長期投喂肉質改良劑對大鱗鲃肌纖維直徑的影響(見表4Y、4組圖1)
表4 投喂肉質改良劑對大鱗鲃肌纖維直徑的影響
圖1 不同肉質改良劑添加水平大鱗鲃肌纖維組織學切片圖(40×)
從表4 和圖1 可以看出,隨著肉質改良劑添加水平的增加,肌纖維直徑呈現(xiàn)下降趨勢。其中Y3、Y4組大鱗鲃肌纖維直徑顯著降低,比Y1 組分別降低了29.65%和28.0%(P<0.05)。
2.4.1 長期投喂肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)SOD 活性的影響(見表5)
表5 肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)SOD活性的影響(U/mg prot.)
表5顯示長期投喂肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)SOD酶活性有影響。除Y3組外,大鱗鲃體內(nèi)SOD活性順序均為肝胰臟>中腎>血清>脾臟>鰓>腦;Y3組鰓中SOD活性提高,高于血清。SOD活性隨著肉質改良劑添加水平升高呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢,除腦組織和血清外,其余組織中SOD酶活性最大值均出現(xiàn)在Y3組。與Y1 組相比,Y2 組肝胰臟、血清、中腎、鰓、腦、脾臟中SOD活性顯著升高,分別為Y1組的1.3、1.12、1.14、1.89、1.3倍和1.31倍(P<0.05);Y3組除腦外,肝胰臟、血清、中腎、鰓、脾臟中SOD活性分別為Y1組的1.59、1.11、1.25、2.1、1.44倍(P<0.05)。Y4組血清中SOD活性比Y1組提高了12.5%(P<0.05),其余組織變化不大(P>0.05)。
2.4.2 肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)CAT活力的影響(見表6)
表6 肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)CAT活力的影響(U/mg prot.)
由表6可知,大鱗鲃體內(nèi)CAT活性以肝胰臟中最高,血清中次之。CAT活性隨著肉質改良劑添加水平升高呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢,對肝胰臟、中腎和鰓中酶活性影響顯著。其中Y2組肝胰臟、中腎和鰓中CAT活性分別比Y1組提高了43.42%、79.25%、91.98%(P<0.05);Y3組肝胰臟、中腎、鰓中CAT活性分別比Y1組提高了45.55%、69.31%和64.71%(P<0.05);Y4組中腎和鰓中CAT活性分別比Y1組提高了61.47%和62.03%(P<0.05)。
2.4.3 肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)MDA含量的影響(見表7)
表7 肉質改良劑對大鱗鲃體內(nèi)MDA含量的影響(nmol/mg prot.)
由表7可知,大鱗鲃體內(nèi)MDA含量均以血清中含量最高,添加肉質改良劑后各組織中MDA 含量有所變化。隨著肉質改良劑添加水平的增加,不同組織中MDA變化不同。與Y1組相比,Y2組血清、中腎、鰓和脾臟中MDA 含量顯著降低(P<0.05),分別降低了29.7%、30.13%、43.42%和33.3%;Y3 組中腎和鰓中MDA含量分別降低了48.83和36.84%(P<0.05);Y4組中腎和鰓中MDA 含量分別降低了41.82%和28.95%(P<0.05)。
研究人員發(fā)現(xiàn)杜仲有促進生長,降低飼料系數(shù)的作用。飼料中添加0.15%杜仲提取物可分別提高異育銀鯽[12]、羅非魚[13]體重,增重率提高12.9%、29.09%;在飼料中添加2%杜仲,可使凡納濱對蝦增重率提高9.8%,餌料系數(shù)降低0.13(P<0.05)[14];在鯉魚飼料里添加4%、6%杜仲葉粉,可使增重率分別提高16.5%、21.5%[15];飼料中添加5%杜仲葉粉投喂網(wǎng)箱養(yǎng)殖鯉魚,其餌料系數(shù)降低0.38,產(chǎn)量增加9.2%[16]。本試驗中,肉質改良劑可顯著提高大鱗鲃生長性能,其中Y2~Y3 組增重率提高43.54%~45.88%。這與上述報道促進生長的作用相似,只是增重率更為顯著。分析原因可能與水產(chǎn)養(yǎng)殖品種、生長階段以及肉質改良劑的組成成分有關。然而也有研究表明杜仲對草魚成魚的增重率提高沒有顯著影響[17],分析認為因草魚成魚階段,生長反應不如幼魚靈敏。本試驗所用大鱗鲃魚亦屬于成魚階段,而增重率有較大的提高,究其原因是除了杜仲發(fā)揮作用外,可能與肉質改良劑中營養(yǎng)性飼料添加劑添加密切相關。試驗還發(fā)現(xiàn)肉質改良劑最高水平組Y4組與Y2~Y3組相比增重率出現(xiàn)了下降,推測杜仲含量過高會出現(xiàn)抑制增重的作用,說明飼料中杜仲應適量添加。
同時,在投喂過程中發(fā)現(xiàn),Y3、Y4 組大鱗鲃?chuàng)屖撤e極、迅速,原因可能是適量杜仲葉粉對魚類有一定的誘食作用,能夠提高魚類的攝食量,但劑量過高雖然增加了攝食量,但對增長不利。這與冷向軍等[17]、羅慶華等[18]報道的杜仲具有誘食作用相吻合。
魚類肌肉品質進行分析和評價可通過檢測質構特性、肌纖維直徑、氨基酸組成和膠原蛋白含量等指標[19-20]。質構分析是通過力學測試來模擬人口腔咀嚼動作,記錄力和時間的關系,計算與肌肉品質以及人的感官評價相關的參數(shù),主要包括硬度、彈性、粘著度、膠著度、咀嚼度和回復性[20]。肌纖維是構成肌肉的基本單位,組織結構的變化影響肌肉的保水性、嫩度、多汁性和口感等指標,其特性(直徑、密度)等在一定程度上決定了肌肉的品質[21],肌纖維直徑降低、密度增加可以改善肌肉品質。本試驗中Y3 組和Y4 組大鱗鲃肌肉硬度和咀嚼度顯著提高,肌纖維直徑顯著降低。這與其他研究學者的結果有相似之處。張安青等[22]發(fā)現(xiàn),在虹鱒飼料中添加4%杜仲皮水提物均能提高其肌肉彈性、咀嚼性、膠著性和內(nèi)聚性。Sun W T 等[23]的研究表明,杜仲可顯著提高草魚肌纖維密度、肌肉中總膠原蛋白和堿不溶膠原蛋白含量,降低肌纖維直徑,改善魚肉品質;冷向軍等[17]發(fā)現(xiàn),飼料中添加2%、4%杜仲葉粉或0.1%、0.15%杜仲葉提取物均可顯著降低肌纖維直徑(P<0.05),改善魚類肌肉品質。
肌肉品質的改善,與杜仲成分有關。杜仲成分十分復雜,主要包括綠原酸、京尼平苷、京尼平苷酸和桃葉珊瑚甙這4 種活性成分,這些活性物質可能是使大鱗鲃肌纖維直徑降低的主要因素[24]。研究表明,綠原酸可促進小鼠成纖維細胞增殖,京尼平甙能夠促進小鼠β-細胞再生成,刺激導管細胞分化,促進韌帶細胞增殖,從而增加肌纖維密度,降低肌纖維直徑[24]。水產(chǎn)動物的肌肉組織結構與哺乳動物相似,均呈纖維狀[25],由于這些成分在水產(chǎn)動物上研究較少,推測大鱗鲃肌纖維特性的改變很可能也是綠原酸和京尼平甙導致的,具體機制有待于進一步研究和探討。
超氧化物歧化酶(SOD)是機體內(nèi)非常重要的抗氧化酶和氧自由基清潔劑,其活性越高,代表機體清除自由基能力越強[26]。過氧化氫酶(CAT)是將H2O2分解為H2O和O2,是生物演化過程中參與建立防御系統(tǒng)的關鍵酶之一[27-28]。丙二醛(MDA)是脂質氧化終產(chǎn)物,其反映機體細胞受自由基攻擊的程度,數(shù)值越低說明其細胞損傷程度越低。目前已發(fā)現(xiàn)杜仲中含有的綠原酸及其衍生物的抗氧化能力優(yōu)于咖啡酸等抗氧化劑[29],另外,杜仲中含有的酚類、黃酮類、萜類和生物堿,也是可能提高機體抗氧化酶的合成性能[30]。本試驗發(fā)現(xiàn),肉質改良劑可以顯著提高大鱗鲃抗氧化能力,表現(xiàn)在提高體內(nèi)SOD、CAT 活性,降低MDA 含量。相似的結果也出現(xiàn)在其他動物的研究上。陳鵬[10]發(fā)現(xiàn),杜仲葉能不同程度地提高斷奶仔豬肝臟、血清、肌肉中SOD的活性,并降低MDA 含量,陳玉敏[31]研究發(fā)現(xiàn),添加不同水平的杜仲葉提取物能顯著提高AA肉雞血清及肌肉中的SOD、CAT 的活力,降低了MDA的含量。在水產(chǎn)動物的研究上,冷向軍等[17]發(fā)現(xiàn)添加杜仲葉粉或杜仲葉提取物均可不同程度上提高草魚SOD 活性。這些結果進一步說明杜仲及提取物可以通過提高機體內(nèi)抗氧化酶的含量,增強機體抗氧化應激能力,保護細胞組織免受氧自由基的損傷。
①長期投喂肉質改良劑能有效提高大鱗鲃增重率和蛋白質效率,飼料系數(shù)數(shù)值上高于對照組,促進大鱗鲃生長。其中,Y2組和Y3組的生長性能較好。
②飼料中添加肉質改良劑可有效降低大鱗鲃肌纖維直徑,提高背部肌肉的硬度、咀嚼度。長期投喂后Y3組和Y4組效果較好。
③長期投喂肉質改良劑可以有效提高大鱗鲃抗氧化能力。
綜合生長、肌肉機構、抗氧化能力三個方面分析,本試驗中Y3組(10.5%)肉質改良劑組別效果最佳。