投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦糖代謝的影響

楊品賢,賈高旺,夏輝,齊國山,李雪鶴,路晶晶,張宇,郭冉

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 海洋學(xué)院，河北 秦皇島 066003)

近年來，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，凡納濱對蝦集約化、工廠化養(yǎng)殖量不斷增多，投喂頻率是水產(chǎn)養(yǎng)殖工廠化養(yǎng)殖管理中重要的組成部分，合適的投喂頻率可以提高餌料利用率、優(yōu)化環(huán)境，促進(jìn)對蝦消化吸收，最終提高對蝦生長速度和品質(zhì)，并在一定程度上節(jié)省了人力物力，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)收益。糖類作為機(jī)體三大營養(yǎng)素之一對動物生長有著重要意義，糖源不僅為對蝦代謝提供所需能量，還起到節(jié)約蛋白質(zhì)、促進(jìn)生長的作用，但對蝦對糖的利用率并不高。

關(guān)于投喂頻率對凡納濱對蝦的生長與環(huán)境方面的影響已有不少研究報道[1-4]，但關(guān)于投喂頻率對凡納濱對蝦糖代謝的影響研究未見有報道。肝胰腺是甲殼動物最大的消化器官，是代謝反應(yīng)進(jìn)行的主要場所，能反映機(jī)體的營養(yǎng)狀態(tài)[5]。為此，本研究中在實驗室條件下,研究了投喂頻率和糖源飼料組成對凡納濱對蝦生長、肝胰腺代謝和消化能力的影響，以尋求合適的餌料選擇和科學(xué)的投喂策略，提高飼料利用率，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益[6]，為今后對蝦養(yǎng)殖成本的節(jié)約提供理論指導(dǎo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗蝦苗由河北滄州黃驊鑫海生物技術(shù)公司提供，蝦苗暫養(yǎng)2周以適應(yīng)養(yǎng)殖環(huán)境，選取健康活潑的蝦苗(體質(zhì)量為0.38 g±0.01 g)進(jìn)行試驗。

1.2 方法

1.2.1 試驗飼料的配制 原料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過80目篩網(wǎng)，按飼料配方(表1)混合均勻，用雙螺桿壓條機(jī)擠壓成直徑為1.2 mm的顆粒飼料，經(jīng)65 ℃熟化40 min，30 ℃恒溫下干燥3 h，冷卻后用自封袋封好置于冰箱(-20 ℃)中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 設(shè)計試驗及飼養(yǎng)管理 采用3×2雙因素(糖源和投喂頻次)設(shè)計，試驗飼料糖源設(shè)為蔗糖和玉米淀粉，每個糖源設(shè)3個處理組。飼料采用已備好的配合飼料，結(jié)合凡納濱對蝦池塘養(yǎng)殖與集約化飼養(yǎng)管理，設(shè)定投喂頻率分別為2次/d(8:00、20:00)、5次/d(8:00、11：00、14:00、17:00、20:00)、7次/d(8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00)，按體質(zhì)量的6%～7%定量投喂，每個處理設(shè)3個平行。試驗在18個玻璃缸水箱(60 cm×40 cm×50 cm)中進(jìn)行，每個水箱放40尾蝦，養(yǎng)殖試驗共進(jìn)行56 d。試驗用水為天然海水，鹽度為29±1，水溫為(26.8±1.0)℃，日光照為12 h，每日吸底1次，換水1/3～1/2，全天增氧，記錄投喂量和死亡情況，每兩周稱量對蝦濕質(zhì)量，并測定pH值、溶解氧和氨氮含量，溶解氧含量保持在(7.5±0.5)mg/L，pH穩(wěn)定在8.0～8.5，氨氮含量為(0.5±0.1)mg/L。

表1 基礎(chǔ)飼料組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Tab.1 Ingredient and nutrient levels of basal diets (dry basis) w/%

注：1)其他包括(%)：纖維素 5，卵磷脂1，魚油 3，玉米油 2, 膽堿 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%)0.5，磷酸二氫鈣 1，VC磷酸酯 0.5，羧甲基纖維素鈉 2，復(fù)合維生素 2，復(fù)合礦物鹽1

Notes： 1)others(%):Cellulose 5, soybean lecithin 1, fish oil 3, corn oil 2, choline chloride (weight fraction of 50%) 0.5, Ca(H2PO4)21, ascorbic phosphate 0.5, CMC 2, vitamin mixture 2, mineral mixture 1

1.2.3 樣品的采集與分析 試驗結(jié)束后，將對蝦饑餓24 h后取樣品測量生理生化指標(biāo)。每箱對蝦分別計數(shù)和稱重，從每箱隨機(jī)取10尾蝦，在2.5 mL一次性注射器中先加入1.6 mL抗凝劑，再從對蝦血淋巴處吸取0.4 mL淋巴血，混合均勻后立即于4 ℃下以100×g離心10 min，棄血細(xì)胞和沉淀留上清液即為血漿，4 ℃下保存?zhèn)溆谩２裳笥诒P上將蝦解剖取其肝胰腺稱重，用生理鹽水漂洗后再用濾紙拭干，稱重后放入10 mL離心管中，加入生理鹽水勻漿后制成10%的肝胰腺組織勻漿，進(jìn)行肝胰腺組織相關(guān)代謝酶及消化酶活性測定。凡納濱對蝦肝胰腺中己糖激酶(HK)、蘋果酸脫氫酶(MDH)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸激酶(PK)、乳酸脫氫酶(LDH)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、脂肪酶(LPS)、胃蛋白酶(PPS)、胰蛋白酶(TPS)的測定均采用南京建成生物工程生產(chǎn)的試劑盒檢測。

1.2.4 指標(biāo)的計算 凡納濱對蝦生長性能指標(biāo)及飼料系數(shù)計算公式為

成活率=100%×Nt/N0，

特定生長率=100%×(lnWt-lnW0)/t，

飼料系數(shù)=F/(Wt-W0)。

其中：Nt、N0分別為試驗?zāi)┖驮囼灣鯇ξr存活數(shù)量(ind.)；Wt、W0分別為試驗?zāi)┖驮囼灣鯇ξr體質(zhì)量(g)；t為試驗時間(d)；F為飼料攝食量(g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，試驗結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示，采用單因素方差分析法(One-Way ANOVA)對投喂頻率和糖源進(jìn)行顯著性檢驗，采用雙因素方差分析法(Two-Way ANOVA)對交互作用進(jìn)行顯著性檢驗，采用Duncan法進(jìn)行組間多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦生長性能的影響

從表2可見，經(jīng)過8周的飼養(yǎng)后，投喂頻率對凡納濱對蝦末體質(zhì)量、特定生長率和飼料系數(shù)均有極顯著性影響(P<0.01)，對存活率無顯著性影響(P>0.05)；而糖源組成對各項生長性能指標(biāo)均無顯著性影響(P>0.05)；投喂頻率和糖源組成的交互作用對凡納濱對蝦生長性能無顯著性影響(P>0.05)。在蔗糖組和玉米淀粉組中，隨著投喂頻率的增加，對蝦特定生長率顯著升高(P<0.05)，飼料系數(shù)顯著下降(P<0.05)；蔗糖組對蝦末體質(zhì)量呈先升高后下降的趨勢，玉米淀粉組投喂2次/d時對蝦末體質(zhì)量顯著低于投喂5、7次/d(P<0.05)。在2次/d和5次/d投喂頻率下，蔗糖組對蝦飼料系數(shù)顯著高于玉米淀粉組(P<0.05)，末體質(zhì)量和特定生長率兩組間無顯著性差異(P>0.05)；在7次/d投喂頻率下，蔗糖組對蝦末體質(zhì)量顯著低于玉米淀粉組(P<0.05)，飼料系數(shù)和特定生長率無顯著性差異(P>0.05)。

2.2 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺糖代謝酶的影響

從表3可見：投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺中LDH和PK活性均無顯著性影響(P>0.05)；投喂頻率和糖源組成均對HK活性有極顯著性影響(P<0.01)，二者的交互作用也有顯著性影響(P<0.05)。蔗糖組中投喂5、7次/d時HK活性顯著高于2次/d(P<0.05)，玉米淀粉組投喂5次/d時HK活性顯著高于2、7次/d(P<0.05)；僅投喂頻率對對蝦PFK活性有極顯著性影響(P<0.01)，以投喂5次/d時達(dá)到最大值，而糖源組成對PFK影響不顯著且無交互作用(P>0.05)。

表2投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦生長性能的影響

Tab.2EffectsofcarbohydratesourcesandfeedingfrequenciesongrowthperformanceofPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannamei

糖源carbohydrate source投喂頻率/(次·d-1)feeding frequency末體質(zhì)量/gfinal body weight特定生長率/(%·d-1) specific growth rate存活率/% survival rate飼料系數(shù)food conversion ratio蔗糖sucrose21.42±0.05b2.32±0.07c93.33±1.44a2.23±0.06a52.43±0.08a3.33±0.08ab96.67±1.44a1.57±0.05c72.40±0.16b3.28±0.15b92.25±2.50a1.55±0.09c玉米淀粉cornstarch21.50±0.05b2.45±0.06c95.00±2.50a2.10±0.07b52.57±0.10a3.43±0.07a96.67±3.82a1.45±0.03d72.54±0.07a3.39±0.01ab92.25±2.50a1.51±0.01cd雙因素方差分析P值投喂頻率feeding frequency0.01??0.00??0.410.00??糖源carbohydrate0.200.130.650.08交互作用interaction0.840.950.800.45

注：同列中標(biāo)有不同小寫字母者表示組間有顯著性差異(P<0.05)，標(biāo)有相同小寫字母者表示組間無顯著性差異(P>0.05)；*表示有顯著性影響(P<0.05),**表示有極顯著性影響(P<0.01)；下同

Note： The means with different letters within the same column are significantly different in the groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences；*means significant effect(P<0.05)，** means very significant effect(P<0.01)；et sequentia

表3投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦糖代謝酶活性的影響

Tab.3EffectsoffeedingfrequencyandcarbohydratecompositiononactivitiesofglucosemetabolizingenzymesinPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannamei

U/mg prot

2.3 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺中脂肪代謝酶和蛋白質(zhì)代謝酶活性的影響

從表4可見：隨投喂頻率的增加ALT活力逐漸升高，但投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺中ALT和AST活性均無顯著性影響(P>0.05)，也無交互作用(P>0.05)；投喂5、7次/d 時MDH活性顯著高于2次/d (P<0.05)。相同投喂頻率下，蔗糖組MDH活性略高于玉米淀粉組，也無交互作用(P>0.05)。

2.4 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺中脂肪消化酶和蛋白質(zhì)消化酶的影響

從表5可見，投喂頻率對凡納濱對蝦肝胰腺中脂肪酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶有極顯著性影響(P<0.01)，糖源組成對3種酶無顯著性影響(P>0.05)，二者的交互作用也無顯著性影響(P>0.05)。胰蛋白酶活性隨投喂頻率的提高呈增加的趨勢，投喂7次/d時胰蛋白酶活性最高；胃蛋白酶活性隨投喂頻率的增加呈先增加后降低的趨勢，蔗糖組投喂5次/d時胃蛋白酶活性顯著高于2次/d(P<0.05)，玉米淀粉組投喂5、7次/d時胃蛋白酶活性顯著高于2次/d(P<0.05)；蔗糖組投喂2次/d時脂肪酶活性顯著高于7次/d(P<0.05)，玉米淀粉組投喂2、5次/d的脂肪酶活性顯著高于7次/d(P<0.05)。相同投喂頻率下,玉米淀粉組胃蛋白酶活性與蔗糖組無顯著性差異(P>0.05)。

表4投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺中ALT、AST、MDH活性的影響

Tab.4ActivitiesofALT,ASTandMDHinhepatopancreasofPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannameifeddifferentcarbohydratesandfeedingfrequencies

U/mg prot

表5投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺中胃蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶的影響

Tab.5Activitiesofpepsin(PPS),trypsin(TPS)andlipase(lipase)inhepatopancreasofPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannameifeddifferentcarbohydratesandfeedingfrequencies

糖源carbohydrate source投喂頻率feeding frequency脂肪酶/(U·g-1)LPS 胃蛋白酶/(U·mg-1)PPS胰蛋白酶/(U·mg-1)TPS蔗糖sucrose2123.48±13.78a24.34±2.08b58.27±8.97a5118.49±11.77ab32.59±0.73a68.25±7.47a799.82±12.01b30.73±4.69ab82.61±7.74a玉米淀粉cornstarch2133.46±6.11a22.26±4.47b61.55±10.11a5135.31±9.74a33.54±2.61a79.59±5.40a799.45±11.01b32.66±3.03a81.24±7.43a雙因素方差分析P值投喂頻率feeding frequency0.00??0.00??0.00??糖源carbohydrate0.110.860.26交互作用interaction0.420.560.41

3 討論

3.1 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦生長的影響

本試驗結(jié)果顯示：在相同投喂量下，投喂頻率由2次/d增加到5、7次/d后，凡納濱對蝦特定生長率和終末體質(zhì)量均顯著升高，這與對鯰魚[7]、比目魚[8]和羅非魚Oreochromisniloticus[9]的研究結(jié)果相似；投喂2次/d時的對蝦飼料系數(shù)顯著高于5、7次/d。這是由于對蝦胃容量小，排空速度較快，投喂頻率過低會造成短時間饑餓狀態(tài)而減緩生長，提高投喂頻率后可減少胃排空的時間，更多攝取飼料中的營養(yǎng)。郭冉等[10]試驗證明，凡納濱對蝦飼料中添加蔗糖的末體質(zhì)量最高，王美雪等[11]試驗證明，大分子淀粉、糊精和非還原性的蔗糖對凡納濱對蝦生長促進(jìn)作用最佳，其他一些研究也顯示，玉米淀粉和蔗糖作為糖源更利于對蝦生長[12-13]。但本試驗結(jié)果顯示，投喂兩種糖源對凡納濱對蝦生長并無顯著影響。

3.2 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺代謝酶的影響

己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)均為糖酵解過程中的關(guān)鍵酶。本試驗結(jié)果顯示：2次/d投喂頻率下，玉米淀粉組HK活性顯著高于蔗糖組，PFK活性無顯著性差異；投喂5、7次/d時，蔗糖組HK、PFK活性顯著高于2次/d，玉米淀粉組投喂5次/d時HK、PFK活性最高。一般HK、PFK的活力大小與糖源底物有關(guān)[14]，投喂頻率低時對蝦空胃時間長，造成血糖濃度維持時間較短，提高投喂頻率后促進(jìn)了對蝦對糖原的利用率，催化糖酵解并增強(qiáng)機(jī)體代謝活動。但投喂7次/d時對蝦肝胰腺中HK、PFK的活性卻低于投喂5次，這可能是由于食物攝入頻率過快影響肝胰腺代謝能力[15]。凡納濱對蝦肝胰腺中HK活性變化與對吉富羅非魚Oreochromisniloticus[16]和翹嘴紅鲌Erythroculterilishaeformis[17]的研究結(jié)果相一致，但在對南方鲇Silurusmeridionalis[18]和胭脂魚Myxocyprinusasiaticus[19]的研究中HK無顯著性變化，這些結(jié)果的差異可能受生物種類、生長環(huán)境、養(yǎng)殖模式等的影響[20]。PK主要在肝胰腺、腎臟和脂肪組織中表達(dá)[21]，其轉(zhuǎn)錄水平的高低很大程度上決定了糖酵解的速度[22]，本研究中對蝦肝胰腺內(nèi)PK活性無顯著性差異，與HK、PFK活性的變化不同，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有待于進(jìn)一步研究。

谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)是動物體內(nèi)氨基酸代謝中重要的酶類，可在一定程度上反映機(jī)體對蛋白質(zhì)的合成和分解能力[23]。飼料中蛋白質(zhì)吸收量增加往往導(dǎo)致肝胰腺氨基酸分解增加[24]，并作為糖異生作用底物轉(zhuǎn)化為能量[25]。本試驗結(jié)果顯示，隨著投喂頻率的增加，對蝦肝胰腺中ALT和AST活性呈上升趨勢，但各組間無顯著性差異。這表明投喂頻率提高，肝胰腺氨基酸代謝活動增強(qiáng)，但投喂頻率和糖源組成對蝦體的蛋白質(zhì)合成無顯著影響。玉米淀粉組和蔗糖組在投喂5、7次/d時，蘋果酸脫氫酶(MDH)活性均顯著高于2次/d。MDH是脂肪合成過程中重要的代謝酶[26]，即營養(yǎng)物質(zhì)吸收量增加會誘導(dǎo)脂肪合成能力增強(qiáng)，使對蝦吸收更多脂肪能量用于機(jī)體供能，而減少蛋白質(zhì)的消耗用于能量，使飼料中蛋白質(zhì)更多地用于蝦類的生長[27]。

3.3 投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺消化酶的影響

動物消化酶的活性可反映其機(jī)體對飼料的消化利用程度[28]，本試驗中投喂7次/d時對蝦脂肪酶(LPS)活性顯著低于2次/d，可能是提高投喂頻率后增加了對蝦對糖的利用率，更多的利用糖代謝供能，進(jìn)而使脂肪的利用率減小，表現(xiàn)為脂肪酶活性降低，且投喂頻率過高易形成肝胰腺內(nèi)脂肪累積，影響對蝦消化能力，反作用于生長，類似的結(jié)果于席寅峰等[29]對灰海馬Hippocampuserectus和王朝明等[30]對胭脂魚的研究結(jié)果中可見。本試驗中不同糖源間對蝦胃蛋白酶(PPS)活性無顯著差異。消化酶的分泌活性與機(jī)體飽食程度有關(guān)[31]，提高投喂頻率可促進(jìn)對蝦在攝食后分泌更多的蛋白酶，以提高消化效能，增強(qiáng)對蝦對餌料蛋白的消化吸收能力，消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，促進(jìn)腸道健康，投喂頻率可能通過增強(qiáng)消化酶活性等功能來促進(jìn)蝦體生長。本試驗中投喂頻率和糖源組成對凡納濱對蝦肝胰腺胰蛋白酶(TPS)活性無顯著性影響，蔗糖組投喂2次/d的PPS活性顯著低于5次/d，淀粉組投喂2次/d時PPS活性顯著低于投喂5、7次/d。蔗糖組和玉米淀粉組中投喂頻率7次/d時PPS活性均低于投喂5次/d，雖然攝食頻率升高導(dǎo)致攝取營養(yǎng)量增多，但投喂頻率過快使食物未經(jīng)胃完全消化吸收就直接進(jìn)入腸管被排泄[32]，即消化道效率降低，表現(xiàn)為投喂7次/d后對蝦特定生長率低于5次/d。

綜上所述，投喂頻率會影響對蝦蛋白質(zhì)和脂肪營養(yǎng)代謝，但對對蝦糖代謝影響不顯著。本試驗條件下，綜合考慮生長、成活率和蛋白質(zhì)代謝相關(guān)酶活性因素，以日投喂5次對蝦生長效果最佳。