飼料蛋白質(zhì)水平對大刺鰍幼魚生長性能、消化酶和肝轉(zhuǎn)氨酶活性的影響

■ 張蕉南

(1.福建天馬科技集團股份有限公司，福建福州350308；2.福建省特種水產(chǎn)配合飼料重點實驗室，福建福州350308)

大刺鰍（Mastacembelus aculeatus），俗稱辣錐、豬姆鋸、石錐、刀鰍等，主要分布廣東、廣西、海南以及福建等地的河流、湖泊中[1]，肉味鮮美、營養(yǎng)豐富，具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值[2]。近年來由于過度捕撈及環(huán)境污染等因素的影響，導(dǎo)致野生大刺鰍種質(zhì)資源日益枯竭，福建省、貴州省和廣東省已將其列入重點保護的野生水生動物之一。目前針對大刺鰍的研究主要集中在形態(tài)生物學(xué)[3]、苗種繁育[4]、疾病防控[5]、遺傳多樣性[6-7]及肌肉營養(yǎng)成分分析評價[8-10]等方面，關(guān)于大刺鰍營養(yǎng)需求方面的研究還未見報道。大刺鰍是肉食性魚類，以水生昆蟲、小魚、小蝦等底棲小型無脊椎動物和水生植物為食，消化道粗而短，現(xiàn)階段馴養(yǎng)主要使用水蚯蚓、冰鮮魚及鰻鱺配合飼料[11]，未見針對大刺鰍研制專用飼料研究。

蛋白質(zhì)是飼料中成本最高，決定魚類最佳生長的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)[12]。若飼料中蛋白質(zhì)含量不足，將導(dǎo)致魚類生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率降低，但過量飼料蛋白質(zhì)攝入不僅增加飼料成本，同時會加重魚體代謝負擔并增加氮排放，嚴重影響水質(zhì)。因此研究飼料中適宜的蛋白質(zhì)含量對成本優(yōu)化、保持魚類健康快速生長具有實際意義。大黃魚[13]、鱸魚[14]、卵形鯧鲹[15]、烏鱧[16]等主要養(yǎng)殖經(jīng)濟魚類已有較多研究，但對大刺鰍適宜蛋白質(zhì)需求的相關(guān)報道較少。本試驗采用飼料蛋白質(zhì)梯度法，考察飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚生長性能、消化酶及肝功能的影響，旨在為大刺鰍飼料配方設(shè)計提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料及試驗魚

試驗飼料以魚粉及豆粕為主要蛋白源，共設(shè)計7組蛋白水平飼料，蛋白含量分別為35%、38%、41%、44%、47%、50%、53%（分別記作組別P1、P2、P3、P4、P5、P6和 P7），飼料主要營養(yǎng)成分見表 1。試驗魚為順昌縣兆興魚種養(yǎng)殖有限公司利用野生大刺鰍自繁育的同批次子一代苗種，經(jīng)浮游動物、水蚯蚓、鰻鱺配合飼料系列餌料培育至幼魚[平均體重和全長分別為(5.21±0.15)g和(11.62±0.91)cm]。挑選外表正常，健康的個體暫養(yǎng)于直徑1.5 m的玻璃纖維桶中超過2周，魚體穩(wěn)定攝食后移至150 L玻璃缸中進行正式試驗。

表1 試驗飼料主要營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ)，%)

1.2 試驗設(shè)計

設(shè)置7個飼料蛋白梯度，每梯度設(shè)3個平行組，每組40尾大刺鰍幼魚。試驗用水為經(jīng)充分曝氣24 h以上的井水，利用電加熱棒維持水溫為27～28℃，溶解氧≥6.0 mg/l，氨氮＜0.2 mg/l，亞硝酸鹽＜0.02 mg/l，pH值保持7.3±0.3。每日7:00和16:00投喂試驗飼料，日投餌量為魚體總重的2%～2.5%，攝食結(jié)束2 h后虹吸排污，日換水量為70%。每日記錄飼料攝食量和死亡魚尾數(shù)，每隔10 d每組抽樣6尾大刺鰍稱重，調(diào)整飼料投喂量，試驗持續(xù)60 d。

1.3 樣品采集與處理

結(jié)束試驗，停止投喂24 h，稱量每缸魚體總重，每個梯度取6尾魚（每個平行2尾）在冰盤上解剖，分別取出胃、肝臟和腸道，用生理鹽水沖洗，濾紙吸干后加入9倍體積（V/W）的預(yù)冷生理鹽水，冰水浴中勻漿制成10%組織液，3 000 r/min離心10 min，取上清液保存待測。

1.4 指標測定

生長性能采用增重率、特定生長率、蛋白質(zhì)效率和飼料系數(shù)表示。

式中：Wt——試驗結(jié)束時魚體質(zhì)量（g）；

W0——試驗開始時魚體質(zhì)量（g）；

WP——蛋白質(zhì)攝入量（g）；

t——飼喂天數(shù)（d）；

F——飼料攝食量（g）；

N0——試驗初始尾數(shù)；

Nt——試驗?zāi)┪矓?shù)。

胃蛋白酶，肝臟和腸道胰蛋白酶、淀粉酶以及肝臟轉(zhuǎn)氨酶活性均采用南京建成生物工程研究所研發(fā)的試劑盒進行測定，具體方法參照試劑盒說明書。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有試驗數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan's法多重比較，P＜0.05表示各組間差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚生長性能的影響（見表2）

表2 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚生長性能的影響

由表2可知，試驗期間大刺鰍幼魚攝食正常，存活率均超過97%，組間差異不顯著（P＞0.05）。不同梯度蛋白水平配合飼料，使大刺鰍幼魚生長性能存在差異，隨著飼料蛋白水平由35%增至53%，大刺鰍幼魚增重率及特定生長率呈現(xiàn)先升高后平穩(wěn)的趨勢，在P6處理組均達到最大值，其中P6、P7處理組增重率及特定生長率顯著高于P1～P4處理組（P＜0.05），與P5處理組差異不顯著（P＞0.05）。蛋白質(zhì)效率隨著飼料蛋白水平增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，峰值出現(xiàn)在P6處理組，同P1、P2處理組顯著差異（P＜0.05）。而飼料系數(shù)隨著飼料蛋白水平增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，谷值出現(xiàn)在 P6處理組，同 P1、P2、P3處理組顯著差異（P＜0.05）。

飼料蛋白水平與大刺鰍幼魚增重率、特定生長率、蛋白質(zhì)效率及飼料系數(shù)的關(guān)系見圖1。以增重率及特定生長率為評價指標，經(jīng)折線模型擬合后分別得到方程：Y=1.161-3.087（0.525-X），R2=0.932；Y=1.528-4.087（0.507-X），R2=0.949，得出大刺鰍幼魚對蛋白最適需求量分別為52.5%及50.7%。以蛋白質(zhì)效率及飼料系數(shù)為評價指標，分別與飼料蛋白水平進行回歸分析，得到二元方程：Y=-9.189 3X2+10.383X-1.058 9，R2=0.708；Y=19.938X2-22.792X+7.501，R2=0.918。求出當X=56.5%，蛋白質(zhì)效率最高，當X=57.0%時，飼料系數(shù)最低。

2.2 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚消化酶活性的影響（見圖2、圖3、圖4）

圖1 大刺鰍幼魚對飼料蛋白水平的需要量

圖2 飼料蛋白水平對大刺鰍胃蛋白酶（PG）活性的影響

在試驗蛋白水平下，大刺鰍幼魚胃蛋白酶活性范圍為10.56～14.49 U/mg prot.。隨著飼料蛋白水平增加呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢，胃蛋白酶活性在P6組達到最大值，其中P6、P7處理組胃蛋白酶活性顯著高于P1～P4處理組（P＜0.05），與P5處理組差異不顯著（P＞0.05）。

由圖3可知，在試驗蛋白水平下，大刺鰍幼魚腸道及肝臟胰蛋白酶活性范圍分別為2 385.79～4 280.84 U/mg prot.和863.77～2 051.80 U/mg prot.。比較同種消化器官不同飼料蛋白水平處理下胰蛋白酶活性可知，隨著飼料蛋白水平增加，腸道胰蛋白酶活性呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢，并于P6處理組達到最大值，其中P6、P7處理組同P1～P4處理組達到顯著差異（P＜0.05），與P5處理組差異不顯著（P＞0.05）；而肝臟胰蛋白酶呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，并于P7組達到最大值，其中P5、P6、P7處理組肝臟胰蛋白酶活性顯著高于 P1～P3處理組（P＜0.05），與 P4處理組差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 飼料蛋白水平對大刺鰍腸道及肝臟胰蛋白酶（Trypsin）活性的影響

圖4 飼料蛋白水平對大刺鰍腸道及肝臟淀粉酶（AMS）活性的影響

由圖4可知，在試驗蛋白水平下，大刺鰍幼魚腸道及肝臟淀粉酶活性范圍分別為0.47～1.01 U/mg prot.和0.31～0.75 U/mg prot.。比較同種消化器官不同飼料蛋白水平處理下淀粉酶活性可知，隨著飼料蛋白水平增加，腸道淀粉酶活性呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，其中P5、P6、P7處理組同P1處理組達到顯著差異（P＜0.05），與其余各組差異不顯著（P＞0.05）；而肝臟淀粉酶呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，并于P6組達到最大值，其中P6、P7處理組肝臟淀粉酶活性顯著高于P1～P5處理組（P＜0.05）。

2.3 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚肝功能的影響（見圖5、圖6）

圖5 飼料蛋白水平對大刺鰍肝臟谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）活性的影響

由圖5可知，在試驗蛋白水平下，大刺鰍幼魚肝臟谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)活性范圍為66.32～95.74 U/g prot.。隨著飼料蛋白水平升高，大刺鰍幼魚肝臟GOT活性呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，當?shù)鞍诪?3%（P7組）時，GOT活性達到最大值，同P1～P4處理組差異顯著（P＜0.05），但與P5、P6處理組差異不顯著（P＞0.05）。

由圖6可知，在試驗蛋白水平下，大刺鰍幼魚肝臟谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活性范圍為 143.88～203.86 U/g prot.。隨著飼料蛋白水平升高，大刺鰍幼魚肝臟GPT活性呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，當?shù)鞍诪?3%（P7處理組）時，GPT活性達到最大值，同P1～P3處理組差異顯著（P＜0.05），但與P4、P5、P6處理組差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 飼料蛋白水平對大刺鰍肝臟谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）活性的影響

3 討論

3.1 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚生長性能及蛋白利用的影響

隨著飼料蛋白質(zhì)水平由35%增加至50%，大刺鰍幼魚增重率（WGR）、特定生長率（SGR）及蛋白質(zhì)效率（PER）逐漸上升，而飼料系數(shù)（FCR）逐漸下降，表明在一定范圍內(nèi)提高蛋白質(zhì)水平有助于促進幼魚快速生長，加快蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高飼料利用效率。但當飼料蛋白質(zhì)水平增至53%時，幼魚WGR、SGR及PER均有不同程度下降，F(xiàn)CR反而逐漸上升，表明過高的蛋白質(zhì)水平對大刺鰍幼魚生長產(chǎn)生副作用，分析原因可能是由于體內(nèi)自由氨基酸因蛋白質(zhì)攝入量過高造成過度累積，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中毒或者氮排泄代謝耗能大于多攝取的蛋白能量，從而引起魚體生長速率下降[17]。這與 Rahimnejad 等[18]、馮丹等[19]研究飼料蛋白水平對石斑魚和刺身生長性能的影響結(jié)果相似。

一般認為肉食性魚類蛋白需求量顯著高于雜食或植物食性魚類，且隨著魚類規(guī)格越大，其蛋白需求量逐漸下降[20]。目前魚類營養(yǎng)學(xué)常用SGR等生長速率指標及FCR、PER等魚類對飼料及營養(yǎng)物質(zhì)利用效率指標來確定魚類對營養(yǎng)物質(zhì)的需求量。本研究發(fā)現(xiàn)，當以WGR、SGR為評價指標時，經(jīng)過折線模型擬合得到大刺鰍幼魚最適蛋白需求量為50.7%～52.5%；而以FCR、PER為評價指標時，經(jīng)過多項式擬合得到大刺鰍幼魚最適蛋白需求量為56.5%～57.0%。造成這種差異的原因可能是由于本試驗于150 L玻璃缸中進行，粉狀飼料在投喂過程易溶失于水中，殘餌不能有效回收，這種試驗過程中存在的養(yǎng)殖條件及技術(shù)手段限制等問題，導(dǎo)致當以FCR、PER為評價指標時，其精確性受到較大影響[21]，另外在飼料配方設(shè)計方面，提高魚粉含量不僅成本增加，而且魚粉易污染變質(zhì)，加工難度大。因此綜合考慮試驗精確性及經(jīng)濟效益，大刺鰍幼魚蛋白質(zhì)需求量以生長速率指標為準，為50.7%～52.5%。與目前所知的其他肉食性魚類蛋白質(zhì)需求量基本一致（常為40%～55%），如石斑魚、烏鱧、鱖魚等最適蛋白質(zhì)水平分別為47.8%、50%及44.27%～48.41%。

3.2 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚消化酶活性的影響

魚類對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收需要消化酶的參與，因此消化酶活性的高低是反映魚類消化機能的重要生理指標，決定了魚類生長發(fā)育的速度[22]。魚類攝食后，飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)構(gòu)成消化酶的作用底物，從而影響消化酶的分泌。飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚消化酶活性具有顯著影響，在一定范圍內(nèi)，隨著飼料蛋白水平的提高，大刺鰍幼魚胃蛋白酶、腸道及肝臟胰蛋白酶、淀粉酶活性均呈上升趨勢，表現(xiàn)為在蛋白水平為50%處理組，消化酶活性達到最大值，顯著高于低蛋白組。這表明飼料中蛋白水平對大刺鰍幼魚消化酶活性具有一定激活作用，能夠誘導(dǎo)魚類消化器官通過調(diào)節(jié)消化酶活性的大小，以適應(yīng)消化相應(yīng)的蛋白水平。然而隨著飼料蛋白水平繼續(xù)提高，大刺鰍幼魚胃蛋白酶、腸道胰蛋白酶及淀粉酶活性穩(wěn)定在較高水平，肝臟淀粉酶活性略有下降，這表明過高的飼料蛋白水平增加了胃、腸道及肝臟的消化負擔，當超過消化器官承載負荷后會對消化酶的分泌產(chǎn)生負反饋調(diào)節(jié)，造成這一現(xiàn)象的原因可能與蛋白質(zhì)過剩的程度及魚種類、規(guī)格有關(guān)。這與飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚生長性能的影響基本相符，表現(xiàn)為低蛋白組蛋白酶等消化酶活性較低，增重率及蛋白質(zhì)效率等生長性能指標處于較低水平，當飼料蛋白水平逐漸提高，大刺鰍生長性能隨著消化酶活性提高而呈現(xiàn)上升趨勢，說明較高的消化酶活性，有助于促進魚體對蛋白質(zhì)的消化吸收，同李金秋等[23]、邵慶均等[24]在牙鲆、寶石鱸上的研究結(jié)果一致。

魚類對飼料中蛋白質(zhì)、糖類和脂類物質(zhì)消化能力的高低可通過各種消化酶活性的比值進行比較。一般認為雜食性魚類和草食性魚類的蛋白酶活力與淀粉酶活力比值低于肉食性魚類[25]。大刺鰍各消化器官中蛋白酶活力均遠大于淀粉酶活力，表現(xiàn)出肉食性的特點；另外腸道淀粉酶含量提升幅度高于肝臟淀粉酶含量，這與吳婷婷等[26]報道相似，說明腸道為淀粉主要的吸收場所，而肝臟分泌的主要是消化酶原，這些消化酶原的活性很低。因此，適當提高大刺鰍幼魚飼料中蛋白質(zhì)比例，有助于促進消化吸收，加快生長，提高養(yǎng)殖效益。

3.3 飼料蛋白水平對大刺鰍幼魚肝臟轉(zhuǎn)氨酶活性的影響

谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）廣泛存在于動物線粒體中，是肝臟中含量最豐富，活性最高，在蛋白質(zhì)代謝中起重要作用的轉(zhuǎn)氨酶。大刺鰍GOT和GPT活性均隨飼料蛋白水平的提高而呈現(xiàn)上升趨勢，這與Melo等[27]研究結(jié)果一致，由此可見，隨著飼料蛋白質(zhì)水平的升高，大刺鰍幼魚體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝活性在增強，有效提高魚體對蛋白質(zhì)及氨基酸的利用率。但研究表明[28]，過高的飼料蛋白水平對魚體肝胰臟產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致肝細胞受損，大量GOT、GPT滲入血清中。因此，如何在提高飼料蛋白水平的條件下實現(xiàn)養(yǎng)殖過程中對魚類肝胰臟的保護，需要今后深入研究。

4 結(jié)論

通過飼料中蛋白質(zhì)含量與生長速率指標的回歸分析，大刺鰍幼魚飼料蛋白質(zhì)的適宜含量為50.7%～52.5%。