锌对点带石斑鱼生长和生理生化指标的影响

王庆奎 于雯雯 白东清 陈成勋 吕志敏 邢克智

锌（Zn）是微量元素中生理功能最多的一种元素，分布于机体所有器官、组织和体液中[1]。Zn是动物体内许多酶(如羧肽酶A和碱性磷酸酶)的组成成分和激活剂，已知有20多种含Zn的金属酶。Zn不仅参与动物体内碳水化合物、脂类、蛋白质、核酸和前列腺素等物质的代谢[2]，而且还在骨骼发育、生殖、免疫、凝血和生物膜稳定等生理机能中担负重要角色[3]。Zn对维持红细胞膜的正常离子转运功能有重要意义[4]。缺乏Zn会导致鱼类厌食、生长减缓、身体短小，眼睛出现白内障，皮肤和鳍糜烂，身体和骨骼中Zn浓度降低，骨骼中钙含量减少，血清Zn含量减少，死亡率升高[2]。而高Zn饲料虽然能够促进畜禽动物生长，提高饵料利用率，但也会造成动物Zn中毒、抑制肠道内细菌的生存、抑制对其它金属离子的吸收，其排泄物对环境造成严重污染。畜禽产品中Zn含量过高，对人类健康会造成不利影响[5]。本试验研究饵料中不同Zn添加量对点带石斑鱼(Epinephelus malabaricus)生长和生理生化指标的影响，为点带石斑鱼饲料中添加适量的Zn提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

点带石斑鱼（E.malabaricus）幼鱼由天津市海发珍品实业发展有限公司提供。Zn为分析纯的5ZnO·2CO3·4H2O，有效含量≥99.8%，由天津市博迪化工有限公司生产。

1.2 试验饵料

Zn 在基础饵料中的添加量为 0、13、39、91 和195 mg/kg，基础饵料中Zn的含量为58.93 mg/kg，制成5种试验饵料，每种饵料设3个重复（箱），每箱40尾，连续喂食点带石斑鱼6周。基础饵料配方和营养成分见表1。复合维生素和复合矿物质按暖水性鱼类营养需求添加[6]，其中复合矿物质中不添加Zn元素。

表1 基础饵料配方和营养成分(%)

1.3 测定指标

试验开始和结束时测量所有鱼体长、体重，用于计算增重率、特定生长率和肥满度。试验结束时，每箱随机取5尾鱼，用MS－222麻醉后测量体长、体重，尾柄动/静脉采血，解剖出内脏团，称重，分离出肝胰脏、脾脏、头肾并逐一称重，计算内脏比指数和肝体比指数。每天记录投饵量并虹吸出残饵，用以计算饵料系数和蛋白质效率。记录试验期间死亡鱼数，计算存活率。蛋白质效率(%)= 体增重(摄食量×饵料蛋白质含量数 ×100。

从内脏团中分离出胃和幽门盲囊，匀浆、离心(4℃，3000 r/min、30 min）后测上清液中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力。蛋白酶用福林酚法测定，活力定义为：37℃每分钟水解酪蛋白产生1 μg酪氨酸为1个酶活力单位。脂肪酶用甘油三酯法测定，活力定义为：30℃每g组织蛋白在本反应体系中与底物反应1 min，每消耗1 μmol底物为1个酶活力单位。淀粉酶用淀粉－碘显色法测定，活力定义为：在30℃、30 min内100 ml酶液中的淀粉酶能完全水解淀粉10 mg为1个酶活力单位。蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力均用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定。

肌肉和肝胰脏中RNA/DNA按Robert等[7]的方法测定。血清和组织中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛(MDA)和碱性磷酸酶(AKP)用南京建成生物工程研究所生产的测试盒测定。

1.4 试验条件和日常管理

试验开始前用同一饵料驯养55 g左右试验鱼14 d，选规格一致的试验鱼随机分组，开始正式试验。试验在85 cm×60 cm×45 cm的微流水水族箱进行，40尾/箱。每日投喂两次(09:00，17:00)，每次饱食投喂，投饵后30 min收集残饵。试验期间水质条件为：水温22～25℃，盐度 22～27，溶解氧浓度＞5 mg/l，pH 值 7.2～8.6，氨氮浓度＜0.4 mg/l，亚硝酸氮浓度＜0.09 mg/l。

1.5 数据处理

数据用Excel 2003处理，用SPSS18.0软件作单因素方差分析，差异显著的(P＜0.05)用Duncan's法做多重比较，并对相关指标做曲线估计结果用平均值±标准误表示，n=3。

2 结果

2.1 Zn对点带石斑鱼生长和饵料利用率的影响(见表 2～表 4)

从表2可以看出，除Zn添加浓度13 mg/kg组外，与对照组相比Zn对点带石斑鱼WGR和SGR影响显著(P＜0.05)，且WGR和SGR随Zn添加量的增多而增高。以饵料中Zn的含量为自变量X，分别对WGR（Y1）和 SGR(Y2)做拟合方程得：Y1=34.423263+0.154884X－0.000221X2(R2=0.867)，当 X 为 350.42时，Y1最大值为 61.56；Y2=0.764657+0.003152X－5.295877×10－6X2(R2=0.852)，当 X 为 297.59 时，Y2最大)×100；存活率(%)=结束时存活尾数开始时放养尾值为1.23。Zn对SR影响不显著(P＞0.05)。

表2 Zn对点带石斑鱼增重率(WGR)、特定生长率(SGR)和存活率(SR)的影响

表3 Zn对点带石斑鱼肝体比(HSI)、内脏比(VSI)和肥满度(CF)的影响(%)

从表3可以看出，与对照组相比，Zn添加量为91、195 mg/kg时对点带石斑鱼CF影响显著(P＜0.05)，各组HSI和VSI差异不显著(P＞0.05)。以饵料中Zn含量为自变量X对CF（Y3）做拟合方程得：Y3=2.510802+0.005648X－1.375431×10－5X2(R2=0.8958)，当 X 为205.32时Y3最大值为3.09。

表4 Zn对点带石斑鱼饵料系数（FC）和蛋白质效率（PER）的影响

从表4可以看出，随着饵料中Zn添加量的增多，FC逐渐降低，PER逐渐升高，195 mg/kg组FC显著低于对照组。

2.2 Zn对点带石斑鱼消化酶活力的影响(见图1～图3)

图1 Zn对点带石斑鱼蛋白酶活力的影响

图2 Zn对点带石斑鱼淀粉酶活力的影响

图3 Zn对点带石斑鱼脂肪酶活力的影响

从图1～图3中可以看出，点带石斑鱼胃和幽门盲囊中蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力呈同一趋势，即随着饵料中Zn添加量的增多酶活力升高，Zn添加量为91 mg/kg时活力达峰值，之后酶活力下降。以饵料中Zn含量为自变量X，对胃（Y4）和幽门盲囊（Y5）中蛋白酶活力做回归曲线得Y4=－0.00094X2+0.35539X+0.44867(R2=0.982)；Y5=－0.00054X2+0.20195X+18.13273(R2=0.962)。当X=189.04时，Y4最大值为34.04；当X=186.99时，Y5最大值为37.01。对胃（Y6）和幽门盲囊（Y7）中淀粉酶活力做回归曲线得Y6=－0.00068X2+0.26697X+22.72276(R2=0.913)；Y7=－0.01162X2+3.891X－1.14015(R2=0.944)。当X=196.30时，Y6最大值为48.93；当X=167.43时，Y7最大值为 324.59。对胃（Y8）和幽门盲囊（Y9）中脂肪酶活力做回归曲线得Y8=－0.00079X2+0.30368X－7.84956(R2=0.898)；Y9=－0.00038X2+0.12953X－1.66983(R2=0.914)。当X=192.20时，Y8最大值为21.33；当X=170.43时，Y9最大值为9.37。可以看出，饵料中Zn含量在167.43～196.30 mg/kg（Zn的添加量为108.50～137.37 mg/kg）时消化酶活力较高。

2.3 Zn对点带石斑鱼肌肉和肝胰脏中RNA/DNA的影响(见表5、表6)

表5 Zn对肌肉RNA/DNA的影响

表6 Zn对肝胰脏RNA/DNA的影响

从表5和表6中可以看出，随着Zn添加量的增多，肌肉和肝胰脏中RNA/DNA逐渐升高。RNA/DNA(Y)与WGR(X)呈正相关，肌肉(Y10)和肝胰脏(Y11)RNA/DNA与WGR的线性方程分别为：Y10=0.0452X－1.0825（R2=0.958），Y11=0.0165X+0.2454（R2=0.803）。

2.4 Zn对点带石斑鱼SOD、CAT和MDA的影响(见图 4～图 6)

图4 Zn对点带石斑鱼SOD活力的影响

图5 Zn对点带石斑鱼CAT活力的影响

图6 Zn对点带石斑鱼MDA的影响

从图4～图6可以看出，随着Zn添加量的增加，血清中SOD活力和内脏SOD、CAT活力呈先升高后下降的趋势，到Zn添加量为91 mg/kg时达峰值，之后降低。MDA含量变化趋势正好相反，呈先降低后升高趋势，到Zn添加量为91 mg/kg时达最低值，之后升高。

2.5 Zn对点带石斑鱼AKP的影响(见图7)

图7 Zn对点带石斑鱼AKP活力的影响

从图7可以看出，随着Zn添加量的增加，血清和内脏中AKP活力呈先升高后下降趋势，到Zn添加量为91 mg/kg时达峰值，之后降低。Zn添加量为91 mg/kg时显著提高肝胰脏AKP活力，Zn添加量为39 mg/kg和91 mg/kg时显著提高血清AKP活力。Zn对脾脏和头肾中AKP活力影响不显著(P＞0.05)。

3 讨论

不同鱼类对饲料中Zn的需求量不同。Li等报道，含Zn 50 mg/kg的饲料（含8%动物蛋白）中不需添加Zn即可实现斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)生长最大化[8]。美国红鱼(Sciaenops ocellatus)饲料中Zn的最低含量为20～25 mg/kg[9]。尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)幼鱼饲料中 Zn的最低含量为30 mg/kg[10]。虹鳟(Oncorhynchus mykiss)和鲤鱼(Cyprinus carpio)饲料中Zn 的适宜含量为 15～30 mg/kg[11－12]；斑点叉尾鮰和蓝罗非鱼(O.aureus)为 20 mg/kg[13－14]。若完全以海鱼为蛋白源，大西洋鲑(Salmo salar)幼鱼饲料中的Zn含量应大于67 mg/kg才能保证其正常生长[15]。魏万权等[16]报道，为提高生长速率和保持鱼体组织中正常Zn水平和酶活性，牙鲆(Paralichthys olivaceus)实用饲料中Zn添加量应大于80 mg/kg，Zn的总含量应在119.2 mg/kg以上。星斑川鲽(Platichthys stellatus)幼鱼对饲料中Zn的最适需要量为167.88 mg/kg[17]。陈四清等[18]报道，饵料中添加6.8～20.5 mg/kg的Zn有助于黑鲷(Sparus macrocephalus)幼鱼的生长。本试验中，随着Zn添加量的增大，鱼体生长指标、消化酶活力、蛋白质效率和抗氧化能力随之增高，FC和MDA逐渐下降。这表明在鱼粉为主要原料的实用饲料中，为满足点带石斑鱼对Zn的营养需求，必须添加Zn。通过对WGR和SGR做拟合方程得出饵料中Zn含量为350.42和297.59 mg/kg时WGR和SGR最大。为使点带石斑鱼生长速度最快，建议饲料中Zn添加量为238.66～291.49 mg/kg，饲料中Zn 含量为 297.59～350.42 mg/kg。

饲料中缺Zn时，将引起鱼类生长缓慢、食欲减退、死亡率高、白内障、皮肤糜烂和短躯症等明显缺Zn症状[9－10,19]。但本试验中，对照组除了生长缓慢外，并未出现其它典型的Zn缺乏症，这可能是因为基础饲料中Zn的含量足以防止上述Zn缺乏症的出现，另外鱼类也能通过鳃从水环境中获得Zn[2]。

Hardy等[20]用放射性同位素65Zn证明，虹鳟(Salmo gairdneri)主要通过鳃排出饵料中的Zn，其次是尿。虽然本试验中Zn的最高添加量远超过一般鱼类的最适添加量（195 mg/kg，饲料中 Zn 总含量为 253.93 mg/kg），但试验鱼并未出现外观中毒症状，可能是点带石斑鱼通过鳃和尿排出了过多的Zn，但从消化酶活力、血清和脏器MDA含量和AKP活力等指标可以看出，过多添加Zn（195 mg/kg）还是产生了一定的负面影响。

本试验表明，添加适量的 Zn（0～91 mg/kg）能显著提高点带石斑鱼消化酶活力，饵料中Zn的添加量为108.50～137.37 mg/kg时消化酶活力较高。但添加高剂量的Zn（195 mg/kg）后消化酶活力有所下降，可能是高Zn造成试验鱼消化酶活力降低。戴家银等[21]也发现，水中Zn2+能抑制真鲷(Pagrosomus major)幼鱼CAT和胃蛋白酶活力。

AKP是一种含Zn的对底物专一性较低的磷酸单酯水解酶，它几乎存在于身体的各组织中，是膜结合酶，肝脏中尤为丰富。它在体内直接参与磷酸基团的转移和代谢，在水生动物的骨骼矿化过程中也起着重要作用[22]。本试验发现，AKP在脾脏和头肾中活力较高，在肝胰脏和血清中活力较低。Zn对肝胰脏和血清中AKP活力影响显著，而对脾脏和头肾中AKP活力影响不显著。AKP活力随饵料中Zn添加量的增多而升高，Zn添加量为91 mg/kg时活力显著高于对照组，195 mg/kg时活力有所下降。魏万权[16]也发现，随着饲料中Zn添加量的增加，牙鲆肠黏膜AKP活力逐渐增强，添加Zn 80 mg/kg时活力最大。大西洋鲑血清AKP活力也随饲料Zn含量的升高而升高[15]。

崔立娇等[17]发现，随着饲料中Zn水平的升高，星斑川鲽幼鱼血清总抗氧化能力和SOD活力呈先升高后平稳的趋势，在Zn水平为174.00 mg/kg时，饲料组达到峰值。本试验也发现类似状况：饵料中添加Zn可提高肝胰脏和血清中SOD活力，提高肝胰脏中CAT活力，但Zn添加量为195 mg/kg时活力有所下降。本试验中试验鱼肝胰脏、脾脏和血清中MDA含量则随Zn添加量的增加先降低后升高，这可能是过高的Zn（195 mg/kg）对抗氧化酶活力起到了抑制作用。

值得注意的是，本试验中虽然高Zn饲料能明显促进试验鱼的生长，但从生理生化指标的变化上可以看出过量添加Zn会对鱼体造成一定的副作用。大量食用富集过多Zn的鱼类可能会对人体健康造成潜在的危险。高Zn饵料可能通过鱼的粪便和自身排Zn作用而污染水体，从而污染水生态环境。如何既提高石斑鱼生长速度又尽量减少对环境污染是水产动物营养学的一个研究方向。与无机Zn相比，氨基酸螯合Zn能促进Zn和其它矿物元素的吸收，减少Zn排出对环境造成的污染[23]。因此，氨基酸螯合Zn有可能成为水产养殖业中很有应用前景的饲料添加剂。

4 结论

高Zn饲料能提高点带石斑鱼生长速率、蛋白质效率，降低饵料系数。为实现点带石斑鱼生长速度最大化，建议饲料中Zn添加量为238.66～291.49 mg/kg，饲料中Zn含量为297.59～350.42 mg/kg。

适量的Zn能提高消化酶活力和抗氧化能力。为维持较高的消化酶活力，建议点带石斑鱼饲料中Zn添加量为108.50～137.37 mg/kg，饲料中 Zn含量为167.43～196.30 mg/kg。

[1]Chvapil M.New aspects in the biological role of zinc:a stabilizer of macromolecules and biological membranes[J].Life Sci.,1973,13:1041－1049.

[2]Halver J E,Hardy R W.Fish Nutrition[M].California USA:Academic Press,2002,227:292－294.

[3]苏传福.鱼类锌营养研究进展[J].江西饲料,2007(3):25－28.

[4]韩军花,杨月欣,门建华,等.锌对红细胞膜转运功能影响的研究[J].营养学报,2001,23(4):320－323.

[5]王春梅.高锌饲粮对猪的营养作用研究进展[J].饲料博览,2010(11):37－38.

[6]李爱杰.水产动物营养与饲料学[M].北京:中国农业出版社,1996.

[7]Robert C S,Gordon E H.The Age and Growth of Fish [M].Iowa:The Iowa State University Press,1987:345－353.

[8]Li M H,Robinson E H.Comparison of chelated zinc and zinc sulfate as zinc sources for growth and bone mineralization of channel chatfish (Ictalurus punctatus)fed practical diets[J].Aquaculture,1996,146:237－243.

[9]Gatlin D M,O’Connell J P,Scarpa J.Dietary zinc requirement of the red drum,Sciaenops ocellatus[J].Aquaculture,1991,92:259－265.

[10]Eid A E,Ghonim S I.Dietary zinc requirement of fingerling Oreochromis niloticus[J].Aquaculture,1994,119(2/3):259－264.

[11]Ogino C,Yang G.Requirement of rainbow trout for dietary Zinc[J].Bull.Jpn.Soc.Sci.Fish.,1978,11:1015－1018.

[12]Ogino C,Yang G.Requirement of carp for dietary Zinc[J].Bull.Jpn.Soc.Sci.Fish.,1979,45:967－969.

[13]Gatlin D M,Wilson R P.Dietary zinc requirement of fingerling channel chatfish[J].J.Nutr.,1983,113:630－635.

[14]Mc Clain W R,Gatlin D M.Dietary zinc requirement of Oreochromis aureus and effects of dietary calcium and phytate on zinc bioavailability[J].J.World Aquacult.Soc.,1988,19:103－108.

[15]Maage A,Julshamn K.Assessment of zinc status in juvenile Atlantic salmon (Salmo salar)by measurement of whole body and tissue levels zinc[J].Aquaculture,117(1/2):179－191.

[16]魏万权,李爱杰,李德尚.饲料中添加锌对牙鲆生长和生化指标的影响[J].青岛海洋大学学报,1999,29(1):60－66.

[17]崔立娇,张利民,王际英,等.饲料锌水平对星斑川鲽幼鱼生长、组织积累和抗氧化功能的影响[J].水产学报,2010,34(9):1420－1428.

[18]陈四清,季文娟,潘生弟.黑鲷幼鱼对Zn、Cu的营养需要[J].中国水产科学,1998,5(2):52－56.

[19]Scarpa J,Gatlin D M.Dietary zinc requirements of channel catfish,Ictalurus punctatus,swim－up fry in soft and hard water[J].Aquaculture,1992,106(3/4):311－322.

[20]Hardy R W,Sullivan C V,Kozoil A M.Absorption,body distribution,and excretion of dietary zinc by rainbow trout(Salmo gairdneri)[J].Fish Physiol.Biochem.,1987,3:133－143.

[21]戴家银,郑微云,王淑红.铜和锌离子对真鲷幼鱼组织酶活性的影响[J].环境科学,1998,19(5):60－62.

[22]Blasco J,Puppo J,Sararsquete M C.Acid and alkaline phosphatase activities in the cham Ruditapes Philippinarum[J].Mar－Biol.,1993,115(1):113－118.

[23]王素仙,付学锋.氨基酸螯合锌在动物生产中的应用[J].饲料研究,2009(3):36－38.