实用饲料对养殖草鱼体组织脂肪酸组成的影响

■田晶晶 萧培珍，2 吉 红，3 陈昊杰 周继术

（1.西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100；2.北京市营养源研究所水产动物系统营养研究开放实验室，北京 100069；3.西北农林科技大学安康水产试验示范站，陕西安康 725000）

脂质具有多种功能，如可提供能量、作为生物膜的重要组成部分、促进脂溶性维生素的吸收以及作为二十烷酸、激素和维生素D的前体以及酶的辅助因子等[1]。饲料脂质同时也是鱼类必需脂肪酸的重要来源，鱼类从饲料中获取的必需脂肪酸参与调控鱼类的生长、健康状态和繁殖过程[2]。由于缺乏Δ12和Δ15去饱和酶，鱼类不能够自身合成多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid,PU⁃FA），因此需要外界提供某种特定的n-3和n-6 PUFA[3]。一般认为淡水鱼具有将n-3和n-6系列的C18 PUFA转化为高不饱和脂肪酸（highly un⁃saturated fatty acid,HUFA）的能力[4]，所以饲料中提供足量的亚麻酸（C18∶3n-3；LNA）和亚油酸（C18∶2n-6；LA）即可满足淡水鱼的生长需求。

草鱼是我国主要淡水养殖种类之一，也是深受消费者喜爱的一种重要水产品。已有研究表明，LA和LNA是草鱼的必需脂肪酸，而草鱼对其需求量分别为饲料干重的1.0%和0.5%[5]。同时，在饲料中添加一定量的n-3 HUFA也能够有效促进草鱼生长，改善鱼体健康，降低体脂过度蓄积等作用[6-7]。Ji等研究发现，草鱼稚鱼饲料中n-3 HU⁃FA为饲料干重的0.52%时生长性能达到最佳，且脂质过度蓄积现象被抑制[8]。

众所周知，组织中脂肪酸能够反映饲料中脂肪酸的组成[9]，而某些脂肪酸作为功能性物质，在不同组织中发挥着不同的作用。例如，n-3 HUFA在鱼类神经系统的发育过程中扮演着重要的角色[10]，花生四烯酸（C20∶4n-6,ARA）在鱼类免疫功能和抗应激上的调控发挥重要的作用等[11-12]，因此不同组织对脂肪酸沉积可能存在差异。为了了解和掌握实际生产中草鱼饲料及鱼体脂肪酸营养状况，本研究采集两种市售的草鱼商品饲料和摄食这两种饲料的草鱼，测定了饲料和草鱼9种不同组织的常规营养成分及脂肪酸组成，分析探讨了饲料脂肪酸组成和鱼体脂肪酸组成之间的差异及其可能原因，以期为今后草鱼配合饲料配制中有关脂质的选择和利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 饲料及试验鱼

于2012年10月在西北农林科技大学安康水产试验示范站采集两种商品草鱼饲料，编号分别为CY1和CY2（CY1常规成分为蛋白质34.5%、脂肪3.87%、水分11.27%、灰分9.70%；CY2常规成分为蛋白质34.91%、脂肪6.06%、水分9.83%、灰分9.34%）。同时对摄食该两种饲料的草鱼（饲喂时间1年以上）进行采样，试验鱼每组5条，平均体重分别为(2 270±330)g(CY1)和(1 422±153)g(CY2)。解剖鱼体，分别采集肝胰脏、腹腔脂肪组织、肠道、肾脏、脾脏、肌肉、脑、眼和鳃共9种组织装于密封袋中，储存在-20℃的冰箱中备用。

1.2 脂肪酸组成测定

饲料及组织的脂肪酸检测方法如下：称取0.3～0.5 g样品于10 ml离心管中，加入甲醇∶氯仿（1∶2）5 ml，高速分散器（XHF-D，SCIENIZ®，宁波）匀浆，静置1～2 h后定量滤纸过滤，加4 ml蒸馏水，3 000 r/min离心5 min，去上清，下层用水浴锅负压抽干（40℃）。随后加入1 ml色谱纯正己烷将油脂溶解，加1 ml、0.4 M KOH-甲醇溶液静置30 min进行甲酯化，之后加2 ml去离子水，待分层后提取上层溶液在气象色谱仪（安捷伦7820a，安捷伦科技,美国）上进行测定。试验结果按面积归一化法计算不同脂肪酸含量，以总脂肪酸的百分比的形式呈现。每个样品重复测定3次。

饲料脂肪酸干重含量估算按照如下公式计算：

式中：PWFA——单个脂肪酸在饲料中的干重百分比；

PFA——该脂肪酸在总脂肪酸的百分比；

PTFA——总脂肪酸在油脂中所占的比重(一般认为是95%～96%)[13]；

PF——饲料脂肪百分含量。

1.3 统计分析方法

试验结果表示为“平均值±标准差”。在Excel软件中，取不同组织不同脂肪酸（包括SFA、MU⁃FA、LA、LNA、ARA、EPA、C22∶4n-6和DHA）的平均含量与饲料相应脂肪酸含量进行CORREL函数的计算，得出不同组织与饲料脂肪酸含量相关系数。将不同组织不同脂肪酸（同上）平均含量与相应饲料脂肪酸含量进行比值计算，随后作出散点图，其中纵坐标轴设置为2的指数形式，得出不同组织对不同脂肪酸沉积的分析图。

2 结果

2.1 饲料及鱼体组织脂肪酸组成（见表1、表2）

表1 CY1组饲料及养殖草鱼不同体组织脂肪酸组成（%TFA）

表2 CY2组饲料及养殖草鱼不同体组织脂肪酸组成（%TFA）

表1、表2分别给出了两种饲料及其养殖鱼类9种组织脂肪酸的含量（%TFA），并给出了不同组织与饲料的脂肪酸组成的相关系数。从表中可以看出，CY1和CY2饲料必需脂肪酸LA含量分别为35.13%（PWFA=1.31%）和35.07%（PWFA=2.04%），LNA的含量分别为4.93%（PWFA=0.18%）和9.01%（PWFA=0.52%），LA含量分别为LNA含量的7.1倍和3.9倍。对于HUFA（包括ARA、EPA、C22∶4n-6和DHA）含量，CY2组饲料的ARA含量明显高于CY1组，达到10.88%（PWFA=0.63%），而CY1组只有1.10%（PWFA=0.04%）；相反，CY1组饲料的n-3 HU⁃FA（包括EPA和 DHA）含量高于CY2组，分别为2.12%（PWFA=0.08%）和0.80%（PWFA=0.05%）。

对不同组织脂肪酸组成与饲料脂肪酸组成进行了相关性分析表明（表1、见表2），CY1和CY2两组中9种组织相关系数达到0.8以上的分别为7种和4种，其中相关系数最大的为腹腔脂肪组织，分别为0.894和0.921；其次为肠道组织，分别为0.882和0.884；相关系数最小的为脑，分别为0.610和0.326。此外，肾脏组织也表现出较低的相关性（0.771和0.704）。

2.2 饲料及鱼体组织脂肪酸组成分析

对不同组织脂肪酸含量与饲料脂肪酸含量比值进行作图分析（见图1）。

图1 不同组织脂肪酸组成分析

从离散程度上看，SFA、MUFA的比值较为集中，其次为LA和LNA，HUFA表现得最为离散。从聚集位置来看，SFA、MUFA、HUFA主要在横坐标轴上部，LA、LNA主要在横坐标轴下部。不同组织器官相比较，腹腔脂肪组织的SFA、HUFA比值最低，MUFA、LA、LNA比值较高。在脑组织中，DHA、EPA和ARA比值较高，而LA、LNA比值最低。ARA在肾脏中比值较高，而LA在肾脏中处于次最低的比值。此外，在鳃部ARA和EPA也有较高的含量。

3 讨论

鱼类的必需脂肪酸是指不能由鱼体自身合成或合成量很少，而必须由食物中提供，以满足其正常生长发育及维持细胞组织功能所必需的脂肪酸。饲料中长期缺乏必需脂肪酸会导致养殖鱼类生长下降和死亡率降低[14]。研究表明，淡水鱼的必需脂肪酸需求一般能够通过C18 PUFA来满足，即LNA和/或LA[14]。草鱼对LA和LNA的需求量分别为饲料干重的1.0%和0.5%[5]。本研究中，LA含量分别约为饲料重量的1.31%和2.04%，而LNA含量分别约为饲料重量的0.18%和0.52%，LA/LNA比值分别为7.1和3.9，其中LA含量的偏高可能是饲料中大量使用豆油、菜油或玉米油等高LA含量植物性油脂的结果。淡水鱼类具有从十八碳脂肪酸（比如LNA和LA）合成HUFA的能力[15]，因此目前饲料中往往未重视HUFA的添加。研究表明，饲料中添加一定量的HUFA能够有效促进草鱼生长，改善体况，降低体脂过度蓄积[6-7]；另外，本研究室进一步研究还发现，饲料中添加0.52%的n-3 HUFA能够有效提高草鱼稚鱼的生长性能、脂质代谢能力以及提高健康免疫能力[8]。本研究中，饲料样品中HUFA含量变化不一，最高ARA含量达到10.88%，最低n-3 HUFA含量只有0.80%，这可能是由于未直接添加HUFA含量高的油脂，饲料中HUFA的来源可能是鱼粉以及其他蛋白源，不同蛋白源添加水平的不同导致了饲料间HUFA含量的差异。

鱼体组织脂肪酸组成的不同是体内复杂动力学反应的结果，尽管目前其具体的机理尚不明确，但影响组织脂肪酸组成的因子主要包括摄入脂肪酸的组成、体内脂肪酸氧化代谢率、脂肪酸碳链延长及去饱和反应、各脂肪酸之间的竞争等[16]。已有较多研究证明，鱼体组织中的脂肪酸组成能够反映饲料中的脂肪酸组成[17-18]。本研究中，大部分组织的脂肪酸组成与饲料脂肪酸组成表现出了较高的相关性。其中腹腔脂肪组织相关性最高，其次为肠道组织。腹腔脂肪组织是能量蓄积的主要场所，饲料中的油脂经鱼体吸收转运后，又以甘油三酯的形式在其中合成并储存起来，这可能是腹腔脂肪组织与饲料脂肪酸组成相似性最高的原因。而肠道则作为最先与饲料油脂接触的组织，饲料中的脂肪酸首先经肠道吸收才能进入体内，肠道组织内可能优先沉积部分饲料中的脂肪酸。此外，脑组织与饲料脂肪酸组成相关系数最低，肾组织也表现出较低的相关性，其原因可能是这两个重要组织根据其结构发育及功能发挥的需求，对饲料中相关脂肪酸进行了选择性的吸收或消耗，从而显示出脂肪酸沉积模式的组织差异性。

本研究对不同组织和饲料脂肪酸组成的关系进行了分析（见图1），图中符号在横坐标轴上方（组织/饲料脂肪酸比值大于1）时，说明该组织对此脂肪酸优先沉积，或者该脂肪酸在此组织中最不容易被消耗；反之，符号在横坐标轴下方（组织/饲料脂肪酸比值小于1）时，说明该组织对此脂肪酸不优先沉积，或者被特异性代谢。本研究中，SFA、MUFA和HUFA的组织/饲料脂肪酸比值主要在横坐标轴上部，LA、LNA主要在横坐标轴下部。鱼类饱和脂肪酸如C16∶0和C18∶0能够通过传统的途径被体内脂肪酸合成酶催化合成；与此类似，鱼类也能够在Δ9去饱和酶的作用下将C16∶0和C18∶0分别转化为C16∶1n-7和 C18∶1n-9[9]，这可能是造成组织SFA和MUFA比例高于饲料的原因。由于草鱼不能通过去饱和酶系统合成LNA和LA的，所以称这两种脂肪酸为必需脂肪酸[19]，但草鱼可以通过一系列的去饱和和碳链延长反应，把C18 PUFA合成长链PUFA，比如ARA、EPA和DHA[20]。本研究中，组织内LA和LNA在总脂肪酸的含量降低，而HUFA含量所占比例升高，这可能是由于饲料中的LA和LNA被吸收后，又在组织中转化成了HUFA。值得注意的是，CY2组的ARA组织/饲料比值分布主要在横坐标下面，这可能是由于饲料中ARA含量较高，高于体内需求的水平而被降解了，具体情况还需要进一步研究。

图1中组织与饲料脂肪酸比值的离散程度的差异反映了一类（种）脂肪酸的组织特异性，HUFA离散程度最大，说明在组织间具有较高特异性，其次为C18脂肪酸，再次为SFA和MUFA。HUFA在不同组织含量的不同反映了其作为功能性物质在组织间发挥作用的差异，SFA和MUFA作为供能性物质在不同组织内的沉积具有普遍性。脂肪组织是脂肪储存场所，MUFA作为能量储存，重要脂肪酸被沉积[9]，SFA在腹腔脂肪组织含量低可能是由于草鱼是变温动物，过多SFA沉积容易在低温时造成脂肪组织的凝固，HUFA相对含量最少可能是由于LA和LNA在脂肪组织内转化为长链PUFA的能力最低，也可能与饲料中这类脂肪酸被选择性转运到其他组织有关。相反，脑组织中HUFA的含量最高，LA和LNA含量最低，推测脑组织C18脂肪酸转化为长链PUFA效率最高，且饲料HUFA或其它组织合成的HUFA可能优先向脑组织转运。研究表明，DHA在神经发育和行为调控上发挥了重要的作用[21-22]。此外，哺乳动物研究发现，必需脂肪酸进入脑组织是以一种高度选择和离散的形式完成的，像非必需脂肪酸（软脂酸、油酸和硬脂酸）不进入脑组织，而具有两个双键的18碳脂肪酸则能够进入[23]，这表明脑组织是草鱼高度聚集PUFA的组织，并且体现了C18到HUFA的高效率转化率。肾脏和脾脏是鱼体免疫器官[24]，ARA在调控鱼类的免疫功能上发挥了重要的功能[11]。本研究中，肾脏组织ARA含量最高，表明了该脂肪酸可能由于其在免疫上的作用而被肾组织优先蓄积或由其它n-6脂肪酸在此转化。ARA和EPA是二十烷酸的前体，在抗应激的过程中发挥着重要的作用，而鳃部富含磷脂酰肌醇PI（ARA和EPA是PI的主要组分），在调节稳态平衡和呼吸上充当着重要的角色，这可能是ARA和EPA在鳃部沉积较多的原因[25]。

4 结论

综上所述，本研究发现，部分草鱼实用饲料中所含必需脂肪酸LNA的水平及其与LA的比例未能满足草鱼需求，且HUFA水平也偏低。建议饲料配制中，关注LNA的供给，可以选择一些LNA含量比较高的油脂进行添加，如亚麻籽油、花椒油、蚕蛹油等。对HUFA的使用也应予以一定的重视。此外，研究进一步证实了实用饲料脂肪酸组成与鱼体组织脂肪酸组成密切相关，但组织脂肪酸沉积模式存在显著差异，储能和供能性组织优先沉积MUFA，而神经和免疫功能性组织优先沉积HU⁃FA。因此，为确保草鱼生长性能的正常发挥，维护其健康，必须根据不同组织发育及其功能发挥的需要，在饲料配制时有针对性地供应相关油脂。