逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼生长和肌肉营养成分的影响

穆小平 林小涛 朱志明 许忠能

(暨南大学水生生物研究所，热带亚热带水生态工程教育部工程研究中心，广州 510630)

饲料中的脂肪既是鱼类重要的能量来源，也是鱼类必需脂肪酸的供给者。在饲料中添加适量的脂肪，可改善饲料的适口性，提高养殖鱼类的生长率。但如果饲料中脂肪水平超过适宜范围，就会影响鱼类对饲料的利用率和正常的生长发育，甚至导致代谢系统紊乱［1］。通常情况下，尼罗罗非鱼饲料中脂肪适宜水平为12% ～15%［2］。

水流是鱼类生活环境中的一种重要因子。研究表明，逆流运动会影响鱼类的摄食、代谢、生长和鱼体营养组成［3-4］。鱼类在适宜强度的持续性运动状态下，机体能够通过氧化分解脂肪提供能量，从而使机体脂肪含量下降，并对鱼体生长和代谢带来重要影响。由于逆流运动和饲料脂肪水平均影响鱼类的代谢和生长，因此将两者结合起来进行研究将有助于深入了解鱼类的运动营养生理。作者之前的研究发现，逆流运动和饲料中葵花籽油替代鱼油可促进吉富罗非鱼(genetic improvement of farmed tilapia，GIFT)的生长，并提高肌肉蛋白质含量［5］，本试验仍以吉富罗非鱼为试验对象，通过研究逆流运动和饲料脂肪水平对吉富罗非鱼生长、肌肉营养成分等的影响，以进一步充实吉富罗非鱼的营养生理研究，并为改进养殖工艺提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验鱼及其暂养条件

试验用吉富罗非鱼来自广东省淡水名优鱼类种苗繁育中心，在室内循环水养殖系统中暂养2周，期间每天于08:00和18:00各投喂商业饲料(通威股份出品，粗蛋白质含量≥28%，粗纤维含量≤12%，粗灰分含量≤18%)1次，以饱食为准。暂养结束后随机选择健康的雄性吉富罗非鱼180尾［体重(59.36±5.88)g］用于试验。

1.2 试验饲料及逆流运动强度设计

按葵花籽油∶鱼油=1∶1提供脂肪源，设计脂肪水平为0、3%、6%、9%、12%和15%(分别表示为A、B、C、D、E和 F组)的6种试验饲料，试验饲料组成及营养水平见表1。采用流水刺激诱导逆流运动的方法，即一定范围内流速越高，逆流运动强度越大。流速以试验鱼体长的倍数(bl/s)表示，设计0(静水组)、1.0(低强度运动组)和1.5 bl/s(高强度运动组)共3个运动强度，其中静水组由于水交换的需要实际流速约为0.07 bl/s。

表1 试验饲料组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

1.3 试验方法

参照 Anttila等［6］的试验方法，将 A、B、C、D、E和F 6个饲料脂肪水平，以及0、1.0和1.5 bl/s 3个逆流运动强度进行组合，共组合出18个组(分别表示为 0A、1A、1.5A、0B、1B、1.5B、0C、1C、1.5C、0D、1D、1.5D、0E、1E、1.5E、0F、1F 和 1.5F组)，分别对应18个循环过滤养殖水族箱(体积=230 L)。试验开始时，将挑选出的180尾吉富罗非鱼按18个试验组合随机分配到这18个水族箱中，每箱10尾，饲养周期为42 d。试验期间各组合按照对应的运动强度每天逆流运动训练12 h(09:00—21:00)，试验期间各组分别投喂对应的试验饲料，投饲方法与暂养期间相同。

1.4 饲养管理

每个水槽中放置2个气石进行曝气，确保养殖水体氧气充足。试验期间水温28～32℃，水体氨氮质量浓度为0～0.3 mg/L，亚硝酸盐质量浓度0～0.3 mg/L，溶解氧质量浓度为 6.2 ～7.4 mg/L，pH=7.3 ～8.7。室内荧光灯照明，光照强度约为 300 lx，光周期亮(L)∶暗(D)=12∶12。

1.5 采用方法

取样方法采用鱼类生理学试验研究常用方法，即每个水族箱中的每尾鱼单独作为1个样本［6］。试验开始前，从暂养箱中共取8尾鱼作为样品，试验结束时每个水族箱随机取8尾鱼作为样品。对样品鱼称量体重，解剖取出肌肉(白肌和红肌)和肝脏并称重，肌肉样品经过冷冻干燥、磨碎，置于-20℃的条件下保存，用于基本营养成分的检测。

1.6 指标测定

水分含量采用常压干燥法测定;粗蛋白质含量采用自动凯氏定氮仪(FOSS Kjeltec TM2300，瑞典)测定;粗脂肪含量采用氯仿-甲醇法测定;饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)相对百分含量采用气相色谱仪(安捷伦GC6890N，美国)测定;光照强度采用照度计(智丞ZCYB-10W，上海)测定;流速采用流速水位计(Unidata M6526c，澳大利亚)测定。

存活率(survival rate，SR)、增重率(weight gain rate，WGR)、特定生长率(special growth rate，SGR)、肝体比(hepatosomatic index，HSI)和肥满度(condition factors，CF)采用以下公式进行计算:

式中:Nt和Ni分别表示试验结束和开始时各组试验鱼数量(尾)，Wt和Wi分别表示试验结束和开始时各组试验鱼平均体重(g)，Wg表示试验结束时试验鱼肝脏的平均重量，t为试验时间(d)，L为试验鱼体长(cm)。

1.7 数据统计与分析

除增重率和特定生长率外，试验数据用平均值±标准差(mean±SD)表示。采用 SPSS 16.0统计软件对数据进行双因素方差分析(two-way ANOVA)，如存在显著差异，则采用LSD法对组间数据进行多重比较，显著性水平为P＜0.05。

2 结果

2.1 逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼生长的影响

试验期间各组合试验鱼存活率均达到90%以上。各组罗非鱼的生长情况见表2。双因素方差分析显示，逆流运动对终末体重有显著影响(P＜0.05)，饲料脂肪水平对终末体重没有显著影响(P ＞0.05)，但两者间存在交互作用(P ＜0.05)。当脂肪水平处于较低范围(0～9%)时，同一脂肪水平下，运动组罗非鱼的终末体重相比静水组升高1.72% ～31.79%;但脂肪水平处于较高范围(12%～15%)时，运动组罗非鱼的终末体重却较静水组下降2.07% ～27.07%。同一运动强度下不同脂肪水平比较，当流速为0 bl/s时，随着脂肪水平的升高，终末体重呈上升趋势，脂肪水平较高的0E、0F组终末体重显著高于其余各组(P＜0.05);当流速为1.0 bl/s时，在0～9%脂肪水平范围内，终末体重有随脂肪水平的升高而增加的趋势，最大值出现在1D组，并显著高于其余各饲料脂肪水平组(P＜0.05)，而当脂肪水平超过9%时，随脂肪水平的升高生长速度反而下降;当流速为1.5 bl/s时，终末体重随脂肪水平升高的变化趋势没有明显的规律。脂肪水平在0～9%时，相同脂肪水平下特定生长率和增重率均随运动强度增加而上升，但当脂肪水平达到12% ～15%时，特定生长率和增重率则均随运动强度增加而出现下降趋势。而有关逆流运动和饲料脂肪水平对肥满度的影响，双因素方差分析结果表明饲料脂肪水平对其具有显著影响(P＜0.05)，而逆流运动对其没有产生显著影响(P＞0.05)，且两者间不存在显著交互作用(P ＞0.05)。

双因素方差分析显示，逆流运动及饲料脂肪水平均对肝体比产生了显著影响(P＜0.05)，但两者之间不存在交互作用(P＞0.05)。同一脂肪水平下，除12%脂肪水平外，其余各脂肪水平下运动组肝体比大多高于静水组。同一运动强度下不同脂肪水平比较，当流速为0 bl/s时，随着脂肪水平的升高，肝体比总体呈升高的趋势，但在F组出现下降;当流速为1.0 bl/s时，肝体比无明显变化规律;当流速为1.5 bl/s时，随脂肪水平从0升至9%，肝体比总体呈升高趋势，当脂肪水平超过9%时，肝体比出现下降。

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2.2 逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼肌肉营养成分的影响

2.2.1 逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼肌肉粗蛋白质和粗脂肪含量的影响

逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼肌肉粗蛋白质和粗脂肪含量的影响见表3。双因素方差分析显示，逆流运动及饲料脂肪水平对白肌和红肌粗蛋白质含量均有显著影响(P＜0.05)，但两者间不存在交互作用(P＞0.05)。同一脂肪水平下，运动组白肌粗蛋白质含量比静水组提高0.83% ～3.41%。同一运动强度下不同脂肪水平比较，当流速为0 bl/s时，随着脂肪水平的升高，白肌粗蛋白质含量呈现先下降后升高的趋势;而在1.0和1.5 bl/s流速条件下，白肌粗蛋白质含量随脂肪水平的升高没有明显的变化规律。同一脂肪水平下(9%、15%脂肪水平除外)，运动组红肌粗蛋白质含量相比静水组增加0.06% ～13.25%。同一运动强度下不同脂肪水平比较，当流速为0 bl/s时，随着脂肪水平从0上升到9%，红肌粗蛋白质含量升高，最大值出现在0D组，并显著高于其他脂肪水平组(P＜0.05)，但脂肪水平超过9%以后，红肌粗蛋白质含量又呈回落态势;在1.0和1.5 bl/s流速条件下，随脂肪水平的升高，红肌粗蛋白质含量下降。

双因素方差分析显示，逆流运动对白肌粗脂肪含量没有显著影响(P＞0.05)，而饲料脂肪水平对白肌粗脂肪含量有显著影响(P＜0.05)，但两者间不存在交互作用(P＞0.05)。同一运动强度下不同脂肪水平比较，当流速为0 bl/s时，随着脂肪水平从0上升到9%，白肌粗脂肪含量升高，但当脂肪水平超过9%以后，白肌粗脂肪含量有下降的趋势;1.0 bl/s流速条件下，白肌粗脂肪含量的变化趋势与0 bl/s流速条件下一致;但是在1.5 bl/s流速条件下，白肌粗脂肪含量随脂肪水平的升高而升高，但在F组出现下降。

双因素方差分析显示，逆流运动及饲料脂肪水平均对红肌粗脂肪含量有显著影响(P＜0.05)，但两者间不存在交互作用(P＞0.05)。同一脂肪水平下，相比静水组，运动组红肌粗脂肪含量均升高。同一运动强度下不同脂肪水平比较，无论是静水组还是低强度运动组或高强度运动组，红肌粗脂肪含量均随脂肪水平的升高呈升高的趋势。

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2.2.2 逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼肌肉脂肪酸相对百分含量的影响

逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼肌肉脂肪酸相对百分含量的影响见表4。结合双因素方差分析可看出，逆流运动对白肌SFA、MUFA和PUFA相对百分含量均没有显著影响(P＞0.05)，而饲料脂肪水平对这3个指标均有显著影响(P＜0.05)，但两者间在这3个指标上均不存在交互作用(P＞0.05)。同一运动强度下不同脂肪水平比较，无论是静水组还是低强度运动组或高强度运动组，白肌SFA相对百分含量均随着脂肪水平升高总体呈现下降的趋势，而MUFA和PUFA相对百分含量则与之相反，整体上呈现随着脂肪水平升高而上升的趋势。与脂肪水平较低的3组(脂肪水平为0、3%、6%)相比，较高的3组(脂肪水平为9%、12%、15%)白肌MUFA和PUFA含量分别增加 10.19% ～29.21%和 12.88% ～36.72% 。

双因素方差分析显示，逆流运动及饲料脂肪水平均对红肌SFA相对百分含量有显著影响(P＜0.05)，但两者间不存在交互作用(P ＞0.05)。同一脂肪水平下，相比静水组，2个运动组红肌SFA相对百分含量大多呈上升的趋势。同一运动强度下不同脂肪水平比较，无论是静水组还是低强度运动组或高强度运动组，红肌SFA相对百分含量均随着脂肪水平升高总体呈现下降的趋势。双因素方差分析显示，逆流运动及饲料脂肪水平对红肌MUFA相对百分含量均没有显著影响(P＞0.05);逆流运动对红肌PUFA相对百分含量没有显著影响(P＞0.05)，但饲料脂肪水平对红肌PUFA相对百分含量有显著影响(P＜0.05)，但两者间不存在交互作用(P＞0.05)。同一运动强度下不同脂肪水平比较，无论何种流速条件下，与SFA相对百分含量变化趋势相反，红肌PUFA相对百分含量总体呈现随脂肪水平升高而上升的趋势。与脂肪水平较低的3组(脂肪水平为0、3%、6%)相比，较高的3组(脂肪水平为9%、12%、15%)红肌 PUFA相对百分含量增加27.66% ～52.67% 。

3 讨论

3.1 逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼生长的影响

本研究结果表明，逆流运动及饲料脂肪水平均对吉富罗非鱼的生长产生了影响。自然条件下，游泳是鱼类一项非常重要的生命活动，与鱼类的摄食、逃窜、迁徙以及生存环境的选择密切相关。而在养殖条件下，逆流运动也会影响鱼类的生长和生理生态。Young等［7］对条纹鲈鱼(Morone saxatilis)在不同流速下的生长研究发现，与没有运动训练的相比，经过1.2～2.4 bl/s流速的逆流运动训练，条纹鲈鱼的末重和特定生长率都有所增加。而在本试验中，投喂较低脂肪水平饲料时，运动组吉富罗非鱼的特定生长率、增重率以及肝体比等均呈增加的趋势，而在投喂高脂肪水平饲料时，逆流运动不能促进生长甚至出现生长下降的现象，说明逆流运动是否具促进生长效应还与饲料脂肪水平有一定的关系。

大量的研究表明，饲料中的脂肪只有维持在适宜的水平才能促进鱼类的生长，否则可能会抑制其生长［8-10］。这是因为:饲料脂肪水平过低时，由脂肪提供的能量不足，导致更多的蛋白质被消耗用以满足动物的能量需要，另外，饲料脂肪太少则不能满足动物对必需脂肪酸的需求，也导致生长性能降低;而当饲料脂肪水平过高时，鱼体蓄积脂肪过量而使产品质量下降，甚至引发代谢紊乱，导致饲料转化效率和生长率降低［1］。于丹等［11］发现，当饲料中脂肪水平在3.77% ～8.37%时，可以促进江黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)的生长，而超过8.37%后，鱼体增重率及特定生长率均随脂肪水平升高而降低。本研究结果表明，在本试验设计的脂肪水平范围内，静水组吉富罗非鱼随着饲料脂肪水平的升高生长加快，而运动组罗非鱼则随着饲料脂肪水平从0上升到9%时生长加快，但当饲料脂肪水平超过9%后生长速度反而下降。究其原因，可能与不同运动状态下鱼类对不同能量物质代谢强度发生变化有关。适度运动可以提高鱼类对糖类的利用率，即更多利用糖类作为能源而减少脂肪和蛋白质的氧化分解［12］。本试验所用脂肪源为等比例的鱼油和葵花籽油，前者富含MUFA和n-3系列PUFA，后者富含PUFA尤其是n-6系列PUFA，而n-6系列PUFA对罗非鱼来说是更为重要的必需脂肪酸。因此，对于静水组罗非鱼来说，高脂肪水平的饲料可以提供充足的能量和生长所必需的PUFA，促进其生长。而对于运动组罗非鱼，由于能更多利用糖类，因而过高脂肪水平的饲料造成脂肪过剩，反而抑制其生长。

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3.2 逆流运动及饲料脂肪水平对吉富罗非鱼肌肉营养成分的影响

近些年有关运动训练的研究显示，运动训练对鱼体基本成分的影响受到试验对象、运动训练的时间及形式、食物组成等的影响而没有一致规律［4］。宋波澜等［13］在对多鳞四须鲃(Barbodes schwanenfeldi)的研究中发现，在试验设置的0、0.7、2.0 bl/s 3种流速条件下，多鳞四须鲃肌肉水分和粗灰分含量差异不显著，但随流速增大，多鳞四须鲃肌肉中粗蛋白质含量增加，而粗脂肪含量却显著下降。本研究发现，逆流运动显著提高了白肌和红肌粗蛋白质含量，且逆流运动同样提高了红肌的粗脂肪含量，而对白肌粗脂肪含量却无显著影响。一般情况下，红肌进行持续运动所需能量主要由脂肪提供，既然如此，为何运动组红肌脂肪含量不降反升?这种现象也见之关于褐鳟(Salmo trutta)的研究报道，其原因被认为是运动训练促进鱼类更多从血浆中获取游离脂肪酸而不是利用红肌自身的脂肪储存的缘故［5］。

本试验结果显示，同一运动强度下，脂肪水平对肌肉粗蛋白质和粗脂肪含量的影响有密切的关系，而且对白肌和红肌的影响结果或变化规律也不相同。如静水组的白肌，随饲料脂肪水平的升高，粗蛋白质含量呈先降后升的趋势，而粗脂肪含量则呈先升后降的趋势;对红肌，随饲料脂肪水平的升高，粗蛋白质含量呈下降趋势，而脂肪含量则呈相反趋势。另外，相比红肌，运动训练对白肌粗蛋白质含量的影响效果和变化规律更为明显，而相比白肌，运动训练对红肌粗脂肪含量的影响则显得更为明显。逆流运动和饲料脂肪水平对红肌、白肌基本营养成分的影响呈现不同规律，这与红肌和白肌自身营养组成、运动特性以及能量代谢特征上的差异有关。红肌富含脂肪，其粗脂肪含量远高于白肌，而白肌粗蛋白质含量则高于红肌。红肌适合持久性的巡游，主要利用脂肪作为能源，而白肌适应于高强度或爆发性的游泳运动，更多的消耗糖类作为能源［14］。因此，相对于静水组，由于逆流运动提高了鱼类利用糖类的能力［15］，节约了蛋白质能源，利于肌肉蛋白质积累，提高了肌肉粗蛋白质含量。而相比于白肌，饲料脂肪水平对红肌粗脂肪和粗蛋白质含量的影响有更加明显的规律性，即随脂肪水平的升高，红肌从饲料中得到更多的脂肪源的供给，过剩的脂肪累积造成其粗脂肪含量升高而粗蛋白质含量下降。

逆流运动对鱼体脂肪酸组成和含量的影响很少见报道。本研究结果表明，除运动组红肌SFA相对百分含量大多呈上升的趋势外，其余无论是红肌还是白肌，各类别脂肪酸相对百分含量均不受逆流运动训练的影响。而一般情况下，鱼体组织中脂肪酸组成大多受饲料中脂肪酸组成的影响，两者呈正相关关系［16］。有研究表明，红罗非鱼(Oreochromis sp.)背肌中亚油酸的含量受到饲料脂肪源及水平的影响;饲料脂肪水平越高，鱼体的脂肪含量越高，同时不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的比例越高［17］。这与本试验结果相一致。

鱼类脂肪酸营养中，最受关注的是PUFA。本试验中使用的脂肪源为鱼油和葵花籽油，不添加鱼油和葵花籽油的A组基础饲料中SFA、MUFA和PUFA的相对百分含量分别为76.21%、15.93%和7.86%，而随着饲料中脂肪水平的升高，饲料中SFA相对百分含量降低，PUFA相对百分含量升高。另外，由于葵花籽油富含n-6系列PUFA，因而饲料中n-6系列PUFA相对百分含量亦随脂肪水平的升高而增加，而n-6系列PUFA是吉富罗非鱼最重要的必需脂肪酸。本研究结果表明，无论是红肌还是白肌，PUFA相对百分含量都随饲料脂肪水平的升高呈现增加的趋势，这说明高脂肪水平的饲料保证了吉富罗非鱼对生长所需的必需脂肪酸的需求，且饲料脂肪酸的组成与鱼体脂肪酸的组成呈明显的正相关。

4 结论

综合上述研究结果表明，在逆流运动中生长的罗非鱼肌肉粗蛋白质含量要高于静水中生长的罗非鱼，而且适当增加作为鱼类能量来源的饲料脂肪水平，能够一定程度上促进罗非鱼的生长，同时提高罗非鱼肌肉PUFA的相对百分含量。

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