饲料中添加抗菌脂肽对中华鳖稚鳖生长性能及肠道消化酶活性的影响
2016-03-22翟少伟史庆超郭清雄
■翟少伟 史庆超 王 楠 陆 鹏 郭清雄
(1.集美大学水产学院,福建厦门361021;2.福建正源饲料有限公司,福建莆田351111)
饲料中添加抗菌脂肽对中华鳖稚鳖生长性能及肠道消化酶活性的影响
■翟少伟1史庆超1王楠1陆鹏2郭清雄2
(1.集美大学水产学院,福建厦门361021;2.福建正源饲料有限公司,福建莆田351111)
摘要:为研究饲料中不同水平抗菌脂肽Surfactin对中华鳖(Pelodiscussinensis)稚鳖生长性能及肠道消化酶活性的影响。试验选取平均体重为(14.55±0.28)g的中华鳖稚鳖240只,随机分为4组,投喂基础饲料中抗菌脂肽添加水平为0(对照组)、5、10 mg/kg和20 mg/kg的试验饲料;每组3个重复,每个重复20只鳖,试验期为6周。试验结果表明:与对照组相比,20 mg/kg抗菌脂肽添加组中华鳖稚鳖终末体重显著提高(P<0.05),饲料系数显著降低(P<0.05),10 mg/kg和20 mg/kg抗菌脂肽添加组的增重率显著提高(P<0.05),其他添加组上述指标无显著变化(P>0.05);各抗菌脂肽添加组的日摄食量和成活率无显著变化(P>0.05)。抗菌脂肽添加组的脂肪酶活性显著高于对照组(P<0.05),各添加组间无显著差异(P>0.05);抗菌脂肽添加组(除5 mg/kg添加组外)的蛋白酶活性显著高于对照组(P< 0.05);各处理组间的淀粉酶活性无显著差异(P>0.05)。饲料中添加抗菌脂肽可以提高中华鳖稚鳖的生长性能和肠道消化酶活性,本试验条件下的适宜添加水平为20 mg/kg。
关键词:抗菌脂肽;中华鳖稚鳖;生长性能;消化酶活性
抗菌肽作为动物促长剂的研究是近年来饲料添加剂领域的热点之一。目前,在水产动物饲料中报道的抗菌肽(如天蚕素抗菌肽)多为基因工程重组技术异源表达所得[1-3],而微生物自然分泌的抗菌肽研究较少[4-5]。枯草芽孢杆菌的次级代谢产物Surfactin具有广谱高效的抗菌活性,不仅对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、霉菌等多种细菌或真菌具有抗菌作用,而且对病毒、支原体和原虫等也具有显著的抑制效果[6],其逐渐成为微生物分泌型抗菌肽的研究重点;其化学结构上由七个α-氨基酸和一个带有β-羟基的脂肪酸组成的大内酯环组成,常被称为抗菌脂肽[5-9]。研究表明,吉富罗非鱼[2,7]、点带石斑鱼[8]、凡纳滨对虾[9]等水产动物的饲料中适量添加抗菌脂肽Surfactin可促进动物的生长,但还鲜见其在中华鳖饲料中应用的报道。本试验以中华鳖稚鳖(Pelodiscus sinensis)为研究对象,探讨抗菌脂肽对中华鳖稚鳖的生长性能及肠道消化酶活性的影响,为抗菌脂肽在中华鳖饲料中的应用提供依据。
1 材料与方法
1.1试验动物与试验设计
中华鳖稚鳖购于福建省南平市天源养殖场。暂养3周后,选择健康无病、活力强,均重为(14.55± 0.28)g的稚鳖240只,随机分成4组,分别饲喂基础饲料中添加0(对照组)、5、10 mg/kg和20 mg/kg抗菌脂肽Surfactin的试验饲料,每组3个重复,每个重复20只鳖。试验期为6周。
1.2试验饲料
基础饲料选用福建正源饲料有限公司生产的稚鳖配合饲料,饲料配方为:进口鱼粉60%、发酵豆粕3%、淀粉23%、鱼油2%、酵母粉2%、复合预混料10%;主要营养水平为:粗蛋白43%、粗脂肪6%、粗灰分17%、粗纤维2.8%,总钙4%、总磷2%、水分9%。饲料原料粉碎过60目筛,原料混合均匀后,分别逐级添加不同水平的抗菌脂肽(由福建正源饲料有限公司提供,Surfactin有效含量为80%)配制试验饲料,混合均匀后待用。
1.3饲养管理
暂养期间稚鳖置于容积为2 m×1.5 m×1.5 m的水池中,水深约30 cm,每缸随机投放100只。试验开始后放入直径为1.2 m,高度为1.5 m的圆柱形养殖缸中。水温(31.0±0.7)℃,光照为自然光照加室内日光灯,光照时间每天10 h,视具体水质情况换水,每次换水均使用等温曝气自来水。每天投喂2次,08:00和16:00各一次。配合饲料用温水和成团,再揉成约2 cm的长条于水缸中多点投喂,以保证每只鳖都能吃到饲料。投喂1 h后吸出粪便和收集残料。
1.4测定指标及方法
1.4.1生长性能指标的测定
饲养试验结束后将稚鳖饥饿24 h,称取每个缸中鳖的重量,按下列公式计算生长性能指标。
增重率(WGR,%)=100×(Wt-W0)/W0;
饲料系数(FCR)=Wd/(Wt-W0);
日摄食量(DFI,g/尾)=Wd/t;
存活率(SR,%)=100×Nf/Ni。
式中:Wt——终末体重(FBW,g/只);
W0——初始体重(IBW,g/只);
t——饲喂天数(d);
Wd——摄食饲料总重(g);
Ni——初始鳖只数(只);
Nf——终末鳖只数(只)。
1.4.2肠道消化酶活性
饲养试验结束后,稚鳖禁食24 h,随机取规格相近6只鳖,用60 mg/l丁香酚进行麻醉处理,解剖后分离出肠道,保存于-80℃冰箱,待测。组织匀浆液制备时,参考卢俊姣等[10]的方法进行。肠道蛋白酶活力采用福林-酚试剂法测定。肠道脂肪酶和淀粉酶活力测定分别采用化学比浊法和碘-淀粉比色法,具体操作步骤参照试剂盒说明书,试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。
1.5数据处理与统计分析
所有试验结果均以“平均值±标准差(Mean±SD)”表示。原始数据用Excel 2010整理后,采用SPSS 19.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA),若组间存在显著差异,则采用LSD法进行多重比较,P<0.05表示差异显著。
2 结果
2.1饲料中添加不同水平抗菌脂肽Surfactin对中华鳖稚鳖生长性能的影响(见表1)
表1 饲料中添加不同水平抗菌脂肽Surfactin对中华鳖稚鳖生长性能的影响
如表1所示,与对照组相比,仅20 mg/kg抗菌脂肽添加组稚鳖试验期末体重显著提高(P<0.05),10 mg/kg 和20 mg/kg抗菌脂肽添加组增重率显著提高(P<0.05),仅20 mg/kg抗菌脂肽添加组饲料系数显著降低(P< 0.05),其他组间上述指标无显著差异(P>0.05)。抗菌脂肽的添加对日摄食量和成活率无显著影响(P>0.05)。
2.2饲料中添加不同水平抗菌脂肽Surfactin对中华鳖稚鳖肠道消化酶活性的影响(见表2)
表2 饲料中添加不同水平抗菌脂肽Surfactin对中华鳖稚鳖肠道消化酶活性的影响
如表2所示,各处理组间淀粉酶活性无显著差异(P>0.05);各抗菌脂肽添加组脂肪酶活性显著高于对照组(P<0.05),且各添加组间无显著差异(P>0.05);10 mg/kg和20 mg/kg抗菌脂肽添加组蛋白酶活性显著高于对照组和5 mg/kg添加组(P<0.05),对照组和5 mg/kg添加组无显著差异(P>0.05)。
3 讨论
由本试验中,20 mg/kg抗菌脂肽添加组中华鳖稚鳖的增重率最高,饲料利用率最高。这与史庆超等[7]在吉富罗非鱼饲料中添加12.5 mg/kg抗菌脂肽即可显著提高增重率,林逸朋[8]在点带石斑鱼饲料中添加20 mg/kg的抗菌脂肽可显著提高增重率,以及石广举等[9]在凡纳滨对虾饲料中添加100 mg/kg的含抗菌脂肽的添加剂(活性成分为Surfactin、Fengycin和Iturin同系物)提高增重率和特定生长率的结果接近。
本试验结果表明,高剂量抗菌脂肽添加组的肠道脂肪酶和蛋白酶活性显著改善。这与史庆超等[7]在罗非鱼中添加12.5 mg/kg抗菌脂肽提高肠道消化酶的结果类似。研究表明,饲料中添加抗菌脂肽Surfactin可增加水产动物肠道绒毛高度,小肠绒毛高度越高,肠道成熟细胞数量增加,而提高消化酶活性[7,11-12];还可以促进肠道有益菌群增殖,抑制有害菌群的增殖,有益菌产生的消化酶数量增多[7,13]。抗菌脂肽提高肠道消化酶活性,促进营养物质的消化吸收,是促进中华鳖稚鳖生长的主要原因之一。
抗菌脂肽促生长的原因还可能与其高效的广谱抗菌活性,调节水产动物的肠道菌群,促进肠道健康有关。研究表明,抗菌脂肽抑菌的主要途径为:攻击病原菌细胞膜,造成病原微生物膜崩解或渗透压失衡;抑制蛋白质合成,干扰病原菌繁殖;抑制酶的活性,影响细胞正常代谢[5-6]。抗菌脂肽优良的表面活性作用在促生长过程中也不容忽视。研究表明,抗菌脂肽Surfctin由一个手性序列为L-L-D-L-L-D-L的七肽和一个含13~15个碳原子的β-羟基脂肪酸构成的混合物,其长脂肪酸链及肽链上的L-亮氨酸2、D-亮氨酸3、L-缬氨酸4、D-亮氨酸6和L-亮氨酸7构成了亲油基团,环链骨架与L-谷氨酸1和L-天冬氨酸5两个酸性氨基酸残基构成亲水基团,又被称作“表面活性素”[14-15]。其表面活性优于常见的化学合成和动植物提取的表面活性物质[16-17],可发挥表面活性提高鱼类肠道脂肪酶活性,促进脂肪的消化吸收;降低血脂水平,促进体内脂肪分解,减少肝脏脂肪沉积[17]。研究表明,水产动物饲料中添加抗菌脂肽还可以提高机体非特异性免疫力,增加对病原的抵抗能力;提高主要脏器(如肝胰脏)超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性,减少丙二醛的水平而提高抗氧化能力,减少自由基的危害等[4,17]。这些也与促进水产动物的生长有关。目前,抗菌脂肽在中华鳖中的研究较少,上述有关方面的内容还需要进一步研究。
4 结论
饲料中添加20 mg/kg抗菌脂肽可提高肠道脂肪酶和蛋白酶活性,促进中华鳖稚鳖的生长。
参考文献
[1]王自蕊,谯仕彦,李波,等.饲料中添加天蚕素抗菌肽对湘云鲫生长性能、非特异性免疫功能及抗病力的影响[J].动物营养学报, 2014,26(7):1856-1863.
[2]黄沧海,李波,王冬冬,等.抗菌肽对罗非鱼幼鱼生长性能的影响[J].中国畜牧杂志,2009(23): 53-56.
[3]姜珊,王宝杰,刘梅,等.饲料中添加重组抗菌肽对吉富罗非鱼生长性能及免疫力的影响[J].中国水产科学,2011(6):1308-1314.
[4]史庆超.抗菌肽Surfactin对吉富罗非鱼生长及肠道健康的影响[D].厦门:集美大学,2015.
[5]翟少伟,李剑,史庆超.抗菌脂肽Surfactin的抗菌活性及应用[J].动物营养学报,2015,27(5):1333-1340.
[6] Seydlova G,Svobodova J. Review of surfactin chemical properties and the potential biomedical applications[J].Central European Journal of Medicine,2008,3(2):123-133.
[7]史庆超,卢俊姣,陆鹏,等.饲料中添加抗菌脂肽对吉富罗非鱼生长性能和肠道消化酶活性的影响[J].饲料工业,2014,35(12):6-10.
[8]林逸朋.以半固态发酵生产表面素最适条件之探讨与作为饲料添加剂之研究[D].基隆:国立台湾海洋大学,2013.
[9]石广举,孙力军,王雅玲,等.NT-6抗菌脂肽对凡纳滨对虾生长性能及养殖源头弧菌数的影响[J].广东农业科学,2014(12):119-122.
[10]卢俊姣,翟少伟.饲料中添加葡多酚对吉富罗非鱼生长性能、肠道消化酶活性、血脂水平和肝胰脏抗氧化能力的影响[J].动物营养学报, 2014, 26(4): 1095-1102.
[11] Caspary W F. Physiology and pathophysiology of intestinal ab⁃sorption[J].The American Journal of Clinical Nutrition,1992,55(1): 299-308.
[12]李晋南,徐奇友,王常安,等.谷氨酰胺及其前体物对松浦镜鲤肠道消化酶活性及肠道形态的影响[J].动物营养学报,2014,26(5): 1347-1352.
[13]周晓波,黄燕华,曹俊明,等.5种乳酸菌对罗非鱼生长性能、体成分、血清生化指标及肠道菌群的影响[J].动物营养学报,2014,26 (7):2009-2017.
[14] Kakinuma A, Hori M, Isono M, et al. Determination of amino ac⁃id sequence in surfactin, a crystalline peptidolipid surfactant pro⁃duced by Bacillus Subtilis[J]. Agricultural and Biological Chemis⁃try, 1969(33):991-997.
[15] Kakinuma A, Sugino H, Isono M, et al. Determination of fatty ac⁃id in surfactin and elucidation of the total structure of surfactin [J]. Agricultural and Biological Chemistry, 1969(33):973-976.
[16] Seydlova G, Svobodova J. Review of surfactin chemical proper⁃ties and the potential biomedical applications [J]. Central Europe⁃an Journal of Medicine, 2008, 3(2):123-133.
[17]李剑.表面活性素在吉富罗非鱼饲料中的应用研究[D].厦门:集美大学,2015.
(编辑:沈桂宇,guiyush@126.com)
Effects of antimicrobial lipopeptides surfactin supplementation on growth performance and intestinal digestive enzyme activities of Juvenile Chinese soft-shelled turtle (Pelodiscussinensis)
Zhai Shaowei, Shi Qingchao, Wang Nan, Lu Peng, Guo Qingxiong
Abstract:A 6-week feeding trial was conducted to evaluate the effects of antimicrobial lipopep⁃tides surfactin supplementation on growth perfor⁃mance and intestinal digestive enzyme activities of juvenile Chinese soft-shelled turtle (Pelodis⁃cus sinensis). Two hundred and forty juvenile Chinese soft- shelled turtles with an averagebook=30,ebook=34body weight of(14.55±0.28) g were randomly divided into 4 groups with 3 replicates per group and 20 turtles per replicate. Chinese soft-shelled turtles of four treatment groups were fed the basal diet sup⁃plemented with 0(control group), 5,10 and 20 mg/kg antimicrobial lipopeptides Surfactin, respectively. Compared with control group, the final body weight and feed conversion ratio of 20 mg/kg antimicrobial lipopeptides supplementation group were significantly improved(P<0.05), weight gain rate of 10 mg/kg and 20 mg/kg antimicrobial lipopeptides supplementation groups were significantly increased (P<0.05), while there were no significant differences of the above parameters among other treatment groups (P> 0.05). The lipase activities of antimicrobial lipopeptides supplementation groups were significantly high⁃er than that of control group (P<0.05), there were no significant differences of lipase activities among antimicrobial lipopeptides supplementation groups (P>0.05); the protease activities of antimicrobial li⁃popeptides supplementation groups (except 5 mg/kg supplementation group) were significantly higher than that of control group (P<0.05). The amylase activities were similar among all treatment groups (P> 0.05). In conclusion, antimicrobial lipopeptides supplementation in diet of Chinese soft-shelled turtle could promote the growth performance and intestinal digestive enzyme activities, and the recommended level of antimicrobial lipopeptides supplementation in Chinese soft-shelled turtle diet is 20 mg/kg un⁃der this experimental condition.
Key words:antimicrobial lipopeptides;Chinese soft-shelled turtle;growth performance;digestive en⁃zymes activities
基金项目:“十二五”农村领域国家科技计划项目“功能性肽产品的创制与应用[2013BAD10B03]”
收稿日期:2015-09-08
作者简介:翟少伟,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为动物营养与饲料资源开发。
中图分类号:S963.73
文献标识码:A
文章编号:1001-991X(2016)02-0029-04
doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.02.006