N-氨甲酰谷氨酸对大菱鲆幼鱼营养组成及免疫功能的影响

2017-01-05尚晓迪陈春秀王群山范文涛赖玉娇

饲料工业 2017年18期

■尚晓迪陈春秀贾磊* 王群山范文涛赖玉娇

（1.天津渤海水产研究所，天津 300457；2.亚太兴牧（北京）饲料科技有限公司，北京 100193）

N-氨甲酰谷氨酸（NCG）作为N-乙酰谷氨酸（NAG）的类似物，不容易被降解酶分解，进入细胞线粒体[1],能促进生物体内精氨酸的合成。精氨酸作为鱼类的必需氨基酸，具有促蛋白合成，提高机体免疫等多种功能。廖英杰等[2]研究表明，精氨酸有助于提高团头鲂的免疫功能和抗病原菌感染能力。张凯凯[3]研究表明，提高饲料中精氨酸水平有利于提高大菱鲆幼鱼的抵抗力。

NCG作为精氨酸的内源合成剂，在畜禽研究中具有促进蛋白质合成，提高动物免疫的功能，然而在水产动物中研究较少。大菱鲆（Scophthatmus maximus）属鲆科(Bothidae)、菱鲆属(Scophthalmus)，1972 年引入我国后开展了养殖、繁育、营养等多方面研究。本研究通过在饲料中添加不同水平的NCG，探讨NCG对大菱鲆幼鱼营养成分及免疫功能的影响，旨在为正确评价NCG在大菱鲆幼鱼体内合成内源精氨酸中的功效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及试验设计

大菱鲆幼鱼购自河北省昌黎渔场，平均体重为（24.89±0.51）g，选取体质健壮、规格整齐的个体，随机分配到已编号的网箱。用基础饲料进行5 d的驯饲，待试验鱼均能较好摄食后，进行正式试验。

1.2 试验饲料

试验饲料（表1）中采用单因子浓度梯度法设计，在基础饲料中分别添加0、0.01%、0.02%、0.04%、0.08%的NCG(纯度≥97%，由亚太兴牧（北京）饲料科技有限公司提供)，加工成直径为2 mm的饲料颗粒，塑料袋分装，-20℃保存。

1.3 饲养与管理

试验分为5个处理组，每组3个重复，每个重复30尾鱼，饲养于高1 m，底面直径为1 m的圆柱形网箱中，网箱置于车间养殖池内。每天人工投喂2次（5∶30和18∶00），日投饵量为鱼体重1.5%，根据鱼体生长摄食情况调整投喂量，试验持续8周。试验期间水温（18±0.5）℃，盐度15.6～17.5，溶解氧＞7.0 mg∕l，亚硝酸盐＜0.01 mg∕l，氨氮＜0.1 mg∕l。

表1 试验饲料配方及营养水平(%)

1.4 样品采集

养殖试验结束后禁食24 h，每组取6尾试验鱼用于测定全鱼营养成分；6尾试验鱼取出背肌和肝脏，保存于-80℃冰箱备用；6尾试验鱼尾静脉取血，用离心机以3 500 r∕min离心15 min分离上层血清，分别保存于-80℃冰箱备用。饲料和鱼体常规营养成分的测定参照Cunniff[4]的方法。鱼体肌肉和饲料中氨基酸含量，采用日立835-50型氨基酸分析仪测定。血清过氧化氢酶（CAT）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）、总抗氧化能力（T-AOC）、一氧化氮（NO）、一氧化氮合酶(NOS)，均采用南京建成试剂盒测定。肝脏精氨酸酶（Argi⁃nase）使用上海江莱生物科技有限公司试剂盒测定。

1.5 数据处理与统计分析

试验所得数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，结果均用“平均值±标准差（X±SD）”表示，若有显著差异（P＜0.05），用Duncan's法检验进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 NCG对大菱鲆幼鱼鱼体营养组成的影响(见表2)

表2 NCG对大菱鲆幼鱼鱼体和肌肉营养组成的影响(%)

NCG对大菱鲆幼鱼全鱼和肌肉营养成分有不同程度的影响。由表2可知，全鱼水分随着饲料中NCG浓度的增加呈现先降低后升高趋势，全鱼粗蛋白质趋势相反，0.02%组全鱼粗蛋白质达到最大值，全鱼粗脂肪随着NCG水平的升高逐渐下降。NCG对全鱼灰分影响不显著（P＞0.05）。对照组肌肉水分显著高于其他各组（P＜0.05），对照组和0.01%组肌肉粗蛋白质含量显著低于其他各组（P＜0.05），肌肉粗脂肪含量随着NCG含量的增加逐渐降低，各组间存在不同差异。

2.2 NCG对大菱鲆幼鱼肌肉氨基酸含量的影响（见表3）

表3 NCG对大菱鲆幼鱼肌肉氨基酸含量的影响(%)

NCG对肌肉中部分氨基酸以及氨基酸总量有不同程度影响，其中肌肉中精氨酸的含量先随着NCG水平升高而增大，之后趋于平稳，0.02%～0.08%组均显著高于对照组(P＜0.05)。肌肉中必需氨基酸总量、非必需氨基酸总量和氨基酸总量呈现先升高后下降的趋势，均在0.04%组达到最大值，显著高于对照组(P＜0.05)。

2.3 NCG对大菱鲆幼鱼血清及肝脏生化指标的影响（见表4）

表4 NCG对大菱鲆幼鱼血清及肝脏生化指标的影响

由表4可知，随着饲料中NCG水平升高，大菱鲆幼鱼血清总超氧化物歧化酶（T-SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性逐渐升高，但在0.08%组降低，总抗氧化能力（T-AOC）逐渐升高，各添加NCG组酶活性和抗氧化能力均显著高于对照组（P＜0.05）。血清中一氧化氮（NO）含量各添加组显著高于对照组（P＜0.05），但0.02%～0.08%组之间无差异。一氧化氮合酶随着饲料中NCG的增加而酶活性逐渐增大，各添加组酶活性均显著高于对照组(P＜0.05)。肝脏中精氨酸酶活性呈现先升高后下降的趋势，各组间酶活呈一定差异。

2.4 回归分析

饲料中不同NCG添加水平设为自变量（x），将每组肝脏精氨酸酶活性设为因变量（y）分别进行折线回归性分析，见图1，精氨酸酶活性达到最大值时，NCG的添加水平为0.021 2%。

3 讨论

3.1 NCG对大菱鲆幼鱼肌肉营养成分的影响

NCG是NAG的稳定类似物，NAG是精氨酸内源合成限速酶——氨甲酰磷酸合酶-1（Carbamoy1 phos⁃phate synthase-1，CPS-1）的激活剂。NCG作为NAG类似物，可以有效激活精氨酸合成途径中关键酶CPS-1，促进精氨酸的合成[5-6]。印遇龙等[7]研究表明，饲料中添加0.8 g∕kg NCG可有效提高仔猪血浆精氨酸浓度。程炜轩等[8]研究表明，饲料中添加适量NCG时，尼罗罗非鱼血液中精氨酸含量显著高于对照组。本研究饲料中添加适量NCG有助于体内精氨酸的合成。通过对大菱鲆肌肉氨基酸成分分析，添加组中肌肉精氨酸的含量高于对照组，外源添加赖氨酸和精氨酸对大菱鲆组织氨基酸沉积存在颉颃作用[9]，而本研究在对大菱鲆肌肉氨基酸的检测中，对赖氨酸没有显著影响，表明饲料中添加NCG促进内源精氨酸的合成，不影响赖氨酸的吸收。同时0.02%～0.08%组肌肉中氨基酸总量高于对照组，添加组的全鱼和0.02%～0.08%组粗蛋白质含量显著高于对照组，粗脂肪随着饲料中NCG的升高而逐渐减少，说明饲料中添加NCG有助于鱼体内氨基酸的合成，进而促进蛋白质的合成，减少脂肪沉积。

3.2 NCG对大菱鲆幼鱼免疫功能的影响

精氨酸两条代谢途径在机体免疫调节中起到关键作用，一是在一氧化氮合成酶（NOS）的作用下，通过分解出一氧化氮（NO），起到扩张血管，维持血流通畅，从而调节机体的免疫能力[10]。NOS作为专一催化精氨酸产生内源NO的酶，其活力亦可反映生物体的健康情况[11]。本试验中随着饲料中NCG添加量的上升，内源合成精氨酸含量增加，为NOS提供了充足的底物，催化产生NO使血清中NO含量逐渐升高，增强鱼体的免疫功能[12]。另一条代谢途径是在精氨酸酶的作用下，促进蛋白质合成，改善机体内氮平衡，从而提高机体免疫功能[13]。在精氨酸酶途径中，精氨酸通过精氨酸酶转化为尿素和鸟氨酸[14]。硬骨鱼类虽具有精氨酸酶，但是不能合成尿素[15]。Melo等[16]曾提出鱼类肝脏精氨酸酶活性与饲料中精氨酸含量有关，可反映试验鱼对精氨酸的需求量。本试验饲料中NCG含量增加，鱼体内合成精氨酸量增加，精氨酸酶活性也随之升高（0.08%组除外）。和本试验研究结果一致，Berge等[17]在研究大西洋鲑中，饲料中精氨酸含量增高，肝脏中精氨酸酶活性增强。Fournier等[18]研究表明大菱鲆饲料精氨酸含量与其肝脏精氨酸酶活性相关。本试验中通过NCG添加浓度与精氨酸酶活性进行回归分析，NCG的适宜量为0.021 2%。

图1 饲料中NCG水平对精氨酸酶活性的回归分析

机体防御体系的抗氧化能力的强弱与健康程度存在着密切联系，T-AOC可反映机体的抗氧化能力。机体可通过消除自由基和活性氧的方式起到抗氧化作用[19]。氢氧自由基是化学性质最活泼的活性氧，它几乎与细胞内的每一类有机物如糖、氨基酸、磷脂、核苷酸和有机酸等都能反应，并且有非常高的速度常数，因此它的破坏性极强，但它可以被分解，因而测定CAT活性就有其重要意义。SOD能清除超氧阴离子自由基，保护细胞免受损伤，对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用。张桂杰等[20]研究表明饲料中添加瘤胃保护型NCG提高舍饲滩羊血清中TSOD活性和总抗氧化能力。杨平[21]曾在对妊娠母猪的研究中指出NCG可通过内源合成精氨酸，间接发挥免疫作用。本试验通过在饲料中添加NCG，显著提高大菱鲆幼鱼血清中抗氧化能力、CAT活性和T-SOD活性，改善机体免疫功能。