斜带石斑鱼幼鱼肌醇需要量的研究

2022-07-07林华杏沈汉杰杨奇慧谭北平迟淑艳

中国饲料 2022年13期

林华杏，沈汉杰，杨奇慧,2*，谭北平，杨杰，迟淑艳,2

（1.广东海洋大学/水产动物营养与饲料实验室，广东湛江 524025；2.广东省水产经济动物病原生物学与流行病学重点实验室，广东湛江 524088）

肌醇（MI）是最活跃的异构体，作为细胞膜结构成分存在于组织中（杨杰等，2015）。动物体内肌醇主要是磷脂酰肌醇，可调节动物血液中胆固醇和甘油三酯含量，进而调节脂质代谢（南韦肖等，2014）。MI 也是一种促微生物生长因子，被认为是一种必需的维生素营养素，常被添加到水产饲料中（杨杰等，2015）。目前，对施氏鲟（Wang 等，2018）、条石鲷（Khosravi 等，2015）、哲罗鲑（Wang等，2020）、杂交鲟（Acipenser baerii ♀× A.schrenckii ♂）（Li 等，2020）、异育银鲫（Gong 等，2014）、胭脂鱼（蒋明等，2017）等研究表明，MI 可促进动物生长和提高饲料转化率。此外，肌醇还能促进草鱼对脂肪消化，降低其肌肉脂肪积累（林肯，2018）。

肌醇在动物体不同器官中由葡萄糖合成，包括肝脏、肾脏、大脑和其他组织（徐运杰等，2021；Dinicola 等，2017）。如果水生动物体内缺乏肌醇会导致生长缓慢、采食量减少、肝脂升高、转氨酶活性低下等不良症状（Jiang 等，2016；Council 等，2011），如异育银鲫（Gong 等，2014）、条石鲷（Khosravi 等，2015）和凡纳滨对虾（Chen 等，2018）等，研究发现机体肌醇合成不足以满足其代谢需求，会出现饲料效率降低，死亡率高，生长下降等不良症状。而且，不同水产经济动物对肌醇需求存在很大差异，如哲罗鲑（28.75 mg/kg）（Wang 等，2020），草鱼（286.8 mg/kg）（李双安，2017），吉富罗非鱼（847 mg/kg）（田娟等，2018）等。

斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）是一种广泛分布于世界各地的沿海暖水鱼。石斑鱼具有生长快、经济价值高、消费需求大等特点，是集约化养殖理想选择的海水养殖品种之一（Lin 等，2021；梁达智等，2019）。 2020 年,我国石斑鱼年产量达到192045 t （2020 年中国渔业统计年鉴，2021），位列全国海水养殖品种前十。目前，关于肌醇对斜带石斑鱼生长和生理影响研究鲜见报道。因此，本研究旨在评估斜带石斑鱼幼鱼摄食不同水平肌醇饲料对其生长性能、饲料利用和血清生化指标影响，为肌醇合理使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料本研究基础饲料组成如表1 所示。在本研究基础配合饲料中分别添加0（M0组）、100 （M100 组）、200 （M200 组）、400（M400组）、800（M800 组）、1600（M1600 组）mg/kg MI（MI浓度≥99%，Sigma），制备6 组试验饲料。饲料中MI 含量采用气相色谱法（肖锦永等，2014）（7890A，Agilent，California，America）进行检测（广东长荣集团股份有限公司理化分析质量检测中心，中国湛江）。本研究饲料中MI 的实际含量见表2。

表1 基础饲料组成及营养水平（干物质基础）

表2 MI 水平的添加值和实测值mg/kg

全部原料粉碎（SF320，泰州双峰机械有限公司）后过筛（孔径0.246 mm），按配方称量，置于VH-6 混合机中（江苏驰通）混匀，再倒入多功能搅拌机（B20-G，恒联），量取25%水（饲料质量）缓慢倒入搅拌机，混匀。混匀料倒入F-26 型挤条机（华南理工大学），制成颗粒状（马豪勇等，2014；王铵静等，2018），室温风干，用密封袋密封，存于-20 ℃（CR22GΙΙΙ，广州市穗凌电器有限公司）（ He等，2021）。

1.2 试验动物与养殖管理本试验中所需的石斑鱼来自中国湛江东海岛某孵化场遗传背景相同、无病原体的鱼苗。所有运输鱼均饲喂基础饲料（M0）2W。驯化后，450 尾试验鱼 [初重为（16.94±0.06）g]平均随机放入18 个1 m3玻璃钢养殖桶，进行8W 的饲养试验（Yang 等，2017）。水体持续曝气保持溶解氧水平接近饱和，每次投喂前，各养殖桶水体更换70%体积。养殖期间，水温28 ～32 ℃、盐度（28±2）、溶解氧5.20 ～7.50 mg/L、pH（8.02±0.01）。每天喂食两次（8:00和16:00）至视觉饱足。

1.3 样品采集饲养56 d 后，停料24 h。记录每个试验桶中鱼的数量和体重。用甲磺酸三卡因（MS-222，100 mg/L）麻醉每个重复桶随机选取的试验鱼，3 尾存于-20 ℃低温冰箱（CR22GΙΙΙ，广州市穗凌电器有限公司）用于测定全鱼体成分。静脉抽取10 尾鱼血样，4 ℃下静置过夜，3500 r/min离心10 min，取上清液分装，存于- 80 ℃（DW-86L338J，青岛海尔生物）待测（吴远彩等，2021）。

1.4 计算公式:

增重率/%=（mt-m0）/m；

饲料转化率=mi/（mt-m0）；

特定生长率=（lnmt-lnm0）/t；

成活率/%=终末数量/初始数量；

蛋白效率比=（mt-m0）/蛋白摄入量；

蛋白沉积率/%=鱼体蛋白增加量/蛋白摄入量×100；

脂肪沉积率/%=鱼体脂肪增加量/脂肪摄入量×100；

式中：m0为初始均体质量，g；mt为终末均体质量，g；mi为试验期间投入饲料量，g；t为试验持续时间，d。

全鱼和饲料常规检测参照AOAC（1995）。样品在105 ℃干燥箱（DHG-9240A，上海）中烘至恒重，计算水分含量。使用杜马斯定氮仪（SKALAR，荷兰）测定粗蛋白质含量（N×6.25）；粗脂肪含量采用XT15 提取器（Ankom XT15，United States）测定。使用马弗炉（DTM-3K-1.5，上海）550 ℃灼烧粉碎全鱼和饲料后测定粗灰分含量。

在惠特曼生物科技有限公司（中国，南京）购买试剂盒。碱性磷酸酶（ALP）参照Zhu 等（2021），天冬氨酸转氨酶（AST）和丙氨酸转氨酶（ALT）测定方法参照刘泓宇等（2021），甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）参照蔡润佳等（2021），高密度脂蛋白（HDL-C）和低密度脂蛋白（LDL-C）参照Ray 等（2021）方法进行。

1.5 统计分析用单因素方差（SPSS 17.0 软件）分析数据，Tukey's HSD 作多重比较，P＜0.05 为差异显著（数据以“平均值±标准差”表示）。根据Shiau 和Su（2005）方法，基于WGR，使用折线回归法评估饲料中石斑鱼MI 需求。

2 结果

2.1 饲料中MI 水平对石斑鱼生长和饲料利用的影响各试验组成活率差异不显著（P＜0.05）。与M0 组相比，试验M200、M400、M800、M1600 组的饲料利用率（FE）和增重率（WGR）显著提高（P＜0.05），FE 分别显著提高12.73%（M200），19.64%（M400），24.20% （M800），22.13%（M1600），WGR分别显著提高13.34%（M200），21.00%（M400），26.48%（M800），23.38% （M1600）。根据WGR 进行折线回归分析，石斑鱼最适生长MI 需要量为482.6 mg/kg（表3，图1）。

表3 饲料中MI 水平对斜带石斑鱼幼鱼生长性能、饲料效率和形态学指标的影响

图1 投喂不同水平MI 饲料8W 后，斜带石斑鱼幼鱼增重率变化折线

不同MI 水平下，特定生长率（SGR）、蛋白质效率（PER）、肥满度（CF）、脂肪沉积率（PPV）、脂肪转化率（LPV）均有显著差异。随着MI 水平升高，PER 和SGR 均呈显著升高趋势（P＜0.05），在457.0 mg/kg 后达到稳定水平（P＞0.05）。各试验组PER 分别较对照组提高3.91%（M100），12.85%（M200），20.11%（M400），24.02%（M800），22.91%（M1600），而各试验组SGR 较对照组分别提高2.58% （M100），7.22% （M200），10.82% （M400），13.40%（M800），11.86%（M1600）。 PPV 和LPV 随MI 水平升高而显著升高（P＜0.05），在198.9 mg/kg 后趋于平稳（P＞0.05）。饲料MI 含量过低（46.4 mg/kg）或过高（1471.6 mg/kg）均使CF 降低，其中M0 组CF 最低（P＜0.05），其他各组CF差异不显著（P＞0.05）。

2.2 饲料中MI 水平对石斑鱼全鱼体成分含量的影响如表4 所示，各组粗蛋白质和水分含量差异不显著（P＞0.05）。粗脂肪呈上升趋势，添加

表4 饲料中MI 水平对斜带石斑鱼幼鱼全鱼体成分的影响（干物质）%

743.4 mg/kg 和1471.6 mg/kg 组粗脂肪分别较对照组显著提高5.58%和3.51% （P＜0.05）。

2.3 饲料中MI 水平对石斑鱼血清生化指标的影响除丙氨酸转氨酶（ALT）、高密度脂蛋白（HDL-C）外，各试验组碱性磷酸酶（ALP）、天冬氨酸转氨酶（AST）、低密度脂蛋白（LDL-C）、总胆固醇（TC）、甘油三脂（TG）均有显著差异（表5）。随着MI 水平升高，ALP、AST 活性和TG 水平逐渐显著降低，其中M 0 组显著高于各试验组（P＜0.05）。各试验组ALP 较对照组分别显著降低10.33% （M100），17.39%M200），19.39%（M400），30.26% （M800），38.22%（M1600）。各试验组TG较对照组分别显著降低58.02%（M100），66.55%（M200），71.33%（M400），75.77%（M800），72.01%（M1600）。随着MI 水平升高，TC 和LDL-C 水平先升高后降低，未添加肌醇试验组TC 和LDL-C水平最低（P＜0.05）。各试验组TC 较对照组分别显著提高10.83%（M100），9.17%（M200），11.67%（M400），14.17%（M800），7.5%（M1600）。

表5 饲料中MI 水平对斜带石斑鱼幼鱼血清生化指标的影响

3 讨论

本研究结果表明，不同肌醇水平处理下对照组增重率均低于各试验组，并且通过对增重率进行折线回归分析，表明肌醇对其正常生长的必要性，而且石斑鱼缺乏合成MI 能力，或其自身合成量不足以满足生长需求。本结论与哲罗鲑（Wang等，2020）和条石鲷（Khosravi 等，2015）相一致，其自身合成MI 不能正常供给，需要更多外源性MI来维持其正常生长和发育。随着肌醇含量增加，PER 先升高后趋于稳定，这与杂交鲟研究相一致（Li 等，2020）。本研究饲料中不添加肌醇对照组成活率和增重率均低于添加肌醇试验组，说明不添加肌醇会影响斜带石斑鱼幼鱼的成活率和生长，类似结论如在胭脂鱼（蒋明等，2017）上，饲料中添加适宜肌醇（300 mg/kg），胭脂鱼死亡率明显降低。本研究饲料中添加适量肌醇（≥198.9 mg/kg），饲料转化率和蛋白质效率显著提高，说明饲料中添加肌醇可促进斜带石斑鱼幼鱼蛋白沉积和生长，并且改善其饲料利用。

根据增重率折线回归分析，本研究得出斜带石斑鱼幼鱼肌醇最适需要量为482.6 mg/kg。该值低于其他一些水生动物的需求，但是多数研究都证明饲料中需要添加适量肌醇以促进鱼类生长。如在大菱鲆研究上（王雅平等，2019），添加622 ～991 mg/kg 肌醇能使其生长速度显著提高；在吉富罗非鱼研究中（田娟等，2018），添加847 mg/kg 肌醇能使其生长性能显著增高。可能原因是饲料中肌醇添加需求可能与鱼类种类，生长期，MI 生物合成速率，生理和营养胁迫有关（杨杰等，2015）。此外，鱼类对肌醇需求也受到饲料中碳水化合物和脂肪来源的影响（Khosravi 等，2015）。

在胭脂鱼（张志强，2016）、条石鲷（Khosravi等，2015）及异育银鲫（Gong 等，2014）研究中发现，肌醇对全鱼、肝脏和肌肉脂肪的影响分别为无显著差异、显著增加和显著降低，表明肌醇对脂肪沉积和代谢具有鱼种特异性、剂量效应依赖性和组织表达差异化。在本研究中，随着饲料肌醇水平升高，全鱼粗脂肪显著升高，其可能原因是不同水生动物对MI 有不同要求。过多或过低MI 补充可能抑制脂肪酶分泌（李艳，2020），即饲料中添加过低或过高MI 对脂肪酶活性也有显著影响，比如哲罗鱼（张美彦等，2014）和建鲤（Liu 等，2011）。因此，饲料中添加高于743.4 mg/kg MI 可能影响石斑鱼幼鱼脂质代谢。

血清生化指标能反映动物营养状态、代谢和疾病状态（Ray 等，2021）。 ALP 活性通常被用作肝疾病的生物标志物，可去除蛋白质中的磷酸盐。 ALP 通过肝脏，由胆汁排出。当排泄过程受阻，ALP 活性偏高（朱庆国等，2012）。在本研究中，对照组ALP 活性最高。当脂肪能及时运出肝脏，使肝脏免受损伤时，ALP 活性和胆汁酸水平显著降低，说明饲料中添加肌醇显著降低了血清ALP 活性。 ALT 和AST 是肝脏合成和分泌的消化酶，作为判断肝功能的重要指标（Ray 等，2020）。肝脏结构受损后，AST 和ALT 会迅速从细胞质中释放出来，进入血液循环（刘泓宇等，2021）。本研究结果表明，AST 活性显著降低，但ALT 活性没有显著差异，呈降低趋势，表明MI 影响肝脏中消化酶分泌，甚至保护鱼类肝脏健康，表明饲料中添加MI 有助于维持斜带石斑鱼幼鱼较好的生理状态。

鱼类内源性和外源性脂类及脂肪组织储存、动用主要借助血清运输到其他组织，因此血脂水平能够反映脂类代谢状态（崔红红等，2013），并且肌醇作为磷脂组成成分，能够促进脂肪分解（Shiau 等，2005）。由于肌醇可促进脂肪代谢，鱼类提高对饲料中脂肪吸收和饲料转化（Li 等，2016）。对此，本研究中添加肌醇可提高饲料转化率、促进脂肪代谢和生长同时，也会反映到与脂代谢相关的血脂水平上。本研究结果显示，添加MI后，血清TC 含量和LDL-C 含量显著升高，而血清TG 含量显著降低，可能是肌醇促进脂肪分解，产生了饱和脂肪酸，而饱和脂肪酸被认为是能够升高胆固醇含量的重要物质（闻芝梅等，1998），从而提高了肝脏中胆固醇含量。 LDL-C 功能是将肝脏内胆固醇经血液运至各组织。对此，肝脏胆固醇升高表明LDL-C 加快肝脏胆固醇转运速度，进而使血清中TC 和LDL-C 含量同时升高。本研究中，肌醇能够显著降低斜带石斑鱼幼鱼血清中TG含量，其原因可能是肌醇促进斜带石斑鱼幼鱼体内脂肪代谢，产生了较多的n-3 脂肪酸。这些n-3脂肪酸能阻碍TG 渗入到肝脏LDL-C 颗粒中（闻芝梅等，1998），导致分泌到血液中TG 含量减少。