不同水平玉米淀粉对罗氏沼虾生长性能、饲料利用率及糖代谢的影响

■ 章祥胜 杨景丰 吴 钊 贠 彪 钱雪桥 姜冬火 袁瑞敏 姜瑞丽 王 胜

（广东海大集团股份有限公司，广东 广州 511400）

糖类物质作为三大营养素之一，饲料中添加适当水平的糖类物质不仅可以降低水产饲料的成本[1]，还能提高动物的生长性能[2-3]。与哺乳动物相比（如小鼠[4]、猪[5]和羔羊[6]），水生动物不能有效利用糖类物质[7]，尤其是甲壳类动物[8]。在甲壳类动物中，糖类不是必需的营养物质，因为它们只提供能量，甲壳类动物可以从蛋白质和脂类中获得能量[9]。糖类物质摄入过多会降低生长速度，影响糖脂代谢，导致死亡率高[3，10-11]。因此，在保证动物健康生长的同时，降低水产饲料成本和提高生长性能，确定合适的糖水平是非常重要的。

糖类物质为人类和大多数养殖动物的饮食提供了大部分能量，当分解代谢时，不同形式的可用多糖完全水解成葡萄糖并被各种器官吸收[12-13]。尽管其他单糖，如果糖、半乳糖和木糖，也可能以少量存在，葡萄糖仍是糖类物质消化的主要产物[12]。葡萄糖通常以糖原的形式储存在肝胰腺和肌肉中[11]。糖原是一种快速动员的短期储备燃料，对维持血淋巴葡萄糖的稳定性有重要作用。当鱼类或甲壳类动物长时间没有食物时，肝胰腺糖原通过葡萄糖-6-磷酸酶水解为葡萄糖[11]。糖酵解是在葡萄糖激酶（GK）和丙酮酸激酶（PK）两种关键酶的作用下，将葡萄糖分解为丙酮酸的一系列反应，为机体提供生命活动所需的能量。

罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）是一种优良的淡水大虾，原产于印度洋、太平洋地区，居于淡水或咸淡水水域，于1976 年在国内被引种成功后,其养殖规模迅速扩展。又因其具有食性广、生长快、病害少、受地域条件限制小、养殖性能优良等特点，已经成为世界上养殖量最高的三大虾种之一[14-15]。

糖类物质在罗氏沼虾上的作用值得关注，学者们大多专注于罗氏沼虾蛋白质和脂肪的研究[16-17]，然而，糖类物质无论是对罗氏沼虾的生长和健康，还是产业上的降本增效都有很大的价值。同时，已有研究表明玉米淀粉是最有利于罗氏沼虾生长的糖源[18]，因此，本研究以罗氏沼虾为研究对象，通过评估不同玉米淀粉水平饲料对罗氏沼虾生长性能、饲料利用率和葡萄糖代谢酶活性的影响，来确定罗氏沼糖类物质最适需求水平。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

配制了5 种等氮（42.8%粗蛋白）和等脂（8.0%粗脂肪）日粮饲料以满足罗氏沼虾对营养物质的需求，玉米淀粉水平分别为5%、10%、15%、20%和25%的饲料，实际含量分别为7.33%、12.72%、18.07%、21.98%和27.15%，见表1。所有原料来自广东海大集团股份有限公司。且均通过超细粉碎机研磨成细粉。微量成分，包括维生素和矿物质混合物，使用逐级扩大法混合（先混合添加量小于100 g的原料，然后与大量原料混合）。粉碎和混合后的原料分别通过挤出机和制粒机冷挤出，生产直径为0.8 mm 和1.0 mm 的两种颗粒，在90 ℃下熟化30 min，最后风干至水分约10%。将干燥的饲料密封在真空包装袋中，并在-20 ℃下储存备用。

表1 饲料配方与营养水平

1.2 试验管理

养殖试验在海大集团恩平育种中心进行，罗氏沼虾苗来自恩平罗氏沼虾遗传选育项目组，预先用漂白粉将暂养池和试验池消毒，冲洗干净。虾苗暂养30 d，规格达到（0.50±0.02） g 时，挑选规格整齐、健康无病的试验虾，分到规格为2 m×1.5 m×1 m的网箱中，试验共5 组，每组设置4 个重复，每个重复放养60 尾虾。试验开始前用对照组饲料驯养5～7 d，待虾能正常摄食且无死亡后开始试验。每天投喂4 次（06：00，10：00， 16：00，21：30），以早晚投喂为主，日投喂量为罗氏沼虾体重的3%～5%，达表观饱食。试验为期8 周，试验期间24 h 充气，溶解氧≥6 mg/L，不定期吸污换水，进水均用200 目筛网过滤，水温为26～30 ℃，氨氮≤0.3 mg/L，pH 7.8～8.3。

1.3 样品收集

养殖试验结束后，逐个网箱称重、计数。然后从每个网箱随机取虾12 尾，先用1 mL 注射器于围心腔处取血淋巴于1.5 mL离心管中；取肝胰腺放入无菌离心管中，并在液氮中短暂保存；最后将所有样品置于-80 ℃保存用于后续检测分析。

1.4 生长性能测定

养殖试验开始于2022 年7 月1 日，每个网箱放60 尾虾，并记录初始平均体重，结束于2022 年8 月26 日，记录每个网箱虾的实际存活数量，并称重，记录终末平均体重。

成活率（SR，%）=（试验结束时虾尾数/试验初始时虾尾数）×100

增重率（WGR，%）=（终末平均体重-初始平均体重）/初始平均体重×100

特定生长率（SGR，%/d）=（ln 终末平均体重-ln 初始平均体重）×100/试验天数

饲料系数（FCR）=饲料投喂量/（终末平均体重-初始平均体重）

1.5 血淋巴葡萄糖含量及酶活性的测定

血淋巴中葡萄糖含量、丙酮酸激酶（PK）、葡萄糖激酶（GK）、磷酸果糖激酶（PFK）和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）的活性均采用试剂盒（南京建成生物工程研究所有限公司）进行测定。并使用试剂盒（江苏科特生物科技有限公司）分析胰岛素样肽（ILP）和高血糖激素（CHH）的浓度。葡萄糖采用氧化酶法测定。糖代谢酶活均采用紫外法测定。GK、胰岛素样肽和高血糖激素采用ELISA 试剂盒测定方法。

1.6 肝胰腺糖原及三磷酸腺苷（ATP）的测定

肝胰腺样品需在冰浴中加入9体积（W/V）生理盐水匀浆，然后在4 ℃（Eppendorf centrifuge 5810R，Germany）下以3 000 r/min离心10 min。肝胰腺中的糖原和ATP含量也使用测定试剂盒（南京建成生物工程研究所有限公司）按相应方案进行测定。

1.7 数据处理与统计分析

试验结果用“平均值±标准差”表示，采用SPSS 23.0 对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，差异显著时用Tukey 进行多重比较检验，P＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 生长性能

由表2 所示，饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾生长性能及饲料利用的影响。终重、增重率、特定增长率和饲料系数均受到饲料玉米淀粉水平的影响。随着玉米淀粉水平升高罗氏沼虾终重、增重率和特定生长率都呈先上升后下降的变化趋势，其中，投喂15%玉米淀粉水平组最高。根据增重率与饲料玉米淀粉水平的折线和二阶多项式回归分析，罗氏沼虾实际的最适玉米淀粉水平为14.75%～15.79%，根据无氮浸出物计算可知，罗氏沼虾最适的糖类物质水平为17.82%～18.86%，见图1。所有试验组之间的存活率差异不显著（P＞0.05），饲料系数随玉米淀粉水平增加而不同程度降低，20%，25% 水平组显著高于5% 水平组（P＜0.05）。

图1 基于折线和二阶多项式回归分析的罗氏沼虾增重率与饲料玉米淀粉水平的关系

表2 饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾生长性能及饲料利用的影响

2.2 血淋巴葡萄糖含量及糖代谢酶活性

由表3 所示，饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾血淋巴葡萄糖含量、糖代谢酶活性及激素含量的影响。葡萄糖含量、丙酮酸激酶（PK）、葡萄糖激酶（GK）、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）的活性、胰岛素样肽（ILP）和高血糖激素（CHH）浓度均受到玉米淀粉水平的影响。葡萄糖含量随着饲料玉米淀粉水平呈上升趋势，投喂25%玉米淀粉处理组显著高于5%玉米淀粉处理组（P＜0.05）。

表3 饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾血淋巴葡萄糖含量及酶活性的影响

随着葡萄糖含量的增加，糖酵解相关酶PK 和GK的活性呈增加的趋势，且25%水平组显著高于5%水平组（P＜0.05），PFK 的活性无显著性变化（P＞0.05）；糖异生相关酶PEPCK 的活性25%水平组显著低于其他组（P＜0.05）。同时，血淋巴中ILP 的浓度25%水平组显著高于5%、10%、15%水平组（P＜0.05），而CHH的浓度呈现先升高后降低的趋势，15%玉米淀粉水平组的罗氏沼虾CHH浓度最高。

2.3 肝胰腺糖原及ATP含量

如图2 所示，饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾肝胰腺糖原及ATP 含量的影响。肝胰腺糖原及ATP 含量均受到饲料玉米淀粉水平的显著影响（P＜0.05）。随着饲料中玉米淀粉水平含量逐渐增加，肝胰腺糖原含量也显著增加，ATP 含量先增加后降低，投喂15%玉米淀粉的罗氏沼虾ATP含量最高。

图2 饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾肝胰腺糖原及ATP含量的影响

3 讨论

3.1 饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾生长性能及饲料利用的影响

黄黎明等[18]研究发现，玉米淀粉是最有利于罗氏沼虾生长的糖源，但罗氏沼虾的最适糖水平还未见报道。许多研究结果表明，饲料配方中糖类物质含量在18%～20%适用于甲壳类动物，如凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）[19]、斑节对虾（Penaeus monodon Fabricius）[20]、拟穴青蟹（Scylla serrata）[21]和中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）[22]。因此，本试验以玉米淀粉为糖源，设计5%、10%、15%、20%和25%共5 个梯度去探究对罗氏沼虾生长性能、饲料利用及糖代谢的影响。

适当增加饲料配方中糖类物质的比例，有利于罗氏沼虾的生长，但过量的糖类物质也会抑制生长[2-3，10-11]。在本研究中，罗氏沼虾终重、增重率和特定生长率都呈先上升后下降的变化趋势。基于增重率与饲料玉米淀粉水平的折线和二阶多项式回归分析，罗氏沼虾实际的最适玉米淀粉水平为14.75%～15.79%。根据无氮浸出物计算可知，罗氏沼虾最适的糖类物质水平为17.82%～18.86%。大量的研究表明，蛋白质和脂肪水平的变化均会导致饲料系数显著变化[17，23]，这说明氨基酸和脂肪酸变化会强烈引起水产动物对饲料的采食差异，糖类物质并没有诱食方面的优势[22，24]。但本研究中，饲料系数随着糖水平的增加而降低，这可能是因为低糖水平的饲料总能低于高糖饲料，罗氏沼虾需要通过摄入更多的饲料来获取充足的能量。

3.2 饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾血淋巴葡萄糖含量及糖代谢酶活性的影响

在本研究中，随着饲料中玉米淀粉水平逐渐增加，葡萄糖含量显著增加。摄入糖类物质会导致血淋巴葡萄糖升高，这与很多研究结果相同[20，24-25]。随着糖类物质的摄入，葡萄糖含量升高，为了保持血糖平衡，抑制葡萄糖升高的相关激素必然也会升高，反之，促进葡萄糖上升的激素则会被抑制。胰岛素对鱼类代谢的影响已被广泛综述[26-27]。在甲壳动物中并不存在胰岛素，但经研究发现存在一种类似胰岛素功能的多肽分子，称之为胰岛素样肽（ILP）[28-29]。在中华绒螯蟹的试验中证明了ILP 具有降血糖功能，其主要表达于肝胰腺、眼柄、胸腹神经团等内分泌器官内[30]。因此，在本研究中，ILP 的含量也是呈逐渐升高趋势。而甲壳类高血糖激素（CHH）的含量则呈现先上升后降低的趋势，与生长趋势一致。CHH 是唯一已知的血淋巴葡萄糖调节激素，I 型CHH 具有增加血淋巴葡萄糖的功能[31]。但除I 型CHH 外，CHH 家族也能协助蜕壳，并参与蜕壳后的生长[32]。因此，本研究中，CHH 的含量与生长性能呈现一致的趋势也是合理的。

伴随着血糖水平的改变，葡萄糖代谢也出现相应的波动，表明葡萄糖是各种刺激过程中重要的底物[33]。糖酵解和糖异生是葡萄糖代谢的重要途径。GK、PFK 和PK 都可以限制糖酵解途径，影响葡萄糖分解获取能量。为了调控葡萄糖稳态，在本研究中，糖酵解相关酶PK 和GK 的活性也呈增强趋势。GK 对葡萄糖有高度专一性，葡萄糖含量的上升可以诱导GK 酶活性的提高。同时，在葡萄糖转化成丙酮酸的过程中，PK 活性也显著增强。糖异生途径是合成葡萄糖的过程，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）可以限制葡萄糖的合成。因此，在本研究中，PEPCK 活性随糖类物质含量上升而下降。

3.3 饲料玉米淀粉水平对罗氏沼虾肝胰腺糖原及ATP含量的影响

组织中的糖原是由血清或血淋巴中的葡萄糖合成的。在本研究中，葡萄糖含量增加，糖原含量也显著增加。和许多研究结果一致，过量的葡萄糖可以合成更多的糖原，当机体提供能量时，首先消耗糖原[2，34]。然而，过量的糖原积累可导致脂质沉积和组织损伤，从而影响水产动物的健康和生长[7，11]，因此，投喂25%玉米淀粉水平组的罗氏沼虾生长性能最差，但糖原积累最多。

内源性和外源性因素会改变机体能量需求和供应的平衡，为了应对平衡的变化并维持能量稳定，机体会通过调节线粒体的代谢状态以调节ATP的产生[35]。在本研究中，ATP 含量先增加后降低，与生长趋势一致。ATP 直接为机体生长及生理活动提供能量，罗氏沼虾的快速生长离不开能量的供应，因此，罗氏沼虾机体内ATP 的储存量与生长性能成正比。

4 结论

本研究结果表明，适量添加玉米淀粉可以提高罗氏沼虾的生长性能。基于增重率与饲料玉米淀粉水平的折线和二阶多项式回归分析，罗氏沼虾实际的最适玉米淀粉水平为14.75%～15.79%。根据无氮浸出物计算可知，罗氏沼虾最适的糖类物质水平为17.82%～18.86%，与其他的甲壳动物最适糖水平的研究结果相差不大。同时，随着糖类物质添加水平的增加，糖原含量增加，胰岛素样肽含量降低。糖酵解酶活性增强，糖异生酶活性降低。