鋅對點帶石斑魚生長和生理生化指標的影響

王慶奎 于雯雯 白東清 陳成勛 呂志敏 邢克智

鋅（Zn）是微量元素中生理功能最多的一種元素，分布于機體所有器官、組織和體液中[1]。Zn是動物體內許多酶(如羧肽酶A和堿性磷酸酶)的組成成分和激活劑，已知有20多種含Zn的金屬酶。Zn不僅參與動物體內碳水化合物、脂類、蛋白質、核酸和前列腺素等物質的代謝[2]，而且還在骨骼發育、生殖、免疫、凝血和生物膜穩定等生理機能中擔負重要角色[3]。Zn對維持紅細胞膜的正常離子轉運功能有重要意義[4]。缺乏Zn會導致魚類厭食、生長減緩、身體短小，眼睛出現白內障，皮膚和鰭糜爛，身體和骨骼中Zn濃度降低，骨骼中鈣含量減少，血清Zn含量減少，死亡率升高[2]。而高Zn飼料雖然能夠促進畜禽動物生長，提高餌料利用率，但也會造成動物Zn中毒、抑制腸道內細菌的生存、抑制對其它金屬離子的吸收，其排泄物對環境造成嚴重污染。畜禽產品中Zn含量過高，對人類健康會造成不利影響[5]。本試驗研究餌料中不同Zn添加量對點帶石斑魚(Epinephelus malabaricus)生長和生理生化指標的影響，為點帶石斑魚飼料中添加適量的Zn提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

點帶石斑魚（E.malabaricus）幼魚由天津市海發珍品實業發展有限公司提供。Zn為分析純的5ZnO·2CO3·4H2O，有效含量≥99.8%，由天津市博迪化工有限公司生產。

1.2 試驗餌料

Zn 在基礎餌料中的添加量為 0、13、39、91 和195 mg/kg，基礎餌料中Zn的含量為58.93 mg/kg，制成5種試驗餌料，每種餌料設3個重復（箱），每箱40尾，連續喂食點帶石斑魚6周。基礎餌料配方和營養成分見表1。復合維生素和復合礦物質按暖水性魚類營養需求添加[6]，其中復合礦物質中不添加Zn元素。

表1 基礎餌料配方和營養成分(%)

1.3 測定指標

試驗開始和結束時測量所有魚體長、體重，用于計算增重率、特定生長率和肥滿度。試驗結束時，每箱隨機取5尾魚，用MS－222麻醉后測量體長、體重，尾柄動/靜脈采血，解剖出內臟團，稱重，分離出肝胰臟、脾臟、頭腎并逐一稱重，計算內臟比指數和肝體比指數。每天記錄投餌量并虹吸出殘餌，用以計算餌料系數和蛋白質效率。記錄試驗期間死亡魚數，計算存活率。蛋白質效率(%)= 體增重(攝食量×餌料蛋白質含量數 ×100。

從內臟團中分離出胃和幽門盲囊，勻漿、離心(4℃，3000 r/min、30 min）后測上清液中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力。蛋白酶用福林酚法測定，活力定義為：37℃每分鐘水解酪蛋白產生1 μg酪氨酸為1個酶活力單位。脂肪酶用甘油三酯法測定，活力定義為：30℃每g組織蛋白在本反應體系中與底物反應1 min，每消耗1 μmol底物為1個酶活力單位。淀粉酶用淀粉－碘顯色法測定，活力定義為：在30℃、30 min內100 ml酶液中的淀粉酶能完全水解淀粉10 mg為1個酶活力單位。蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力均用南京建成生物工程研究所生產的試劑盒測定。

肌肉和肝胰臟中RNA/DNA按Robert等[7]的方法測定。血清和組織中的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、丙二醛(MDA)和堿性磷酸酶(AKP)用南京建成生物工程研究所生產的測試盒測定。

1.4 試驗條件和日常管理

試驗開始前用同一餌料馴養55 g左右試驗魚14 d，選規格一致的試驗魚隨機分組，開始正式試驗。試驗在85 cm×60 cm×45 cm的微流水水族箱進行，40尾/箱。每日投喂兩次(09:00，17:00)，每次飽食投喂，投餌后30 min收集殘餌。試驗期間水質條件為：水溫22～25℃，鹽度 22～27，溶解氧濃度＞5 mg/l，pH 值 7.2～8.6，氨氮濃度＜0.4 mg/l，亞硝酸氮濃度＜0.09 mg/l。

1.5 數據處理

數據用Excel 2003處理，用SPSS18.0軟件作單因素方差分析，差異顯著的(P＜0.05)用Duncan's法做多重比較，并對相關指標做曲線估計結果用平均值±標準誤表示，n=3。

2 結果

2.1 Zn對點帶石斑魚生長和餌料利用率的影響(見表 2～表 4)

從表2可以看出，除Zn添加濃度13 mg/kg組外，與對照組相比Zn對點帶石斑魚WGR和SGR影響顯著(P＜0.05)，且WGR和SGR隨Zn添加量的增多而增高。以餌料中Zn的含量為自變量X，分別對WGR（Y1）和 SGR(Y2)做擬合方程得：Y1=34.423263+0.154884X－0.000221X2(R2=0.867)，當 X 為 350.42時，Y1最大值為 61.56；Y2=0.764657+0.003152X－5.295877×10－6X2(R2=0.852)，當 X 為 297.59 時，Y2最大)×100；存活率(%)=結束時存活尾數開始時放養尾值為1.23。Zn對SR影響不顯著(P＞0.05)。

表2 Zn對點帶石斑魚增重率(WGR)、特定生長率(SGR)和存活率(SR)的影響

表3 Zn對點帶石斑魚肝體比(HSI)、內臟比(VSI)和肥滿度(CF)的影響(%)

從表3可以看出，與對照組相比，Zn添加量為91、195 mg/kg時對點帶石斑魚CF影響顯著(P＜0.05)，各組HSI和VSI差異不顯著(P＞0.05)。以餌料中Zn含量為自變量X對CF（Y3）做擬合方程得：Y3=2.510802+0.005648X－1.375431×10－5X2(R2=0.8958)，當 X 為205.32時Y3最大值為3.09。

表4 Zn對點帶石斑魚餌料系數（FC）和蛋白質效率（PER）的影響

從表4可以看出，隨著餌料中Zn添加量的增多，FC逐漸降低，PER逐漸升高，195 mg/kg組FC顯著低于對照組。

2.2 Zn對點帶石斑魚消化酶活力的影響(見圖1～圖3)

圖1 Zn對點帶石斑魚蛋白酶活力的影響

圖2 Zn對點帶石斑魚淀粉酶活力的影響

圖3 Zn對點帶石斑魚脂肪酶活力的影響

從圖1～圖3中可以看出，點帶石斑魚胃和幽門盲囊中蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力呈同一趨勢，即隨著餌料中Zn添加量的增多酶活力升高，Zn添加量為91 mg/kg時活力達峰值，之后酶活力下降。以餌料中Zn含量為自變量X，對胃（Y4）和幽門盲囊（Y5）中蛋白酶活力做回歸曲線得Y4=－0.00094X2+0.35539X+0.44867(R2=0.982)；Y5=－0.00054X2+0.20195X+18.13273(R2=0.962)。當X=189.04時，Y4最大值為34.04；當X=186.99時，Y5最大值為37.01。對胃（Y6）和幽門盲囊（Y7）中淀粉酶活力做回歸曲線得Y6=－0.00068X2+0.26697X+22.72276(R2=0.913)；Y7=－0.01162X2+3.891X－1.14015(R2=0.944)。當X=196.30時，Y6最大值為48.93；當X=167.43時，Y7最大值為 324.59。對胃（Y8）和幽門盲囊（Y9）中脂肪酶活力做回歸曲線得Y8=－0.00079X2+0.30368X－7.84956(R2=0.898)；Y9=－0.00038X2+0.12953X－1.66983(R2=0.914)。當X=192.20時，Y8最大值為21.33；當X=170.43時，Y9最大值為9.37。可以看出，餌料中Zn含量在167.43～196.30 mg/kg（Zn的添加量為108.50～137.37 mg/kg）時消化酶活力較高。

2.3 Zn對點帶石斑魚肌肉和肝胰臟中RNA/DNA的影響(見表5、表6)

表5 Zn對肌肉RNA/DNA的影響

表6 Zn對肝胰臟RNA/DNA的影響

從表5和表6中可以看出，隨著Zn添加量的增多，肌肉和肝胰臟中RNA/DNA逐漸升高。RNA/DNA(Y)與WGR(X)呈正相關，肌肉(Y10)和肝胰臟(Y11)RNA/DNA與WGR的線性方程分別為：Y10=0.0452X－1.0825（R2=0.958），Y11=0.0165X+0.2454（R2=0.803）。

2.4 Zn對點帶石斑魚SOD、CAT和MDA的影響(見圖 4～圖 6)

圖4 Zn對點帶石斑魚SOD活力的影響

圖5 Zn對點帶石斑魚CAT活力的影響

圖6 Zn對點帶石斑魚MDA的影響

從圖4～圖6可以看出，隨著Zn添加量的增加，血清中SOD活力和內臟SOD、CAT活力呈先升高后下降的趨勢，到Zn添加量為91 mg/kg時達峰值，之后降低。MDA含量變化趨勢正好相反，呈先降低后升高趨勢，到Zn添加量為91 mg/kg時達最低值，之后升高。

2.5 Zn對點帶石斑魚AKP的影響(見圖7)

圖7 Zn對點帶石斑魚AKP活力的影響

從圖7可以看出，隨著Zn添加量的增加，血清和內臟中AKP活力呈先升高后下降趨勢，到Zn添加量為91 mg/kg時達峰值，之后降低。Zn添加量為91 mg/kg時顯著提高肝胰臟AKP活力，Zn添加量為39 mg/kg和91 mg/kg時顯著提高血清AKP活力。Zn對脾臟和頭腎中AKP活力影響不顯著(P＞0.05)。

3 討論

不同魚類對飼料中Zn的需求量不同。Li等報道，含Zn 50 mg/kg的飼料（含8%動物蛋白）中不需添加Zn即可實現斑點叉尾鮰(Ictalurus punctatus)生長最大化[8]。美國紅魚(Sciaenops ocellatus)飼料中Zn的最低含量為20～25 mg/kg[9]。尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)幼魚飼料中 Zn的最低含量為30 mg/kg[10]。虹鱒(Oncorhynchus mykiss)和鯉魚(Cyprinus carpio)飼料中Zn 的適宜含量為 15～30 mg/kg[11－12]；斑點叉尾鮰和藍羅非魚(O.aureus)為 20 mg/kg[13－14]。若完全以海魚為蛋白源，大西洋鮭(Salmo salar)幼魚飼料中的Zn含量應大于67 mg/kg才能保證其正常生長[15]。魏萬權等[16]報道，為提高生長速率和保持魚體組織中正常Zn水平和酶活性，牙鲆(Paralichthys olivaceus)實用飼料中Zn添加量應大于80 mg/kg，Zn的總含量應在119.2 mg/kg以上。星斑川鰈(Platichthys stellatus)幼魚對飼料中Zn的最適需要量為167.88 mg/kg[17]。陳四清等[18]報道，餌料中添加6.8～20.5 mg/kg的Zn有助于黑鯛(Sparus macrocephalus)幼魚的生長。本試驗中，隨著Zn添加量的增大，魚體生長指標、消化酶活力、蛋白質效率和抗氧化能力隨之增高，FC和MDA逐漸下降。這表明在魚粉為主要原料的實用飼料中，為滿足點帶石斑魚對Zn的營養需求，必須添加Zn。通過對WGR和SGR做擬合方程得出餌料中Zn含量為350.42和297.59 mg/kg時WGR和SGR最大。為使點帶石斑魚生長速度最快，建議飼料中Zn添加量為238.66～291.49 mg/kg，飼料中Zn 含量為 297.59～350.42 mg/kg。

飼料中缺Zn時，將引起魚類生長緩慢、食欲減退、死亡率高、白內障、皮膚糜爛和短軀癥等明顯缺Zn癥狀[9－10,19]。但本試驗中，對照組除了生長緩慢外，并未出現其它典型的Zn缺乏癥，這可能是因為基礎飼料中Zn的含量足以防止上述Zn缺乏癥的出現，另外魚類也能通過鰓從水環境中獲得Zn[2]。

Hardy等[20]用放射性同位素65Zn證明，虹鱒(Salmo gairdneri)主要通過鰓排出餌料中的Zn，其次是尿。雖然本試驗中Zn的最高添加量遠超過一般魚類的最適添加量（195 mg/kg，飼料中 Zn 總含量為 253.93 mg/kg），但試驗魚并未出現外觀中毒癥狀，可能是點帶石斑魚通過鰓和尿排出了過多的Zn，但從消化酶活力、血清和臟器MDA含量和AKP活力等指標可以看出，過多添加Zn（195 mg/kg）還是產生了一定的負面影響。

本試驗表明，添加適量的 Zn（0～91 mg/kg）能顯著提高點帶石斑魚消化酶活力，餌料中Zn的添加量為108.50～137.37 mg/kg時消化酶活力較高。但添加高劑量的Zn（195 mg/kg）后消化酶活力有所下降，可能是高Zn造成試驗魚消化酶活力降低。戴家銀等[21]也發現，水中Zn2+能抑制真鯛(Pagrosomus major)幼魚CAT和胃蛋白酶活力。

AKP是一種含Zn的對底物專一性較低的磷酸單酯水解酶，它幾乎存在于身體的各組織中，是膜結合酶，肝臟中尤為豐富。它在體內直接參與磷酸基團的轉移和代謝，在水生動物的骨骼礦化過程中也起著重要作用[22]。本試驗發現，AKP在脾臟和頭腎中活力較高，在肝胰臟和血清中活力較低。Zn對肝胰臟和血清中AKP活力影響顯著，而對脾臟和頭腎中AKP活力影響不顯著。AKP活力隨餌料中Zn添加量的增多而升高，Zn添加量為91 mg/kg時活力顯著高于對照組，195 mg/kg時活力有所下降。魏萬權[16]也發現，隨著飼料中Zn添加量的增加，牙鲆腸黏膜AKP活力逐漸增強，添加Zn 80 mg/kg時活力最大。大西洋鮭血清AKP活力也隨飼料Zn含量的升高而升高[15]。

崔立嬌等[17]發現，隨著飼料中Zn水平的升高，星斑川鰈幼魚血清總抗氧化能力和SOD活力呈先升高后平穩的趨勢，在Zn水平為174.00 mg/kg時，飼料組達到峰值。本試驗也發現類似狀況：餌料中添加Zn可提高肝胰臟和血清中SOD活力，提高肝胰臟中CAT活力，但Zn添加量為195 mg/kg時活力有所下降。本試驗中試驗魚肝胰臟、脾臟和血清中MDA含量則隨Zn添加量的增加先降低后升高，這可能是過高的Zn（195 mg/kg）對抗氧化酶活力起到了抑制作用。

值得注意的是，本試驗中雖然高Zn飼料能明顯促進試驗魚的生長，但從生理生化指標的變化上可以看出過量添加Zn會對魚體造成一定的副作用。大量食用富集過多Zn的魚類可能會對人體健康造成潛在的危險。高Zn餌料可能通過魚的糞便和自身排Zn作用而污染水體，從而污染水生態環境。如何既提高石斑魚生長速度又盡量減少對環境污染是水產動物營養學的一個研究方向。與無機Zn相比，氨基酸螯合Zn能促進Zn和其它礦物元素的吸收，減少Zn排出對環境造成的污染[23]。因此，氨基酸螯合Zn有可能成為水產養殖業中很有應用前景的飼料添加劑。

4 結論

高Zn飼料能提高點帶石斑魚生長速率、蛋白質效率，降低餌料系數。為實現點帶石斑魚生長速度最大化，建議飼料中Zn添加量為238.66～291.49 mg/kg，飼料中Zn含量為297.59～350.42 mg/kg。

適量的Zn能提高消化酶活力和抗氧化能力。為維持較高的消化酶活力，建議點帶石斑魚飼料中Zn添加量為108.50～137.37 mg/kg，飼料中 Zn含量為167.43～196.30 mg/kg。

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