飼料中添加氧化三甲胺對哲羅魚生長性能、肌肉成分、消化道脂肪酶活性和血清生化指標的影響

王常安 徐奇友 許 紅 尹家勝 王 洋

(1.中國水產科學研究院黑龍江水產研究所，哈爾濱 150070;2.東北林業大學野生動物資源學院，哈爾濱 150040)

氧化三甲胺(trimethylamine oxide，TMAO)，分子式為(CH3)3NO，化學結構與甲基供體膽堿、甜菜堿和S－腺苷甲硫氨酸等相似［1］，廣泛存在于原核生物和真核生物的組織中，是動物體內重要的無毒中間代謝物［2］。TMAO對水產動物有促生長的作用，可提高羅非魚(Oreochromis niloticus)［2］、鯽(Carassius auratus)［3］等的生長性能。TMAO 還可調節水產動物脂肪代謝，改變其體組成。例如，飼料中添加TMAO可改變虹鱒(Salmo gairdnerii)腹脂率［4］，顯著降低尼羅羅非魚肌肉和肝胰臟中粗脂肪含量［2］。此外，TMAO還具有調節魚體滲透壓［5］、提高機體抗氧化性［1］等作用。目前，關于TMAO對冷水性魚類的促生長及生理生化指標影響的研究較少。哲羅魚(Hucho taimen)為大型冷水性魚類，其馴化、養殖已獲成功，而在人工養殖過程中低溫環境會減緩哲羅魚的生長，為此，很有必要進行哲羅魚促生長飼料添加劑的研究，以提高其生長性能。本試驗擬在低魚粉配合飼料中添加TMAO，通過飼喂哲羅魚，研究TMAO對哲羅魚生長性能、肌肉成分、消化道脂肪酶活性及血清生化指標的影響，以期為TMAO在哲羅魚飼料中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

初重為(4.15±0.15)g的哲羅魚由中國水產科學研究院黑龍江水產研究所渤海冷水魚試驗站提供，TMAO購于濟南誠和生物科技有限公司，純度為98.0%。

1.2 生長試驗

試驗選取1 800尾健康哲羅魚，隨機分為6組(Ⅰ～Ⅵ組)，每組3個重復，每個重復100尾魚。Ⅰ～Ⅵ組試驗魚分別飼喂含0、0.02%、0.05%、0.10%、0.20%和 0.50%TMAO 的試驗飼料。試驗飼料組成及營養水平見表1。試驗魚以重復為單位在室內玻璃鋼水族箱(直徑90 cm，水深45 cm)中流水飼養，以基礎飼料馴化14d后開始正式試驗。試驗水為涌泉水，水溫 13.3～18.1 ℃，pH 7.2 ～7.5，溶氧 ＞6.0 mg/L，氨氮 ＜0.2 mg/L。光周期為12明12暗。日投喂2次，投飼率為體重的3%，每次投喂結束40 min后收集殘餌，飼養期為56d。養殖試驗結束后，試驗魚饑餓24 h，用魚安定(MS－222，化學名為間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽)麻醉試驗魚，采集樣本，分析肌肉成分、消化道脂肪酶活性和血清生化指標。

表1 試驗飼料組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimentaldiets(air-dry basis) %

1.3 指標測定

1.3.1 生長性能測定

試驗開始時，稱量每水族箱魚總重，每組平均體重作為初重;試驗結束時，統計養殖周期內試驗魚死亡數和每水族箱魚飼料攝入量，稱量每水族箱魚總重，每組平均體重作為終重。每重復取10尾魚測定體長和體重，解剖魚體，分離肝臟并稱重，取其整個內臟團并稱重。根據以下公式計算試驗魚的生長性能指標。

增重率(weight gain rate，WGR，%)=100×(Wt－W0)/W0;

成活率(survival rate，SR，%)=100×Nf/Ni;

肥滿度(condition factor，CF)=100 ×Wt/L3

t;

飼料系數(Feed conversion ratio，FCR)=F/(Wt－W0);

肝體指數(liver somatic index，LSI，%)=

1

00×Wl/Wq;

臟體指數(visceral somatic index，VSI，%)=100 ×Wv/Wq。

式中:W0為初重(g);Wt為終重(g);Nf為終末尾數(尾);Ni為初始尾數(尾);Lt為試驗結束時體長(cm);F為飼料攝入量(g);Wl為肝臟重(g);Wv為內臟重(g);Wq為去內臟重(g)。

1.3.2 肌肉成分測定

每個水族箱隨機取6尾魚的背部肌肉用于肌肉成分分析。取一份肌肉樣品，以105℃干燥恒重法測定水分含量;凱氏定氮法(總氮×6.25)測定粗蛋白質含量;索氏抽提法測定粗脂肪含量;馬福爐灼燒法(550℃)測定灰分含量。另取一份肌肉樣品，研成粉末，索氏抽提法脫脂，依據GB/T 5009.124—2003酸水解法以日立L－8900氨基酸分析儀測定氨基酸組成，色氨酸被破壞，未檢。

1.3.3 消化道脂肪酶活性測定

每個水族箱隨機取4尾魚，于冰盤上分別取前腸+幽門盲囊、后腸和胰腺，0.86%冰浴生理鹽水洗凈，濾紙吸干，稱重。按1∶9質量體積比加入預冷生理鹽水，以FJ－200CL高速組織勻漿機勻漿(15 000 r/min，3 min)稀 釋，4 ℃ 條 件 下4 000 r/min離心10 min，取上清液放入1.5 mL離心管中，－80℃冷凍保存，待測前腸+幽門盲囊、后腸和胰腺脂肪酶活性。脂肪酶活性測定采用聚乙烯醇橄欖油乳化液水解法［6］。脂肪酶活性單位定義:在37℃下，脂肪酶水解脂肪每分鐘產生1 μg脂肪酸所消耗的酶量為1個活性單位。

1.3.4 血清生化指標測定

每個水族箱隨機取4尾魚，尾柄采血，4℃冰箱中靜置30 min，3 000 r/min離心15 min，取血清置于1.5 mL離心管中，－80℃冷凍保存，待測膽固醇(cholesterol，CHOL)、甘油三酯(triglyceride，TG)、高密度脂蛋白(highdensity lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(lowdensity lipoprotein，LDL)和葡萄糖(glucose，GLU)含量。其中，CHOL、TG和GLU含量以酶法測定，HDL和LDL含量以直接法測定，均使用貝克曼試劑盒以全自動生化分析儀(貝克曼ProCX4，美國)測定。

1.4 數據處理和統計分析

結果以平均值±標準差表示。數據采用SAS 9.1.3進行單因素方差分析，并采用Duncan氏法進行多重比較，顯著性水平為P＜0.05，并以增重率為指標進行折線模型分析。

2 結果

2.1 飼料中添加TMAO對哲羅魚生長性能的影響

由表2可知，飼料中添加 0.02% ～0.20%TMAO后，哲羅魚的增重率顯著升高(P＜0.05)，當添加量為0.05%時達最大值。TMAO添加量為0.50%時，哲羅魚的增重率與對照組相比無顯著差異(P ＞0.05)。飼料中添加 0.02% ～0.50%TMAO對哲羅魚的飼料系數、肥滿度、成活率、肝體指數和臟體指數均無顯著影響(P＞0.05)。

表2 飼料中添加TMAO對哲羅魚生長性能的影響Table 2 Effects of TMAO supplementation on growth performance of taimen(Hucho taimen)

以TMAO添加量為自變量(X)，增重率為因變量(Y)進行折線模型分析，得到增重率在最大值時TMAO的添加量為0.025%(圖1)。

圖1 TMAO添加量與哲羅魚增重率的折線模型分析Fig.1 Broke-line analysis between TMAO supplementation and weight gain rate of taimen(Hucho taimen)

2.2 飼料中添加TMAO對哲羅魚肌肉營養組成的影響

由表3可知，飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO后，哲羅魚肌肉中粗脂肪含量顯著降低(P＜0.05)，當添加量為0.50%時降至最低值。飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO對哲羅魚肌肉中水分、粗蛋白質和灰分含量均無顯著影響(P ＞0.05)。

2.3 飼料中添加TMAO對哲羅魚肌肉氨基酸組成的影響

由表4可知，飼料中添加 0.02% ～0.50%TMAO對哲羅魚肌肉氨基酸組成及含量未產生顯著影響(P ＞0.05)。

2.4 飼料中添加TMAO對哲羅魚消化道脂肪酶活性的影響

由表 5可知，飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO后，前腸+幽門盲囊脂肪酶活性先升高后降低，在添加量為0.02% ～0.20%時顯著高于對照組和0.50%添加組(P＜0.05)。后腸脂肪酶活性在0.02%添加組達最高值，顯著高于其他各組(P＜0.05)。此外，0.20%添加組后腸脂肪酶活性顯著高于對照組和0.50%添加組(P＜0.05)。飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO對哲羅魚胰腺脂肪酶活性無顯著影響(P＞0.05)。

表3 飼料中添加TMAO對哲羅魚肌肉營養組成的影響(濕重基礎)Table 3 Effects of TMAO supplementation on nutrient composition in muscle of taimen(Hucho taimen)(wet weight basis) %

2.5 飼料中添加TMAO對哲羅魚血清生化指標的影響

由表6可知，飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO后顯著降低了哲羅魚血清CHOL、TG、LDL含量(P ＜0.05)。飼料中添加 0.02% ～0.05%TMAO后提高了哲羅魚血清HDL含量，且在添加量為0.05%和0.50%時達到顯著水平(P＜0.05)。飼料中添加 0.02% ～0.50%TMAO 對哲羅魚血清CLU含量未產生顯著影響(P＞0.05)。

3 討論

3.1 飼料中添加TMAO對哲羅魚生長性能的影響

已有研究表明，育肥豬飼糧中添加1%TMAO后，TMAO組試驗豬日增重提高了7.5%，飼料轉化效率提高了7%［7］;飼料中添加TMAO可提高羅非魚［8］、凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)［9］等水產動物的生長性能和飼料利用率。本試驗結果顯示，飼料中添加0.02% ～0.20%TMAO可顯著提高哲羅魚增重率，而飼料系數變化不大。蔡英華等［10］報道指出，TMAO對魚類具有促生長效果，可較大幅度地降低飼料系數，提高飼料的利用率和轉化率，而本試驗中TMAO對哲羅魚的飼料系數影響不大，說明TMAO對哲羅魚的促生長作用是通過提高攝食水平而實現的［11］。TAMO還可通過增強肌肉細胞的增殖來促進肌肉組織生長，進而提高動物生長［12］。Baskakov 等［13］研究發現，TMAO可使2種非折疊蛋白折疊成有功能的自然品種蛋白，并使糖皮質激素受體片段的殘基1～500和殘基77～262重新結合，因而在蛋白質的形成過程中起協同作用，促進動物的生長。TMAO是否促進哲羅魚肌肉細胞增殖，作為肌肉蛋白質的穩定劑參與甲基代謝及其他方面的作用有待進一步證實。另外，本試驗以增重率為指標進行折線模型分析得出哲羅魚飼料中TMAO的最適添加量為 0.025%，該結果比羅非魚(0.2%)［8］，南美白對蝦(0.6%)［9］等的最適添加量低，這可能與羅非魚［14］和南美白對蝦［15］等對TMAO的需要量較多有關。

表4 飼料中添加TMAO對哲羅魚肌肉氨基酸組成的影響Table 4 Effects of TMAO supplementation on amino acid composition in muscle of taimen(Hucho taimen) %

表5 飼料中添加TMAO對哲羅魚消化道脂肪酶活性的影響Table 5 Effects of TMAO supplementation on gastrointestinal lipase activity of taimen(Hucho taimen) U/g

表6 飼料中添加TMAO對哲羅魚血清生化指標的影響Table 6 Effects of TMAO supplementation on serum biochemical indices of taimen(Hucho taimen) mmol/L

3.2 飼料中添加TMAO對哲羅魚肌肉成分的影響

已有研究表明，飼料中添加0.2%、0.4%和0.8%TMAO均可顯著降低羅非魚肌肉和肝胰臟中粗脂肪含量［8］。本試驗結果表明，飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO可使哲羅魚肌肉中粗脂肪含量顯著降低，與羅非魚［8］的研究結果相似，但與虹鱒［4］的研究結果不一致。Rorvik等［4］認為，TMAO提高了飼料中脂肪的利用率，進而導致虹鱒肌肉中脂肪沉積增加。本試驗中哲羅魚肌肉中粗脂肪含量的降低可能與其添加量有關。Overland 等［7］研究發現，飼糧中添加 0.1%、0.2% 和0.5%TMAO均降低了豬胴體脂肪含量，而添加1.0%TMAO則顯著增加了豬肌肉脂肪沉積量，表明TMAO的添加量和肌肉脂肪含量呈現折線劑量效應關系。由此推論，添加高劑量TMAO可能會使哲羅魚肌肉中脂肪沉積量增加。Overland等［7］研究還發現，飼糧中添加TMAO不影響豬胴體氮的沉積。本試驗中，哲羅魚肌肉中粗蛋白質含量亦未發生顯著變化，進一步分析其肌肉氨基酸組成與含量發現，飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO對哲羅魚肌肉氨基酸組成及含量亦無顯著影響。可見，TMAO的添加未使哲羅魚肌肉氨基酸營養價值發生改變。

3.3 飼料中添加TMAO對哲羅魚消化道脂肪酶活性和血清生化指標的影響

魚類消化酶主要由胰腺分泌后進入腸道發揮消化作用，消化酶活性可以反映魚類的消化能力［16］。研究發現，TMAO顯著提高了南美白對蝦消化腺中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性［9］。作者前期的試驗表明，飼料中添加TMAO顯著影響哲羅魚消化道脂肪酶活性，而對蛋白酶和淀粉酶活性無顯著影響［11］。本試驗中，飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO后，哲羅魚前腸+幽門盲囊和后腸脂肪酶活性顯著升高，這可能是由于TMAO保持了機體胃腸道內環境平衡，促進了消化道內源性消化酶的分泌，進而提高了消化酶的活性［17］，這利于脂肪的消化吸收，從而促進魚體生長。

血脂包括TG、磷脂、CHOL和非酯化脂肪酸等，其代謝水平可直接反映全身脂類代謝狀況。研究表明，TMAO可促進動物機體脂肪代謝，但隨添加量不同而有所變化。飼糧中添加0.1%、0.2%和0.3%TMAO 可使豬血清 TG、CHOL和游離脂肪酸的含量顯著提高［18］，而添加量為0.5%時則使TG的含量顯著下降［7］，出現了折線劑量效應關系。本試驗中飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO后，哲羅魚血清CHOL、TG和LDL含量顯著降低，HDL含量提高，說明飼料中添加TMAO可促進哲羅魚機體脂肪代謝。但本試驗中未呈現折線劑量效應關系，可能設計的TMAO添加量未達到出現折線劑量的閾值，需進一步研究。目前，關于TMAO促進魚類脂類代謝的研究甚少，其脂質代謝的影響和作用機制尚需進一步深入研究。此外，GLU是魚體能量的主要來源，其含量的變化反映了機體所處的生理狀態［19］。在本試驗中，各組試驗魚血清GLU含量比較穩定，說明TMAO對哲羅魚血清GLU含量影響不大，此時哲羅魚自身調節能力以及對飼料的消化吸收符合生長的要求。

4 結論

① 飼料中添加0.02% ～0.20%TMAO可促進哲羅魚生長，而添加量為0.50%時促生長作用不明顯。

② 飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO可降低哲羅魚肌肉中粗脂肪含量，但對肌肉其他營養成分無顯著影響。

③ 飼料中添加0.02% ～0.20%TMAO可改善哲羅魚消化道脂肪酶活性，但添加量為0.50%時對消化道脂肪酶活性無顯著影響。

④ 飼料中添加0.02% ～0.50%TMAO可降低哲羅魚血脂水平。

⑤以增重率為指標，經折線模型分析得出哲羅魚飼料中TMAO適宜添加量為0.025%。

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