飼料碳水化合物水平對擬穴青蟹稚蟹生長、體成分和消化酶活性的影響

董蘭芳 童 潼, 2 張 琴, 2 許明珠 趙艷飛 宋志飛 蘇 瓊 聶振平 馬 來

(1. 廣西壯族自治區(qū)海洋研究所, 廣西海洋生物技術(shù)重點實驗室, 北海 536000; 2. 廣西民族大學, 海洋與生物技術(shù)學院,廣西多糖材料與改性重點實驗室, 廣西高校微生物與植物資源利用重點實驗室, 南寧 530006;3. 北海南方海洋生態(tài)養(yǎng)殖有限公司, 北海 536000)

在人類的食物中, 碳水化合物供給的能量占全部能量的比例為55%—65%, 家畜、家禽飼料中碳水化合物含量一般也超過50%, 水產(chǎn)動物雖也和陸生動物一樣, 可以利用碳水化合物作為能量來源,但在利用能力方面有很大差別, 且隨動物食性和種類的不同呈現(xiàn)出很大差異[1], 如赤點石斑魚(Epinephelus akaara)飼料碳水化合物的適宜添加量為7.64%[2], 日本黃姑魚(Nibea japonica)的適宜碳水化合物水平為12.2%[3], 大黃魚(Larimichthys crocea)為22.7%[4], 仿刺參(Apostichopus japonicus)為48.56%[5]。對于對蝦等甲殼類動物來說, 雖然氨基酸是有效的能量來源, 但是碳水化合物在某種程度上可以起到節(jié)約蛋白質(zhì)的作用, 也能夠滿足甲殼類動物能量和幾丁質(zhì)再生的需要[6]。碳水化合物在蝦蟹類神經(jīng)代謝中也起著非常重要的作用, 因為中樞神經(jīng)只能利用血糖供代謝所需[7]。然而, 飼料中碳水化合物的添加水平過高會導(dǎo)致養(yǎng)殖動物抗病力下降、生長緩慢、死亡率高等癥狀[8]。因此, 確定飼料碳水化合物適宜添加量尤為重要。到目前為止, 有關(guān)甲殼動物碳水化合物代謝規(guī)律的報道還比較少, 且研究多集中于蝦類, 如中國對蝦(Penaeus chinensis)[9]、凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)[10]、細角濱對蝦(Penaeus stylirostris)[11]、斑節(jié)對蝦(Penaeus monodon)[12]等。

擬穴青蟹(Scylla paramamosain)屬暖水廣鹽性海水肉食蟹類, 是分布在我國東南沿海青蟹屬(Scylla)的優(yōu)勢種[13], 是經(jīng)濟價值很高的海水養(yǎng)殖蟹類。盡管擬穴青蟹人工育苗技術(shù)日趨成熟, 但其營養(yǎng)需求和配合飼料的研究滯后, 種苗培育所用的餌料主要是天然低質(zhì)魚、蝦、貝類等, 難以滿足日益擴大的種苗生產(chǎn)對餌料的需求。種苗質(zhì)量是決定養(yǎng)殖成效的關(guān)鍵因素, 因此開展擬穴青蟹種苗營養(yǎng)生理和營養(yǎng)需求的研究有重要的現(xiàn)實意義。作者所在實驗室已系統(tǒng)研究了飼料蛋白質(zhì)和脂肪對擬穴青蟹稚蟹生長及其他生理指標的影響, 確定了稚蟹飼料的適宜蛋白質(zhì)和脂肪水平[14, 15]。本試驗在前期研究的基礎(chǔ)上, 比較了不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹稚蟹生長、體成分及消化酶活性的影響, 確定稚蟹飼料碳水化合物的最適添加水平,以期為研制適應(yīng)擬穴青蟹稚蟹生長的飼料提供科學依據(jù), 促進種苗生產(chǎn)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料配方與制作

分別以魚粉和酪蛋白、玉米淀粉、魚油作為飼料蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪的原料, 配制5種不同碳水化合物梯度的等氮等脂飼料(Diet 1—5,表 1), 其中玉米淀粉的添加水平分別為20%、25%、30%、35%和40%。經(jīng)測定, 飼料實際可消化碳水化合物含量分別為20.34%、25.59%、30.17%、35.30%和39.95%。飼料制作過程: 固體原料粉碎后全部過80目篩網(wǎng), 按照配方表比例從低到高稱取各固體原料, 混勻后加入魚油、卵磷脂以及適量水,再充分混勻, 制成直徑約2 mm的顆粒飼料[16], 編號后保存于-20℃冰柜待用。

1.2 試驗設(shè)計與飼養(yǎng)管理

試驗用擬穴青蟹稚蟹為廣西海洋研究所自主培育的仔蟹Ⅰ期苗種。選取體重相近、活力較好的稚蟹1200只 [體質(zhì)量(38.11±0.55) mg], 隨機分成5個碳水化合物水平試驗組。養(yǎng)殖試驗在塑料桶(Φ25 cm×20 cm)內(nèi)開展, 將塑料桶置于陰涼處, 桶底鋪一層沙子(約0.5 cm厚), 為避免稚蟹互相殘食,每個塑料桶放1只稚蟹, 即1只稚蟹為一個重復(fù), 每個碳水化合物水平飼料設(shè)置240個重復(fù), 每80個重復(fù)作為一個樣品組用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以及各項指標分析。每天在上午7:00和下午18:00進行投餌, 投餌前先用吸管吸出殘餌及糞便, 控制好投喂量, 以略有剩餌為宜。每2天換1次水, 換水量約為桶內(nèi)水一半, 每個星期徹底清洗塑料桶1次。飼養(yǎng)試驗為期3周。試驗期間, 水溫維持在29—31℃, 鹽度19—25, 溶氧大于5.0 mg/L。

1.3 樣品收集與分析

在3周飼養(yǎng)試驗結(jié)束后, 收集各個樣品組塑料桶內(nèi)的稚蟹, 記錄存活數(shù)量并稱重, 然后分裝于2個離心管中(其中, 用于消化酶活性分析的稚蟹10只,剩余部分均用于常規(guī)營養(yǎng)成分分析), 轉(zhuǎn)入-20 ℃保存, 分別用于常規(guī)營養(yǎng)成分和消化酶活性的分析。成活率(Survival rate,SR)、增重率(Weight gain ratio,WGR)以及特定生長率(Specific growth rate,SGR)的計算公式如下:

表 1 飼料配方及營養(yǎng)組成(%干物質(zhì))Tab. 1 Formulation and proximate composition of the diets (%dry matter)

飼料和稚蟹常規(guī)營養(yǎng)成分分析: 采用105℃常壓恒溫烘干至恒重測定水分、采用凱氏定氮儀(Foss, Kjeltec 8400 Analyzer Unit, Sweden)測定粗蛋白、采用索氏抽提儀(Foss, Soxtec System 2050,Sweden)測定粗脂肪、采用馬弗爐(天津市泰斯特儀器有限公司)于550℃灼燒12h測定灰分、采用3,5-二硝基水楊酸法測定可消化碳水化合物含量[17]。

消化酶活性分析: 采用整體勻漿法獲得稚蟹酶液, 將冷凍的稚蟹樣品在冰盤上用手術(shù)剪剪碎后轉(zhuǎn)移至4 mL離心管, 加入預(yù)冷的磷酸緩沖液(pH=7,質(zhì)量體積比1∶1), 用勻漿機(IKA, T18, Germany)充分勻漿, 勻漿液用冷凍離心機(Jouan, C3i, France)離心10min (4℃, 3000 r/min), 上清液即為待測酶液。采用Folin-酚法[18]測定蛋白酶活性, 采用南京建成生物工程研究所研制的試劑盒測定脂肪酶活性、淀粉酶活性以及酶液蛋白質(zhì)量分數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 19.0對所有數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(One-Way ANOVA), 若差異達到顯著(P＜0.05)則進行Tukey多重比較, 結(jié)果表示為“平均值±標準誤”(n=3)。

2 結(jié)果

2.1 不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹稚蟹生長的影響

不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹稚蟹的SR、終末體質(zhì)量、WGR和SGR均有顯著的影響(P＜0.05), 且均隨碳水化合物水平的升高呈先顯著增大(P＜0.05)后顯著減小(P＜0.05)的趨勢(表 2)。Diet3(30.17)試驗組的SR、終末體質(zhì)量、WGR和SGR均最大, 顯著大于Diet1(20.34)和Diet5(39.95)試驗組(P＜0.05)。通過SPSS分析(圖 1), 得到擬穴青蟹稚蟹WGR和飼料碳水化合物水平的二次曲線回歸方程:y=-0.2484x2+14.874x-31.185(R2=0.9441), 當WGR達到最大值時, 對應(yīng)的碳水化合物添加水平為29.93%。

2.2 不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹稚蟹體成分的影響

不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹稚蟹的粗蛋白和灰分含量有顯著影響(P＜0.05), 對稚蟹的水分和粗脂肪含量沒有顯著影響 (P＞0.05)(表 3)。Diet3(35.30)試驗組稚蟹的粗蛋白最高, 顯著高于除Diet4(30.17)試驗組以外的其他試驗組(P＜0.05)。稚蟹的灰分含量也是Diet3(35.30)試驗組最高, 顯著高于Diet2(25.59)和Diet5(39.95)試驗組(P＜0.05), 而與Diet1(20.34)和Diet3(30.17)試驗組沒有顯著差異(P＞0.05)。

2.3 不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹消化酶活性的影響

不同碳水化合物水平飼料對擬穴青蟹稚蟹的淀粉酶活性有顯著影響(P＜0.05), 對蛋白酶和脂肪酶活性的影響不顯著(P＞0.05, 表 4)。高碳水化合物水平飼料組[Diet4(35.30)和Diet5(39.95)]稚蟹的淀粉酶活性顯著高于低碳水化合物水平飼料組[Diet1(20.34)和Diet2(25.59),P＜0.05)]。

3 討論

有關(guān)碳水化合物水平對水產(chǎn)動物體成分影響的研究結(jié)果各異。隨著飼料淀粉含量的增加, 大口黑鱸全魚、肌肉、內(nèi)臟及肝臟的蛋白質(zhì)含量顯著降低, 脂肪含量在可消化淀粉上升至最大時達到最高之后又逐漸降低, 而水分含量呈升高的趨勢[19]。吉富羅非魚魚體粗脂肪含量隨飼料碳水化合物水平的升高逐漸升高, 而蛋白質(zhì)、水分、灰分含量沒有顯著變化[20]。 隨著飼料碳水化合物水平增加, 凡納濱對蝦體脂肪含量顯著升高, 而蛋白質(zhì)含量的變化沒有明顯規(guī)律[25]。在本研究中, 飼料碳水化合物水平對擬穴青蟹稚蟹的蛋白質(zhì)和灰分含量產(chǎn)生顯著影響, 而水分和脂肪含量沒有顯著變化。隨著飼料碳水化合物水平的升高, 擬穴青蟹稚蟹的蛋白質(zhì)含量呈先顯著增加后顯著降低的趨勢, 脂肪含量則沒有顯著變化, 這說明在一定范圍內(nèi), 青蟹可以較好利用飼料碳水化合物作為能量來源來滿足生命活動的需要, 從而將更多的飼料蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化沉積為體蛋白質(zhì), 但對體脂肪沉積沒有顯著影響。碳水化合物水平適宜時, 稚蟹機體代謝狀態(tài)較好, 對鈣質(zhì)、礦物質(zhì)等的吸收也較好, 這可能是稚蟹灰分含量呈現(xiàn)出先增后降的原因。

表 2 不同碳水化合物水平飼料組擬穴青蟹稚蟹的生長Tab. 2 Growth performance of juvenile Scylla paramamosain under different dietary carbohydrate levels

圖 1 擬穴青蟹稚蟹的WGR與飼料碳水化合物水平的回歸分析Fig. 1 Regression analysis between WGR of juvenile Scylla paramamosain and dietary carbohydrate level

表 4 不同碳水化合物水平飼料組擬穴青蟹稚蟹的消化酶活性Tab. 4 Digestive enzyme activity of juvenile Scylla Paramamosain under different dietary carbohydrate levels (U/mg prot)

有關(guān)飼料成分對水產(chǎn)動物消化酶活性影響的報道有很多。如飼料碳水化合物水平16.01%以上實驗組烏鱧的淀粉酶活力高于較低碳水化合物組[30]; 隨著飼料淀粉水平的增加, 團頭魴(Megalobrama amblycephala)腸道淀粉酶活性先升高后趨于平緩, 但蛋白酶和纖維素酶活性沒有顯著變化[31];隨著飼料脂肪水平的升高, 中間球海膽(Strongylocentrotus intermedius)幼膽消化道中脂肪酶活力顯著升高, 淀粉酶活力顯著下降, 胃蛋白酶活力有下降趨勢[32]; 隨著飼料蛋白質(zhì)水平的提高, 擬穴青蟹稚蟹蛋白酶活性顯著升高淀粉酶活性顯著降低, 脂肪酶活性也有顯著變化[15]。這些研究結(jié)果不完全一致但存在一定規(guī)律, 一般為在一定范圍內(nèi)增加飼料某種營養(yǎng)成分, 會引起消化該成分的消化酶分泌增加、活性增強, 其他消化酶的分泌和活性也可能隨之產(chǎn)生變化[33]。在本研究中, 飼料碳水化合物水平顯著影響了擬穴青蟹稚蟹的淀粉酶活性。高碳水化合物水平飼料組稚蟹的淀粉酶活性顯著高于低碳水化合物水平飼料組, 這可能就是稚蟹淀粉酶對飼料碳水化合物的一種“適應(yīng)性分泌”。