低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔生長、消化率及腸道酶活性的影響

曹曉莉，李昭林，胡 毅

（湖南農業大學/湖南省特色水產資源利用工程技術研究中心，湖南 長沙 410128）

黃鱔 (Monopterus albus) 屬肉食性魚類，具有較高的營養和藥用價值，是中國名特優養殖品種之一[1]。目前，黃鱔配合飼料因魚粉占比大導致成本高，影響其養殖效益[2]。為降低黃鱔飼料成本，常以價格低廉且優質的植物蛋白源替代魚粉，但植物蛋白源除了含有抗營養因子、氨基酸不平衡、適口性差等問題外[3-5]，缺乏牛磺酸也是其應用的限制性因素之一[6]。牛磺酸是一種β含硫氨基酸，在魚粉中約占0.29%～0.35%，雖不參與蛋白質合成，但具有誘食、促生長、促消化、提高免疫性能和抗氧化能力等作用[7-10]。大多數魚類都具有一定的牛磺酸合成能力，但能力較弱，難以滿足魚類對牛磺酸的需求，尤其是肉食性魚類[7]。一般來說，海水魚類對牛磺酸的需求量約為1.0%～2.0%，如軍曹魚(Rachycentron canadum)飼料中牛磺酸質量分數為1.0%[11]，大菱鲆 (Scophthalmus maximus)飼料中牛磺酸質量分數甚至超過2.0%[6]；而淡水魚類對牛磺酸的需求量相對較低，在飼料中添加0.1%～0.2%的牛磺酸即可促進魚類生長并提高免疫功能[12-13]。現階段，常在低魚粉高植物蛋白飼料中添加牛磺酸，以降低魚粉使用量并減緩甚至解決高植物蛋白飼料導致的負面影響。前期研究發現，在低魚粉(32%) 飼料中添加1.0%牛磺酸使飼料中牛磺酸的質量分數達0.33%后，黃鱔的生長性能得到改善，但飼料中牛磺酸質量分數達0.38%時，其效果下降[14]。本研究以42%魚粉組為正對照組，22%魚粉組為負對照組，并在低魚粉飼料中分別添加0.2%和0.5%的牛磺酸，使飼料中牛磺酸的質量分數分別達0.3%和0.6%，比較飼料中適量和過量牛磺酸對黃鱔生長、消化率和腸道酶活性的效果，以期為低魚粉黃鱔飼料的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗飼料

本實驗采用豆粕等蛋白降低魚粉在黃鱔飼料中的比重，以42%高魚粉組 (FM) 為正對照組，22%低魚粉組 (T0) 為負對照組，在低魚粉飼料中分別添加 0.2% (T0.2組) 和 0.5% 牛磺酸 (T0.5組)，共配置4組等氮飼料 (表1)。飼料制備方法為：先將飼料原料粉碎，過80目篩，再按原料配比準確稱取原料，將其按先干后濕的順序，從小到大逐級混勻，在陰涼處自然風干至水分質量分數低于10%，于–20 ℃保存備用。投喂前加16%的水將其調成面團狀。

表1 飼料配方表及營養水平 (風干基礎)Table 1 Nutritional composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis)g·kg?1

1.2 養殖管理

養殖實驗于湖南常德市西湖管理區養殖基地進行，實驗網箱為無結節聚乙烯網箱(1.5 m×2.0 m×1.5 m)，網箱內種植覆蓋網箱水面90%的喜旱蓮子草 (Alternanthera philoxeroides)，實驗對象為1 200尾體質量為 (25.03±0.02) g 的健康野生黃鱔。在養殖實驗開始前進行10 d的馴化，首次少量投喂質量比為1∶1的蚯蚓和鮮魚肉糜，直至黃鱔能完全攝食鮮魚漿后，開始添加粉狀實驗飼料 [m(鮮魚漿)∶m(飼料)=4∶1]，依照攝食情況逐步增加實驗飼料的投喂比例，直至黃鱔完全攝食實驗飼料。馴化結束禁食24 h后，將規格均勻且健康的黃鱔隨機分為4組，每組5個重復，每個網箱60尾。日投喂 1次 (17:30)，投喂量 (飼料為濕質量) 以黃鱔體質量的3%～5%為標準，下一次投喂前將剩余飼料撈出，烘干稱質量。每周調整一次投喂量，養殖期間記錄天氣和攝食情況，養殖周期為70 d。

1.3 樣品采集與指標測定

1.3.1 生長性能指標 養殖實驗開始時和結束后稱量每個網箱黃鱔總質量，并記錄總尾數，用于計算飼料系數 (FCR, %) 和增重率 (WGR, %)。實驗結束后，從每個網箱中隨機選取5尾黃鱔，測量體長和體質量，用以計算肥滿度 (CF)。

式中：PER為蛋白質效率；SR為成活率；FI為攝食量；Wt為末均質量 (g)；W0為初均質量(g)；F為平均飼料攝入量 (g)；Fp為蛋白質攝入量；Wh為單條黃鱔體質量 (g)；L為體長 (cm)；M1為終末尾數；M0為初始尾數；F1為投喂飼料風干質量 (g)；F2為殘餌風干質量 (g)。

1.3.2 飼料營養成分 常規營養成分測定方法參照AOAC[15]的方法。將飼料置于電熱鼓風干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司，101-1AB型)，采用105 ℃常壓干燥法測定水分；粗蛋白含量使用全自動蛋白測定儀 (Food ALYT, D5000) 測定；粗脂肪使用索氏提取器 (杭州匯爾儀器設備有限公司，SCT-06) 測定，提取試劑為石油醚；粗灰分采用550 ℃馬弗爐高溫灼燒法測定。采用高效液相色譜法 (HP1100，美國) 檢測飼料中牛磺酸的含量。

1.3.3 消化率 在飼料中添加 0.1% 的三氧化二釔(Y2O3) 測定干物質消化率 (DDM) 和粗蛋白消化率(DCP)[16]。飽食投喂12 h后，以解剖法收集后腸糞便，50 ℃烘干后于–20 ℃保存待測。取0.2 g干物質，采用高氯酸消解后，使用電感耦合等離子體原子發射光譜儀 (Varian, ICP-OES, Vista-max) 分析飼料和糞便中的釔 (Y) 含量。

式中：B、B1分別為飼料和糞便中的Y2O3質量分數；N、N1分別為飼料和糞便中的粗蛋白質質量分數。

1.3.4 代謝性能及腸道酶活性 養殖實驗結束禁食24 h，每個網箱隨機選取5尾黃鱔于尾靜脈處采血，將血液置于2 mL離心管中，4 ℃靜置過夜，3 000 r·min?1離心 10 min，取上清液混合分裝到0.5 mL的離心管中，于–80 ℃保存備用。每個網箱隨機選取3尾黃鱔，迅速解剖取其前腸和肝臟于1.5 mL無酶離心管中，于–80 ℃保存，檢測前需將其冰水浴勻漿，4 ℃、2 500 r·min?1離心 10 min，取得上清液檢測腸道消化酶和肝臟蛋白代謝指標。

谷草轉氨酶 (AST)、谷丙轉氨酶 (ALT)、血氨(BA)、尿素氮 (UN)、總蛋白 (TP)、高密度脂蛋白膽固醇 (HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇 (LDL-C)、總膽固醇 (TC)、甘油三酯 (TG)、堿性磷酸酶(AKP)、鈉鉀 ATP酶 (Na+-K+-ATPase)、肌酸激酶(CK)、淀粉酶 (AMS)、脂肪酶 (LPS)、胰蛋白酶(TRYP) 活性等指標采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定。

1.4 數據統計分析方法

采用 Excel 2019和 SPSS 26.0軟件對實驗數據進行統計和單因素方差分析，數據結果以“平均值±標準誤 ()”表示，若組間差異顯著 (P<0.05)，則進行Duncan's多重比較檢驗。

2 結果

2.1 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔生長性能的影響

與FM組相比，T0組黃鱔的增重率、蛋白質效率和肥滿度顯著降低 (P<0.05)，飼料系數顯著升高 (P<0.05)。T0.2組的增重率、蛋白質效率顯著高于T0組 (P<0.05)，而飼料系數則低于T0組 (P<0.05)。T0.5組的增重率、蛋白質效率和飼料系數與T0組無顯著性差異 (P>0.05，表2)。

表2 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔生長性能的影響Table 2 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on growth performance of M. albus

2.2 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔消化率的影響

相較于FM組，其余各組的干物質消化率和蛋白質消化率均顯著降低(P<0.05)。添加牛磺酸組的干物質消化率和蛋白質消化率均高于T0組，其中干物質消化率差異顯著 (P<0.05，表3)。

表3 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔消化率的影響Table 3 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on digestibility rate of M. albus%

2.3 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔部分血液、肝臟生化指標的影響

2.3.1 蛋白質代謝指標 與 FM 組相比，T0組肝臟AST、AST/ALT和TP顯著降低 (P<0.05)，血清中BA和BUN濃度顯著升高 (P<0.05)。添加牛磺酸后，黃鱔肝臟AST/ALT、TP均高于T0組，其中T0.2組的AST/ALT顯著高于T0和T0.5組，而血氨和尿素氮濃度顯著低于T0和T0.5組 (P<0.05，表4)。

表4 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔蛋白質代謝相關指標的影響Table 4 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on protein metabolism of M. albus%

2.3.2 脂肪代謝指標 T0組 TG 濃度顯著低于 FM組 (P<0.05)，而HDL-C/LDL-C值則高于FM組(P>0.05)。相比于FM組，其余各組HDL-C/LDLC值增大，TG和總膽固醇 (T-CHO) 濃度減少，其中T0.5組的T-CHO、TG濃度最低 (P<0.05)，T0.2組的T-CHO與FM組無顯著性差異 (P>0.05，表5)。

表5 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔脂肪代謝相關指標的影響Table 5 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on fat metabolism of M. albus

2.4 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔腸道酶活性的影響

T0組的CK、Na+-K+-ATPase、AKP、AMS、TRYP和LPS活性均顯著低于FM組 (P<0.05)。T0.2組的CK、Na+-K+-ATPase、AKP、LPS和TRYP活性顯著高于T0組 (P<0.05)，其中AKP、AMS和TRYP活性與FM組無顯著性差異 (P>0.05)。T0.5組的Na+-K+-ATPase和LPS活性顯著低于FM和T0.2組(P<0.05，表 6)。

表6 低魚粉飼料中添加牛磺酸對黃鱔腸道酶活性的影響Table 6 Effects of taurine addition in low-content fish meal feed on intestinal enzyme activities of M. albusU·g?1

3 討論

本實驗發現，T0組黃鱔的增重率、蛋白質效率、干物質消化率和蛋白質消化率顯著低于FM組，飼料系數顯著上升。此結果與飼料中缺乏牛磺酸導致凡納濱對蝦 (Penaeus vanname)[17]、斑點叉尾鮰 (Ictalurus punctatus)[18]和草魚 (Ctenopharyngodon idellus)[13]等生長性能和飼料效率下降的結果相似。推測可能是由于飼料中牛磺酸含量下降，不足以滿足黃鱔的生長需求，且導致氨基酸不平衡，氨基酸代謝水平降低，從而使黃鱔的生長性能下降；此外，腸道消化酶、Na+-K+-ATPase、AKP和CK與魚類對營養物質的消化吸收功能密切相關，分別參與了營養物質的消化、轉運、細胞膜的主動運輸以及為營養物質吸收提供能量的過程[19-21]。T0組黃鱔腸道胰蛋白酶、淀粉酶、Na+-K+-ATPase、AKP和CK活性均顯著下降，表明當飼料中牛磺酸不足時，黃鱔對營養物質的消化、吸收能力降低。

牛磺酸具有顯著提高飼料中蛋白質效率、改善腸道健康、促進機體生長性能等作用[22]。在低魚粉飼料中添加牛磺酸后，黃鱔增重率、蛋白質效率、干物質消化率和蛋白質消化率升高，飼料系數降低，這與尼羅羅非魚 (Oreochromis niloticus)[23]、舌齒鱸 (Dicentrarchus labrax)[24]和青魚 (Mylopharyngodon piceus)[12]的研究結果相似，但添加0.5%牛磺酸的作用效果弱于0.2%，表明適量牛磺酸可提高黃鱔生長性能及其對飼料中營養物質的利用率，而過量則對黃鱔的生長與消化吸收產生一定負面作用[13]；添加牛磺酸后，黃鱔腸道TRYP、AMS、LPS、Na+-K+-ATPase、AKP和CK活性升高，與花鰻鱺 (Anguilla marmorata)[25]的研究結果相近，表明牛磺酸可一定程度上直接或間接提高黃鱔腸道消化酶的活性，進而促進黃鱔對蛋白質的利用并提高其生長性能。Na+-K+-ATPase、AKP和CK活性升高，可能是由于適量牛磺酸可修復腸道組織結構[12]、增強細胞代謝水平。

血氨和尿素氮分別是氨基酸脫氨基作用的終產物和蛋白質代謝的主要終產物，兩者的含量變化可反映機體氨基酸代謝及蛋白質代謝的程度；在一定范圍內，肝臟轉氨酶活性及AST/ALT越高，氨基酸的合成代謝越旺盛[26]。本研究顯示，低魚粉飼料使黃鱔肝臟AST活性、總蛋白和AST/ALT顯著降低，血氨和尿素氮濃度顯著升高，表明低魚粉飼料不利于黃鱔的氨基酸代謝、蛋白質合成代謝，這與前期的研究結果[11-12]相似。大量研究發現，牛磺酸可參與多種營養代謝過程，在機體內發揮重要的生理功能[7]。適量添加牛磺酸后，黃鱔肝臟AST、AST/ALT和TP升高，血氨和尿素氮濃度降低，表明牛磺酸可促進黃鱔的氨基酸合成代謝，增加蛋白質沉積，原因可能是：1) 牛磺酸可提高多種酶活性，進而促進蛋白質代謝[27]；2) 外源牛磺酸的添加節約了機體內其他含硫氨基酸合成轉化為牛磺酸；3) 牛磺酸可通過增強血清中控制魚類機體生長激素基因表達和合成的甲狀腺激素分泌，甲狀腺激素可調節生長激素的基因表達和合成，從而促進蛋白質的合成[28]。但添加過量牛磺酸 (T0.5組) 時黃鱔的氨基酸合成代謝弱于T0.2組，可能由于過量的牛磺酸使機體氨基酸代謝紊亂，最終導致蛋白質沉積減少。

T-CHO、TG、HDL-C和LDL-C是反映機體脂肪代謝的重要指標，其中HDL-C是高密度脂蛋白 (HDL) 攜帶膽固醇 (CHO) 形成的，外周組織和血清中的CHO與HDL結合后被運回肝臟，從而使CHO在肝臟中被代謝清除[29]。本實驗中，T0組黃鱔TG顯著低于FM組，而HDL-C/LDL-C高于FM組，表明低魚粉高植物蛋白飼料會阻礙黃鱔的脂肪代謝。添加牛磺酸后黃鱔腸道脂肪酶活性升高，血清中HDL-C和HDL-C/LDL-C升高，LDLC、T-CHO、TG降低，且T0.5組TG顯著低于其他各組，可能是因為牛磺酸通過提高HDL水平，促進CHO的逆向轉運，加快CHO的清除速度，由此促進脂肪代謝，提高血液物質運輸的效率[30]；也可能是牛磺酸通過上調組織細胞表面的低密度脂蛋白受體水平，增加受體與血漿中低密度脂蛋白的結合，提高血漿中LDL-C的清除速率，降低了黃鱔血清中T-CHO的濃度[31-32]；此外，牛磺酸和甘氨酸可與膽酸和鵝脫氧膽酸形成牛磺膽酸和甘氨膽酸，其中膽酸由膽固醇形成，因此牛磺酸與膽酸的結合也是膽固醇含量降低的原因之一[33]。

4 結論

在本實驗條件下，低魚粉飼料 (22%) 中添加0.2%牛磺酸可促進蛋白質合成和脂肪分解代謝，改善腸道消化吸收功能，從而提升黃鱔的生長性能。但添加過量牛磺酸 (0.5%) 后黃鱔腸道消化吸收功能下降，蛋白質分解代謝增強，不利于黃鱔的生長。