不同蛋白源飼料中添加α-酮戊二酸對松浦鏡鯉抗氧化能力的影響

李晉南，徐奇友，魏玉強(qiáng),2

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江 哈爾濱 1500701；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306）

不同蛋白源飼料中添加α-酮戊二酸對松浦鏡鯉抗氧化能力的影響

李晉南1，徐奇友1，魏玉強(qiáng)1,2

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江 哈爾濱 1500701；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306）

在水溫為23℃的控溫水循環(huán)系統(tǒng)中，采用2×2雙因素方法，研究在豆粕蛋白源和魚粉與豆粕復(fù)合蛋白源飼料（蛋白質(zhì)水平為28%）中分別添加0和1.5%α-酮戊二酸（AKG）對初始體質(zhì)量為（217.93±0.78）g的松浦鏡鯉Cyprinus carpio Songpu抗氧化能力的影響，每組設(shè)5個(gè)重復(fù)。10周飼養(yǎng)結(jié)果表明：在不同蛋白源飼料中添加1.5%AKG顯著提高了松浦鏡鯉腸道和血清中還原型谷胱甘肽（GSH）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性（P＜0.05），顯著降低腸道和血清丙二醛（MDA）含量（P＜0.05）；豆粕蛋白源中添加AKG顯著提高肝臟GSH含量（P＜0.05）；飼料中添加1.5%的AKG對肝胰臟中其他抗氧化指標(biāo)和肌肉抗氧化指標(biāo)無顯著影響（P＞0.05）。蛋白源和AKG水平對血清SOD活性具有顯著交互作用（P＜0.05）。綜上所述，飼料中添加1.5%AKG可以提高松浦鏡鯉的抗氧化能力。

α-酮戊二酸；松浦鏡鯉；抗氧化能力；超氧化物歧化酶（SOD）；丙二醛（MDA）

谷氨酰胺是“條件性必需氨基酸”，在機(jī)體腸道健康中具有重要作用，如促進(jìn)腸道發(fā)育、提高腸道免疫功能以及抗氧化功能等[1,2]，近年來已成為研究熱點(diǎn)，但是，谷氨酰胺易受環(huán)境因素的影響，尤其是在水溶液中，易分解成有毒性的物質(zhì)[3,4]。α-酮戊二酸（α-ketoglutarate，AKG）是谷氨酸、谷氨酰胺的前體和三羧酸循環(huán)的中間體，能夠通過轉(zhuǎn)氨作用為谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和鳥氨酸的合成提供碳骨架。AKG能節(jié)約氨基酸，促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)合成，在水溶液中具有良好的穩(wěn)定性，可以在體內(nèi)迅速轉(zhuǎn)化成谷氨酰胺，是谷氨酰胺的替代物。研究表明，AKG在機(jī)體生長、腸道發(fā)育、消化吸收和抗氧化能力等方面均有一定的作用[5-7]。位瑩瑩等[8]和李晉南等[9-11]研究AKG對松浦鏡鯉Cyprinus carpio Songpu生長、腸道發(fā)育和消化吸收等的作用，發(fā)現(xiàn)適量添加AKG可以在一定程度上提高松浦鏡鯉的生長性能，1.5%的AKG還可以提高腸道消化酶活性和肌層厚度。王連生等[12]和陳迪等[13]研究AKG對雜交鱘Acipenser schrenckii♀ × Acipenser baerii♂生長、腸道發(fā)育及腸道抗氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)飼料中添加1%的AKG可以改善雜交鱘的生長性能、腸道發(fā)育和抗氧化能力。豆粕蛋白質(zhì)含量高、來源廣，可作為替代魚粉的蛋白源。崔燕燕等[14]的研究表明，30%的豆粕替代飼料中50%的魚粉不影響中華絨螯蟹Eriocheir Sinensis幼蟹的抗氧化能力。本研究在不同蛋白源飼料中添加AKG，探討其對松浦鏡鯉抗氧化能力的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)所用AKG（純度大于98.5%）購自Sigma-Aldrich公司。

本試驗(yàn)分為4組，兩種蛋白源為豆粕蛋白源和復(fù)合蛋白源（魚粉與豆粕），AKG分別為0%和1.5%，飼料蛋白質(zhì)水平為28%。飼料蛋白源為豆粕和魚粉，脂肪源為大豆磷脂、魚油和豆油混合油，飼料的具體配方和營養(yǎng)組成見表1和參考文獻(xiàn)[15]。

飼料中各原料先經(jīng)粉碎后過80目篩，然后逐級混合均勻，用小型顆粒機(jī)制成顆粒飼料，常溫風(fēng)干后儲存于-20℃冰柜中待用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和管理

試驗(yàn)魚馴養(yǎng)2周后，選擇初始體質(zhì)量（217.93±0.78）g的健康松浦鏡鯉，隨機(jī)分為4組，每組設(shè)5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20尾魚，飼養(yǎng)在可控溫水循環(huán)系統(tǒng)中，分別投喂不同試驗(yàn)飼料，每天飽食投喂3次。試驗(yàn)期間，定期換水，水溫為23℃，溶氧大于5mg/L，氨氮小于0.1mg/L。養(yǎng)殖周期為10周。

1.3 腸道、肌肉、肝胰臟和血清抗氧化能力的測定

表1 飼料配方及營養(yǎng)組成（干重）Tab.1 Ingredients and approximate composition of the basal diets（dry matter basis,DM）

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，將魚饑餓24h，每缸隨機(jī)選取4尾魚，用MS-222麻醉后尾靜脈取血置于離心管中，靜置1h，離心（3 500r/min，30min）后取上層血清，-20℃保存，用于血清抗氧化指標(biāo)的檢測。

取完血清后，將樣品置于冰盤上解剖，取各個(gè)組織，用冰浴的0.86%生理鹽水洗凈腸道、肝胰臟和肌肉，去除腸道的脂肪和內(nèi)含物，用濾紙吸干水分。將腸道分為前腸、中腸和后腸，分別測量肝胰臟質(zhì)量、肌肉質(zhì)量和各腸段質(zhì)量。每個(gè)樣品分別加入生理鹽水（1∶9，質(zhì)量體積比），經(jīng)高速組織勻漿機(jī)勻漿，勻漿液離心后（4℃，4 000r/min，10min），取上清液作為各組織的粗酶液，分裝后于-20℃保存，待測血清、腸道、肝胰臟和肌肉超氧化物歧化酶（SOD）活性、還原型谷胱甘肽（GSH）和丙二醛（MDA）含量。各指標(biāo)采用南京建成試劑盒測定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用（mean±SD）表示，用SPASS19.0軟件進(jìn)行雙因素方差分析（蛋白源和AKG水平）和Duncan's多重比較，顯著性水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉腸道抗氧化能力的影響

由表2可知，豆粕蛋白源飼料中添加AKG顯著提高了松浦鏡鯉前腸SOD活性，顯著降低中腸MDA含量（P＜0.05）；復(fù)合蛋白源飼料中的AKG顯著提高中腸和后腸SOD活性、前腸和中腸GSH含量，顯著降低前腸和后腸MDA含量（P＜0.05）。在未添加AKG時(shí)，豆粕蛋白源飼料組松浦鏡鯉后腸SOD活性顯著高于復(fù)合蛋白源組，MDA含量顯著低于復(fù)合蛋白源組（P＜0.05）。雙因素方差分析顯示：蛋白源和AKG水平對腸道抗氧化指標(biāo)沒有顯著交互作用（P＞0.05）。

2.2 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉肝胰臟抗氧化能力的影響

由表3可知，添加1.5%的AKG顯著提高了豆粕蛋白源組松浦鏡鯉肝胰臟GSH含量（P＜0.05），但對其他抗氧化指標(biāo)無顯著影響（P＞0.05）。不同蛋白源對肝胰臟抗氧化指標(biāo)沒有顯著影響（P＞0.05）。雙因素方差分析顯示：蛋白源和AKG對肝胰臟抗氧化指標(biāo)不存在顯著交互作用（P＞0.05）。

2.3 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉肌肉抗氧化能力的影響

由表4可知，不同蛋白源和AKG添加水平對肌肉抗氧化指標(biāo)均無顯著影響（P＞0.05）。雙因素方差分析顯示：蛋白源和AKG對肌肉抗氧化指標(biāo)不存在顯著交互作用（P＞0.05）。

2.4 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉血清抗氧化能力的影響

由表5可知，在不同蛋白源飼料中添加AKG顯著提高了松浦鏡鯉血清SOD活性、GSH含量，顯著降低了MDA含量（P＜0.05）。不同蛋白源對血清抗氧化指標(biāo)沒有顯著影響（P＜0.05）。雙因素方差分析顯示：蛋白源和AKG對血清SOD活性具有顯著交互作用（P＜0.05）。

表2 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉腸道抗氧化能力的影響（n=5）Tab.2 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on intestinal antioxidant capacity in Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

表3 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉肝胰臟抗氧化能力的影響（n=5）Tab.3 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on hepatopancreas antioxidant capacity of Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

表4 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉肌肉抗氧化能力的影響（n=5）Tab.4 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on muscle antioxidant capacity of Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

表5 不同蛋白源飼料中添加AKG對松浦鏡鯉血清抗氧化能力的影響（n=5）Tab.5 Effects of AKG supplementation in different protein sources diets on serum antioxidant capacity of Songpu mirror carp（Cyprinus carpio Songpu n=5）

3 討論

大豆蛋白源是植物性蛋白源中價(jià)格低廉、供應(yīng)穩(wěn)定、氨基酸組成較為平衡的蛋白源之一，具有良好的消化吸收效率，是水產(chǎn)飼料中應(yīng)用最多的植物蛋白源之一。但有研究表明，在魚飼料中過量使用大豆蛋白源會影響魚類的攝食和生長[16,17]及魚的健康和免疫功能[18,19]。本試驗(yàn)中，未添加AKG時(shí)，豆粕蛋白組松浦鏡鯉后腸的SOD活性顯著提高，MDA含量降低，說明豆粕蛋白提高了松浦鏡鯉后腸的抗氧化能力。但豆粕蛋白組與復(fù)合蛋白組間其他抗氧化指標(biāo)沒有顯著差異。有研究表明，發(fā)酵豆粕替代10%的魚粉能提高黑鯛Acanthopagrus schlegelii的免疫功能，高水平的替代對免疫功能沒有顯著影響[20]。

在正常生理生化反應(yīng)中，機(jī)體能通過體內(nèi)酶和非酶抗氧化系統(tǒng)清除過量自由基。機(jī)體內(nèi)最重要的非酶抗氧化物是GSH，尤其是在清除自由基、解毒、維持細(xì)胞生長等方面。因此，GSH的含量可以反映機(jī)體抗氧化的能力[21,22]。在本試驗(yàn)蛋白源飼料中，添加1.5%AKG顯著提高松浦鏡鯉腸道、血清和肝臟中GSH含量，其原因可能是AKG在體內(nèi)可以迅速轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺，而谷氨酰胺是合成體內(nèi)GSH的重要的前體物質(zhì)[23]，使機(jī)體內(nèi)各組織中GSH含量都增加，也提高了機(jī)體的抗氧化能力。

機(jī)體內(nèi)清除超氧陰離子自由基的主要酶類是SOD。它能夠維持體內(nèi)的氧化和抗氧化平衡，保護(hù)機(jī)體細(xì)胞免受損傷。生物膜中的多不飽和脂肪酸受機(jī)體產(chǎn)生的氧自由基攻擊，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物MDA。因此，MDA含量反映了機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度，以及細(xì)胞受損程度[24]。本試驗(yàn)在豆粕蛋白源和復(fù)合蛋白源飼料中，添加1.5%AKG均顯著提高了松浦鏡鯉血清和腸道SOD活性，顯著降低了腸道和血清中MDA含量。這與劉堅(jiān)等[25]和胡泉舟等[26]在仔豬上的研究一致，日糧添加AKG可提高動(dòng)物血漿SOD活性，降低血液中MDA的含量。陳迪等[13]的研究也表明，飼料中添加AKG可以提高雜交鱘腸道抗氧化能力。Wang等[27]在草魚Ctenopharyngodon idella的研究中發(fā)現(xiàn)，飼料中添加0.75%的AKG可以提高草魚血清中SOD活性，從而提高抗氧化能力。因此，在不同蛋白源飼料中添加AKG，可以影響機(jī)體抗氧化酶和非酶系統(tǒng)，提高機(jī)體的抗氧化能力。

本文飼料中添加1.5%AKG可以提高松浦鏡鯉抗氧化能力。

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Effect of α-Ketoglutarate Supplementation in Different Protein Sources of Diets on Antioxidant Capacity of Songpu Mirror Carp（Cyprinus carpio Songpu）

LI Jin-nan1,XU Qi-you1,WEI Yu-qiang1,2
（1.Heilongjiang River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Harbin 150070,China;2.School of Fisheries and Life Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China）

A total of 400 Songpu mirror carps（Cyprinus carpio Songpu）with initial body weight of（217.93 ± 0.78）g were randomly divided into 4 groups with 5 replicates per group and fed two protein sources （soybean meal,and fish meal+soybean meal）diets containing two α-ketoglutarate（AKG）levels of 0%and 1.5%at water temperature of 23℃using 2×2 double factor experimental design or 10 weeks to evaluate effect of α-ketoglutarate supplementation in different protein sources of diets on antioxidant capacity of Songpu mirror carp.The results showed that diets containing AKG led to significantly improve the content of glutathione（GSH）and superoxide dismutase（SOD）activity in intestine and serum （P＜0.05）.There were significant decrease in malondialdehyde（MDA）content in intestine and serum and significant increase in GSH content in hepatopancrase of the fish fed the diets containing AKG（P＜0.05）,especially in soybean meal protein group with AKG supplemented.No significant effect of AKG supplementation on the other antioxidant indicators in hepatopancreas and muscle（P ＞ 0.05）,and protein source and AKG level had a significant interaction effect on serum SOD activity（P＜0.05）.It is concluded that supplementation of 1.5%AKG can improve antioxidant capacity of Songpu mirror carp.

α-ketoglutarate；Songpu mirror carp；antioxidant capacity；superoxide dismutase（SOD）；malondialdehyde（MDA）

S965.116

A

1005-3832（2017）05-0028-05

2017-04-18

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（HSY201605）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助（CARS-46）.

李晉南（1983-），女，助理研究員，博士，從事水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)與飼料研究.E-mail:lijinnan123@163.com