日糧添加活性炭對羅非魚生長性能、抗氧化及環境重金屬耐受性的影響

王書鳳，高曉平，劉紅星

（1.安陽幼兒師范高等專科學校，河南安陽 456150；2.河南農業大學食品科學技術學院，河南鄭州 450002；3.安陽縣理工中等專業學校，河南安陽 455133）

羅非魚被認為是最重要的淡水魚之一，因為它們能忍受各種環境因素和應激條件。魚類能生活在不同的水生生態系統中，包括金屬污染的生態系統，其新陳代謝機制有助于它們適應排毒和抗氧化保護（Wang，2012）。重金屬污染必然影響魚類健康，進而影響人類健康，對重金屬進行解毒可以改善魚類健康狀況，減少其帶來的負面影響。其中一種方法是使用飼料添加劑可以改善魚的健康，抵抗重金屬的毒性，或可以吸附重金屬，促進機體對重金屬的排放。木炭是碳的一種結晶形式，通常是由木材、竹子、纖維素、椰子殼或各種工業廢料加熱后產生的碳質殘留物，含有大約70%～90%的純碳，以及多種礦物質，如鈣、鉀、鐵、鈉、銅、鋅、錳、鎂等（Brouwer等，1996）。活性炭具有吸附氣體特別是氮、氨的能力，能活化腸道功能，清除動物胃腸道中的毒物和雜質，已被應用到許多陸生動物飼料中（Kutlu等，2001）。同時活性炭作為一種吸附劑或脫毒劑已廣泛應用于獸醫行業和醫學，其吸附能力主要取決于其劑量以及消化道中毒素的含量，但目前關于活性炭對水產生物的研究報道較少，因此，本試驗以羅非魚為試驗動物，通過模擬重金屬環境，研究活性炭對羅非魚生長性能、抗氧化和對環境重金屬耐受性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 試驗選擇均重為（14.5±0.55）g的羅非魚600條，隨機分為10組，每組4個重復，每個重復15條魚。試驗采用5×2多因素方差設計，共設含0、2、4、8和16 g/kg活性炭的5種日糧，環境分為重金屬（鉛、鎘、銅和鋅）條件和非重金屬條件，試驗各組日糧組成及營養水平見表1，試驗共進行8周。整個試驗過程按照羅非魚的常規飼養方法進行飼養管理。

1.2 生長性能 試驗期間每兩周統計一次飼料用量，試驗結束后，按照重復對各組動物進行稱重。計算試驗期間羅非魚的增重、日生長速度、相對生長速度和料比。每天統計羅非魚的死淘率，試驗結束后計算存活率。

表1 試驗日糧組成及營養水平

1.3 水質測定 每周從每個魚缸中采集水樣監控不同水質參數，包括水溫，溶解氧、游離氨、硬度、堿度和pH。

1.4 生化指標和體成分 隨機選擇8條魚/重復尾靜脈采血，3000 g離心15 min收集血漿。血漿用于分析葡萄糖、總蛋白、總脂肪、尿酸、谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）和肌酸酐含量，以及抗氧化指標超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性以及丙二醛（MDA）含量。所有指標均采用商品試劑盒測定。采血后屠宰羅非魚，屠體用常規養分分析法測定粗蛋白質、粗脂肪、水分和灰分含量。

1.5 重金屬含量分析 水樣和屠體成分中的鉛、鎘、鋅和銅含量用石墨原子吸收光度法進行分析。

1.6 統計分析 采用SAS軟件多因素方差分析實驗數據，組間差異用Ducan’s法進行多重比較，同時分析日糧活性炭添加水平和重金屬環境條件對各指標影響的交互效應，試驗結果用“平均數±標準差”表示，P＜0.05判定為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 日糧活性炭水平對羅非魚生長水環境理化指標的影響 由表2可知，日糧活性炭顯著影響水中游離氨含量，其中16 g/kg活性炭組水中游離氨水平最低（P＜0.05）。日糧活性炭水平對水的其他理化指標無顯著影響（P＞0.05）。

表2 日糧活性炭水平對羅非魚生長水環境理化指標的影響

2.2 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚生長環境重金屬含量的影響 由表3可知，日糧活性炭對環境重金屬含量無顯著影響（P＞0.05），但環境重金屬誘導顯著影響環境重金屬水平（P＜ 0.05）。

表3 日糧活性炭水平對羅非魚生長水環境重金屬含量的影響

2.3 日糧活性炭水平對羅非魚生長性能的影響由表4可知，隨著日糧活性炭添加水平的升高，羅非魚生長和采食量顯著升高（P＜0.05），但超過8 g/kg時表現為降低。各組對羅非魚的存活率無顯著影響（P＞0.05）。

表4 日糧活性炭水平對羅非魚生長性能的影響

2.4 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚生化指標的影響 由表5可知，在環境重金屬條件前，16 g/kg活性炭組顯著提高了血漿葡萄糖水平（P＜0.05），顯著降低了總蛋白和總脂肪含量（P＜0.05）。日糧添加活性炭顯著降低了血漿ALT和AST酶活性（P＜0.05），但對尿素和肌酸酐含量無顯著影響（P＞0.05）。環境重金屬條件下，對照組提高了血漿ALT和AST酶活力以及尿素和肌酸酐含量（P＜0.05），顯著降低了蛋白和脂肪含量（P＜0.05）。

表5 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚生化指標的影響

2.5 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚抗氧化指標的影響 由表6可知，在環境重金屬條件前，日糧添加活性炭對血漿MDA含量、SOD和CAT活力無顯著影響（P＞0.05），但16 g/kg活性炭組顯著提高了血漿GSH-Px活力（P＜0.05）。羅非魚暴露在重金屬環境條件下，對照組顯著提高了血漿SOD、CAT和GSH-Px活力，同時顯著降低了MDA含量（P＜0.05）。

表6 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚抗氧化指標的影響

2.6 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚體成分的影響 由表7可知，羅非魚在暴露于重金屬環境前，各組對其體成分無顯著影響（P＞0.05），除了活性炭組顯著提高了粗蛋白質外（P＜0.05）。暴露在重金屬條件后，對照組顯著提高了機體灰分含量，同時顯著降低了蛋白質和脂肪含量（P ＜ 0.05）。

2.7 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚機體重金屬沉積量的影響 由表8可知，羅非魚暴露于環境重金屬前，各組對機體鉛、鎘、銅和鋅含量無顯著影響（P＞0.05）；暴露后，對照組顯著提高了各元素在機體的沉積量（P＜0.05），且隨著日糧活性炭添加水平的升高，機體重金屬含量顯著降低（P＜0.05）。

表7 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚體成分的影響

表8 日糧活性炭水平和環境重金屬對羅非魚機體重金屬沉積的影響

3 討論

3.1 活性炭對水質和羅非魚生長性能的影響本試驗結果發現，日糧添加活性炭可以降低水中游離氨含量，但活性炭的吸附效應取決于其添加劑量及需要吸附物質的含量（Banner等，2000），這與Thu等（2009）的研究結果一致，其發現日糧添加竹炭可以降低水中氨氮的含量。本研究結果表明，飼糧添加活性炭可作為一種潛在的飼料添加劑提高魚的生長性能。雖然本文沒有研究活性炭在羅非魚體內的消化作用機制，但作者推斷其對羅非魚營養物質的消化和吸收具有促進作用。羅非魚其生長速度和采食量的增加可能是由于活性炭具有吸附腸道內有害氣體和雜質的能力，從而改善飼料消化和代謝（Kutlu等，2001）。

3.2 活性炭對羅非魚血漿生化指標和抗氧化性能的影響 血液化學指標可作為一種重要的生理毒理學指標，廣泛應用于魚類營養狀況、健康狀況和適應外界環境能力的評價（Gingerich等，2010）。試驗結果發現，環境重金屬條件下，對照組提高了血漿ALT和AST酶活力以及尿素和肌酸酐含量，顯著降低了蛋白和脂肪含量，這與Yoo等（2005）的研究結果一致，這些結果表明，日糧添加高水平活性炭可以改善魚的整體健康狀況，促進蛋白質的分泌和脂質代謝。ALT、AST、尿酸和肌酸酐的濃度通常是用來評判臨床上器官損傷的指標，如肝臟、肌肉、鰓，而且尿酸、肌酐是篩選腎功能和腎結構完整性的指標（Chen等，2004）。羅非魚暴露在重金屬環境下，對照組顯著提高了血漿SOD、CAT和GSH-Px活力，顯著降低了MDA含量。SOD、CAT和GSH-Px是機體重要的抗氧化酶，其酶活的改變對重金屬誘導產生的脂質過氧化應激具有防御作用（Farombi等，2007）。

3.3 活性炭對羅非魚體成分和重金屬沉積的影響 暴露在重金屬條件后，對照組顯著提高了機體灰分含量，顯著降低了蛋白和脂肪含量。暴露后，對照組顯著提高了各元素在機體的沉積量，且隨著日糧活性炭添加水平的升高，機體重金屬含量顯著降低，這與Thu等（2009）的結果一致。在重金屬條件下，魚體內總灰分含量升高，粗蛋白質和總脂類含量降低，在這種情況下，總蛋白和總脂含量的降低可能是由于它們作為了為能量源來應付重金屬的毒理環境。

4 結論

日糧添加活性炭可以提高羅非魚的生長性能和飼料利用率，其中活性炭的適宜添加水平為8 g/kg，同時活性炭可以提高羅非魚的抗氧化性能，降低機體重金屬的沉積。