金針菇菇頭對草魚生長、消化酶活性、腸道組織結構、肌肉品質及血清生化指標的影響

楊琳霖 胡 毅* 朱 波 鐘 蕾 魏澤宏 唐 濤 張俊智**

(1.湖南農業大學動物科學技術學院，湖南省特色水產資源利用工程技術研究中心，長沙 410128；2.省部共建淡水魚類發育生物學國家重點實驗室，湖南師范大學生命科學學院，長沙 410081)

金針菇(Flammulinavelutipes)學名毛柄金錢菌，具有較高的食用和藥用價值。隨著國內外消費市場的擴大和工業化生產的規模化，我國金針菇栽培量也不斷增加。金針菇菇頭(Flammulinavelutipesstembase)，又被稱作金針菇菇腳，是金針菇除去可食用部分后剩余的根部，占金針菇的20%～30%。有報道表明，2017年我國金針菇年產量為247.92萬t，其中金針菇菇頭年產量可達50萬～70萬t[1]，但其大多被焚燒、掩埋、隨意丟棄，不僅浪費了優質的生物資源，同時造成了嚴峻的環境問題。合理開發利用金針菇菇頭，不僅能避免上述問題，還能實現對廢棄物的再利用，并帶來一定的社會經濟效益。金針菇多糖是金針菇特有的活性物質，是由葡萄糖、半乳糖、甘露糖等多種單糖通過糖苷鍵連接而成的大分子化合物，其中金針菇菇頭中金針菇多糖含量占1.5%[2]。有研究報道，金針菇多糖具有抗菌、抗氧化、降低血糖血脂、調節機體免疫力等多種功效[3]。目前，金針菇菇頭及其活性物質金針菇多糖在飼料中的研究主要集中在畜禽方面，如提高肉雞成活率和生產性能[4]，增強淋巴細胞免疫功能[5]，改善腸道菌群結構[6]，減少機體脂肪沉積[7]。金針菇多糖在水產行業的研究則鮮有報道。金針菇多糖可提高七彩鮭幼魚的生長性能、抗氧化能力和腸道免疫能力[8]。

草魚屬硬骨魚綱(Osteichthyes)，鯉形目(Cypriniformes)，鯉科(Cyprinidae)，雅羅魚亞科(Leuciscinae)，草魚屬(Ctenopharyngodon)，是典型的草食性魚類。據統計，2019年草魚產量已超過550萬t，在淡水魚類養殖中穩居第一[9]，具有巨大的經濟價值。因此，本試驗以草魚為研究對象，研究飼料中添加金針菇菇頭對草魚生長、消化酶活性、腸道組織結構、肌肉品質及血清生化指標的影響，研究成果對合理開發和利用金針菇菇頭、實現廢棄資源的再利用、降低環境污染具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金針菇菇頭由廣州某生物科技有限公司提供。金針菇的培育符合工廠生產相關標準，金針菇采摘后，切割菇頭并進行統一晾曬風干，置于烘箱內60 ℃烘干至恒重后粉碎。取金針菇菇頭粉，分別采用冷凍干燥機干燥法、酸堿洗滌法、索氏抽提法、灼燒法、凱氏定氮法、氧彈熱量計法、高效液相色譜分析法、氣相色譜法測定其水分、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、粗蛋白質、總能及氨基酸含量，金針菇菇頭主要成分(由廣州金域醫學檢測中心有限公司檢測)見表1。

表1 金針菇菇頭主要成分(風干基礎)

1.2 試驗設計和試驗飼料

挑選360尾初始體重為(20.00±0.25)g的草魚，隨機分成3組，每組3個重復，每個重復40尾。試驗期8周。

在草魚基礎飼料中分別添加0(對照組)、0.5%(Ⅰ組)和1.0%(Ⅱ組)金針菇菇頭，等量替代基礎飼料中的面粉，配制3種等氮等脂的試驗飼料。飼料制備前，將原料粉碎后過60目篩，準確稱取飼料原料按配比從小到大逐級均勻混合，然后再將魚油與干物質混勻，用江西正昌320型制粒機(湖南農大追求飼料科技有限公司)制成1.5 mm粒徑的顆粒飼料，在陰涼處自然風干至水分含量少于10%，置于-20 ℃保存備用。試驗飼料組成及營養水平見表2。

表2 試驗飼料組成及營養水平(風干基礎)

1.3 飼養管理

養殖試驗在湖南省婁底市新化縣車田江水庫試驗基地進行。試驗魚苗購自湘潭苗種場，正式養殖試驗開始前將魚苗置于網箱(5.0 m×4.0 m×3.0 m)中，用基礎飼料暫養2周。禁食24 h后挑選360尾健康、規格統一的草魚幼魚，初始均重為(20.00±0.25)g，消毒后將其隨機分為3個組，每個組3個網箱(1.5 m×1.5 m×1.5 m)，每個網箱放40尾草魚。

養殖試驗共持續8周。每天投喂3次(07:00、12:00、17:00)。投飼率為體重的3%～5%，并根據草魚的攝食情況每周相應調整。記錄試驗期間飼料投喂量、草魚死亡尾數等相關情況。養殖試驗期間水溫25.0～31.0 ℃，水體溶氧含量(6.6±0.5)mg/L，氨氮含量≤0.22 mg/L。

1.4 樣品采集和指標測定

1.4.1 生長指標

養殖試驗結束后，草魚禁食24 h，統計每個網箱草魚的尾數和重量，記錄養殖過程中飼料投喂量，計算存活率(survival rate，SR)、增重率(weight gain rate，WGR)、飼料系數(feed conversion rate，FCR)和攝食率(feed intake，FI)：

存活率(%)=100×試驗結束草魚尾數(尾)/試驗初始草魚尾數(尾)；增重率(%)=100×[終末質量(g)-初始質量(g)]/初始質量；飼料系數=飼料采食量(g)/[終末質量(g)-初始質量(g)]；攝食率(%/d)=100×總投喂量/{[初始質量(g)+終末質量(g)]×養殖天數/2}。

1.4.2 形體指標

每網箱隨機取3尾草魚，稱量體重和體長。解剖分離肝臟和腸道，記錄肝臟和腸道重量及腸道長度，去除內臟后稱草魚空殼重，計算肥滿度(condition factor，CF)、肝胰腺指數(hepatopancreas index，HPI)、臟體指數(viscero somatic index，VSI)、腸體比(relative intestine weight，RIW)和腸長比(intestine somatic index，ISI)：

肝胰腺指數(%)=100×草魚肝臟重(g)/草魚體重(g)；臟體指數(%)=100×[草魚體重(g)-草魚空殼重(g)]/草魚體重(g)；腸體比(%)=100×草魚腸道重量(g)/草魚體重(g)；腸長比(%)=100×草魚腸長(cm)/草魚體長(cm)；肥滿度(g/cm3)=100×草魚體重(g)/草魚體長(cm)3。

1.4.3 體成分指標

從每個網箱取3尾魚，稱重后置于-20 ℃冷凍保存，用于常規體成分含量的測定。試驗飼料和草魚的水分、粗脂肪、粗蛋白質和粗灰分含量測定分別采用105 ℃恒溫干燥法(GB/T 5009.3—2003)、索氏抽提法(GB/T 5009.6—2003)、凱氏定氮法(GB/T 5009.5—2003)和550 ℃馬福爐灰化法(GB/T 5009.4—2003)。

1.4.4 肌肉質構指標

取1 cm3背部肌肉，使用質構分析儀(TMS-Pro，美國FTC公司)進行全質構分析，肌肉質構指標包括硬度(hardness)、黏附性(adhesiveness)、內聚性(cohesiveness)、彈性(springiness)、膠黏性(gumminess)、咀嚼性(chewiness)。采用25 mm×25 mm的柱形探頭，接觸感應力為5 gf，測試速度1 mm/s，目標模式為形變，形變量為30%，時間為2 s。每個樣品測定2次，取平均值。

1.4.5 腸道消化酶活性和腸道組織結構

從每個網箱中選取3尾魚，解剖后取其中腸組織，置于無酶管中，保存在-80 ℃冰箱內。待測組織樣品從-80 ℃冰箱取出，置于4 ℃條件下復溫，準確稱取樣品重量。以生理鹽水1∶9體積比進行稀釋，獲得腸道組織勻漿，2 500 r/min離心10 min，取上清液測定淀粉酶和脂肪酶活性。另稱取腸道組織樣品，以胰蛋白酶勻漿液1∶9體積比稀釋，獲取腸道組織勻漿，2 500 r/min離心10 min，取上清液測定胰蛋白酶活性。試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

使用光學顯微鏡觀察草魚中腸組織結構，切片于100倍下測定絨毛高度、肌層厚度，切片于400倍下計算杯狀細胞數目。

1.4.6 血清生化指標

從每個網箱中選取3尾魚，使用40 mg/L丁香油麻醉。用1 mL無菌注射器取血于尾靜脈采血，于4 ℃冰箱內靜置2 h，在3 500 r/min離心10 min后分離血清，于-80 ℃冷凍保存，用于后續血清生化指標的測定。血清谷草轉氨酶(GOT)、谷丙轉氨酶(GPT)活性及葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、總膽固醇(TCHO)、甘油三酯(TG)、總膽汁酸(TBA)含量均采用南京建成生物工程研究所生產的試劑盒測定。

1.5 數據處理

試驗數據用Excel 2019進行整理后采用SPSS 24.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法檢驗組間差異，結果均以平均值±標準誤(mean±SE)表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結 果

2.1 飼料中添加金針菇菇頭對草魚生長、形體和體成分指標的影響

由表3可見，與對照組相比，Ⅰ組和Ⅱ組的增重率顯著增加(P<0.05)，但Ⅰ組和Ⅱ之間差異不顯著(P>0.05)。各組之間飼料系數、攝食率和存活率無顯著差異(P>0.05)。與對照組相比，Ⅰ組的腸體比顯著降低(P<0.05)，Ⅱ組的肝胰腺指數顯著升高(P<0.05)。各組之間肥滿度、臟體指數和腸長比無顯著差異(P>0.05)。

表3 飼料中添加金針菇菇頭對草魚生長和形體指標的影響

由表4可見，各組之間魚體粗脂肪、粗灰分、粗蛋白質和水分含量無顯著差異(P>0.05)。

表4 飼料中添加金針菇菇頭對草魚體成分指標的影響

2.2 飼料中添加金針菇菇頭對草魚腸道消化酶活性的影響

由表5可見，各組之間腸道胰蛋白酶活性無顯著差異(P>0.05)。與對照組相比，Ⅱ組的腸道脂肪酶活性顯著升高(P<0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組的腸道淀粉酶活性顯著降低(P<0.05)。

表5 飼料中添加金針菇菇頭對草魚腸道消化酶活性的影響

2.3 飼料中添加金針菇菇頭對草魚中腸組織結構的影響

由圖1可見，與對照組相比，Ⅱ組草魚的腸道絨毛生長整齊，結構完整。

A：對照組 control group；B：Ⅰ組 group Ⅰ；C：Ⅱ組 groupⅡ；VH：絨毛高度 villus height；MT：肌層厚度 muscular layer thickness；GC：杯狀細胞 goblet cell。

由表6可見，與對照組相比，Ⅰ組和Ⅱ組的中腸肌層厚度和杯狀細胞數量顯著增加(P<0.05)，但Ⅰ組和Ⅱ組之間差異不顯著(P>0.05)。各組之間中腸絨毛高度無顯著差異(P>0.05)。

表6 飼料中添加金針菇菇頭對草魚中腸組織結構的影響

2.4 飼料中添加金針菇菇頭對草魚肌肉質構特性的影響

由表7可見，與對照組相比，Ⅰ組的肌肉硬度、膠黏性和咀嚼性顯著升高(P<0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組之間差異不顯著(P>0.05)。各組之間肌肉黏附性、內聚性和彈性無顯著差異(P>0.05)。

表7 飼料中添加金針菇菇頭對草魚肌肉質構特性的影響

2.5 飼料中添加金針菇菇頭對草魚血清生化指標的影響

由表8可見，與對照組相比，Ⅰ組和Ⅱ組的血清葡萄糖含量、谷草轉氨酶活性顯著升高(P<0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組的血清尿素氮、甘油三酯含量和谷丙轉氨酶活性顯著下降(P<0.05)，Ⅱ組的血清總膽固醇含量顯著下降(P<0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組的血清總膽汁酸含量沒有顯著差異(P>0.05)。

表8 飼料中添加金針菇菇頭對草魚血清生化指標的影響

3 討 論

3.1 金針菇菇頭對草魚生長、消化酶活性及腸道組織結構的影響

目前，關于金針菇菇頭對水產動物生長性能的研究很少。本試驗結果表明，飼料中添加金針菇菇頭顯著提高了草魚增重率，可能是金針菇菇頭影響了草魚消化酶活性和腸道組織結構，從而促進其生長。消化酶活性決定了機體對營養物質的消化吸收能力。本試驗結果表明，飼料中添加金針菇菇頭提高了草魚腸道脂肪酶和胰蛋白酶活性，其中添加量為1.0%時活性最高，與草魚生長的變化一致。與本試驗研究結果相似，在烏鱧[10]、斜帶石斑魚[11]、肉仔雞[12]飼料中添加黃芪多糖、海帶多糖和艾蒿多糖可顯著提高蛋白酶、淀粉酶活性，并對生長性能有促進作用。機體腸道菌群組成的改變會影響消化酶活性，飼料中添加枯草芽孢桿菌[13]、乳酸菌[14]、酵母菌[15]可顯著提高腸道消化酶活性。另外，有研究表明金針菇多糖經過腸道微生物發酵后能產生多種短鏈脂肪酸，使腸道環境呈酸性，有利于腸道益生菌的生長繁殖，并在一定程度上抑制病原菌的生長，提高腸道菌群的多樣性[16-17]。飼料中添加金針菇菇頭可能通過金針菇多糖影響了腸道菌群組成，增強了消化酶的活性，有助于草魚對營養物質的消化、吸收和利用，從而促進其生長。機體的生長發育與腸道的組織形態也密不可分。肌肉層與魚體腸道節律性蠕動相關，肌層厚度增加有利于腸道機械消化[18]；杯狀細胞可合成分泌黏蛋白、三葉肽等物質保護魚體腸道[19]。本試驗結果表明，飼料中添加金針菇菇頭能顯著增加草魚的中腸肌層厚度和杯狀細胞數量，當添加量為1.0%時腸道絨毛生長最整齊、結構最完整。原因可能是金針菇菇頭中的多糖和纖維素等成分有利于草魚腸道的節律性收縮，維持了草魚腸道屏障結構的完整性，降低了誘發腸道炎癥的可能性。與本研究結果相似，茯苓多糖增加了大鼠的腸道絨毛高度，修復了腸道屏障，并緩解了大鼠的腸道炎癥[20]；荷花粉多糖緩解了小鼠杯狀細胞丟失的現象，增強了腸道定向蠕動，減輕了腸道黏膜損傷[21]。

3.2 金針菇菇頭對草魚肌肉品質的影響

肌肉質構特性是評價商品魚肌肉品質的重要指標之一，頗受消費者的關注。在諸多因素中，飼料成分是影響肌肉品質的重要因素。飼糧中添加5%的金針菇菌渣可改善豬的肌肉品質[22]，飼糧中添加2%的金針菇菌渣不影響肉雞整體肉品質[23]。但關于金針菇菇頭對肉品質的影響鮮有報道。本試驗采用操作簡便、偶然誤差小的質地剖面分析(TPA)法對草魚肌肉質構指標進行量化，從而客觀地評價草魚的肌肉品質。本試驗結果顯示，飼料中添加0.5%的金針菇菇頭能顯著增加草魚肌肉的硬度、咀嚼性和膠黏性。有研究表明，金針菇菇腳能顯著降低肌肉中甘油三酯含量，促進肉雞的脂肪分解[7]。飼糧中添加5%金針菇菇腳使豬背膘厚度顯著降低，并在一定程度上減少了皮下脂肪的積累，有利于改善豬肉的胴體性狀[24]。飼料中添加金針菇菇頭可能通過影響草魚肌肉的脂肪代謝，增加了肌束間的摩擦力，進而影響草魚的肌肉質構特性。肉質口感與咀嚼性和硬度呈正相關[25]，因此，飼料中添加適量金針菇菇頭有利于改善草魚的肌肉品質，但其作用機理還有待進一步探究。

3.3 金針菇菇頭對草魚血清生化指標的影響

血清葡萄糖含量的變化與機體的新陳代謝及健康狀況密切相關。草魚的血清葡萄糖正常含量為2.78～12.72 mmol/L[26]。本試驗結果顯示，Ⅰ組和Ⅱ組的草魚血清葡萄糖含量顯著高于對照組，但未超過正常含量范圍，與在奧尼羅非魚[27]上的研究結果一致。可能原因是Ⅰ組和Ⅱ組的飼料中金針菇多糖的含量超過了草魚可耐受的多糖含量閾值，導致草魚對此出現不耐受性，干擾了機體胰島素的分泌作用，導致血清葡萄糖含量升高[28]。血清谷丙轉氨酶活性反映肝功能狀態。本試驗結果顯示，Ⅰ組和Ⅱ組的草魚血清谷丙轉氨酶活性顯著降低，說明飼料中添加金針菇菇頭對草魚肝臟細胞沒有不良影響。由于草魚對糖類的不耐受性，需要依賴三羧酸循環快速代謝血液中的糖類，因此本試驗中谷草轉氨酶活性升高可能是用于提供三羧酸循環所需的草酰乙酸，這與郭志欣[8]、朱波等[29]的研究結果基本一致。尿素氮作為嘌呤代謝的最終產物，與機體蛋白質代謝和氨基酸平衡密切相關[30]，血清尿素氮含量越低，說明對蛋白質的利用率越高。本試驗結果顯示，Ⅰ組和Ⅱ組的草魚血清尿素氮含量顯著低于對照組，說明飼料中添加金針菇菇頭有利于草魚平衡氨基酸，合成蛋白質，提高氮的利用率。這與金針菇多糖[31]、黃精多糖[32]、紅平菇菌絲體多糖[33]降低血清尿素氮含量結果一致。總膽固醇和甘油三酯是機體重要的脂類物質，血清總膽固醇和甘油三酯含量的變化反映了機體對脂類吸收狀況和肝臟脂肪代謝狀況[34]。本試驗結果顯示，Ⅰ組和Ⅱ組的草魚血清甘油三酯含量顯著低于對照組，Ⅱ組的血清總膽固醇含量顯著低于對照組，與金針菇多糖可降低血脂的研究結果[35]一致，原因可能是飼料中添加適量金針菇菇頭促進了多肽激素的分泌，加速了脂肪分解，減少了脂肪沉積[36]。

4 結 論

綜上所述，飼料中添加適量金針菇菇頭可促進草魚生長，提高消化酶活性，改善腸道組織結構，改善草魚肌肉品質。