黑水虻幼蟲粉替代不同比例魚粉對加州鱸生長、機體健康和肌肉品質的影響

游翠紅 李鴻偉 周 萌 林 蠡 董燁瑋 譚小紅 黃燕華

(仲愷農業工程學院健康養殖創新研究院 & 動物科技學院, 廣州 510225)

大口黑鱸(Micropterus salmoides)俗稱加州鱸,隸屬鱸形目(Perciformes)、太陽魚科(Centrarchidae)、黑鱸屬(Micropterus), 是中國從北美引進的一種暖水肉食性淡水魚類。加州鱸生長速度快、肉質鮮美、肌間刺少, 深受消費者們的歡迎。加州鱸已經成為我國重要的淡水養殖魚類。2021年, 我國加州鱸的養殖產量高達70.21萬噸, 僅次于四大家魚、鯽和羅非魚的產量[1]。加州鱸對蛋白質的需要量在40%以上, 對脂肪的需要量也超過10%, 且其配合飼料中需要添加高比例的魚粉(40%—50%)[2]。由于魚粉價格昂貴, 且資源的獲得不具有可持續性。近年來, 許多研究嘗試用其他動植物蛋白源如雞肉粉、血粉、豆粕、羽毛粉等替代加州鱸配合飼料中的部分魚粉, 以降低養殖成本[2—4]。

黑水虻(Hermitia illucens)是雙翅目水虻科昆蟲, 繁殖速度快, 抗逆性強, 幼蟲以畜禽糞便、餐廚垃圾、木質纖維素等為食物, 轉化為高質量的昆蟲蛋白[5]。黑水虻幼蟲的蛋白質、脂肪含量很高, 分別占干物質的17.5%—63%和12.8%—49%, 其蛋白富含精氨酸、亮氨酸、賴氨酸、纈氨酸等必需氨基酸, 必需氨基酸組成與魚粉相似; 其脂肪富含棕櫚酸(C16∶0)和月桂酸(C12∶0)等飽和脂肪酸及油酸(C18∶1n-9)和亞油酸(C18∶2n-6)等單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸[5—7], 可被高效利用產能促進養殖動物生長。此外, 黑水虻幼蟲還富含鉀、鈣、鎂等礦物質及幾丁質、抗菌肽等生物活性物質[6,8]。因此, 黑水虻幼蟲是一種優質的昆蟲蛋白源。已經在很多魚類中開展了黑水虻蟲粉部分替代魚粉的研究, 如虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[9,10]、大西洋鮭(Salmo salar)[11]、歐 洲 鱸(Dicentrarchus labrax)[12]、烏鱧(Channa argus)[13]、建鯉(Cyprinus carpiovar.Jian)[14]、加州鱸[15—18]等。但是, 已經報道的在加州鱸中開展的用黑水虻蟲粉替代魚粉的研究中, 基礎飼料中魚粉的含量很高, 一般都超過40%[15—18]。本研究擬在魚粉含量較低(30%)的基礎飼料中, 用黑水虻幼蟲粉替代不同比例的魚粉(16.67%、33.33%和50%), 研究對加州鱸幼魚的生長性能、全魚和組織的營養成分、機體健康、肌肉和肝臟的氨基酸、脂肪酸組成的影響, 為研制營養組成科學合理且成本低的加州鱸配合飼料提供資料。

1 材料與方法

1.1 實驗飼料

根據加州鱸的營養需求, 配制 4 種等氮、等脂的實驗飼料(45%蛋白, 15%脂肪), 其中, 基礎飼料含30%魚粉(FM30), 其他3組實驗飼料分別用黑水虻幼蟲粉替代16.67%魚粉(FM25)、33.33%魚粉(FM20)、50%魚粉(FM15), 4種實驗飼料的原料組成及實測的營養成分見表1, 實驗飼料的氨基酸組成見表2。黑水虻幼蟲購于廣州飛禧特生物科技有限公司, 海藻多糖由青島海興源生物科技有限公司提供, 其他原料由湖州海皇生物科技有限公司提供。魚粉、豆粕、烘干的黑水虻幼蟲等飼料原料粉碎后, 過60目篩, 充分混合均勻后, 用SLX-80型雙螺桿擠壓機制成2.0 mm顆粒飼料, 60℃烘干后室溫冷卻, 用封口袋密封包裝, 置于-20℃冰箱保存備用。

表1 實驗原料的組成和營養成分(風干基礎, %)Tab.1 Ingredients and proximate composition of the experimental diets (air-dry basis, %)

表2 實驗飼料的氨基酸組成(%總氨基酸)Tab.2 Amino acid composition of the experimental diets (% total amino acids)

1.2 實驗魚及養殖實驗

養殖實驗在室內循環水養殖系統中進行, 養殖缸體積為300 L。放魚前3天, 使用0.01%高錳酸鉀溶液將養殖系統浸泡過夜進行消毒處理。實驗魚加州鱸幼魚購于廣東省佛山市三水白金水產種苗有限公司, 用水車運回后, 用4組實驗飼料等比混合后的飼料在魚塘網箱中馴化2周, 挑選體表健康、活力強的幼魚(初始體質量約為17.05 g) 360尾, 隨機分成4組, 置于室內循環水養殖系統的養殖缸中飼養, 每組3個重復缸, 每缸放魚30尾魚, 養殖8周。養殖期間, 每天飽食投喂2次(9:00和16:00), 每隔1—2d進行換水, 換水比例為30%—40%, 保持水溫在25—27℃, pH在6.8—7.8, 溶解氧＞6.0 mg/L。

1.3 樣品采集

在養殖實驗結束后, 實驗魚饑餓24h后進行采樣。用100 mg/L間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽(MS-222)將實驗魚進行麻醉, 準確測量每尾魚的體質量和體長以計算生長指標。隨后, 從每缸中隨機取2尾魚作為全魚樣品, 保存在-20℃冰箱中用于營養成分分析。另外, 從每缸中隨機取6尾魚, 使用一次性注射器從尾靜脈處采血, 之后置于冰盤上, 無菌取內臟團, 分離肝臟、腸道組織, 并對內臟團、肝臟進行稱重; 取肝臟、前腸、背肌樣本用液氮速凍后置于-80℃冰箱保存, 用于酶活測定及營養成分分析; 另取1 cm長的前腸樣本保存于4%多聚甲醛中, 用于組織切片分析。抽取的血液樣品在4℃放置2h后, 3000 r/min離心10min, 吸取上層血清于2 mL離心管中, 置于-80℃中保存備用。

1.4 生長性能測定

測定增重率、特定生長率、飼料系數、蛋白質效率、肝體比、臟體比、肥滿度、存活率等生長指標, 計算公式如下:

式中,Wt為終末魚平均體質量(g),W0為初始魚平均體質量(g),t為實驗天數(d),Nt為終末魚尾數,N0為初始魚尾數,Ws為累計死魚的體質量(g),Wf為攝入飼料量(g),P為飼料的蛋白質含量(%),Wh為魚肝臟重(g),Wv為魚內臟重(g),W為魚體質量(g),L為魚體長(cm)。

1.5 飼料、全魚、組織樣本的營養成分測定

水分含量測定采用烘箱105℃烘干至恒重的方法(GB/T6435- 2014), 粗蛋白含量測定采用凱氏定氮法(GB/T 6432-1994), 粗脂肪含量測定采用乙醚索氏抽提法(GB/T 6433-2006), 灰分含量測定采用馬弗爐550℃灼燒至恒重的方法(GB/T 6438-2007)。

1.6 氨基酸組成和脂肪酸組成的測定

氨基酸測定參照趙紅霞等[19]的方法, 肝臟和肌肉干物質樣本經6 mol/L鹽酸在110℃水解24h后, 采用安捷倫科技公司LC1260高效液相色譜儀(測試柱: 安捷倫ZORBAX c18, 150 mm × 5 μm)進行測定。脂肪酸測定參照Li等[20]的方法, 采用日本島津公司GC-17A氣相色譜儀, 通過脂肪酸標品(Sigma-Aldrich, 美國)鑒定脂肪酸, 采用面積歸一法計算每種脂肪酸所占的百分比含量。

1.7 血清生化指標的測定

總膽固醇(Cholesterol, CHOL)、甘油三酯(Triglyceride, TG)、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein cholesterin, LDL-C)、高密度脂蛋白(High density lipoprotein cholesterin, HDL-C)、血糖(Glucose,GLU)、谷 草 轉 氨 酶(Aspartate aminotransferase,AST)、谷丙轉氨酶(Alanine aminotransferase, ALT)、堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)、總蛋白(Total protein, TP)含量的測定交由廣東省廣州市海珠區新海醫院采用日立7600全自動生化分析儀檢測。

1.8 腸、肝的酶活力的測定

脂肪酶(Lipase; A054-2-1)、α-淀粉酶(Amylase;C016-1-1)和胰蛋白酶(Trypsin; A080-2-2)采用南京建成生物工程研究所試劑盒進行測定, 將腸道用0.86%的生理鹽水清洗、剪碎, 按照組織∶生理鹽水=1∶9(W/V), 冰浴勻漿后離心(4℃, 5000 r/min, 20min), 取上清液作為酶粗提液, 暫存于-20℃冰箱備用, 后續測定按照試劑盒說明書進行操作。超氧化物歧化酶(SOD; A001-1-2)、丙 二 醛(MDA; A003-1-2)含量、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px; A005-1-2)、過氧化氫酶(CAT; A007-2-1)、溶菌酶(LYS; A050-1-1)、堿 性 磷 酸 酶(AKP; A059-2-2)和 酸 性 磷 酸 酶(ACP; A060-2-1)也采用南京建成生物工程研究所試劑盒進行測定, 所有實驗操作嚴格遵循說明書進行。

1.9 腸道組織學切片

用4%多聚甲醛固定的前腸樣本, 通過酒精梯度脫水和石蠟包埋后切片, 切片厚度為 4 μm。將蠟片依次用蘇木素-伊紅 (HE) 染色, 中性樹膠封片,用光學顯微鏡觀察腸道切片并且拍照。

1.10 數據統計與分析

數據用平均值±標準誤(mean±SE)表示, 使用SPSS 20.0 軟件(IBM, armonk, USA)進行組間單因素方差分析(One-way ANOVA), 并進行 Duncan 氏多重比較分析, 顯著性差異設為P＜0.05。

2 結果

2.1 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸幼魚生長性能的影響

如表3所示，各組魚的成活率在97.67%—100%,無顯著性差異(P＞0.05)。各組魚在終末體質量、增重率、特定生長率上也未呈現顯著性差異(P＞0.05)。在蛋白質效率上, FM20組顯著高于其他組(P＜0.05)。在飼料系數上, FM20組顯著低于FM15和FM25組(P＜0.05), 與對照組FM30沒有顯著性差異(P＞0.05)。在肝體比和臟體比上, FM20和FM15組顯著高于對照組(P＜0.05)。上述結果顯示, 在含30%魚粉的基礎飼料中, 用黑水虻幼蟲粉替代0、16.67%、33.33%和50%魚粉, 對加州鱸幼魚的生長性能沒有顯著影響, 其中, FM20組(替代33.33%魚粉)的生長性能較佳, 甚至優于對照組。

表3 養殖8周后加州鱸幼魚的生長性能Tab.3 The growth performance of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks

2.2 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸全魚、肌肉、肝臟的營養成分的影響

隨著配合飼料中黑水虻幼蟲粉替代魚粉的比例升高, 全魚、肝臟的粗脂肪含量呈現降低的趨勢,FM15組魚全魚、肝臟的粗脂肪含量顯著低于對照組(P＜0.05); 全魚的粗蛋白含量呈現先降低后升高再降低的趨勢, 以FM20組全魚的粗蛋白含量最高,顯著高于對照組(P＜0.05); 肌肉的粗脂肪含量呈現先升高后降低的趨勢, 以FM20組肌肉的粗脂肪含量最高, 顯著高于對照組(P＜0.05); 肌肉的粗蛋白含量在組間沒有顯著性差異(P＞0.05; 表4)。與養殖實驗啟動時的初始魚相比, 養殖8周后, FM20組魚肝臟和肌肉的粗脂肪含量明顯增加, 以肝臟粗脂肪含量的增加幅度最為顯著(表4)。

表4 養殖8周后加州鱸幼魚的全魚、肌肉、肝臟的營養成分(%干物質)Tab.4 The nutritional composition of the whole body, muscle and liver in juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks (% dry matter)

2.3 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸血清生化指標的影響

如表5所示, 隨著黑水虻幼蟲粉替代魚粉的比例升高, 血清谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性、血糖含量呈現先降低后升高再降低的趨勢; 與之相反,血清堿性磷酸酶活性及總膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量呈現先升高后降低再升高的趨勢。添加黑水虻幼蟲粉的3組魚的血清甘油三酯的含量均顯著低于對照組(P＜0.05)。血清LDLC/HDL-C比率不受黑水虻幼蟲粉替代魚粉比例的影響(P＞0.05)。與對照組相比, FM20組魚在血清總膽固醇、谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量上沒有呈現顯著性差異(P＞0.05), 但是, 顯著降低了血清堿性磷酸酶活性和甘油三酯含量(P＜0.05), 增加了血清血糖含量(P＜0.05)。

表5 養殖8周后加州鱸幼魚的血清生化指標Tab.5 The serum biochemical index of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks

2.4 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸肝臟酶活的影響

如表6所示, 配合飼料中用黑水虻幼蟲粉部分替代魚粉, 提高了加州鱸幼魚肝臟丙二醛含量, 降低了肝臟溶菌酶活性, 如FM20組與對照組相比, 顯著增加了丙二醛含量, 降低了溶菌酶活性(P＜0.05)。隨著黑水虻幼蟲粉替代魚粉的比例升高, 肝臟超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性呈現先降低后升高趨勢, 在FM15組達到最大值, 其與對照組相比差異不顯著(P＞0.05); 肝臟堿性磷酸酶、酸性磷酸酶活性呈現先升高后降低的趨勢, 在FM25組達到最大值, 其與對照組相比差異不顯著(P＞0.05)。肝臟谷胱甘肽過氧化物酶活性在組間無顯著性差異(P＞0.05)。

表6 養殖8周后加州鱸幼魚的肝臟酶活Tab.6 The liver enzyme activity of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks

2.5 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸前腸酶活的影響

如表7所示, 在前腸組織中, 各組魚的谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶、溶菌酶活性未表現出顯著性差異(P＞0.05)。與對照組相比, FM20組魚的前腸丙二醛含量顯著升高(P＜0.05), 堿性磷酸酶、酸性磷酸酶和α-淀粉酶的活性顯著降低(P＜0.05)。胰蛋白酶活性隨黑水虻幼蟲粉替代魚粉比例的增加呈升高的趨勢, 且FM15組魚的胰蛋白酶活性顯著高于對照組(P＜0.05), FM20組魚的脂肪酶活性顯著高于FM25組(P＜0.05)。

表7 養殖8周后加州鱸幼魚的腸道酶活Tab.7 The intestinal enzyme activity of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks

2.6 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸腸道組織形態的影響

在配合飼料中用黑水虻幼蟲粉部分替代魚粉,加州鱸幼魚前腸的上皮組織出現腸絨毛破損、腸皺褶粘連等現象, 以FM25和FM20組較為明顯(圖1)。對前腸組織結構形態學指標進行統計, FM25和FM20組魚的腸壁厚度和肌層厚度顯著低于對照組(P＜0.05), FM25、FM20和FM15三組魚的杯狀細胞數量顯著低于對照組(P＜0.05); 同時, FM20和FM15組魚的腸皺褶高度顯著高于對照組(P＜0.05; 表7)。隨著黑水虻幼蟲粉替代魚粉的比例升高, 腸皺褶數量呈現升高的趨勢, 但在各組間沒有顯著性差異(P＞0.05; 表8)。

圖1 養殖8周后加州鱸幼魚的前腸組織形態Fig.1 Intestinal histology of the foregut in juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks

表8 養殖8周后加州鱸幼魚的前腸組織形態學指標Tab.8 The intestinal morphological index of the foregut in juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks

2.7 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸肝臟和肌肉的氨基酸組成的影響

如表9所示, 僅FM15組魚的丙氨酸含量顯著低于對照組(P＜0.05), 其他氨基酸含量和總氨基酸含量與對照組相比差異不顯著(P＞0.05)。如表10所示, 僅FM20組魚的總氨基酸含量顯著低于對照組(P＜0.05), 其他氨基酸含量在組間差異不顯著(P＞0.05)。

表9 養殖8周后加州鱸幼魚的肝臟氨基酸組成(%總氨基酸)Tab.9 Amino acid composition in liver of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks (% total amino acids)

表10 養殖8周后加州鱸幼魚的肌肉氨基酸組成(%總氨基酸)Tab.10 Amino acid composition in muscle of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks (% total amino acids)

2.8 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸肝臟和肌肉的脂肪酸組成的影響

如表11所示, 用黑水虻幼蟲粉替代魚粉, 降低了肝臟飽和脂肪酸C14∶0 和C16∶0的含量, 相反增加了C18∶0含量; 同時, 顯著降低了單不飽和脂肪酸C16∶1n-7和C18∶1n-9的含量(P＜0.05); 提高多不飽和 脂肪 酸C18∶2n-6、C20∶3n-3、C20∶5n-3 (Eicosapentaenoic, EPA)、C22∶5n-3 和C22∶6n-3 (Docosahexaenoic, DHA)的含量。值得注意的是, 3組黑水虻幼蟲粉添加組肝臟的DHA、EPA和C22∶5n-3含量顯著高于對照組(P＜0.05), 以FM20組魚的DHA、EPA和C22∶5n-3的含量最高; 同時, FM25和FM20組魚的肝臟C20∶4n-6 (Arachidonic, ARA)含量也顯著高于對照組(P＜0.05)。但是, 3組黑水虻幼蟲粉添加組肝臟的C18∶3n-3含量卻顯著低于對照組(P＜0.05)。

表11 養殖8周后加州鱸幼魚的肝臟脂肪酸組成(%總脂肪酸)Tab.11 Fatty acid composition in liver of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks (% total fatty acids)

如表12所示, FM15組魚肌肉的C14∶0、C16∶0和FM20組魚肌肉的C18∶0含量顯著低于對照組(P＜0.05)。用黑水虻幼蟲粉替代魚粉, 降低了肌肉單不飽和脂肪酸C18∶1n-9含量; 多不飽和脂肪酸C18∶2n-6含量隨黑水虻幼蟲粉添加水平的增加呈升高趨勢, 且3組黑水虻幼蟲粉添加組肌肉的C18∶2n-6含量均顯著高于對照組(P＜0.05), 但是, ARA含量卻顯著低于對照組(P＜0.05)。隨著黑水虻幼蟲粉添加水平的升高, 肌肉C18∶3n-3含量呈現降低趨勢,而EPA、DHA的含量呈現先降低后升高的趨勢, 但FM15組魚的肌肉EPA、DHA的含量依然顯著低于對照組(P＜0.05)。

表12 養殖8周后加州鱸幼魚的肌肉脂肪酸組成(%總脂肪酸)Tab.12 Fatty acid composition in muscle of juvenile Micropterus salmoides fed the experimental diets for 8 weeks (% total fatty acids)

3 討論

本研究結果表明, 在含30%魚粉的基礎飼料中,用黑水虻幼蟲粉替代0、16.67%、33.33%、50%魚粉, 對加州鱸幼魚的生長性能和飼料利用效率無顯著影響, 可使加州鱸幼魚配合飼料中魚粉的添加量最低可到15% (FM15); 當用黑水虻幼蟲粉替代33.33%魚粉, 即配合飼料中添加20%魚粉(FM20)時, 加州鱸幼魚的生長性能較高, 飼料系數最低, 甚至優于FM30對照組。在之前報道的對加州鱸幼魚開展黑水虻幼蟲粉替代魚粉的研究中, 用黑水虻幼蟲粉可替代5%—30%魚粉, 使得加州鱸幼魚配合飼料中魚粉的添加量可降低到51.34%[15]或者31.5%[17], 均顯著高于本研究得出的最低15%魚粉添加量。有研究顯示, 使用脫脂黑水虻幼蟲粉, 可替代75%魚粉,使得配合飼料中魚粉的添加量可降低到10%, 而不影響加州鱸幼魚的生長性能[18]。黑水虻幼蟲的蛋白含量偏低, 脂肪含量偏高, 使用脫脂黑水虻可提高幼蟲的蛋白含量, 因此可以提高配合飼料中魚粉的替代比例[18]。在本研究中, 在黑水虻幼蟲粉以適宜水平替代魚粉的條件下, FM20組(配合飼料中添加20%魚粉)加州鱸幼魚(初始體重約為17.05 g)的特定生長率為3.13%/d, 與之前研究中生長性能最優的黑水虻幼蟲粉替代組(配合飼料中添加51.34%魚粉)加州鱸幼魚(初始體重約為15.90 g)的特定生長率(3.26%/d)[15]持平, 但低于彭凱等[17]研究中生長性能最優組(配合飼料中添加34.87%魚粉)加州鱸幼魚(初始體重約為4.90 g)的特定生長率(4.06%/d)。前二者研究中加州鱸初始魚體重比較接近(15.90—17.05 g), 遠大于后者研究中初始魚體重(4.90 g)。體重越小的魚生長速度越快, 這也可能是后者的生長性能較高的原因之一。但是, 也有研究顯示, 用黑水虻幼蟲粉或預蛹黑水虻蟲粉混合豆粕替代含20%魚粉基礎飼料中的66.67%魚粉, 會導致加州鱸幼魚的生長性能顯著降低[16]。上述這些研究結果表明, 在加州鱸幼魚的配合飼料中, 用黑水虻幼蟲粉替代部分魚粉(替代魚粉的比例不超過50%), 不會影響加州鱸的生長性能甚至具有促進生長的作用, 這可能與黑水虻幼蟲粉具有與魚粉相似的氨基酸組成及富含幾丁質、月桂酸、抗菌肽等生物活性物質有關[21,22]。幾丁質能夠刺激魚類產生非特異性免疫, 并通過促進腸道乳酸菌等益生菌的增殖而抑制致病菌感染, 對革蘭氏陰性菌具有抗菌作用;月桂酸具有抗炎作用, 能夠有效抵抗革蘭氏陽性菌;抗菌肽對多種菌具有抗菌作用, 有希望作為抗生素的替代品應用于水產養殖中[22]。在虹鱒[9]、大西洋鮭[11]、歐洲鱸[12]、烏鱧[13]、建鯉[14]、黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)[23]和 斑 馬 魚(Danio rerio)[24]等魚類中開展的黑水虻幼蟲粉部分替代魚粉的研究, 也得到類似的不影響魚類生長的結論。但是,黑水虻幼蟲粉替代魚粉的比例必須要控制在適宜范圍之內, 過高會對魚類的生長起負面影響。因為黑水虻外骨骼中的幾丁質很難被魚類消化, 且黑水虻富含飽和脂肪酸和n-6系列脂肪酸, n-6/n-3脂肪酸比例高, 機體脂肪酸組成不平衡, 不符合大多數魚類對飼料脂肪酸的營養需求[21]。

堿性磷酸酶廣泛分布于脊椎動物的各種組織中, 以肝臟、腎臟、骨骼和小腸中含量最為豐富。堿性磷酸酶可以使革蘭氏陰性菌的膜蛋白脂多糖去磷酸化, 降低脂多糖與受體的結合能力, 從而降低脂多糖對動物機體的毒副作用[25]。堿性磷酸酶活性的降低與腸道炎癥增加、生物失調、細菌易位及之后的全身炎癥相關[26]。酸性磷酸酶是巨噬細胞溶酶體的標志性酶, 參與磷酸基團的轉移和代謝, 可水解表面帶有磷酸酯的異物以破壞異物[27]。溶菌酶可以水解革蘭氏陽性菌的細胞壁多糖。堿性磷酸酶、酸性磷酸酶和溶菌酶在動物的非特異性免疫中發揮重要作用。丙二醛是動物機體脂質過氧化的產物。在本研究中, 雖然FM20組魚呈現較佳的生長性能, 但其前腸和肝臟的丙二醛含量顯著高于對照組, 前腸堿性磷酸酶、酸性磷酸酶活性和肝臟的溶菌酶活性均顯著低于對照組, 血清堿性磷酸酶活性也顯著低于對照組, 前腸上皮出現腸絨毛破損、腸皺褶粘連等結構受損情況, 腸道上皮的腸壁厚度、肌層厚度和杯狀細胞數量都顯著低于對照組, 顯示FM20組加州鱸肝臟的非特異性免疫與抗氧化性能不及對照組, 其腸組織出現一定程度的損傷。彭凱等[28]也報道用黑水虻幼蟲粉替代7.5%—30%魚粉, 對加州鱸幼魚的腸道造成損傷,且黑水虻幼蟲粉替代比例越高, 腸道損傷越明顯。用黑水虻幼蟲粉或者預蛹黑水虻蟲粉混合豆粕替代66.67%魚粉, 加州鱸幼魚腸絨毛的完整程度不及魚粉組和魚粉與豆粕混合組[16]。但是, 也有研究顯示, 在大西洋鮭中用黑水虻幼蟲粉或者脫脂黑水虻幼蟲粉替代100%魚粉, 不影響大西洋鮭的腸道健康[11,29]。用脫脂黑水虻幼蟲粉替代16%—64%魚粉, 對花鱸(Lateolabrax japonicus)的腸、肝組織形態都沒有負面影響[30]。飼料中過量的幾丁質對一些魚類是有害的[16]。不同魚類對幾丁質的耐受程度不同, 可能與不同魚類的胃腺和胰腺分泌幾丁質酶的含量和活力有關[31]。本研究結果顯示, 當用黑水虻幼蟲粉替代33.3%魚粉(FM20組)時, 加州鱸幼魚生長良好, 能夠耐受其造成的一定程度的腸、肝損傷, 可能源于黑水虻中的幾丁質、月桂酸和抗菌肽等生物活性物質對加州鱸的有益作用大于負面作用。

本研究結果還顯示, 用黑水虻幼蟲粉替代魚粉,具有降低加州鱸全魚和肝臟脂肪的作用, 同時降低了血清甘油三酯的含量。肝臟是動物機體脂肪合成與分解代謝的中樞組織, 推測飼料中的黑水虻通過抑制肝臟合成甘油三酯, 從而造成全魚和肝臟的脂肪含量及血清甘油三酯含量的降低, 表明其具有降脂作用。在黑水虻最適替代水平的FM20組, 全魚和肝臟的粗脂肪含量低于對照組, 而肌肉的粗脂肪含量顯著高于對照組, 表明用適宜水平的黑水虻幼蟲粉替代魚粉, 可促進肝臟等組織中的脂肪向肌肉組織轉移, 有利于提高肌肉品質。類似的提高肌肉脂肪的結果也在虹鱒中有過報道[9]。這可能與幾丁質具有結合腸道膽汁酸和游離脂肪酸的能力、促進脂肪轉運有關[22]。與此結果相一致的是, FM20組加州鱸幼魚的前腸脂肪酶活力最高, 顯著高于FM25組, 胰蛋白酶活性也比對照組高, α-性淀粉酶卻低于對照組, 這些可能導致FM20組加州鱸對飼料脂肪、蛋白質營養物質的消化吸收能力增強, 對飼料淀粉的消化能力降低, 繼而促進魚體生長及全魚粗蛋白含量的增加。

由于黑水虻幼蟲具有與魚粉相似的氨基酸組成[6,21], 因此, 本研究顯示用黑水虻幼蟲粉替代0、16.67%、33.33%和50%魚粉, 4組實驗飼料的氨基酸組成相差不大, 對加州鱸幼魚肝臟和肌肉的氨基酸組成也影響不大[21]。但是, 由于黑水虻富含中鏈飽和脂肪酸月桂酸、單不飽和脂肪酸C18∶1n-9和多不飽和脂肪酸亞油酸, 缺少EPA、DHA、ARA等高度不 飽 和脂肪酸(Highly unsaturated fatty acid,HUFA), 亞麻酸(C18∶3n-3)含量低, 因此n-6/n-3脂肪酸組成不平衡[5]。本研究結果顯示, 在加州鱸的肝臟和肌肉中, 飽和脂肪酸主要以C16∶0為主, 單不飽和脂肪酸主要以C18∶1n-9為主, 多不飽和脂肪酸主要以亞油酸和DHA為主。在肝臟中, 隨著黑水虻替代魚粉比例的增加, C14∶0和C16∶0含量降低, C18∶0含量升高, 而肌肉中C18∶0含量則降低, 表明黑水虻富含的月桂酸主要在肝臟中被用于分解供能和合成C18∶0, 而C18∶0則有一部分被用于繼續合成其他更長鏈的脂肪酸。隨著黑水虻替代魚粉比例的增加, 加州鱸肝臟C18∶1n-9逐漸降低, 表明C18∶1n-9主要被用于分解供能。肝臟和肌肉的亞油酸含量基本呈上升趨勢, 與配合飼料中亞油酸含量隨黑水虻替代比例上升而逐漸增加相一致。值得注意的是, 黑水虻缺乏DHA等高度不飽和脂肪酸, 亞麻酸含量也低。但是, 隨著黑水虻替代魚粉比例的增加,加州鱸肝臟和肌肉的亞麻酸含量逐漸降低, 但卻顯著提高了肝臟的DHA含量, 在黑水虻幼蟲粉最適替代水平組(FM20組), 肝臟的DHA含量達到最大值。上述結果表明, 加州鱸具有內源的將18C亞麻酸合成DHA的能力, 在飼料中含有適宜的亞麻酸水平(飼料中魚油和魚粉含有一定量的亞麻酸)時, 合成DHA等高度不飽和脂肪酸的能力增強[20]。此外,加州鱸肝臟的DHA含量遠大于ARA含量, 因此, 加州鱸偏向合成n-3系列高度不飽和脂肪酸。但是,FM20和FM15組加州鱸肌肉的DHA含量卻顯著低于對照組。DHA等高度不飽和脂肪酸構成動物細胞膜的主要磷脂成分, 其在魚類個體發生、生長、存活、色素沉著、對應激和疾病的抵抗及在腦、視覺、神經系統的發育和功能中發揮重要的作用[32]。魚類一般傾向在體內保留DHA, 尤其是在腦、眼等神經組織中保留DHA, 所以, 魚類這些組織中的DHA含量一般較高且保持穩定[33]。當魚類從飼料中攝取的DHA加上內源合成的DHA的總量依然不足時, 魚類可能傾向從肌肉等組織轉運DHA到腦、眼等組織, 會造成肌肉DHA含量下降, 肌肉品質降低。之前的研究也發現, 當投喂抽提了脂肪的魚粉和非魚油的配合飼料12周后, 加州鱸幼魚肌肉和肝臟的DHA含量均顯著低于魚油組或未抽提脂肪的魚粉投喂組; 其肌肉的DHA含量低于肝臟的DHA含量, 也低于初始魚的肌肉的DHA含量, 表明加州鱸在投喂不含有HUFA的配合飼料時, 肌肉和肝臟的DHA含量顯著降低, 而肌肉的DHA含量低于肝臟的DHA含量, 揭示肌肉保留DHA的能力較低[34],與本研究結果相一致。這也提示, 需要在加州鱸配合飼料中提供足量的DHA和適宜水平的亞麻酸,以滿足加州鱸對DHA的需求, 增強肌肉品質。黑水虻幼蟲粉替代部分魚粉導致肌肉中DHA等高度不飽和脂肪酸含量降低的現象也曾在虹鱒[9]中報道過。

4 結論

綜上所述, 在含30%魚粉的基礎飼料中, 用黑水虻幼蟲粉替代16.67%、33.33%和50%魚粉, 對加州鱸幼魚的生長性能無顯著影響, 降低全魚和肝臟的脂肪含量及血清甘油三酯含量, 對腸、肝組織結構有一定損傷, 對肌肉和肝臟的氨基酸組成影響較小, 但是顯著增加肝臟的DHA含量反而降低肌肉的DHA含量, 表明加州鱸具有內源合成高度不飽和脂肪酸的能力。當配合飼料中用黑水虻幼蟲粉替代33.3%魚粉時, 加州鱸幼魚的生長性能較佳, 肌肉脂肪含量和全魚粗蛋白含量最高, 肝臟合成DHA的能力最強。