不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响.pdf

南京农业大学学报():/.:./.收稿日期:基金项目:国家大宗淡水鱼产业技术体系()作者简介:陈伟亮硕士研究生通信作者:李向飞副教授研究方向为水产动物营养与饲料:.陈伟亮张丽张玲等.不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响.南京农业大学学报():.().():.不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响陈伟亮张丽张玲刘文斌李向飞(南京农业大学动物科技学院江苏省水产动物营养重点实验室江苏 南京)摘要:目目的的 本文旨在研究不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂()生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响 方方法法 采用 双因素试验设计选取小麦淀粉和玉米淀粉 种淀粉源以其是否糊化为因素配制成 种试验饲料 试验选取 尾初始体重为(.)的团头鲂幼鱼随机分成 组(即生小麦淀粉组、糊化小麦淀粉组、生玉米淀粉组、糊化玉米淀粉组)每组 个重复养殖期为 周 结结果果 不同淀粉来源仅对肝脏脂肪酸合成酶()基因表达有显著影响且玉米淀粉组表达显著高于小麦淀粉组 在糊化程度方面生淀粉组采食量、增重率和特定生长率均显著高于糊化淀粉组但干物质消化率、血糖与肝糖原含量及肝脏葡萄糖磷酸脱氢酶()、和乙酰辅酶 羧化酶()基因表达量均显著低于糊化淀粉组 此外不同淀粉来源及其加工方式的交互作用对增重率、特定生长率、干物质消化率、血糖与肝糖原含量及 和 的表达均有显著影响 其中生玉米淀粉组增重率和特定生长率最高生小麦淀粉组干物质消化率最低而糊化玉米淀粉组血糖、肝糖原含量及 和 表达最高 结结论论 淀粉糊化程度对团头鲂的生长性能、养分消化率和糖脂代谢均有显著影响而淀粉来源的影响相对较小 综合来看生玉米淀粉组增重率和干物质消化率较高而血糖水平及糖原与脂肪沉积较低更适合作为团头鲂的糖源关键词:团头鲂淀粉来源糊化程度生长性能养分消化率糖脂代谢中图分类号:文献标志码:文章编号:()()():().(.).().()().南 京 农 业 大 学 学 报第 卷 .:糖类是重要的非蛋白能源物质其不仅可为水产动物提供能量还具有节约蛋白质和降低鱼体氨氮排放的作用 此外部分糖类如淀粉等具有较强的黏结性可以改善水产饲料的制粒效果和水稳性并且饲料中添加适量糖类可以改善水产动物生长性能并降低饵料系数 然而与畜禽相比水产动物对糖类的利用率相对较低 绝大多数鱼类在葡萄糖负荷或摄食糖类后常表现出持续的高血糖症状被认为是先天性的“糖尿病患者”此外水产动物对糖类的利用率与其食性密切相关 通常杂食性和草食性动物对糖类的耐受程度和利用能力均显著高于肉食性动物 除自身因素外水产动物对糖类的利用率还受到糖类来源、种类、加工工艺及添加量等诸多营养因素的影响 因此对鱼体糖代谢机制及其营养调控技术的研究具有较大的现实及科学意义淀粉是配合饲料中的主要糖源其来源及糊化程度均会显著影响鱼体生长性能和代谢机能 研究表明淀粉的物理特性如一级结构、颗粒形状、颗粒直径和直链淀粉与支链淀粉比率等均存在较大差异可显著影响其营养价值和可利用率 例如黄鲈()适宜糖源为土豆淀粉和玉米淀粉其摄食小麦淀粉后出现肝体比升高、肝脏脂肪沉积与肝细胞肿大等病理症状 然而在金头鲷()中的研究发现小麦淀粉组的生长性能和淀粉消化率显著高于玉米淀粉且升糖指数较低 相较于生淀粉预糊化淀粉可以显著提高大口黑鲈()的增重率降低饵料系数 这表明不同物种的适宜糖源存在较大差异 此外蒸煮和挤压等处理方式均会改变淀粉的物理特性或复杂程度继而影响水产动物对其的利用率 通常情况下糊化可显著增加淀粉的溶解度和吸水能力使淀粉分子中的糖苷键充分暴露进而增加淀粉与消化酶的接触面积并提高水产动物对其的消化率 例如糊化处理可显著提高斑点叉尾鮰()对玉米淀粉的消化率 然而淀粉的糊化度并非越高越好 例如完全使用糊化淀粉时金头鲷幼鱼的生长性能和饲料利用率均明显下降而肝糖原含量显著升高 此外日粮中添加 的糊化淀粉可显著改善胡鲇()的生长性能并上调肌源性调节因子的表达而 的糊化淀粉可显著促进脂肪生成并抑制鱼体生长 由此可见淀粉来源及其糊化程度均会对水产动物生长性能与饲料利用率造成较大影响且这种影响存在较大物种差异性 然而相关研究大多仅局限于生长性能、养分利用率和消化酶活性等表观指标对鱼体糖脂代谢机制的研究尚较缺乏团头鲂()又名武昌鱼是我国特有的淡水名优经济鱼类 与杂食性和肉食性鱼类相比其对糖类的耐受能力相对较高 因此饲料中往往添加较多糖类以节约蛋白质用量进而降低饲料成本 实际生产中淀粉是其饲料中的主要糖源但不同淀粉来源及其糊化程度对鱼体生长性能和糖脂代谢的影响尚不明确 基于此本试验旨在探讨不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响为鱼类糖代谢机制研究提供指导 材料与方法.试验设计试验饲料中的蛋白质由鱼粉、豆粕、菜粕和棉粕等提供脂肪由等量的豆油和鱼油提供糖类主要由纯小麦淀粉和纯玉米淀粉提供 试验所用小麦淀粉与玉米淀粉均购自南京华牧动物科技研究所有限公司纯度 糊化淀粉的生产工艺为挤压法 种淀粉糊化程度相同 根据淀粉来源及其糊化程度的不同将试验饲料分为生小麦淀粉组()、糊化小麦淀粉组()、第 期陈伟亮等:不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响生玉米淀粉组()和糊化玉米淀粉组()分别添加 相应淀粉 饲料原料粉碎后经 筛网过滤 将饲料原料与外源指示剂氧化钇(纯度.)逐级混合均匀喷洒适量的水使用实验室制粒机(江苏扬州牧扬集团有限公司)制粒 试验饲料干燥后置于 冰箱中冷藏备用 饲料配方及其概略养分含量如表 所示表 饲料配方及其概略养分含量(风干基础)()原料组成饲料 概略养分组成 饲料 鱼粉 .水分.豆粕.粗蛋白 .菜粕 .粗脂肪 .棉粕 .粗灰分 .鱼油 .粗纤维 .豆粕 .无氮浸出物 .磷酸二氢钙 .总能 .淀粉.羧甲基纤维素 .预混料.氧化钇 .注:):生小麦淀粉组:糊化小麦淀粉组:生玉米淀粉组:糊化玉米淀粉组)每千克预混料包含以下矿物质和维生素():.泛酸 叶酸 胆碱 )无氮浸出物含量的计算方法:减掉水分、粗蛋白、粗脂质、粗灰分和粗纤维)总能的单位为 下同:):.)():.):.).养殖试验试验鱼购自湖北鄂州团头鲂原种场 试验前用商品料(蛋白质和 脂肪)饲喂 周使其适应养殖条件 驯化后选取初始体重为(.)的团头鲂 尾随机分为 组每组 重复每个水箱 尾鱼 养殖试验在南京农业大学水产教学科研基地室内循环系统中进行为期 周 期间每日饱食投喂 次(:、:和:)并在投喂.后检查残饵剩余情况进而对饵料系数进行校正 自来水养殖全程微流水循环()水温保持在()溶解氧为.值.总氨氮和亚硝酸盐含量分别为.和.全天 充氧.样品采集养殖试验结束后将鱼禁食 以排空肠道内容物 使用浓度为 的间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(美国)将鱼麻醉称取每个水箱鱼的质量并记录尾数 每箱随机取 尾鱼(即每个处理 尾鱼)尾静脉采集血液置于肝素抗凝管中离心()吸取上清液转移至离心管保存于 冰箱 此外采集肝脏保存于 冰箱中备用.生长指标计算生长性能计算公式如下:存活率()试验结束时鱼的尾数/初始鱼的尾数()增重率()()/()特定生长率()()/()采食量()总采食量/鱼的尾数()相对摄食率()总采食量/()()饵料系数()总采食量/总增重()蛋白效率比()增重/蛋白摄入量()式中:为鱼体初重()为鱼体末重()表示试验时间()南 京 农 业 大 学 学 报第 卷.饲料概略养分分析饲料称重后置于 烘箱中烘至恒重计算水分含量采用凯式定氮仪(瑞士)测定饲料中氮含量并将其乘以.换算成粗蛋白含量采用索氏抽提器于 水浴条件下使乙醚冷凝回流约 测得粗脂肪含量将饲料置于坩埚中灰化后转移至马弗炉中 灼烧 得出灰分含量将样品进行酸碱处理后采用粗纤维分析仪(美国)测得饲料粗纤维含量采用全自动量热仪(美国)测定饲料总能.血浆生化指标测定血浆葡萄糖()和甘油三酯()含量测定所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所编号分别为 与 其中血糖测定采用葡萄糖氧化酶法甘油三酯测定参照 等的方法.粪便收集及养分消化率测定养殖试验结束前 进行收粪试验 投喂结束 后用尼龙网收集新鲜、成型且完整的粪便将粪便自然风干后置于 冰箱中保存备用 饲料和粪便中概略养分含量参照.节所示方法测定含量参考稀土金属及其氧化物中稀土杂质化学分析方法第 部分:镧中铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇量的测定:/.的方法并采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国)测定 养分消化率计算公式如下:干物质的表观消化率(/)()营养物质的表观消化率(/)/(/)()式中:为饲料中 的含量()为粪便中 的含量()为饲料中营养物质的含量()为粪便中营养物质的含量().肝脏糖原和脂肪含量测定肝糖原含量参照 的方法测定肝脂含量采用 等的方法测定.基因表达相关检测方法称取肝脏样品按照 (美国)操作说明提取样品中总 并用吸光度法分别在 和 处测定所提取 的纯度和含量采用 试剂盒(日本)按照 的操作说明将总 反转录 反转录后对 进行稀释用 荧光试剂盒(日本)进行 扩增 使用 荧光定量 仪(美国)测定糖脂代谢相关基因的转录水平 最后用内参基因 对目的基因的 值进行均一化处理并使用 方法计算样品中各基因的 相对表达量 引物由上海 公司合成序列见表 表 引物序列 目的基因 正向引物()反向引物()序列号或参考文献 .注:葡萄糖转运子:葡萄糖激酶:丙酮酸激酶:葡萄糖磷酸酶:果糖二磷酸酶:糖原合成酶:葡萄糖磷酸脱氢酶:脂肪酸合成酶:乙酰辅酶 羧化酶:肉碱棕榈酰转移酶:乙酰辅酶 氧化酶:延伸因子:.第 期陈伟亮等:不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响.数据统计与分析试验数据采用 .软件进行分析以淀粉来源、糊化程度及二者交互作用为影响因素对数据进行双因素方差分析()若交互作用显著则使用 方法对各组数据进行多重比较 数据以平均值标准误()表示.)而糊化程度显著影响除饵料系数和蛋白效率比外的其他指标(.)其中生淀粉组的增重率、特定生长率和采食量均显著高于糊化淀粉组(.)此外二者交互作用显著影响增重率、特定生长率和采食量(.)且三者均以生玉米淀粉组最高表 不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能的影响 指标组别 初始体重/.存活率/.终末体重/.增重率/.特定生长率/().采食量/.相对摄食率/().饵料系数.蛋白效率比.注:)采用双因素方差分析、分别表示淀粉来源、糊化程度及两者交互作用的 值 .)同行数据上标注不同字母表示差异显著(.)下同 (.)而糊化程度显著影响干物质消化率(.)其中生淀粉组干物质消化率显著低于糊化淀粉组(.)此外二者的交互作用显著影响干物质消化率(.)而糊化程度显著影响血糖含量(.)其中糊化淀粉组血糖含量显著高于生淀粉组(.)此外二者的交互作用显著影响血糖水平(.)而糊化程度显著影响肝糖原含量(.)其中糊化淀粉组肝糖原含量显著高于生淀粉组(.)此外二者交互作用显著影响肝糖原含量其中(.)淀粉来源极显著影响 的表达量(.)且小麦淀粉组极显著低于玉米淀粉组(.)糊化程度显著影响、和 的表达量(.)且糊化淀粉组显著高于生淀粉组(.)此外二者交互作用极显著影响 和 表达量(.)且糊化玉米淀粉组、和 表达量最高 讨论.不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能与养分消化率的影响本试验中糊化淀粉组的干物质消化率显著高于生淀粉组而蛋白质与脂肪的消化率也呈现类似结果但无显著差异 这与虹鳟()对不同淀粉源利用率的结果相同说明糊化能提高水产动物对淀粉的消化率 究其原因可能有以下两点:)糊化使淀粉分子内 糖苷键断裂产生大量小分子糖类如葡萄糖、麦芽糖与糊精等进而提高了其消化率)糊化处理过程中淀粉离开模具的瞬间压力骤降、水分大量蒸发使得淀粉颗粒内部产生大量空泡这有利于淀粉酶渗透进入淀粉颗粒从而提高其消化率 此外葡萄糖与其他养分(如氨基酸)的吸收均需要以钠离子为主的偶联转运载体参与其吸收过程可能存在协同效应进而促进蛋白质与脂肪的消化吸收 然而本试验中生淀粉组的增重率、特定生长率和采食量显著高于糊化淀粉组 可能由于糊化淀粉进入肠道后被快速消化吸收短时间内释放大量葡萄糖进入血液而鱼体相关代谢酶的生理响应存在一定滞后性导致餐后持续高血糖症状增加了鱼体代谢负担进而导致摄食量下降最终影响其生长性能 另外糊化淀粉具有较强的黏性可增加食糜在肠道中的潴留时间增强鱼体饱腹感从而降低采食量和生长性能 此外淀粉来源与糊化程度的交互作用显著影响干物质消化率、增重率、特定生长率和采食量 使用玉米和小麦淀粉作为糖源时糊化处理对上述指标的影响不同 可能是由于二者直链淀粉与支链淀粉的比例不同直链淀粉与脂质形成的具有抗酶解作用的复合物含量也不尽相同进而影响水产动物对养分的利用率.不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂血浆生化指标及肝脏糖原与脂肪含量的影响本试验中糊化淀粉组血糖水平与肝糖原含量均显著高于生淀粉组说明摄食糊化淀粉后鱼体更倾向于将葡萄糖合成肝脏糖原以维持血糖稳态 这与金头鲷对不同糖源利用率的结果相似 究其原因可能在于糊化淀粉结构相对松散且对淀粉酶的敏感性较高肠道对其消化和吸收率较高导致鱼体出现餐后高血糖症状而血糖升高会诱导胰岛素合成和释放进而促进糖原合成与沉积 过量的肝糖原沉积可导致肝脏病理性变化进而影响鱼体代谢机能和生长 然而对虹鳟的研究发现糊化淀粉首先诱导了肝脏脂肪合成而肝糖原含量在养殖 个月后显著升高 可能由于鱼类食性差异所导致的糖代谢调控策略不同 本研究中淀粉来源与糊化程度的交互作用显著影响血糖水平与肝糖原含量且二者均以糊化玉米淀粉组最高 可能由于糊化玉米淀粉的利用率较高其在消化道被消化吸收后大量葡萄糖迅速进入血 第 期陈伟亮等:不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响图 不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂肝脏糖代谢相关基因表达的影响 )盒子的上线和下线代表第一和第三四分位数中间的线代表中位数上下线代表的最大值和最小值)柱子上方不同小写字母表示差异显著(.)下同).().)(.).液进而导致餐后高血糖症状 较高的血糖水平可能超过鱼体的承受范围造成鱼体代谢障碍表现出较慢的生长速度 此外过高的血糖水平可激活肝脏糖原合成途径导致糖原大量生成以维持机体血糖稳态 因此以上结果表明糊化淀粉可提高鱼体血糖水平并促进肝糖原蓄积进而导致机体代谢负担这可能是其消化率提高但生长性能降低的部分原因.不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂肝脏糖脂代谢相关基因表达的影响本试验中不同淀粉来源仅显著影响肝脏 表达且小麦淀粉组最低 这表明与玉米淀粉相比长期饲喂小麦淀粉可抑制鱼体脂肪合成并降低鱼体脂肪沉积 研究表明 是机体脂肪酸从头合成过程中的限速酶其转录水平可反映机体脂肪合成程度 因为玉米淀粉中直链淀粉含量高于小麦淀粉而团头鲂为淡水草食性鱼类对直链淀粉利用率相对较高 大量摄入高利用率淀粉会激活鱼体脂质合成途南 京 农 业 大 学 学 报第 卷图 不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂肝脏脂肪代谢相关基因表达的影响 径继而促进脂肪合成与沉积 此外糊化淀粉组、与 的表达水平均显著高于生淀粉组这表明与生淀粉相比摄食糊化淀粉可显著促进鱼体脂肪合成 与 类似 也是脂肪酸从头合成的限速酶而 是磷酸戊糖途径中的关键酶该途径生成的 是脂肪酸从头合成的重要能量来源、与 表达水平的高低在一定程度上反映鱼体脂肪合成能力的变化 因为糊化处理提高了淀粉利用率进而促进了鱼体脂肪合成 然而各组血浆甘油三酯水平并无明显差异表明合成的脂肪可能主要以脂滴形式沉积在肝脏等组织中 另外淀粉来源与糊化程度的交互作用显著影响、与 基因的表达且三者均以糊化玉米淀粉组最高 推测原因可能在于糊化玉米淀粉的利用率较高其在机体内产生大量葡萄糖激活了鱼体脂肪合成途径致使脂肪大量生成以调节机体葡萄糖稳态 此外糊化淀粉组肝糖原含量显著高于其他组而各组间的 表达水平并无显著差异 其原因可能在于 活性受到翻译后修饰的调控导致其转录水平与酶活性之间的结果不吻合 然而具体调控机制尚需进一步研究本研究结果表明淀粉糊化程度对团头鲂的生长性能、养分消化率和糖脂代谢均有显著影响而淀粉来源的影响相对较小 综合来看生玉米淀粉组增重率和干物质消化率较高而血糖水平及糖原与脂肪沉积较低更适合作为团头鲂的糖源参考文献:.():.:.:.().():.():.:.:.第 期陈伟亮等:不同淀粉来源及其糊化程度对团头鲂生长性能、养分消化率和糖脂代谢的影响何超凡李向飞张丽等.膨化饲料及其添加抗应激剂对团头鲂生长性能、消化酶活性、应激及生长与摄食相关基因表达的影响.南京农业大学学报():.:./.():().:.(/):.():.():.().:./.:.():.:().():.():.().():.():.:./.:.():.():./.:.():.():./().():.():.().():.():.().(/):.刘春雪高立海程宗佳.挤压膨化对水产饵料营养成分及消化率的影响.饲料博览():.():().():.腾旭徐国恒.葡萄糖与氨基酸的跨膜转运机制.生物学通报():.():().?.():.():.():.南 京 农 业 大 学 学 报第 卷 .():.().():.().():.:.()():.():.(.).():.:.():.:.(.).:.().():.():.():.责任编辑:周广礼