饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼生长性能、肌肉品质和抗氧化能力的影响

吴 雷，张学振，王 力，刘 琪，李 建，张殿福，田大才

(1.华中农业大学水产学院，湖北省池塘养殖工程实验室，武汉 430070；2.恩施州国硒冷水渔业开发有限公司，湖北恩施 445300；3.武汉中科瑞华生态科技股份有限公司，武汉 430077)

硒(selenium)长期被认为是一种对人和动物有毒的微量元素，直到SCHWARZ等[1]发现硒能够缓解并抑制大鼠因维生素E缺乏所导致的肝坏死，硒的生物学意义、功能及作用才被人们正确地认识。常见的硒分为有机硒和无机硒两种形式，不同化学形式的硒利用率明显不同。众多研究表明有机硒比无机硒具有更高的硒保留率、消化率以及更低的毒性[2、8]。硒对维持人和动物正常生理功能极其必要，适宜的硒水平能够促进动物的生长发育、提升免疫和抗氧化能力[2]。而缺硒易导致大黄鱼幼鱼(Larimichthyscroceus)[3]、黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)幼鱼[4]、石斑鱼(Epinephelussp)[5]和白鲟(Acipensertransmontanus)幼鱼[6]等鱼类的生长速率降低、氧化压力增加、免疫机能下降、机体代谢紊乱等。硒的有益剂量和毒性剂量之间范围狭窄，超过临界浓度会产生毒害作用[7-8]。因此，饲料中添加适宜水平的硒对于养殖鱼类维持正常的生命活动至关重要。目前，针对不同养殖鱼类对于饲料中硒的需求已经开展了广泛研究，如石斑鱼0.7 mg/kg[5]、军曹鱼(Rachycentroncanadum)0.788 mg/kg[9]、皱纹盘鲍(Haliotisdiscushannai)1.408 mg/kg[7]、鲤(Cyprinuscarpio)1.0 mg/kg[10]。

史氏鲟(A.schrenckii)隶属于硬骨鱼纲鲟形目鲟科，广泛分布于黑龙江、乌苏里江、松花江等地，是一种具有较高的营养价值和经济价值的大型冷水性鱼类。目前，对史氏鲟的研究主要集中在生长及抗氧化性能[11]、人工繁育[12]、分子遗传[13]、疾病免疫[14]、生物学特性[15]等方面，而对其营养需求有少量研究，如ESLAMLOO等[16]和HAMILTON[17]开展了史氏鲟对矿物元素磷和铁需求的研究，ARSHAD等[18]和MOHSENI等[19]开展了黑海鳇对微量元素硒和铜需求的研究，MOAZENZADEH等[20,21]开展了西伯利亚鲟对微量元素锌需求的研究。但关于史氏鲟对微量元素硒需求的研究尚无相关报道。

因此，本研究以酵母硒为硒源，向饲料中添加不同水平的硒投喂史氏鲟幼鱼，研究饲料中酵母硒添加对史氏鲟幼鱼生长性能、肌肉品质、抗氧化能力的影响，为史氏鲟幼鱼饲料研制提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验饲料

基础饲料配方及成分见表1。向基础饲料中添加总硒含量为2 000 mg/kg的酵母硒(酵母硒来源于安琪酵母股份有限公司)，配制4组不同硒水平的饲料。硒的添加水平分别为0(对照组)、2、4和6 mg/kg，饲料中总硒含量实测值分别为0.78、2.42、4.26和6.73 mg/kg。基础饲料配方如表1所示。

表1 基础饲料配方Tab.1 The composition of the basic diets %

1.2 实验用鱼及养殖管理

实验用鱼来自湖北省恩施州国硒冷水渔业开发有限公司同一批孵化的史氏鲟鱼苗。在水温14～16 ℃、溶氧量为6～7 mg/L的室外流水养殖系统进行养殖。正式实验前，用基础饲料对史氏鲟幼鱼饱食投喂2周，使实验鱼逐渐适应养殖饲料和环境。暂养期结束后，将所有史氏鲟幼鱼禁食处理24 h，选择规格相近、健康、无伤病、平均体重为(25.89±0.74) g的史氏鲟幼鱼360尾，平均分配到12个体积1 600 L的圆形养殖缸中，每组饲料随机分配3个缸。在实验过程中，每天定时饱食投喂两次，时间分别为9:00和15:00，采用少量多次投喂法，投喂过程中观察吃食情况，至养殖缸内残余少量或不残余饵料时停止投喂。在整个养殖过程中定时监测溶氧量和水温，保持养殖缸中水深一致，通过增氧机控制溶氧量，并记录史氏鲟的日摄食量和死亡情况。

1.3 样品采集与分析方法

养殖实验结束后，对实验鱼进行24 h禁食处理。将养殖缸中的所有鱼用MS-222麻醉后，测量体长和体重，用于计算增重率(WG)、肥满度(CF)、饲料转化率(FCR)。随机取3尾鱼，用MS-222麻醉后，用一次性医用注射器从尾静脉取血放置在0.5 mL离心管中，室温静置30 min后在3 000 r/min的条件下离心15 min，取血清暂时保存在-20 ℃的冰箱中用于测定血液生化指标，取出肝脏及其余内脏，计算内脏比(VSI)和肝重比(HIS)，然后取出部分肝脏和肌肉放在离心管中暂时保存在-20 ℃的冰箱中用于测定酶活，部分肝脏和肌肉用4%多聚甲醛溶液固定用于测定肌纤维密度和肌纤维直径。其余背部肌肉装入自封袋在-20 ℃条件下保存，用于测定水分、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪和硒含量。最后另取3尾鱼备测全鱼的水分、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪和硒含量。之后将所有样品置于-20 ℃的车载冰箱中，转运至实验室后保存于-80 ℃的冰箱中。

肌肉系水力和营养成分分析参考程辉辉等[22]的方法。油红染色和HE染色参照钟晓怡等[23]的方法。通过HE染色法染色，在显微镜下测定肌纤维直径和密度。全鱼、肝脏、肌肉和饲料中硒的含量采用氢化物原子荧光光谱法(HG-AFS)测定。谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及谷胱甘肽(GSH)、总胆固醇(T-CHO)、甘油三酯(TG)含量按照南京建成生物工程研究所试剂盒提供的说明书进行前处理和测定。

1.4 计算方法

内脏比(VSI)=Nt/Wt×100%

肝重比(HIS)=N0/Wt×100%

存活率(SR)=Nt/N0×100%

增重率(WGR)=(Wt-W0)/W0×100%

摄食率(FR)=100%×Wf/[t(W0+Wt)/2]

特定生长率(SGR)=(lnWt-lnW0)/t×100%

饲料效率(FE)=(Wt-W0)/Wf×100%

成活率(SR)=N1/N2×100%

式中，Nt表示内脏重，N0表示肝脏重；Wt为实验结束时鱼体质量(g)；W0为实验开始时鱼体质量(g)；Wf为饲料投喂总量(g)；Lt为鱼结束时的鱼体体长(cm)；t为饲养天数(d)；N1为实验初始时鱼的尾数；N2为实验结束时鱼的尾数。

1.5 统计分析

采用SPSS19.0软件对数据进行统计分析。通过Shapiro-Wilks和Levene法对数据进行正态分布和方差齐性分析，对服从正态分布数据进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)，当差异显著时，则采用Duncan法进行多重比较，对非正态分布的数据进行非参数统计分析(Kruskal-Wallis)，采用Dunn-Bonferroni法进行比较，差异显著水平为P<0.05，实验结果采用平均值±标准差(Mean±SD)表示。

2 结果与分析

2.1 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼生长性能的影响

由表2可知，养殖70 d后，史氏鲟幼鱼平均尾末重随酵母硒浓度的升高逐渐上升，与对照组相比，6 mg/kg添加组的平均尾末重显著升高。饲料中添加酵母硒对日摄食率、饲料效率、内脏比和肝重比无显著影响。史氏鲟幼鱼的增重率和特定生长率随着饲料中酵母硒的添加逐渐升高，6 mg/kg添加组与其他组相比显著升高。饲料中添加酵母硒显著升高了史氏鲟幼鱼的肥满度。

表2 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼生长性能的影响Tab.2 Effects of dietary levels of yeast selenium on the growth performance of juvenile A.schrenckii

2.2 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉营养成分和全鱼体成分的影响

由表3可知，饲料中添加酵母硒显著降低了肌肉粗蛋白含量，但是对水分、粗灰分、粗脂肪含量没有显著性影响。由表4可知，饲料中添加酵母硒对全鱼水分、粗脂肪、粗蛋白含量均没有显著性影响；然而，当饲料中硒添加量为6 mg/kg时，全鱼的粗灰分含量显著性降低。

表3 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉营养成分的影响Tab.3 Effects of dietary levels of yeast selenium on muscle nutrient composition of juvenile A.schrenckii

表4 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼全鱼体成分的影响Tab.4 Effects of dietary levels of yeast selenium on body composition of juvenile A.schrenckii

2.3 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼体内硒含量的影响

由表5可知，随着饲料中硒含量的升高，史氏鲟幼鱼全鱼硒含量显著性升高；肌肉和肝脏的硒含量在各组间无显著差异，但随着饲料中硒含量的升高呈现出数值上的增加。酵母硒添加量在同一水平条件下时，肌肉中的硒含量最高，其次是肝脏，全鱼的硒含量最低。

表5 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼不同组织中硒含量的影响Tab.5 Effects of dietary levels of yeast selenium on selenium content in different tissues of juvenile A.schrenckii

2.4 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉品质的影响

由表6可知，饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉系水力有显著性影响，随着饲料中硒含量的升高，肌肉的滴水损失显著性降低；与对照组相比，添加2、4 mg/kg硒显著降低了肌肉的滴水损失，但当添加至6 mg/kg硒时，不仅显著降低了肌肉的滴水损失，还显著降低了肌肉的蒸煮损失及冻融损失。饲料中添加酵母硒显著减小了史氏鲟幼鱼肌肉的肌纤维直径，肌纤维直径由对照组的85.32 μm减小到4 mg/kg添加组的79.55 μm，直径减小了约7.25%，同时，饲料中添加酵母硒显著性增大肌纤维密度，肌纤维密度由对照组的209根/mm2增加到229根/mm2，密度增加了约9.57%。

表6 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉系水力、肌纤维密度和直径的影响Tab.6 Effects of dietary levels of yeast selenium on the hydraulic power、fiber density and diameter of muscle in juvenileA.schrenckii

2.5 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼血液和肝脏生化指标的影响

由表7可知，饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肝脏和血液中的T-CHO及TG的含量均没有显著性影响。由图1可知，饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肝脏中脂肪含量并无显著影响。

表7 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肝脏和血液的总胆固醇和甘油三酯含量的影响Tab.7 Effects of dietary levels of yeast selenium on total cholesterol and triglyceride in liver and blood of juvenileA.schrenckii

图1 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肝脏油红染色结果的影响Fig.1 Effects of dietary levels of yeast selenium on liver red oil staining of juvenile A.schrenckiia、b、c、d分别表示日粮添加酵母硒浓度为0、2、4、6 mg/kg条件下肝脏油红染色的结果；e表示油红染色面积统计结果。

2.6 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉、肝脏抗氧化能力的影响

由表8可知，饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉的CAT和SOD活性均无显著影响，但在数值上，CAT、GSH和SOD活性均呈先升高再下降趋势，在添加4 mg/kg硒时活性最高，且与对照组相比，4 mg/kg添加组的GSH含量显著性升高。饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肝脏的CAT和SOD活性均无显著影响；与对照组相比，4 mg/kg和6 mg/kg添加组肝脏的GPX活性显著性升高。

表8 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉和肝脏抗氧化能力的影响Tab.8 Effects of dietary levels of yeast selenium on muscle and liver antioxidant capacity of juvenile A.schrenckii

3 讨论

3.1 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼生长性能的影响

Se是维持鱼类正常生长和代谢功能所必需的微量元素[17]。日粮硒对鱼类生长发育的影响已有较多研究，结果表明饲料中添加适宜剂量的硒能够促进鱼类的生长[3,5,7,9]。HUNT等[24]也报道过，在日粮中添加3或4 mg/kg的酵母硒能改善虹鳟(Oncorhynchusmykiss)的生长性能。在本实验中，当饲料中硒添加量为6 mg/kg时，史氏鲟幼鱼的增重率、特定生长率和平均尾末重均显著性增加，表明饲料中添加酵母硒能促进史氏鲟幼鱼的生长，这一结果普遍高于其他鱼类的硒需求量，如大黄鱼幼鱼(0.178 mg/kg)[3]、石斑鱼(0.7 mg/kg)[5]、皱纹盘鲍(1.408 mg/kg)[7]、军曹鱼(0.788 mg/kg)[9]、罗非鱼(Oreochromisspp)(3 mg/kg)[25]、大西洋白姑鱼(Argyrosomusregius)(3.98～4 mg/kg)[26,27]、黄尾鰤(Seriolalalandi)(5.56 mg/kg)[28]，远低于黑海鳇(Husohuso)(11.56 mg/kg)[18]，说明不同鱼类对饲料硒的需求量有差异，这可能和养殖模式、实验鱼种类与习性及饲料硒的添加形式等有关。铜和锌也是水产动物必需的微量元素。MOHSENI等[19]以CuSO4为铜源,以体增重为评价指标，确定了黑海鳇饲料的适宜铜添加量为10.3～13.1 mg/kg，在西伯利亚鲟的研究中，MOAZENZADEH等[20,21]以ZnSO4为锌源，以终末体重和肝脏锌含量为评价指标，认为饲料中适宜的锌添加量分别为29.15 mg/kg和34.60 mg/kg，本实验以WGR、SGR和CF进行评价，当饲料中硒添加量为6 mg/kg时，史氏鲟幼鱼的生长性能最好，说明鲟科鱼类对微量元素Cu、Zn和Se的需求较高。高水平的日粮硒会产生一系列不利的生物学效应，包括死亡率上升，抑制鱼类生长和降低饲料利用率。WANG等[7]研究发现，在饲料中添加高浓度的亚硒酸钠(9.16 mg/kg)对皱纹盘鲍产生了毒性作用，降低了其生长性能和抗氧化能力。饲料中长时间投喂高水平硒(13 mg/kg)时，虹鳟会出现慢性中毒现象，表现出生长减缓、饲料效率降低和死亡率升高等症状[29]。根据TASHJIAN等[30]的报道，鱼类对饲料中硒毒性的阈值是10～20 mg/kg。但RIDER等[31]的研究显示，在饲料中添加7.4～8.0 mg/kg的酵母硒对虹鳟没有产生任何毒性作用，整个实验期间也没有虹鳟死亡。饲料中一定量的硒可以导致鱼体中毒死亡而没有抑制生长，也有抑制生长而没有中毒死亡的现象，不同鱼类对饲料硒的耐受能力有差异，本实验中最高添加6 mg/kg(饲料总硒含量6.73 mg/kg)的硒既没有抑制史氏鲟幼鱼的生长，也没有对其产生毒性作用，说明史氏鲟幼鱼对酵母硒的耐受能力和生物利用率较高。

胡俊茹等[4]认为血液中的胆固醇、甘油三酯的含量能很好的反映动物的营养健康状况，且胆固醇常被用于检测由脂肪代谢紊乱产生的相关疾病。王崇等[32]认为血清中甘油三脂的含量越高，异育银鲫(Carassiusauratusgibelio)生长越差，可能是甘油三脂通过影响脂肪代谢从而影响鱼的生长。本实验中，饲料中添加硒对血液和肝脏的T-CHO和TG含量没有显著性影响；对肝脏进行油红染色发现添加酵母硒对肝脏的脂肪含量也没有影响。这说明在饲料中添加6 mg/kg的硒不会造成史氏鲟肝脏中脂肪的积累，也不会引起脂肪代谢紊乱对机体造成损害。

3.2 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉营养成分和硒沉积的影响

鱼体的肌肉营养成分是鱼类营养学研究中评价鱼体营养状况的重要研究内容[4]。鱼类的营养价值主要和肌肉中的蛋白质和脂肪含量相关[33]。鱼类肌肉品质又主要受物种、栖息环境和食物组成的影响[22]。在本实验中，饲料中添加酵母硒对史氏鲟幼鱼全鱼体成分没有显著性影响，对史氏鲟幼鱼肌肉的水分、粗灰分和粗脂肪含量也没有影响。这和其他学者的研究结果相同，随着饲料中硒含量的升高，大黄鱼幼鱼[3]、黄颡鱼幼鱼[4]、石斑鱼[5]、皱纹盘鲍[7]和军曹鱼[9]的肌肉营养成分没有显著性影响。

硒可在机体内蓄积，当摄入适量硒时，能够促进机体的生长和代谢；过量时能够加速肝胰脏和肾脏硒积累而出现中毒现象[8]。LIN等[5]发现点带石斑鱼全鱼硒含量随饲料硒浓度的升高而升高，全鱼硒含量可以作为饲料硒营养的有效指标。LE等[34]发现黄尾鰤幼鱼肝脏和肌肉硒含量随饲料硒水平的升高而极显著的升高，肝脏和肌肉硒含量是衡量硒效价的重要指标。HUNT等[24]和RIDER等[31]研究发现，虹鳟不同组织中的Se累积量与饲料中硒的添加量之间存在正相关关系。大黄鱼幼鱼[3]的全鱼和骨骼的硒含量以及军曹鱼幼鱼[8]的脊椎骨、全鱼和肝脏硒含量随饲料中硒的添加逐渐升高，和本研究结果一致。可能是酵母硒通过机体代谢途径和沉积机制转化成硒,从而增加了史氏鲟幼鱼肝脏和肌肉硒含量。LE等[34]和ASHOURI等[10]研究结果表明，硒在黄尾鰤幼鱼和鲤鱼组织中的沉积能力是肝脏>肌肉。杨原志等[8]发现硒在军曹鱼幼鱼组织中的沉积能力是全鱼>肌肉。但本研究和HAN等[3]对异育银鲫的研究结果一致,硒在组织中的沉积能力是肌肉>肝脏>全鱼。关于鱼类硒的代谢的研究十分有限，对其代谢机制不是很清楚，尤其是硒在鲟鱼体内的代谢机制鲜有研究，我们大胆猜测这可能和实验鱼的种类、大小、遗传特性、摄食习性、饲养环境和其他因素有关，但硒在史氏鲟体内的代谢及转化机制实际是怎么样的还需进一步研究。

3.3 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉品质的影响

系水力是衡量肉质好坏的一项重要指标。滴水损失、蒸煮损失和冻融损失都是评价肌肉系水力的重要指标，滴水损失、蒸煮损失和冻融损失越小，肌肉系水力越强[22]。肌纤维密度在一定程度上也是衡量肌肉品质的指标，通常肌纤维密度越大，肌肉嫩度越大。JONSSON等[35]认为滴水损失可能和肌纤维密度、肌纤维直径及一些内在的组织结构有关。本实验中，随着饲料中硒的添加，滴水损失、蒸煮损失和冻融损失都逐渐降低，肌肉系水力能力增强，当添加水平为6 mg/kg时，滴水损失、蒸煮损失和冻融损失显著性降低；饲料中添加酵母硒显著增大了肌纤维密度，显著降低了肌纤维直径。所以，当饲料中硒添加量为6 mg/kg时，史氏鲟幼鱼肌肉保持水分的能力和嫩度是最好的。

3.4 日粮添加酵母硒对史氏鲟幼鱼肌肉、肝脏抗氧化能力的影响