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论文在线分享-二甲双胍对青鱼生长性能的影响
时间:2021-04-29 14:46:48

  (目的)通过在高脂饲料中添加二甲双胍,研究其对青鱼生长以及形体指标的影响。(方法)试验选取青鱼幼鱼450尾,初体质量(5.03±0.02)g,随机分成5组,每组3个重复,分别饲喂在高脂饲料中添加二甲双胍至0、0.2%、0.4%、0.8%和1.2%的5种饲料,养殖60d后。检测其增重率、特定生长率、饲料系数、存活率、肝体指数、脏体指数和肥满度。(结果)结果表明,NFD组青鱼的增重率、特定生长率和存活率均显著高于HFD组,而其饲料系数和肝体指数显著低于HFD组(P<0.05),但二者在脏体指数、肥满度上差异不显著(P>0.05)。高脂饲料中添加二甲双胍组中,随着饲料中二甲双胍添加量的增加,青鱼的增重率、特定生长率和成活率呈上升的变化趋势,而饲料系数和肝体指数呈下降的变化趋势,当饲料中二甲双胍添加量为0.8%时,可改善青鱼的生长性能,而饲料中二甲双胍添加量对青鱼脏体指数和肥满度无显著影响(P>0.05)。(结论)因此,青鱼高脂饲料中添加0.8%二甲双胍,可促进青鱼幼鱼的生长,提高存活率,降低饲料系数。

  1.引言

  青鱼(Mylopharyngodonpiceus)属鲤形目、鲤科、青鱼属,亦称黑鲩、螺蛳青等,是我国传统的“四大家鱼”中唯一肉食性经济鱼类[1]。

  目前,国内对青鱼的蛋白质[2]、糖[3-4]、矿物质[5]以及维生素[6-7]等营养学物质需求的研究较为深入,但对青鱼脂肪源及必需脂肪酸的研究是其营养需求相对较薄弱的方面。

  蛋白质、脂肪和碳水化合物是动物的三大营养物质基础。脂肪是鱼类必需的营养物质,能够维持鱼类正常生命活动;脂肪不仅在鱼类生命活动中发挥着多种生理功能,而且还是鱼类能量的主要来源之一[8]。与哺乳动物和禽类相比,鱼类对蛋白质需求大,水产养殖鱼类饲料中的蛋白质水平决定了养殖鱼类的生长性能。蛋白质是饲料中成本最高的部分,适宜的饲料蛋白水平对设计最优成本配方至关重要。脂肪除为鱼类提供必需脂肪酸外,也是重要的供能物质,饲料中适量的脂肪还可起到节约蛋白质的作用[9]。但脂肪对蛋白的替代应用犹如一把双刃剑,高脂饲料的应用也带来了诸如鱼肉品质下降,鱼体脂肪蓄积,特别是脂肪异位沉积(如肝脂肪沉积造成的“脂肪肝”)等严重问题。

  近几年,国内外学者研究发现饲料脂肪种类及含量均会影响鱼类生长发育及其脂肪代谢[10]。与脂肪代谢相关的酶和蛋白对鱼类的代谢过程及调控机制等方面研究正日益受到学者们的重视[11]。现有的研究表明,脂肪作为重要的营养来源,饲料中适量的脂肪水平不但可以减少鱼类的排氮量,还能起到蛋白质节约的作用,因此,在水产动物养殖业中,考虑到经济利益以及水体环境控制等因素,饲料中的脂肪作为主要的三大营养来源之一,受到了养殖业者的关注,研究学者也在此基础上开展了广泛研究。

  现有研究表明,随着鱼类规格的长大,对某些主要营养素的需求可能发生变化[12]。脂肪除为鱼类提供必需脂肪酸外,也是重要的供能物质,饲料中适量的脂肪还可起到节约蛋白质的作用。但是鱼类长期摄食低蛋白能量比的饲料被认为会引起鱼体脂积累,鱼肉产品脂肪过多,甚至损害养殖鱼体健康[13]。有些研究表明,过量的饲料脂肪水平不能够提高养殖鱼类的生长性能,反而会对鱼类生长起到负面影响,例如造成鱼类肝脏脂肪过量蓄积[14]。

  因为二甲双胍能够促进代谢,消耗葡萄糖,降低脂类的作用,降低人与动物的发病率。如:二甲双胍能有效地改善大鼠胰岛素敏感性、降低高脂喂养大鼠血清TG、FBS、ALT、AST、Ins水平及肝脏指数以及有效,地抑制肝糖的输出,同时逆转了高脂饮食导致的大鼠肝脏脂肪变性[15]。

  因此,有必要对其不同养殖阶段的主要营养素需求参数进行研究和完善,以进一步优化青鱼配合饲料配方。为了检验脂类的最大利用率和解决青鱼脂肪累计这一严重问题,于是用二甲双胍来进行调节,观察其作用范围与效果的优劣。采用在高脂饲料中添加二甲双胍,并设置一系列不同二甲双胍的添加量,用正常脂肪组和高脂无添加组作为对照,进而来探究其效用,是否能够解决青鱼的脂肪累计、肝硬化等一系列严重问题。

  2.材料与方法

  2.1试验材料

  青鱼幼鱼购自湖州菱湖水产育种场

  2.2试验设计

  所购青鱼,驯化1周后,选取体格健壮、规格基本一致的青鱼幼鱼450尾,初体质量(5.03±0.02)g,随机分成5组,每组3个重复,饲养于我校“浙江省水生生物资源养护与开发技术研究重点实验室”的15个养殖桶中,每桶放养30尾鱼。每种试验饲料随机设置3个重复,所得结果取平均值,以减少误差。

  2.3试验饲料组成

  饲料配方见表2.3.1,根据配方配制五组高脂水平和不同二甲双胍含量的饲料,并结合正常脂肪饲料组做对照。制得六组试验饲料记为(NFD、HFD、HFD+0.2%、HFD+0.4%、HFD+0.8%、HFD+1.2%)

  表2.3.1试验饲料组成及营养水平(风干基础)

  Tab.2.3.1Formulationandproximatecompositionofexperimentaldiets(air-drybasis)

  饲料组成&含量(%)

  ingredients&contents 高脂饲料

  HFD HFD+0.2%Metformin HFD+0.4%Metformin HFD+0.8%Metformin HFD+1.2%Metformin

  鱼粉fishmeal 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00

  酪蛋白casein 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00

  豆粕soybeanmeal 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00

  玉米淀粉cornstarch 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00

  α-淀粉α-starch 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

  纤维素cellulose 1.25 1.05 0.85 0.45 0.05

  鱼油fishoil 6.20 6.20 6.20 6.20 6.20

  豆油soybeanoil 6.20 6.20 6.20 6.20 6.20

  氯化胆碱cholinechloride 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

  预混物premix 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

  磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80

  羧甲基纤维素钠

  sodiumcarboxymethylcellulose 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00

  抗氧化剂BHT 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05

  盐酸二甲双胍

  metforminhydrochloride 0 0.2 0.4 0.8 1.2

  合计total 100 100 100 100 100

  营养成分

  proximatecomposition

  水分moisture 9.26 9.12 9.17 9.15 9.14

  粗蛋白crudeprotein 34.08 34.13 34.11 34.16 34.17

  粗脂肪etherextract 13.98 14.08 14.02 14.13 14.11

  粗灰分ash 7.38 7.37 7.35 7.31 7.39

  总能grossenergy(MJ/kg) 19.56 19.64 19.59 19.68 19.67

  2.4主要仪器与设备

  配制饲料过程中用到的主要仪器和设备见表2.4.1

  表2.4.1主要仪器与设备

  实验仪器 规格或型号

  电子天平 MAX-A

  粉碎机 HX-340

  烘箱 CT-C-1

  脸盆 直径100cm

  养殖桶 高1.2m直径1.1m

  遮阳布 宽150cm(黑色)

  筛子 40目筛

  增氧管 1.5m(每养殖桶配备两根)

  烧杯 1.5L

  2.5饲料制作

  (1)饲料中的各种成分:鱼粉、酪蛋白、豆粕、玉米淀粉、α-淀粉、纤维素、鱼油、豆油、氯化胆碱、预混物、磷酸二氢钙、羧甲基纤维素钠、抗氧化剂、盐酸二甲双胍。

  (2)配置饲料的具体步骤:

  鱼粉的处理:由于市面上卖的鱼粉大多比较粗糙,杂质较多;所以在按配方称取鱼粉时,应先用筛子筛选较细的鱼粉,将杂质去除掉,可用的粗糙鱼粉可以使用粉碎机破碎成较细的鱼粉,再使用筛子筛选一次,最后将可用的鱼粉装袋,以便称取是使用。

  按照配方称取各种营养成分:由于饲料中各种营养成分可以分为固态和液态两种,所以在称取粉状固体营养物质时,可以使用较小的烧杯,或者使用喝豆奶铁杯等称取,而液态的鱼油、豆油则不能使用一般的称量工具,由于这两种营养物质都具有一定的粘稠度,所以正好可以使用淀粉的塑料包装袋来称取,用剪刀把它剪成适当大小的包装袋,放在电子天平上,去皮后,就可以称取液态的营养物质了。以鱼油为例,首先将白色塑料大壶里的鱼油倒入玻璃烧杯中,天平上放上包装袋,去皮后,按照配方将鱼油放在包装袋上,完成称取鱼油的过程。这样称取的鱼油就可以直接被已经称好的淀粉等原料从塑料袋上擦拭干净,做到饲配方精确,不浪费原料。

  混匀并压制饲料:所有营养物质按配方称取好后,放入干净的脸盆中,用双手搅拌,使各种成分分布均匀,黏性较强的鱼油、豆油不易形成均匀分布的状态,往往这些成分容易与淀粉等粉状物质形成颗粒。为了使这些颗粒更加均匀的分布到饲料中,必须用双手将这些颗粒搓开。要使饲料配方混合均匀后能够被饲料压制机器压制成黏度合适的条形饲料,在搓饲料的过程中,应该加入适量的水分,并且应按照多次少量的加水原则进行。如果没有控制好水的用量,则可能造成压制的饲料易碎或粘滞性过高。易碎的压制饲料容易产生很多粉末,影响投喂青鱼的效果,粘滞性过高的饲料在压制过程中容易损坏机器,并且压制过程缓慢。所以在搓饲料的过程中,要做到不断用手去感受饲料的湿度,确保握紧后,饲料聚合成团状,手松开后饲料又不散开或结合过于紧密。在压制饲料的过程中,除了要注意以上问题外,还要注意在每次压制新配方的时候,应将机器内残留的饲料排干净,等到出来的全是新配方时,将压制出来的长条状饲料分摊在烘干用的干燥洁净的铁盘中,并且在每个铁盘中放入对应饲料的标签。

  晾干饲料:饲料被机器压制好后,应及时将饲料中的水分排除。天晴出太阳的时候,可以将盛放饲料的不锈钢盘放到树荫下,用高温和自然风将其晾干,每隔一段时间,翻动一次饲料,使饲料能够晾干的比较均匀;如果下雨的话,可使用烘干机将其烘干,即将不锈钢盘放入恒温50℃的烘干机中烘制24小时,在烘干过程中每隔一段时间翻动一次。

  剪碎装袋:晾干的饲料比较脆,但又不会碎成很多粉末。可以用手把较长的饲料掰成小颗粒,或者用剪刀将饲料剪成0.3-0.5cm大小的颗粒,以便能够日本沼虾能够更好的进食。饲料剪成小颗粒后,将饲料装入塑封袋,并在每个袋子里放入对应的标签,塑封袋表面也做好标记,最后放在-4℃的冰箱中保存备用。

  2.6饲养管理

  每天饱食投喂两次(8:00、16:30),每次投饲1小时后,收集残余饲料并烘干称重。用气石持续充气增氧,养殖试验持续60天。一天换2次水,每次换水1/3,下午换水时吸污一次,日夜连续充气增氧。饲养期间水温为26℃~29℃,pH为7.2~7.8,溶解氧>6mg/L,氨氮<0.01mg/L。每日记录青鱼的摄食行为,体征变化和死亡情况,发现及捞取死亡青鱼,并及时称重。

  2.7样品采集与指标测定

  正式饲养60天后采样,采样前禁食24h,将各桶鱼称重计数,每桶随机选取3尾体重相近的青鱼,用浓度为100mg/L的MS-222作快速深度麻醉,经称重和量体长后用一次性医用注射器从尾静脉采血。血样在4℃冰箱中静置1~2h后,以4℃3000r/min离心10min制备血清,-20℃冻存备用。鱼体采血后立即剖开腹腔,剥离出内脏和肝胰脏并称重,取适量肝脏、脑、肌肉和肠道用于常规和分子生物学分析,用液氮速冻后于-80℃保存

  样品采集后,分别按下式计算增重率(weightgainrate,WGR)、特定生长率(specificgrowthrate,SGR)、饲料系数(feedcoefficient,FCR)、成活率(survivalrate,SR)、肝体比(hepatosomaticindex,HSI)、内脏(viscerosomaticindex,VSI)、肥满度(conditionfactor,CF):

  增重率(WGR,%)=100×(Wt–W0)/W0

  特定生长率(SGR,%)=100×(lnWt-lnW0)/t

  饲料系数(FCR)=FI/(Wt–W0)

  成活率(SR,%)=100×Nt/N0

  肝体比(HIS,%)=100×Wh/Wb

  内脏比(VSI,%)=100×Wv/Wb

  肥满度(CF,%)=100×Wb/L

  式中,W0(g)为鱼初体均重;Wt(g)为鱼末体均重;t(d)为饲喂天数;FI(g)每尾鱼平均摄食饲料总量(风干样重);N0为初鱼尾数;Nt末鱼尾数;Wh(g)为每尾鱼末肝脏重;Wv(g)为每尾鱼末内脏重;Wb(g)为每尾鱼末体重;L(cm)为每尾鱼末体长。

  2.8数据处理与分析

  实验数据用PASWStatistics18进行统计分析,高脂组和二甲双胍添加组则采用单因素方差分析(one-wayANOVA)和Tukey多重比较,P﹤0.05表示差异显著。实验结果以平均值±标准误(Means±SE)表示。

  3.结果

  3.1二甲双胍对青鱼生长性能的影响(3-1)

  表3.1二甲双胍对青鱼幼鱼生长及形体指标的影响

  Tab.3.1Effectsofdietarymetforminongrowthandbodyindicesofblackcarp

  项目 高脂饲料中二甲双胍添加量/(%)dietarymetforminlevels

  item 0(HFD) 0.2 0.4 0.8 1.2

  初体重1(g)

  initialbodyweight 5.05±0.04 5.04±0.05 5.03±0.03 5.02±0.02 5.03±0.03

  末体重1(g)

  finalbodyweight 17.68±0.24c 18.82±0.34bc 19.61±0.28ab 20.72±0.31a 20.20±0.36ab

  增重率1(%)

  weightgainrate 250.15±4.98d 273.59±3.29c 289.71±3.35bc 313.01±4.22a 301.68±3.45ab

  特定生长率1(%)

  specificgrowthrate 2.09±0.02d 2.20±0.01c 2.27±0.01bc 2.36±0.02a 2.32±0.02ab

  饲料系数1

  feedcoefficient 1.91±0.03a 1.85±0.04ab 1.77±0.03abc 1.67±0.03c 1.74±0.04bc

  存活率1(%)

  Survivalrate 81.11±2.22c 83.33±1.93bc 86.67±1.93abc 93.33±1.93a 91.11±1.11ab

  肝体指数2(%)

  hepatosomaticindex 1.28±0.02a 1.21±0.03ab 1.17±0.04ab 1.15±0.02b 1.14±0.04b

  脏体指数2(%)

  viscerosomaticindex 6.73±0.16 6.48±0.10 6.41±0.11 6.38±0.12 6.31±0.09

  肥满度2(%)

  conditionfactor 1.64±0.04 1.64±0.03 1.68±0.06 1.72±0.05 1.80±0.03

  注:13个重复的平均值±标准误;29个样本的平均值±SE(n=9);同行数据中,*表示正常与高脂对照组差异显著(P<0.05);同一行数据中有不同上标字母者表示差异显著(P<0.05);相同字母或不标示者表示差异不显著(P>0.05),下同

  3.1.1二甲双胍对青鱼增重率的影响

  如图3-1-1所示,随着饲料中二甲双胍的含量的逐渐增加,青鱼增重率呈先上升后下降的趋势。与对照组相比,二甲双胍含量为0.2mg/kg试验组青鱼的增重率差异不显著(P>0.05),而二甲双胍含量为0.4mg/kg,0.8mg/kg和1.2mg/kg试验组青鱼的增重率与对照组相比有显著的差异(P<0.05)。当二甲双胍含量为0.8mg/kg时,青鱼的增重率最高,相比对照组提高了62.86%。二甲双胍的最大促进效率在0.4-1.2mg/kg范围之间。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.1.1二甲双胍对青鱼增重率的影响

  3.1.2二甲双胍对青鱼特定生长率的影响

  如图3-1-2所示,随着饲料中二甲双胍含量的逐渐增加,青鱼的特定生长率呈先上升后下降的趋势。与对照组相比,二甲双胍含量为0.2mg/kg试验组青鱼的特定生长率差异不显著(P>0.05),而二甲双胍含量为0.4mg/kg,0.8mg/kg和1.2mg/kg试验组青鱼的特定生长率与对照组相比有显著的差异(P<0.05)。当二甲双胍含量为0.8mg/kg时,青鱼的特定生长率最高,相比对照组提高了0.27%。由图可得,二甲双胍的最大促进效率在0.4-1.2mg/kg范围之间。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.1.2二甲双胍对青鱼特定生长率的影响

  3.1.3二甲双胍对青鱼饲料系数的影响

  如图3-1-3所示,随着饲料中二甲双胍含量的逐渐增加,青鱼饵料系数呈先下降后上升的趋势。与对照组相比,二甲双胍为0.8mg/kg的试验组青鱼的特定生长率饲料系数差异显著(P<0.05),而二甲双胍含量为0.2mg/kg,0.4mg/kg和1.2mg/kg试验组青鱼的饲料系数与对照组相比差异不显著(P>0.05)。青鱼饲料系数的最低值在二甲双胍含量为0.8mg/kg,比对照组少了-0.24%。由图可得,二甲双胍的最大促进效率在0.4-1.2mg/kg范围之间。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.1.3二甲双胍对饲料系数的影响

  3.1.4二甲双胍对青鱼存活率的影响

  如图3-1-4所示,与对照组相比,各组试验组青鱼的成活率差异不显著(P>0.05)。在试验组之间比较,当二甲双胍含量为0.2mg/kg和0.8mg/kg时,两组青鱼的成活率差异显著(P<0.05)。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.1.4二甲双胍对存活率的影响

  3.2二甲双胍对青鱼形体指标的影响

  3.2.1二甲双胍对青鱼肝体比的影响

  如图3-1-5所示,随着饲料中二甲双胍的含量的逐渐增加,青鱼肝体比逐渐降低。与对照组相比,肝体指数均低于对照组,当二甲双胍含量为1.2mg/kg时,青鱼肝体指数最低。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.2.1二甲双胍对肝体比的影响

  3.2.2二甲双胍对青鱼内脏比的影响

  如图3-1-5所示,随着饲料中二甲双胍的含量的逐渐增加,青鱼内脏比呈逐渐降低。与对照组相比,各组二甲双胍试验组青鱼的脏体指数都呈下降趋势。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.1.5二甲双胍对内脏比的影响

  3.2.3二甲双胍对青鱼肥满度的影响

  如图3-1-6所示,随着饲料中二甲双胍的含量的逐渐增加,青鱼肥满度呈逐渐上升。与对照组相比,各组酵母硒试验组青鱼的肥满度都呈逐渐增加趋势。(二甲双胍添加量为0mg/kg的为对照组)

  表3.1.6二甲双胍对肥满度的影响

  4.讨论

  二甲双胍在畜牧生产中的应用并不是很多,主要还是受到它是用于治疗人类二型糖尿病的固定思维所限制,未能考虑到二甲双胍的降糖,降低脂肪的效果在动物生产中的独特作用。王瑜铭等(2010)将二甲双胍添加到产蛋鸡的日粮中,研究其生产性能和脂质代谢的影响,测量其生产性能指标和血液指标,结果发现二甲双胍对蛋鸡的脂肪肝有降低的功效,但是对生产性能来说,二甲双胍的作用是反面的。同时,陈晓春等(2007)用二甲双胍处理新罗曼蛋鸡21天,结果发现日粮中添加二甲双胍后蛋鸡肝脏中的胆固醇和甘油三酯的含量降低了,与此同时鸡蛋中的胆固醇含量也是得到了降低,为产出低胆固醇鸡蛋打开了一个新的思路。

  二甲双胍在渔业中应用较少,为了更好的将二甲双胍应用到鱼类养殖,故选取四大家鱼之一的青鱼作为研究对象。本论文主要探究二甲双胍对青鱼脂类代谢以及生长性能的影响。主要从对实验组和对照组,青鱼饲养前饲养后的增重率、特定生长率、存活率、肝体指数、脏体指数以及饲料系数多方面进行研究,从而发现二甲双胍对高脂青鱼生长性能的影响。

  二甲双胍最直接的作用途径就是抑制肝糖原异生;其次要途径为促进胰岛素与其受体结合,与此同时提高肌纤维组织的单糖摄取能力等机制。能够明显地降低血糖浓度。与此同时,盐酸二甲双胍还可影响采食量,通过降低采食量来限制体重的增加。而减轻胴体质量的好处在于能使各个血指标得到有效调控,从而使血压稳定、应对血脂指标的不良问题。

  本实验从二甲双胍对青鱼增重率、特定生长率、存活率的影响等方面进行探究。基本体现了二甲双胍对青鱼生长性能的影响,但未能较为细致的探究二甲双胍对青鱼生长各个方面的影响以及各个指标之间的具体关系。二甲双胍对青鱼生长性能的影响以及二甲双胍在鱼类养殖中的应用仍需进一步探究。

  5.总结与展望

  在饲料中添加一定量的二甲双胍可以提高青鱼增重率、成活率和特定生长率,降低饵料系数,同时不影响青鱼的肝体比,内脏比和肥满度,这说明饲料添加二甲双胍在一定程度上促进青鱼鱼的生长。但过量的二甲双胍会影响青鱼的生长性能与二甲双胍在多种哺乳动物中应用影响相似,均在二甲双胍处于一个较低含量时对各方面起促进作用,随之继续增加,各方面显著降低。

  二甲双胍最主要应用于对于人体糖尿病的治疗,后来扩展到治疗多囊卵巢综合征、免疫调节及抗衰老延长寿命,再到后来作为畜牧业饲料添加剂使用。

  随着饲料深加工技术、分子技术、微生物学等生物技术的发展,以及研究人员对二甲双胍深入研究,使二甲双胍更容易制备与获得以及对二甲双胍各方面作用的详细了解,它的积极作用进一步被开发,它的不良反应用合适的方法所限制。使二甲双胍的产量大幅提升,价格更经济,使其能更广泛的应用到水产养殖中去。同时,在科学技术的支持下,青鱼能生活在不被污染的良好水域,实现青鱼养殖的绿色化,可持续发展以及加快发展,满足人们对鲜美青鱼肉质的需求。人们也将想用健康的鱼类而不用在鱼类方面担心食品安全。二甲双胍在鱼类中的应用,进一步促进鱼类养殖业的绿色、快速发展。