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對蝦礦物元素營養(yǎng)需求的研究進(jìn)展

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  • 日期:2009-06-09
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對蝦礦物元素營養(yǎng)需求的研究進(jìn)展

黃波  程開敏[1]  劉艷妮  鄭石軒

湛江粵海飼料有限公司技術(shù)中心

 

集約化養(yǎng)殖成為當(dāng)今對蝦養(yǎng)殖的主流模式,而配合飼料成為制約其持續(xù)、快速、健康發(fā)展的核心因素之一。對蝦飼料營養(yǎng)的研究始于20世紀(jì)70年代,Kanazawa等人初步研究日本囊對蝦(Marsupenaeus japonicus)的營養(yǎng)需求。自此對蝦營養(yǎng)研究領(lǐng)域迅即擴(kuò)大,如中國明對蝦(Fenneropenaeus chinensis)、印度明對蝦(Fenneropenaeus indicus)、墨吉明對蝦(Fenneropenaeus merguiensis)、長毛明對蝦(Fenneropenaeus penicillatus)、斑節(jié)對蝦(Penaeus monodon)、凡納對蝦(Litopenaeus vannamei)、細(xì)角濱對蝦(Litopenaeus  stylirostris)、白濱對蝦(Litopenaeus setiferus)、加州美對蝦(Farfantepenaeus californiensis)、褐美對蝦(Farfantepenaeus aztecus)、桃紅美對蝦(Farfantepenaeus duorarum)等,研究較多的側(cè)重于蛋白質(zhì)飼料、能量飼料,添加劑飼料尤其是礦物元素添加劑研究的系統(tǒng)性、深度與力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,主要是因為對蝦可以從養(yǎng)殖水體中攝取礦物元素部分滿足機(jī)體的營養(yǎng)需求,在實(shí)際研究中又無法排除實(shí)驗飼料中固有的礦物元素含量,因而在礦物元素的營養(yǎng)需求研究上存在較大的局限性。

礦物元素作為飼料添加劑中的重要內(nèi)容,在對蝦營養(yǎng)學(xué)研究中占有相當(dāng)份量。它對于維系細(xì)胞與組織的結(jié)構(gòu)、酸堿平衡、滲透調(diào)節(jié)與離子調(diào)控、膜電位的調(diào)控、激素與酶類生物活性等功能具有重要作用。通常根據(jù)體組織礦物元素含量的多少,將礦物元素分為常量元素(鉀、鈉、氯、鈣、磷、鎂等)與微量元素(銅、鋅、鐵、錳、鈷、硒等)二大類。下面就對蝦礦物元素的營養(yǎng)生理與需求研究進(jìn)行綜述,供有關(guān)人士參考。

1、常量元素的生理功能與營養(yǎng)需求

1.1 鈉、鉀、氯

鈉、鉀、氯是甲殼動物的主要滲透調(diào)節(jié)因子,在維系細(xì)胞內(nèi)外的電解液與酸堿平衡中極為重要,尤其在適應(yīng)不同鹽度與離子組成的生境時表現(xiàn)更為明顯。在滲透調(diào)節(jié)中除了氨基酸外,最重要的離子就是血淋巴的Na+、Cl-Rosas等,2001),Na+、Cl-調(diào)控受阻時就會影響其滲透功能(McGrawDavis,2002)。離子調(diào)控主要通過鰓上的Na+/K+ATP酶(Furriel等,2000)、表皮、觸角腺(Lin等,2000)等進(jìn)行,同時水體酸堿度、溫度、鹽度、溶解氧甚至對蝦的年齡、體長等因素也影響滲透調(diào)節(jié)(McGrawDavis,2002Wang等,2002),F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)部分甲殼類動物的神經(jīng)內(nèi)分泌、眼柄(Wilder等,1998;Corotto等,1996)、Na+/H+Na+/NH4+逆向運(yùn)輸系統(tǒng)(Furriel等,2000;Freire等,2003)、Na+通道等結(jié)構(gòu)可控制Na+的在細(xì)胞內(nèi)外的平衡,甚至與生境中的Na+濃度保持一致,但Cl-濃度卻低于生境,原因在于機(jī)體選擇其他陰離子(如SO42- 、PO43-CO32-)的電中和調(diào)節(jié)所致(Wilder等,1998)。淡水蝦類對Na+、Cl-具有獨(dú)立的調(diào)節(jié)機(jī)制及效應(yīng)器官,血淋巴中的Cl-濃度的等滲點(diǎn)、等離子點(diǎn)以及離子濃度的降低則反映對低鹽度環(huán)境有更好的適應(yīng)性(Freire等,2003)。Na+K+可調(diào)節(jié)Na+/K+ATP酶,在沒有Na+時,K+可以激活由Na+所激活的Na+/K+ATP酶反應(yīng)(Furriel等,2001),斑節(jié)對蝦、細(xì)角濱對蝦、白濱對蝦、羅氏沼蝦等都表現(xiàn)了類似的共性。Saoud等(2003)用地下海水養(yǎng)殖凡納對蝦發(fā)現(xiàn),當(dāng)K+添加到相當(dāng)于4‰海水中的濃度時,就可以將凡納對蝦幼體從不足50%的成活率提高到85%以上,而Na+、Cl-不影響其成活,這在很大程度上表明了K+Na+/K+ATP酶系統(tǒng)的激活作用與生理意義。同時養(yǎng)殖水體中K+/Cl- 、K+/Na+的適當(dāng)比例可提高成活率。淡水蝦的Na+/K+ATP酶僅僅間接參與Cl-的吸收,其吸收是通過Na+、K+ 的同向轉(zhuǎn)移形成的,其轉(zhuǎn)移速率與生境中的Na+Cl-濃度相關(guān),并可以根據(jù)生境中濃度進(jìn)行快速調(diào)整(Onken Riestenpatt,1998)。

用不添加鉀鹽的半精制飼料養(yǎng)殖凡納對蝦,對蝦生長及組織中的鉀量未見下降,但組織中的鎂含量卻受到影響(Davis 等,1992)。添加0.9%鉀(相比1.8%)利于日本囊對蝦生長;添加1%的鉀(相比不加K+Mg2+)相對有利于生長(Kanazawa等,1984),據(jù)推測K+Mg2+可能存在交互作用(DeshimaruYone,1978)。筆者在低鹽度水體中養(yǎng)殖凡納對蝦發(fā)現(xiàn),無論商業(yè)飼料或半精制飼料都無須額外添加Na+,而添加適量的K+均對生長有促進(jìn)作用。不同種類的對蝦對Na+、K+的營養(yǎng)需求量見下表2。鑒于養(yǎng)殖水體與飼料原料中富含大量Na+、Cl-、K+,因而商業(yè)飼料中無須添加氯化鈉,而鉀鹽添加與否,應(yīng)視不同種類不同養(yǎng)殖環(huán)境而定。

1.2. 鈣、磷

對蝦甲殼的主要無機(jī)成分是碳酸鈣,加上少量的鎂鹽與磷酸鹽。甲殼礦化所需的Ca2+直接從生境中攝取,組織中的Ca2+僅僅儲存?zhèn)溆茫?SPAN lang=EN-US>VijayanDiwan,1996),F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)部分淡水蝦可通過機(jī)體的Na+/K+ATP酶、Ca2+-ATP酶以及Na+/Ca2+反位系統(tǒng)等機(jī)制調(diào)控Ca2+Wang等,2003)。印度明對蝦在不同生理活動期間,Ca2+含量在機(jī)體各組織中波動性較大,尤其蛻皮后期肝胰腺中鈣的含量最高,外骨骼則最低(VijayanDiwan,1996)。Wilder等(1998)研究發(fā)現(xiàn),水體鹽度增加時,羅氏沼蝦血淋巴中的Na+ K+ 、Mg2+等離子被運(yùn)到表皮,以防血淋巴離子濃度過高,Ca2+卻沒有表現(xiàn)出滲透調(diào)節(jié)的特性,而且表皮中的Ca2+可被儲存用以保持血淋巴Ca2+的穩(wěn)定,至于血淋巴與表皮中的Ca2+是通過怎樣的機(jī)制來進(jìn)行交換尚不明了。Ca2+可加強(qiáng)甲殼類體內(nèi)的酚氧化酶原系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉友趸阜磻?yīng)的順利進(jìn)行(Teresa等,1997)。磷含量較少,在甲殼的礦化中作用稍次于鈣(VijayanDiwan,1996),作為與外表皮相鄰的致密層的主要元素,為誘導(dǎo)與控制碳酸鈣的沉積提供密切的空間關(guān)系。在蛻皮過程中,肌肉中總磷與無機(jī)磷的變化直接與能量變化相關(guān)(Wang等,2003)。磷在印度明對蝦腹部甲殼的含量較高,而其它部位均較低,不像Ca2+、Mg2+在甲殼的不同部位含量變化不一(VijayanDiwan1996)。

影響對蝦吸收利用鈣磷因子很多,劉艷妮等(2006)對此進(jìn)行過專題論述,諸多飼料內(nèi)源性因素與外源性因素均可影響其生物利用率。鈣量過高,可降低磷的利用率,過量的鈣與磷會影響Mg2+、Zn2+等離子的吸收(Pe?aflorida,1999),抑制對蝦的生長(Davis等,1993)。高磷水平(KH2PO4作為磷源)可改變飼料的pH值,增加K+以及與其他營養(yǎng)素的交互作用,進(jìn)而降低日本囊對蝦的增重率(Cheng等,1985)。植酸磷廣泛存在于谷物類、油料作物中,67%的磷以植酸磷的形式存在,對蝦因不分泌植酸酶而不能有效利用。飼料中添加42%以上的黃豆粉會對凡納對蝦的生長以及體內(nèi)的磷含量產(chǎn)生顯著性影響(Lim Dominy,1990)。

1不同種類的對蝦對鈣磷元素的營養(yǎng)需求

種類

營養(yǎng)需求

參考文獻(xiàn)

鈣(%

磷(%

鈣磷比

 

日本囊

對蝦

1.2

1.0

1.24:1.04

Kitabayashi ( 1971)

/

2.0

 

DeshimaruYone ( 1978)

 

 

1.2:1

DeshimaruShigeno (1972)

1.0-2.0

1.0-2.0

1:1

Kanazawa 1984

 

0.6

 

CiveraGuillaume (1990)

凡納

對蝦

 

0.6

 

/

0.34(0.03%Ca)

/

Davis(1993)

 

0.5-1.0(1%Ca)

 

 

1.0-2.0(2%Ca)

 

 

0.4

1:2

Velasco(1998)

斑節(jié)

對蝦

/

1

11

Bautista( 1990)

/

0.5

 

Penaflorida  (1999)

加州美

對蝦

 

 

2061

Hunter Colvin (1977)

墨吉明

對蝦

0.66

0.5

1.3:1

Sick(1972)

中國明

對蝦

 

 

11.7

李愛杰(1986

 

 

 

劉發(fā)義等(1991

褐美對蝦

/

 

 

Shewbart(1973)

 

不同種類的對蝦對鈣、磷以及鈣磷比的營養(yǎng)需求有所不同,見表1。鈣磷比盡管影響對蝦對磷的需求,但主要受飼料鈣量的制約,當(dāng)鈣量達(dá)到一定程度時,飼料磷含量無論添加多少都不會對對蝦生長帶來積極作用,同時磷的添加量應(yīng)以有效磷作為主要依據(jù)。Cheng等(2006)認(rèn)為,低鹽度養(yǎng)殖凡納對蝦時,無須在飼料中添加鈣鹽,但必須添加適量的磷,缺磷通常會影響生長與成活率,半精制飼料中不加鈣時,總磷的需求量為0.9%,添加1%鈣時,2%總磷才能滿足其生長需要。鑒于對蝦可從養(yǎng)殖水體中吸收Ca2+滿足其生理需求,為防止高鈣所產(chǎn)生的負(fù)面作用,應(yīng)盡量減少飼料的鈣量。凡納對蝦商業(yè)飼料中鈣含量最好不超過3%Davis等,1993),而Shiau1998)推薦商業(yè)對蝦飼料1%鈣時,飼料磷含量為0.5-1%,2%鈣時磷含量為1-2%。

 

1.3.

Mg2+是細(xì)胞內(nèi)含量極為豐富的陽離子,其中90% Mg2+以化合態(tài)形式存在,10%的形成游離態(tài)。對蝦甲殼中存在大量的Mg2+,印度明對蝦Mg2+在甲殼中的的分布規(guī)律與Ca2+相似(Cheng等,2002)。Mg2+可調(diào)節(jié)甲殼類Na+/K+ATP酶(Furriel等,2000)與Mg2+-ATP酶活性(Wang等,2003),激活Ca2+依賴通道活性(Franchet等,1999),同時Mg2+K+-磷酸()酶(Furriel等,2001)與酚氧化酶(Sung等,1998LeeShiau,2002)也有影響。在生境變化時Mg2+在提高成活率、維持滲透調(diào)節(jié)等方面具有重要功能(Saoud等,2003)。

鎂通常以離子的形式通過主動或被動運(yùn)輸來吸收,還沒有證據(jù)顯示是否以鎂復(fù)合物或伴隨運(yùn)輸?shù)男问絹磉M(jìn)行,跨膜運(yùn)輸時可能會涉及到Na+/Mg2+逆向運(yùn)輸系統(tǒng)、離子(如Ca2+、Mg2+等)通道蛋白等結(jié)構(gòu)。Mg2+代謝受觸角腺等器官的調(diào)控,并保持相對的穩(wěn)定性,這在凡納對蝦(Cheng等,2002)、斑節(jié)對蝦(Lin等,2000)以及羅氏沼蝦(Freire等,2003)上得到證實(shí)。

對蝦既可從養(yǎng)殖水體中獲得豐富的Mg2+,也可從飼料中獲得,但飼料中的纖維素、鈣磷等成分在一定程度上影響對蝦對Mg2+的吸收利用。用Mg2+添加量為0.025-0.4%的半精制飼料喂養(yǎng)凡納對蝦表明,0.12% Mg2+表現(xiàn)出最好的生長性能,0.4% Mg2+具有抑制效應(yīng),而不加Mg2+時,僅僅肝胰腺的Mg2+含量下降,增重率并沒降低(Davis,1997)。半精制飼料中添加0.3% Mg2+時,并未提高日本囊對蝦的生長(Deshimaru Yone,1978),而Kanazawa等(1984)則認(rèn)為添加0.1-0.5% Mg2+可提高飼料價值。Cheng等(2005)研究表明,低鹽度養(yǎng)殖的凡納對蝦必須從飼料中獲取適量的Mg2+,0.34% Mg2+具有顯著的促長作用。鑒于飼料中Mg2+利用率較低,盡管許多飼料原料中Mg2+含量較高,在鹽度變化較大的生境中,商業(yè)對蝦飼料Mg2+的添加應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整。

2、微量元素的營養(yǎng)生理與需求<, /SPAN>

2.1

Cu2+是甲殼動物血藍(lán)蛋白的重要組分,對蝦體內(nèi)Cu2+40%存于血藍(lán)蛋白,這對于攜氧運(yùn)輸具有重要意義(Depledge等,1986)。在沒有Cu2+的海水中,中國明對蝦受精卵孵化率較低,而且無節(jié)幼體的發(fā)育滯后(袁有憲等,1995);水體中Cu2+含量過高也會產(chǎn)生毒性(Lorenzon等,2001;Cheng等,2001;Yeh等,2004),抑制其化學(xué)感受器的敏感性(Santos等,2000),影響甲殼動物的滲透調(diào)節(jié)與離子調(diào)控能力(Bambang等,1995)。飼料Cu2+過量時,會與一些功能基團(tuán)(如-SH、-OH-COOH等)發(fā)生不可逆的結(jié)合而產(chǎn)生毒性效應(yīng)(Crecelius等,1982),從而對生長及機(jī)體的生理生化功能產(chǎn)生連鎖效應(yīng)(GuoLiao1992;Bambang等,1995Marr等,1996;Berntssen等,1999Santos等,2000)。

盡管對蝦可從海水中吸取Cu2+(正常海水Cu2+含量1.53μg/l),但這并不能滿足對蝦對Cu2+的生理需求,相對脊椎動物而言,甲殼類動物對Cu2+的需求要大得多,必須從飼料中適量獲取。凡納對蝦缺Cu2+時,表現(xiàn)出心臟腫大、生長遲緩、肝胰腺、血淋巴以及甲殼銅含量下降等癥狀,34mg/kg銅可消除其缺陷癥狀,添加64-128mg/kg時可抑制其生長與成活率,但未表現(xiàn)出中毒癥狀,過量則會導(dǎo)致毒性效應(yīng)(Davis等,1993)。半精制飼料中添加10-30mg/kg銅時,斑節(jié)對蝦在生長與非特異性免疫反應(yīng)等方面處于最佳狀態(tài),添加160mg/kg銅則會顯著性抑制其生長與免疫功能(LeeShiau2002;2003)。高濃度Cu2+可誘導(dǎo)消化道分泌金屬硫蛋白的合成,而高劑量抗壞血酸會影響金屬硫蛋白與Cu2+的結(jié)合位點(diǎn),干擾對蝦肝胰腺Cu2+代謝,降低肌肉與肝胰腺的Fe2+Cu2+含量。Kanazawa等(1984)發(fā)現(xiàn),缺Fe2+Cu2+時會顯著性影響日本囊對蝦的生長與成活率,添加30mg/kg銅盡管不能促進(jìn)日本囊對蝦的生長,但基礎(chǔ)飼料中不添加Cu2+也很難滿足其營養(yǎng)需求。中國明對蝦(劉發(fā)義等,1990;王維娜等,1997)、斑節(jié)對蝦(LeeShiau,2002)以及凡納對蝦(Davis等,1993;郭志勛等,2003)對銅的需求范圍為15-53mg/kg。由于實(shí)驗種類與大小、實(shí)驗條件、實(shí)驗飼料以及評判指標(biāo)等方面的不同導(dǎo)致其需求量有所差異。作者研究發(fā)現(xiàn),低鹽度養(yǎng)殖凡納對蝦對銅的需求量與海水養(yǎng)殖條件下的需求量相差不大,不同形式的銅源,如氨基酸螯合銅與無機(jī)銅在生物學(xué)效價上有所不同。商業(yè)飼料原料如魚粉、磷蝦粉、酵母等原料中銅含量較為豐富,但考慮到飼料銅的存在形式及其利用率,商業(yè)飼料中應(yīng)適量添加銅。Akiyama等(1989)推薦商業(yè)對蝦飼料銅添加量為25mg/kg。

2.2

鐵代謝主要發(fā)生在肝胰腺與甲殼,在對蝦各組織中肝胰腺鐵含量最多,它可調(diào)節(jié)鐵的貯存與分泌(Hubers等,1982)。鐵是凡納對蝦體內(nèi)貯存最為豐富的微量元素,其含量可達(dá)180 mg/kg(干重),其含量隨著生長而逐漸減少(Páez-Osuna Ruiz-Fernández1995)。甲殼動物血藍(lán)蛋白、呼吸色素等指標(biāo)主要與Cu2+相關(guān),對鐵的吸收與利用主要限于細(xì)胞需求而非合成血紅素的特殊需求(Depledge等,1986),因而鐵離子對血淋巴指標(biāo)的影響關(guān)注甚少。現(xiàn)已在3種蟹的血淋巴內(nèi)發(fā)現(xiàn)鐵傳遞蛋白(Hubers等,1982Davis等,1996),暗示甲殼動物的鐵離子代謝機(jī)制與脊椎動物存在相似性。養(yǎng)殖水體中Fe3+含量過高,會影響凡納對蝦的成活率(Saoud等,2003)。飼料鐵過量也同樣會產(chǎn)生毒性。日本囊對蝦飼料不需要添加鐵,甚至超過60mg/kg的添加量就會抑制對蝦生長(Kanazawa等,1984)。飼料中12mg/kg左右的總鐵量就可滿足凡納對蝦的生理需要,添加高達(dá)80mg/kg鐵量并未顯著性影響對蝦的生長與成活率,肌肉與甲殼內(nèi)的鐵含量未有顯著性差異,而肝胰腺中的鐵量卻與飼料直接相關(guān)(Davis等,1992)。

對蝦可以通過鰓與腸道粘膜從海水中吸取Fe2+用以滿足機(jī)體的生理需要,但Fe2+的吸收受到諸如動物的大小、健康狀態(tài)、體內(nèi)組織的鐵貯量以及消化道區(qū)域的狀況等因素制約(Lall,1989)。飼料中富含相當(dāng)多的內(nèi)源性鐵,但飼料原料中有機(jī)態(tài)與無機(jī)態(tài)鐵的成分、存在形式與組成比例直接影響對蝦對鐵的吸收,而且飼料的抗壞血酸、檸檬酸、乳糖、果糖、植酸、纖維素、單寧酸、木質(zhì)素、果膠、蛋白源以及氨基酸的不同,甚至其他的礦物元素含量都可影響飼料鐵的利用率(Yu等,2000)。商業(yè)飼料中動物源性鐵源(血紅素鐵)比植物源性鐵源(非血紅素鐵)的利用率較高(BenitoMiller,1998;Andersen等,1998)。鑒于對蝦飼料中富含較多的不飽和脂肪酸,商業(yè)對蝦飼料應(yīng)限定鐵添加量,以免Fe2+影響不飽和脂肪酸以及抗壞血酸的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響飼料的品質(zhì)(Davis等,1992)。

2 對蝦礦物元素營養(yǎng)需求

礦物元素

對蝦種類

需求量

參考文獻(xiàn)

日本囊對蝦

/

Kanazawa ( 1984)

中國明對蝦

53mg/kg

劉發(fā)義等(1990)

凡納對蝦

16-32 mg/kg

Davis (1993)

斑節(jié)對蝦

10-30 mg/kg

LeeShiau (1998)

日本囊對蝦

/

Kanazawa (1984)Deshimaru (1978)

凡納對蝦

/

Davis (1993)

日本囊對蝦

/

Kanazawa (1984)

凡納對蝦

33mg/kg

Davis(1993)

218 mg/kg(含1.5%植酸)

中國明對蝦

/

梁德海等(1989

凡納對蝦

0.2-0.4 mg/kg

Davis (1996)

中國明對蝦

20 mg/kg

田玉川等(1991

中國明對蝦

50-70 mg/kg

劉發(fā)義等(1991

日本囊對蝦

1%

DeshimaruYone ( 1978)

0.9%

Kanazawa (1984)

中國明對蝦

1.3%

劉發(fā)義等(1991

褐美對蝦

/

Shewbart (1973)

日本囊對蝦

0.3%

Kanazawa 等(1984

中國明對蝦

0.39%

劉發(fā)義等(1991

日本囊對蝦

/

DeshimaruYone1978

中國明對蝦

1.26%

劉發(fā)義等(1991

褐美對蝦

/

Shewbart (1973)

2.3

甲殼動物可從水體吸取Zn2+,調(diào)節(jié)體內(nèi)的鋅含量,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)18種甲殼動物血淋巴的Zn2+濃度比海水中的還低(Davis等,1993)。鋅在凡納對蝦體內(nèi)貯存量可達(dá)60mg/kg(干重),與體重呈正相關(guān)(Páez-Osuna Ruiz-Fernández,1995)。凡納對蝦肝胰腺的鋅沉積量可作為飼料鋅含量的指示劑,過量與不足均可通過肝胰腺的鋅沉積量來體現(xiàn)。飼料中沒有植酸等抑制劑存在時,僅僅33 mg/kg鋅即可滿足凡納對蝦的營養(yǎng)需求;1.5%植酸存在時,則對鋅的需求量高達(dá)200mg/kgDavis等,1993)。添加高劑量的抗壞血酸,沒有顯著性影響斑節(jié)對蝦對Zn2+的吸收利用與組織Zn2+沉積量(HsuShiau1999)。飼料鋅量不足時,則增加機(jī)體對硒的代償需求(Davis,1997)。梁德海等(1989)以實(shí)用飼料原料研究發(fā)現(xiàn),僅僅基礎(chǔ)飼料的鋅可滿足中國明對蝦的生長需求。

鋅的吸收利用率與鋅源以及飼料原料有關(guān),這在其他水生動物(如虹鱒、斑點(diǎn)叉尾?與鮑魚等)方面有所研究,諸如原料中的磷酸鹽、植酸與纖維素以及原料的高粘質(zhì)性等因素均可降低Zn2+的生物利用率。作者研究發(fā)現(xiàn),凡納對蝦對氨基酸螯合鋅的利用率并不顯著性高于硫酸鋅。鑒于飼料原料中存在較多的鋅抑制劑,對蝦商業(yè)飼料鋅添加量通常為100-150mg/kgDavis等,1996)。

2.4

硒是谷胱苷肽過氧化物酶的重要組分,該酶作為生物性抗氧化劑,可以保護(hù)細(xì)胞中的不飽和脂類與亞細(xì)胞膜免受氧化作用的破壞(Davis,1997)。硒與維生素E還具有互補(bǔ)功能與協(xié)同效應(yīng)。硒源分有機(jī)態(tài)與無機(jī)態(tài)二種,有機(jī)態(tài)硒(如蛋白質(zhì)硒)具有較高的生物利用率與較強(qiáng)的生物效能,這在高等動物研究中得到證明(Tapiero等,2003);酵母硒作為另一種有機(jī)態(tài)硒,目前已在商業(yè)飼料中應(yīng)用。通常飼料硒通常以無機(jī)態(tài)(亞硒酸鈉的預(yù)混料)的形式添加

半精制飼料添加硒量達(dá)到0.2-0.4mg/kg,凡納對蝦的生長率較好(Davis等,1996)。飼料鋅含量豐富時,1μg/kg硒就可滿足甲殼動物生長;鋅不足時則需5μg/kg硒以彌補(bǔ)其營養(yǎng)缺陷(Davis1997)。田玉川等(1991)認(rèn)為中國明對蝦的硒需求量高達(dá)20mg/kg。這個添加量似乎過高,這可能與該實(shí)驗飼料進(jìn)入機(jī)體的有效硒量過低所致。較高硒量不僅會減緩生長,而且具有較強(qiáng)的毒性,主要體現(xiàn)在甲基化硒形成后參與氧化還原循環(huán),產(chǎn)生超氧化物與氧化作用,或者形成自由基抑制酶與蛋白質(zhì)的活性。由于動物性原料中硒的利用率要遠(yuǎn)比植物性原料高,飼料中魚粉添加量超過15%時無需添加,而以植物性原料為主的最好添加,FDA推薦水產(chǎn)動物飼料硒的添加量不超過0.1mg/kg。

2.5

Mn2+在海水中的含量只有0.01mg/l左右,水體中的Mn2+影響凡納對蝦的成活率(Saoud等,2003)。養(yǎng)殖水體可作為對蝦營養(yǎng)的錳源,但更多的是從飼料中獲得錳。飼料原料如魚粉、小麥次粉、玉米發(fā)酵物以及米糠等都是較好的錳源。凡納對蝦在不同生長時期其生理代謝有所不同,體內(nèi)錳含量約為7 mg/kg(干重),幼蝦時期錳含量相對較高(Páez-Osuna Ruiz-Fernández,1995)。關(guān)于對蝦對飼料錳的營養(yǎng)需求也開展了部分研究,但限于中國明對蝦(李荷芳等,1995)、日本囊對蝦(Kanazawa等,1984)和凡納對蝦(Davis等,1992)等種類,而且由于實(shí)驗設(shè)計等諸多原因?qū)е聦?shí)驗結(jié)論有所欠缺,因而關(guān)于對蝦對飼料錳的需求研究很不完善。Kanazawa等(1984)認(rèn)為,中國明對蝦飼料不需添加錳,添加30 mg/kg錳會抑制對蝦的生長;添加10100 mg/kg 錳也并未促進(jìn)日本囊對蝦的生長,其增重率不足70%。作者發(fā)現(xiàn),在低鹽度養(yǎng)殖條件下,凡納對蝦對錳的需求量與海水養(yǎng)殖條件差不多,過量添加會降低增長率。從生長效果而言,氨基酸螯合錳的生物學(xué)效價與硫酸錳相比優(yōu)勢不明顯。鑒于高劑量的鈣、磷與植酸等成分對錳的吸收存在一定的影響,在添加時應(yīng)考慮其潛在的影響。

2.6

鈷在甲殼動物體內(nèi)通常以二種形式存在,一是不穩(wěn)定形態(tài)的有機(jī)金屬螯合物,與幾丁質(zhì)、殼聚糖、維生素B12螯合的鈷態(tài)具有攜氧功能;二是以Co3O4的形式廣泛存在于甲殼中。海水中適量的鈷可促進(jìn)中國明對蝦仔蝦的發(fā)育(袁有憲等,1995),F(xiàn)已證實(shí),三疣梭子蟹可從海水中吸收有機(jī)金屬鈷鹽,大多以有機(jī)金屬復(fù)合物(幾丁質(zhì)螯合鈷態(tài))的形式存在,少量存于維生素B12的鈷作為生物活性物質(zhì),充當(dāng)梭子蟹的重要輔助增長因子(Matsuda等,1996)。盡管凡納對蝦體內(nèi)的Co2+含量極低(0.00118 mg/kg鈷)(Páez-Osuna Ruiz-Fernández,1995),但由于鈷在動植物體內(nèi)含量極少,通常不超過0.3 mg/kg,必須在飼料中適量添加才能滿足其生長需要。劉發(fā)義等(1991)認(rèn)為中國明對蝦對鈷的需求高達(dá)50-70 mg/kg,而作者研究表明,凡納對蝦對鈷的需求量要低于中國明對蝦,且氨基酸螯合鈷的生物學(xué)效應(yīng)略優(yōu)于無機(jī)鈷。

3、問題與展望

對蝦商業(yè)飼料盲目添加礦物元素的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對蝦的實(shí)際需求,給養(yǎng)殖環(huán)境帶來了極大的負(fù)面效應(yīng),因而如何提高飼料原料的生物利用率是減少養(yǎng)殖污染的重要舉措。目前關(guān)于礦物元素的生物利用率研究較多集中在魚類與畜禽上,有關(guān)對蝦方面的研究亟待深入。飼料原料的內(nèi)源性因素是制約礦物元素的生物利用率的重要因子,如原料固有的抑制劑如植酸、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、單寧酸等成分在相當(dāng)大的程度上降低礦物元素的利用率,盡管運(yùn)用生物酶、發(fā)酵以及膨化等技術(shù)手段針對內(nèi)源性抑制因子作了相當(dāng)大的嘗試,但力度與水平顯然不夠。外源性因子是影響礦物元素利用另一方面,對蝦本身的消化生理特性,諸如消化器官的吸收能力、所處的生長階段、生理狀態(tài)以及養(yǎng)殖環(huán)境的諸多方面均可影響礦物元素的生物利用率;同時商業(yè)對蝦飼料的質(zhì)量,諸如配方成分中關(guān)于礦物元素的存在形式與螯合狀態(tài)、礦物元素的競爭性抑制、飼料的粘滯性能(如粘土或膠體顆粒)等影響礦物元素的利用率。

礦物元素的營養(yǎng)學(xué)研究首先要確立合適的營養(yǎng)學(xué)需求指標(biāo),畢竟對蝦的需求量在最大生長率與最適生理生化指標(biāo)上存在差異性;其次要加強(qiáng)礦物元素與各營養(yǎng)因子、礦物元素與免疫、礦物元素與內(nèi)分泌、礦物元素與疾病等方面的研究,將水產(chǎn)動物營養(yǎng)生理生化、代謝調(diào)控與免疫機(jī)能有機(jī)結(jié)合;同時要加強(qiáng)營養(yǎng)與養(yǎng)殖環(huán)境、養(yǎng)殖模式以及養(yǎng)殖動物所處生長階段的礦物元素營養(yǎng)需求研究。在對蝦養(yǎng)殖模式多元化的今天,加強(qiáng)不同鹽度養(yǎng)殖對蝦礦物元素的需求研究具有重要的理論意義與實(shí)踐價值。


[1] 通訊作者:程開敏,男,博士,主要從事水產(chǎn)動物飼料與營養(yǎng)學(xué)的生產(chǎn)研究。

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