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越冬期养殖草鱼肝胰脏颜色与脂肪及矿物质含量间的关系

黄春红 李嘉丽 类延菊 谢中国

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越冬期养殖草鱼肝胰脏颜色与脂肪及矿物质含量间的关系

    作者简介: 黄春红(1978—),女,博士,副教授,从事水产动物营养与生理研究。Email:chunhong0158@sina.com;
  • 中图分类号: S 917.4

Relationship of hepatopancreas colours with lipid and mineral contents in cultured grass carp during winter

  • CLC number: S 917.4

  • 摘要: 为明确草鱼(Ctenopharyngodon idella)肝胰脏颜色与肝脂肪及矿物质沉积量间的关系,对越冬期草鱼暗红肝、花肝、白肝、黄肝4种不同颜色肝胰脏中水分、脂肪和12种矿物质含量进行了检测与分析。结果表明:越冬期草鱼暗红肝、花肝、白肝、黄肝中平均水分含量依次为77.78%,70.98%,67.91%,64.01%,平均脂肪含量分别为2.06%,2.85%,4.24%和5.28%,且4种颜色草鱼肝胰脏中水分和脂肪含量差异显著(P<0.05);相对暗红肝,花肝、白肝和黄肝中钙(Ca)、铬(Cr)、锌(Zn)、硒(Se)含量显著上升(P<0.05);花肝仅铜(Cu)和砷(As)的含量低于暗红肝,白肝仅镁(Mg)、铁(Fe)、Cu含量低于暗红肝,黄肝则所有被检矿物质均高于暗红肝。总体来看,越冬期草鱼肝胰脏脂肪沉积较少,但随着肝颜色由暗红肝变成花肝、白肝与黄肝,肝中水分含量依次减少,脂肪沉积量则依次增加;相对于脂肪含量较低的暗红肝,脂肪含量相对较高的其他颜色草色肝胰脏中Ca、Cr、Zn、Se含量显著上升(P<0.05)。
  • 图 1  草鱼不同颜色肝胰脏

    Figure 1.  Grass carp hepatopancreas with different colours

    图 2  已制备好的草鱼不同颜色肝胰脏样品

    Figure 2.  Prepared samples of grass carp hepatopancreas with different colours

    表 1  越冬期草鱼不同颜色肝胰脏水分和总脂肪含量(鲜样)

    Table 1.  Moisture and total lipid contents in hepatopancreas with different colours of grass carp during winter (fresh sample)

    指标
    indicator
    暗红肝
    kermesinus hepatopancreas
    花肝
    spot hepatopancreas
    白肝
    white hepatopancreas
    黄肝
    yellow hepatopancreas
    水分 moisture 77.78±1.30a 70.98±2.52b 67.91±1.56c 64.01±1.24d
    总脂肪 total lipid 2.06±0.19d 2.85±0.17c 4.24±0.45b 5.28±0.31a
    注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P<0.05)。
    Note: Difference lowercase letters indicate significant difference between different colours hepatopancreas (P<0.05).
    下载: 导出CSV

    表 2  越冬期草鱼不同颜色肝胰脏矿物元素含量(鲜样)

    Table 2.  Minerals contents in hepatopancreas with different colors of grass carp during winter (fresh sample)

    元素
    minerals
    暗红肝
    kermesinus hepatopancreas
    花肝
    spot hepatopancreas
    白肝
    white hepatopancreas
    黄肝
    yellow hepatopancreas
    钙 Ca 443.82±80.88a 722.23±94.14b 975.62±49.42c 644.23±58.38b
    镁 Mg 225.44±10.81b 230.92±30.04b 170.23±15.32a 299.43±15.62c
    铁 Fe 218.84±3.90a 218.82±6.21a 196.74±5.04a 428.94±4.83b
    铬 Cr 12.18±2.06a 22.86±2.49c 25.58±1.42d 18.00±1.52b
    锌 Zn 11.74±1.19a 21.08±2.51c 24.12±1.71d 17.24±2.16b
    铜 Cu 13.38±2.16b 2.39±0.68a 4.70±0.90a 25.22±4.36c
    砷 As 4.2±0.65a 4.07±0.65a 6.50±1.29b 8.00±1.17c
    锰 Mn 0.26±0.56a 3.13±0.71ab 2.63±0.87a 4.1±1.55b
    硒 Se 0.7±0.64a 3.36±1.38b 3.78±1.86b 5.3±1.48c
    汞 Hg
    镉 Cd
    铅 Pb
    注:(1)同行数据不同肩标字母表示差异显著(P<0.05),相同肩标字母表示差异不显著(P>0.05);(2)表中−表示未检出。
    Note: Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05), while the same lowercase letters indicate no significant difference (P>0.05); −. undetected
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-29
  • 录用日期:  2019-05-20
  • 网络出版日期:  2019-07-15

越冬期养殖草鱼肝胰脏颜色与脂肪及矿物质含量间的关系

    作者简介:黄春红(1978—),女,博士,副教授,从事水产动物营养与生理研究。Email:chunhong0158@sina.com
  • 1. 湖南文理学院生命与环境科学学院,水产高效健康生产湖南省协同创新中心,动物学湖南省高校重点实验室,湖南 常德 415000
  • 2. 长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南省水生资源食品加工工程技术研究中心,湖南 长沙 410004

摘要: 为明确草鱼(Ctenopharyngodon idella)肝胰脏颜色与肝脂肪及矿物质沉积量间的关系,对越冬期草鱼暗红肝、花肝、白肝、黄肝4种不同颜色肝胰脏中水分、脂肪和12种矿物质含量进行了检测与分析。结果表明:越冬期草鱼暗红肝、花肝、白肝、黄肝中平均水分含量依次为77.78%,70.98%,67.91%,64.01%,平均脂肪含量分别为2.06%,2.85%,4.24%和5.28%,且4种颜色草鱼肝胰脏中水分和脂肪含量差异显著(P<0.05);相对暗红肝,花肝、白肝和黄肝中钙(Ca)、铬(Cr)、锌(Zn)、硒(Se)含量显著上升(P<0.05);花肝仅铜(Cu)和砷(As)的含量低于暗红肝,白肝仅镁(Mg)、铁(Fe)、Cu含量低于暗红肝,黄肝则所有被检矿物质均高于暗红肝。总体来看,越冬期草鱼肝胰脏脂肪沉积较少,但随着肝颜色由暗红肝变成花肝、白肝与黄肝,肝中水分含量依次减少,脂肪沉积量则依次增加;相对于脂肪含量较低的暗红肝,脂肪含量相对较高的其他颜色草色肝胰脏中Ca、Cr、Zn、Se含量显著上升(P<0.05)。

English Abstract

  • 草鱼(Ctenopharyngodon idella)为草食性鱼类,2017年中国草鱼养殖产量已达到534.56万吨[1],居我国淡水鱼之首。由于当前草鱼主要为人工养殖,饲料成为草鱼高密度养殖条件下的主要食物来源。但是,高密度养殖模式以及饲料营养不平衡等容易引起草鱼肝胰脏肿大、肝脂过量沉积以及肝胰脏颜色变化等,继而导致草鱼肝胰脏功能损伤[2-4]。肝胰脏是鱼类消化系统的重要构成部分,主要参与体内物质代谢和离子转运等,肝功能受水温、病菌、饲料营养水平等多种因素影响。近年来,鱼类肝脂过量蓄积及肝功能变化等受到了不少研究者的关注。已有研究者对草鱼不同颜色肝胰脏脂肪含量或脂肪蓄积程度进行了分析和评价[5],也对饲料蛋白质、脂肪、碳水化合物水平及来源与草鱼肝胰脏脂肪蓄积之间的关系进行了探索[6-8],还对不同脂肪蓄积程度草鱼肝胰脏中脂肪酸组成及含量进行了检测和分析[9]。但是,对草鱼肝色异常变化的具体原因尚缺乏研究。

    矿物质是鱼类的必需营养素,饲料、养殖水体及其底泥中各种矿物质的存在形式和其含量等均可影响鱼类的生长和健康。目前,有关矿物质对鱼类肝胰脏影响的研究中,以水体和饲料中铜(Cu)[10]、铁(Fe)[11]、锌(Zn)[12]、硒(Se)[13]等对鱼类肝胰脏功能的影响研究较多,但主要集中在对鱼类肝胰脏组织结构和抗氧化能力的影响方面。有关其他矿物质对草鱼肝胰脏功能的影响,以及不同矿物质对草鱼肝胰脏颜色以及脂肪沉积等方面的影响研究还比较少。草鱼肝胰脏颜色发白、发黄等常被认为是肝脂过量蓄积导致的异常颜色和不正常现象[5],并被用作草鱼脂肪肝的初步诊断依据,而草鱼脂肪肝的病理特征之一是贫血[4]。许多矿物质,如Fe、Cu、钴(Co)等不仅参与动物体内的能量代谢,还参与造血机能和影响肝功能。例如,余飞苑等[14]研究表明,持续高脂饮食能够引起脂代谢紊乱,同时伴有矿物元素代谢紊乱,且矿物元素代谢紊乱的程度与高脂饮食和脂肪代谢紊乱的持续时间有密切关系。这表明动物肝脂沉积量与矿物质代谢之间存在联系。但是,有关草鱼肝胰脏的颜色、矿物质沉积量、脂肪沉积量这三者之间的关系还缺少研究。研究养殖草鱼肝胰脏颜色与脂肪及矿物质含量间的关系,旨在为后继从矿物质角度探讨草鱼肝脂过量蓄积的分子机理奠定基础,以为改善草鱼饲料配方和促进草鱼的健康养殖等提供参考。

    • 于2018年1—2月,分别从湖南省常德市武陵区南坪岗乡渔场不同养殖户的养殖池塘中分4批随机采集养殖草鱼,每批10尾,平均体质量为(2.18±0.11) kg。不同养殖户投喂不同饲料企业生产的渔用配合饲料。将草鱼解剖,记录肝胰脏颜色,将肝胰脏按暗红肝、花肝、白肝和黄肝(图1)分别装入不同样品袋中,于−80 ℃冰箱中冷藏。从不同颜色肝胰脏样品中各选择颜色最接近的6份样品,用于水分、脂肪和矿物质的检测和分析。

      图  1  草鱼不同颜色肝胰脏

      Figure 1.  Grass carp hepatopancreas with different colours

    • 无水乙醚、硝酸、高氯酸等均为国产分析纯;多元素混合标准液(各矿物质元素质量浓度均为100 mg·L−1)购于国家标准物质网;实验用水为超纯水。

    • 真空冷冻干燥机(LGJ-10,北京四环科学仪器厂)、电热鼓风干燥箱(GFL-125,天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司)、电子天平(BS124,感量±0.1 mg,海精密仪器仪表有限公司)、超低温冰箱(DW-86L388A,海南赛乐敏生物科技有限公司)、超纯水仪(ULUP-Ⅰ,西安优普仪器设备有限公司)、高速万能粉碎机(FW100,天津市泰斯特仪器有限公司)、ICP-AES仪[Optima 8300,珀金埃尔默仪器(上海)有限公司]、电热恒温水浴锅(HH-S4,北京科伟永兴仪器有限公司)。

    • 等离子冷却气流为8.0 L·min−1,辅助气体流速为0.2 L·min−1,雾化器流量为0.50 L·min−1,功率为1.30 kW,观测高度为15 mm,观测方式为轴式。

    • 从−80 ℃超低温冰箱中取出肝胰脏样品,称取后置于已称质量的洁净干燥铝盒中,迅速于预冷了30 min的真空冷冻干燥机(−46 ℃)中冷冻干燥24 h。取出样品,先称质量,以计算样品的水分含量;再用高速万能粉碎机将干燥好的样品依次粉碎,分装于样品袋中(图2),并于干燥器中保存,待测。

      图  2  已制备好的草鱼不同颜色肝胰脏样品

      Figure 2.  Prepared samples of grass carp hepatopancreas with different colours

    • 参照GB/T 14772—2008《食品中粗脂肪的测定》[15],采用索氏提取法测定不同颜色肝胰脏样品中总脂肪含量。

    • 采用湿法消化法处理样品,即准确称取约0.3 g(精确至0.1 mg)已制备好的样品于消化管中,向消化管中加入10 mL混合酸[V(硝酸)∶V(高氯酸)=4∶1],于消化炉中消解。当消化管内液体变澄清和透明,且管底仅剩约1~2 mL消化液时,关炉,冷却;向各管加入10 mL超纯水,加热赶酸;将赶酸后的样液无损地转移到100 mL容量瓶中,定容至刻度,摇匀。用2%硝酸制备多元素混合标准工作液,各元素标准系列梯度为0.1 μg·mL−1、0.2 μg·mL−1、0.5 μg·mL−1、1.0 μg·mL−1。采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定标准溶液与待测溶液中钙(Ca)、镁(Mg)、Fe、铬(Cr)、Zn、Cu、砷(As)、锰(Mn)、Se、汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)等12种矿物元素含量。

    • 采用Excel 2010软件对实验数据进行整理和计算,结果以“平均值±标准差(X±SD)”表示;采用SPSS 19.0软件对结果进行单因素ANOVA方差分析与Duncan多重比较,显著性水平设为0.05。

    • 不同颜色草鱼肝胰脏水分和总脂肪含量均存在显著差异(P<0.05)(表1)。草鱼暗红肝、花肝、白肝和黄肝4种不同颜色肝胰脏中,以暗红肝水分含量最高,花肝、白肝和黄肝的水分含量均依次明显降低。与暗红肝相比,花肝、白肝和黄肝中总脂肪含量则均显著升高(P<0.05),分别为暗红肝脂肪含量的1.38、2.06和2.56倍。

      指标
      indicator
      暗红肝
      kermesinus hepatopancreas
      花肝
      spot hepatopancreas
      白肝
      white hepatopancreas
      黄肝
      yellow hepatopancreas
      水分 moisture 77.78±1.30a 70.98±2.52b 67.91±1.56c 64.01±1.24d
      总脂肪 total lipid 2.06±0.19d 2.85±0.17c 4.24±0.45b 5.28±0.31a
      注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P<0.05)。
      Note: Difference lowercase letters indicate significant difference between different colours hepatopancreas (P<0.05).

      表 1  越冬期草鱼不同颜色肝胰脏水分和总脂肪含量(鲜样)

      Table 1.  Moisture and total lipid contents in hepatopancreas with different colours of grass carp during winter (fresh sample)

    • 被检的12种矿物质中,不同颜色草鱼肝胰脏均以Ca含量最高,且4种颜色肝胰脏Ca含量存在显著差异(P<0.05),以暗红肝Ca含量最低,花肝、白肝和黄肝Ca含量均高于暗红肝,但以白肝中Ca含量最高;不同颜色草鱼肝胰脏中微量元素则以Fe含量最高,相对于暗红肝Fe含量,白肝Fe含量明显降低,但黄肝Fe含量则显著上升(P<0.05),花肝Fe含量与暗红肝相同。不同颜色草鱼肝胰脏中均未检出Pb、Hg和Cd,但均含有不同程度的As,除花肝As含量与暗红肝接近外,白肝和黄肝中As含量均显著上升(P<0.05)。总体来看,与暗红肝相比,花肝、白肝和黄肝中的Ca、Cr、Zn、Se含量均显著上升;在检出的矿物元素中,花肝仅Cu和As的含量低于暗红肝,白肝仅Mg、Fe、Cu含量低于暗红肝,而黄肝中所有被检矿物质均高于暗红肝。

      元素
      minerals
      暗红肝
      kermesinus hepatopancreas
      花肝
      spot hepatopancreas
      白肝
      white hepatopancreas
      黄肝
      yellow hepatopancreas
      钙 Ca 443.82±80.88a 722.23±94.14b 975.62±49.42c 644.23±58.38b
      镁 Mg 225.44±10.81b 230.92±30.04b 170.23±15.32a 299.43±15.62c
      铁 Fe 218.84±3.90a 218.82±6.21a 196.74±5.04a 428.94±4.83b
      铬 Cr 12.18±2.06a 22.86±2.49c 25.58±1.42d 18.00±1.52b
      锌 Zn 11.74±1.19a 21.08±2.51c 24.12±1.71d 17.24±2.16b
      铜 Cu 13.38±2.16b 2.39±0.68a 4.70±0.90a 25.22±4.36c
      砷 As 4.2±0.65a 4.07±0.65a 6.50±1.29b 8.00±1.17c
      锰 Mn 0.26±0.56a 3.13±0.71ab 2.63±0.87a 4.1±1.55b
      硒 Se 0.7±0.64a 3.36±1.38b 3.78±1.86b 5.3±1.48c
      汞 Hg
      镉 Cd
      铅 Pb
      注:(1)同行数据不同肩标字母表示差异显著(P<0.05),相同肩标字母表示差异不显著(P>0.05);(2)表中−表示未检出。
      Note: Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05), while the same lowercase letters indicate no significant difference (P>0.05); −. undetected

      表 2  越冬期草鱼不同颜色肝胰脏矿物元素含量(鲜样)

      Table 2.  Minerals contents in hepatopancreas with different colors of grass carp during winter (fresh sample)

    • 田娟等[5]将草鱼肝胰脏按颜色分成正常肝、花肝、发白肝和发黄肝4类,发现草鱼成鱼肝胰脏脂肪含量会随水分含量降低而增加,且随着肝胰脏颜色由正常肝色转变成花肝、发白肝和发黄肝,肝内脂肪含量也随之明显递增。本研究结果与其非常相似。但是,田娟等[5]测得草鱼成鱼正常肝、花肝、发白肝、发黄肝内平均脂肪含量分别为2.29%、6.83%、9.87%和13.41%,均明显高于本研究中相应颜色草鱼肝胰脏中的脂肪含量(2.06%、2.85%、2.24%和5.28%),即相同颜色的草鱼肝胰脏中脂肪含量存在较大差异。前者样品采集时间为9—10月。此时草鱼经过较长时间大量摄食配合饲料后,部分草鱼由于摄入的饲料能量营养素过剩[16],或因为饲料原料不当[17],以及一些功能物质缺乏[18-19]等导致肝内脂肪蓄积较多,进而使肝功能受损,并呈现出不同的颜色变化。本研究中样品采集时间为1—2月,此时草鱼正处于越冬期,草鱼因水温低停止摄食,肝内脂肪处于不断动员阶段,肝内脂肪含量较9—10月明显下降。养殖鱼类,如草鱼、团头鲂等肝胰脏颜色变黄、变浅或变成花肝等,常被认为是肝胰脏脂肪过量蓄积的标志之一,且草鱼肝胰脏脂肪蓄积量超过5%及团头鲂肝胰脏脂肪含量超过8.48%即为肝脂过量蓄积或脂肪肝[4-5, 20-21]。综上,草鱼和团头鲂的肝脂含量分别大于5%和8.48%时,其肝胰脏才会显现异常肝色。但是,相对于其他研究者9—10月高脂肪含量的异常颜色草鱼肝胰脏,本研究中1—2月越冬期低脂肪含量的草鱼肝胰脏也呈现出异常肝色。越冬期草鱼脂肪含量较低的肝胰脏呈现出来的异常颜色极有可能与该草鱼前期已遭受过肝脂过量蓄积有关,且因脂肪过量蓄积导致的异常肝色一旦形成可能不会再因肝脂含量的下降而恢复至正常色,即草鱼肝色变化很有可能是不可逆转的,但具体情况尚需深入研究。由此可见,肝胰脏颜色可以作为草鱼肝脂含量的定性评价指标,但仅适用于评价同一时期或相同季节的草鱼,而不适用于评价不同时期或不同季节的草鱼。简言之,同一时期或相同季节,草鱼随暗红肝色转变成花肝、发白肝和发黄肝色,其脂肪含量逐渐上升。

    • 有关外源矿物质对水产动物肝脏的影响已有不少报道,如水体Cr3+暴露可使金鱼肝脏遭受氧化损伤和损害肝功能[22],而50~150 ml·L−1 Co2+暴露同样也会使金鱼肝脏内增加30%~66%的脂质过氧化产物,同时肝内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等抗氧化酶活性明显受到抑制[23];水体Cu暴露可以增加鱼体内的脂肪沉积量[23-25],由于水体Cu水平上升可能直接导致鱼肝中Cu含量增加,即鱼肝Cu含量与脂肪含量间存在负相关,但本研究发现草鱼肝脂含量并未随肝Cu含量的增加而上升;Ca和Cu联合暴露则可影响黄颡鱼的肝脂酶活性,同时会改变肝中Cu沉积量,且相同Cu水平下,随着Ca的添加,肝受损程度会减轻[26];Hg暴露也会影响草鱼肝胰脏功能,但Hg浓度不同对肝胰脏的影响程度也不同[27]。当草鱼幼鱼饲料中添加较高水平(3.2 mg·kg−1)的吡啶甲酸铬,相对于低水平组(0.8 mg·kg−1),草鱼体脂肪含量下降,表明高水平Cr饲料可降低草鱼肝脂沉积量,即一定范围内饲料Cr水平与草鱼肝脂含量间呈负相关[28],这与本研究结果相反,本研究中肝脂含量高的草鱼肝胰脏中Cr含量也高;草鱼幼鱼饲料中Zn含量超过53 mg·kg−1时,草鱼体脂和肝脂含量均显著升高(P<0.05)[29],本研究中异常颜色草鱼肝胰脏脂肪及Zn含量也均高于正常颜色草鱼肝胰脏,表明草鱼肝胰脏脂肪沉积量增加以及颜色发生异常变化可能与饲料或水体中Zn的摄入量增加有关。高Mg饲料(1 200 mg·kg−1)会降低草鱼的肝脏功能[30],即草鱼摄入的Mg量一定程度上与其肝胰脏功能之间存在关联。综上所述,养殖水体和饲料中矿物质水平会直接影响草鱼或其他鱼类的肝脂含量或肝功能。但是,目前有关饲料或水体矿物质对养殖鱼类肝脂沉积的影响研究还不够全面,不同研究者的结果存在一定的差异,外源矿物质对鱼类肝脂沉积的调控机制更是比较欠缺。虽然本研究发现越冬期较大规格草鱼脂肪含量较高的异常颜色肝胰脏中Ca、Cr、Zn、Se含量均显著高于脂肪含量较低的正常颜色肝胰脏,但有关这几种矿物质在非越冬期以及较小规格草鱼肝脂沉积中的作用还需要深入研究。

    • 越冬期不同颜色草鱼肝胰脏中平均脂肪沉积量在5.5%以下。肝胰脏颜色可以作为同一时期或相同季节草鱼肝脂含量的定性评价的参考指标,即同一时期或相同季节的草鱼肝胰脏随着颜色由暗红色转变成花色、白色和黄色,肝中脂肪沉积量而依次增加,水分含量则依次下降。相对于脂肪含量较低的暗红色草鱼肝胰脏,越冬期草鱼花色、白色、黄色等脂肪含量相对较高的肝胰脏中Ca、Cr、Zn、Se含量均显著上升。有关饲料和水体中不同种类矿物质对草鱼肝脂沉积的影响值得深入研究,但要比较全面地了解草鱼肝胰脏脂肪与外源矿物质含量间的关系,还需对不同生长阶段以及不同季节草鱼进行综合研究。

参考文献 (30)

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