磷对草鱼生长性能及肌肉抗氧化特性的影响

张大军,王世联

(湘西民族职业技术学院,湖南吉首 416000)

草鱼是我国广泛养殖的鱼种之一，早在10年前，其每年的总产量就超过了420 万t。集约化水产养殖依赖于人工饲料，配方基于鱼的营养需求。磷是鱼类必需的重要矿物质元素之一，淡水中这种元素的浓度很低，鱼不能从水中吸收足够的磷。饲粮磷是草鱼磷摄入的主要来源。日粮缺磷会导致草鱼饲料效率低下，生长缓慢（Xie 等，2011）。目前，对磷需求的研究主要集中在幼鱼，如草鱼幼鱼和剑鱼幼鱼。但营养需求可能因鱼的生长阶段不同而不同。鱼的肌肉组织是人类主要的食用部分，鱼肉中含有丰富的多不饱和脂肪酸和平衡的氨基酸，越来越受到消费者的欢迎（庄海旗等，2018）。众所周知，水分、蛋白质和脂质含量、系水力、pH、胶原蛋白浓度、羟脯氨酸含量及肌肉的机械性共同构成了最重要的肉质性状（耿翠竹等，2016）。这些肌肉特征受饲料、遗传、运动和环境的影响，而在这些因素中，营养是一个重要因素。有报道称，低钙日粮可以减少猪的滴水损失。但目前关于磷对鱼肉品质影响的研究有限。Zhou等（2004）发现，磷可以提高红点石斑鱼的肌肉钙含量，表明磷可能影响鱼类肌肉的硬度。本研究旨在探讨磷对草鱼幼鱼生长性能、脂质过氧化、蛋白质氧化和抗氧化状态及肌肉性状的影响。通过研究磷对肌肉抗氧化性能的影响，揭示抗氧化对肌肉性状的影响机制。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验选择平均初始体重为（283.15±3.29）g 的 720 条草鱼为试验动物，随机分为6 组，每组4 个重复，每个重复30 条。日粮有效磷水平分别为 1.0、2.5、4.0、5.5、7.0、8.5 g/kg，试验共开展8 周。试验日粮组成及营养水平见表1。试验草鱼饲养在水温为（25.8±2）℃，pH 为 7.02±0.51，溶解氧保持在 6.0 mg/L 以上的水族缸中。试验前和试验中每天采集水样进行分析。水体中磷的平均浓度低于0.049 mg/L。为了确定基础日粮或磷酸氢钙中磷的有效性，将1.0和4.0 g/kg 有效磷日粮（均含5 g/kg Cr2O3）分别投喂3 次，经过10 d 的喂养期后，于采食后6 h 收集粪便。根据Xie 等（2011）的方法测定磷表观消化率。

1.2 样品采集与分析 在饲养试验开始和结束阶段，每个水缸里的鱼都被称重。增重率/%= 日增重/ 初重×100，特定生长率/%=（平均末重-平均初重）/ 试验天数×100。在采样之前，将鱼禁食12 h，每个处理选出体重接近的20 条鱼，从尾静脉提取血液，置于5 mL 试管中，-4℃保存过夜，3000×g离心 10 min，取血清，-20℃保存至分析。同时选取肌肉样本储存在-80℃。肌肉样品用于测定取样后0 和24 h 后的pH 及蒸煮损失和剪切力。用常规养分分析方法测定肌肉的水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙和磷含量。血清磷含量和碱性磷酸酶活性、血清生化指标[ 如丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（GSH）含量]、蛋白羰基（PC）、灭活超氧阴离子（ASA）、灭活羟基自由基（AHR）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽 -S- 转移酶（GST）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性采用商品试剂盒测定。

1.3 数据计算与分析 所有数据均采用SPSS 单因素方差分析，数据以“平均数± 标准差”表示，采用Duncan 法进行多重比较，P＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同有效磷对草鱼生长性能的影响 由表2 可知，日粮有效磷水平达到4.0 g/kg 时增长率显著提高（P＜0.05），且达到平台水平。日粮有效磷水平≥5.5 g/kg 时，特定生长速率和饲料效率与增长率一致，显著提高（P＜0.05）。日粮有效磷水平对采食量的影响表现为显著二次曲线效应，在4.0 g/kg 有效磷水平时达到平台值。血清磷和碱性磷酸酶数据显示，日粮有效磷水平达到5.5 g/kg 时，血清磷水平显著提高（P＜0.05），此后保持不变（P＞0.05）。血清碱性磷酸酶活性随日粮磷水平升高呈显著二次曲线效应（P＜ 0.05）。

表1 试验基础日粮组成及营养水平 %

2.2 不同有效磷对草鱼体成分及肉质的影响 由表3 可知，8.5 g/kg 有效磷组肌肉水分含量最高，4.0 g/kg 有效磷组肌肉水分含量最低（P＜0.05）。日粮有效磷水平为4.0 g/kg 和5.5 g/kg 时，草鱼肌肉粗蛋白质含量显著高于其他组（P＜0.05）。日粮有效磷水平为5.5 ～8.5 g/kg 时，肌肉粗脂肪含量显著低于 1.0 ～ 4.0 g/kg 组（P＜ 0.05）。5.5 g/kg 有效磷组草鱼肌肉灰分、钙和磷含量最低（P＜0.05）。日粮中有效磷水平为2.5 g/kg 时，草鱼屠宰后 0 和 24 h pH 最低（P＜ 0.05），其余各组无显著差异（P＞0.05）。日粮有效磷水平分别为4.0 g/kg 和5.5 g/kg 时，肌肉蒸煮损失显著降低，之后增加（P＜0.05）。不同有效磷水平饲养的6个处理组间肌肉剪切值和羟脯氨酸含量无显著差异（P＞ 0.05）。

2.3 不同有效磷对草鱼肌肉生化指标的影响由表4 可知，日粮有效磷水平达到4.0 g/kg 时，肌肉细胞丙二醛含量显著降低，之后升高（P＜0.05）。当日粮有效磷水平达到5.5 g/kg 时，蛋白羰基最低（P＜0.05）。无磷添加处理组灭活

羟基自由基水平显著低于磷添加组（P＜0.05）。与其他组相比，不添加磷组的鱼肌肉灭活超氧阴离子含量较高（P＜0.05）。日粮有效磷水平达到4.0 g/kg 后，碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽水平均心脏提高（P＜0.05），随后又下降（P＜0.05）。相反，日粮有效磷水平达到5.5 g/kg后，谷胱甘肽还原酶水平显著下降（P＜0.05），随后趋于稳定。未补充有效磷日粮处理组谷胱甘肽-S- 转移酶水平低于其他处理组。有效磷在1.0 ～4.0 g/kg 处理组谷胱甘肽过氧化物水平显著高于其他处理组（P＜0.05）。

表2 饲料有效磷水平对草鱼生长性能的影响

表3 饲料不同有效磷水平对草鱼体成分及肉质的影响

表4 饲料不同有效磷水平对草鱼肌肉生化指标的影响

3 讨论

研究表明，日粮有效磷水平对草鱼生长性能有显著影响，缺磷日粮组增长率较差，通过最佳补磷得到改善。在本研究中，随着日粮有效磷添加水平的升高，采食量和饲料效率被提高到最佳水平。此外，补充有效磷可显著提高血清磷和碱性磷酸酶活性，说明改善了其营养状况，这与（Ye等，2006）的研究结果一致。在大多数硬骨鱼中，肌肉质量占身体质量的60%以上（Alami-Durante等，2010）。本研究表明，随着饲粮中磷水平的增加，肌肉蛋白含量增加。肌肉蛋白磷含量的增加可能与氨基酸脱氨和氨排泄减少有关。日粮蛋白代谢的主要最终产物是硬骨鱼体内的氨，Yang 等（2011）也发现，磷可以降低银鲈幼鱼氨基酸脱氨和氨排泄。而缺磷处理组鱼肌肉脂质含量增加。缺磷导致更高的肌肉脂质积累，可能是由于抑制了β- 氧化的脂肪酸。

鱼的肌肉组织是人们主要食用部分，在本研究中，我们考察了不同磷水平对肉品质的影响，如肉的pH、羟脯氨酸含量、剪切力和系水力。以2.5 g/kg 有效磷饲粮喂养的草鱼肉pH 低于其他各组。由于猪肉pH 受乳酸和缓冲能力的影响，当ATP 耗尽时，由于乳酸的产生，猪肌肉pH 开始下降，说明磷化合物在调节肉类pH 方面具有缓冲作用（Kyla-Puhju 等，2004）。

丙二醛和蛋白羰基是脂质氧化损伤最容易检测的生物标志物（Dalle-Donne 等，2003）。在本研究中，草鱼肌肉中的丙二醛和蛋白羰基含量在最佳日粮有效磷补充的情况下下降，这表明磷可以降低鱼的肌肉脂质和蛋白质氧化。脂质过氧化通常是由活性氧引起的，而本结果暗示，日粮补充适宜水平的有效磷可以清除和 OH-的能力。磷参与 NADPH 的组成，Yang 等（2011）提出NADPH 可能保护淡水贻贝中的过氧化氢酶活性，同时谷胱甘肽作为主要的抗氧化物可以降低活性氧。本研究表明，日粮中有效磷水平越高，谷胱甘肽活性越高。本研究结果发现，随着日粮有效磷水平的提高，谷胱甘肽还原酶活性下降，由于谷胱甘肽的稳态是通过细胞内的合成或其氧化形式谷胱甘肽二硫的再生来维持，本试验结果可能是由于在降低谷胱甘肽二硫过程中消耗了谷胱甘肽还原酶（Fang 等，2002）。

4 结论

本研究结果表明，日粮有效磷的补充能显著提高草鱼生长性能和肌肉系水力，通过提高自由基清除能力和抗氧化酶活力，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽-S- 转移酶活性和谷胱甘肽含量，防止肌肉脂质、蛋白氧化。