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饲料中的糖对水产动物的影响

摘要:糖是一种重要的能量物质,其以价格低廉和作用高效被广泛应用于各种饲料。但由于鱼类(特别是肉食性鱼类)是先天性的糖尿病患,从而局限了糖在水产饲料业中的发展。本文拟通过对糖和水产动物间相互关系的论述,阐明在一定的条件和范围内,饲料中的糖对于水产动物的生理、生化活动具有相当重要的作用。同时,通过人为的添加一些糖代谢调节因子来增加水产动物对糖的利用率,对提高水产动物的生长率及免疫力有着显著的效果。 
   
  食物中的糖主要用作代谢能源[1]。但是鱼类对糖的利用能力较低[2]。尽管天然食物缺乏淀粉,一些鱼类能够合成淀粉酶,消化一定水平的饲料淀粉,但同化的葡萄糖大多无法被鱼类有效的利用和转化;鱼类存在与高等哺乳动物相同的代谢关键酶类,但在充足的外源葡萄糖存在的情况下仍然维持活跃的糖异生作用,不能有效的调节血糖水平和体内代谢途径,造成血糖水平持续偏高[3] 。 
  一般来说,鱼类对糖的代谢水平低于哺乳类动物,主要与以下几个原因有关: 
  首先,鱼类利用肝糖元的能力很差,这可能与这种酶的量少或者它的活性受到某种代谢因子或激素的限制。比如,饥饿22天的鲤鱼,其血液中肝糖元和葡萄糖的含量与正常投喂的鲤鱼没有明显的差别,甚至饥饿100天后,鲤鱼肝脏仍可检测到糖元的存在(1.5%)。同样的情况在欧洲鳗鲡和日本鳗鲡中也存在。 
  其次,糖中间代谢的酶中,糖酵解酶活性较低而糖异生酶活性较高,糖分解代谢通路不畅而合成代谢利于进行[4];在很多鱼类可测到己糖激酶的活性,但鱼类肝脏己糖激酶的活性比鼠类低10倍左右。此外,与哺乳类相似,鱼类红肌中己糖激酶的活性比白肌高,而鱼体红肌和白肌的比例低于哺乳类,因此,肌肉中总的己糖激酶活性也就低于哺乳类。相似的,在肝脏、心脏和肾脏中,鱼类己糖激酶的活性都比鼠低。己糖激酶是葡萄糖氧化分解过程中的关键酶之一,它的活性低,也就限制了葡萄糖代谢的能力。 
  还有就是,作为唯一降血糖的激素—胰岛素,其作可能是合成代谢的作用甚至大于分解代谢。同时,胰岛素受体数量较少,导致鱼虾的糖代谢能力差,在摄食高糖饲料后血糖偏高且难于恢复,肝糖元蓄积,同时,糖异生途径依然活跃,从而造成机体代谢紊乱,导致生长减速、饲料利用率降低。 
  在蛋白质原料价格居高不下的情况下,开发糖在饲料中的应用可谓前景广阔,不但可以用糖代替部分作为能源消耗的蛋白质,而且还可以提高蛋白质的利用率。同时作为饲料加工中良好的粘合剂,糖中的淀粉对饲料的成型和保持饲料在水中的稳定性起着不可替代的作用。如何提高水产动物对糖的利用率,对于提高饲料的性能有着非常重要的意义[4]。 
   
  1水产动物对糖的需求 
   
  糖是鱼类饲料中最廉价的能量来源,但不同的水产动物对糖的利用能力有所差异,一般来说,植食性和杂食性鱼类比肉食性鱼类对糖的利用能力高。这可能与肉食性鱼类α-淀粉酶分泌不足及其肠道较短有关。不同的鱼类对不同的糖的吸收能力也不同,比如,Buhler和Halver(1961)给大麻哈鱼幼鱼投喂不同糖源的饲料时,发现葡萄糖、麦芽糖、蔗糖使鱼获得最好的生长率,其次是糊精、果糖、半乳糖和马铃薯淀粉[5];Hung等(1989)的研究表明,给高首鲟饲喂含葡萄糖和果糖的饲料时,比投喂含糊精和淀粉的饲料时获得更高的生长率[6];而鲤鱼则在摄食含糊化淀粉的饲料时生长率和饲料效率最高,其次才是含糊精的饲料和含葡萄糖的饲料[7];斑点叉尾鱼回可以利用糊精和玉米作为能量来源,却不可以利用葡萄糖、果糖、麦芽糖或蔗糖[8];在鳟鱼的基本饲料中加入一定比例的糖类替代蛋白质,结果发现,除明胶和乳糖外,加入的其他糖替代物(葡萄糖、蔗糖、淀粉)都能使蛋白质利用率升高,同时,体重也增加[1];肉食性鱼类对糖的消化与其复杂程度有关,简单的糖类则不存在水解的问题,可以直接吸收。 
   
  2饲料中的糖对水产动物的影响 
   
  2.1不同糖水平对水产动物的影响 
  在饲料中添加一定量的糖类,能有效的替代蛋白质,提高蛋白质的利用率。例如,对初始体重为0.96±0.02g的南美白对虾投喂不同糖水平(10%、15%、20%、25%、30%、35%)的饲料,观察不同糖水平对南美白对虾的生长、消化率和肝胰脏显微结构的影响,结果表明:15%实验组对虾的增重率最高,饲料系数最低,分别为453.62%和1.38,与10%和20%无显著性差异,但明显高于其它组;10%组的对虾成活率最高(96.67%),25%组最低(66.67%),糖水平在25%~35%时,对虾的增重率、成活率、饲料转化率显著低于10%、15%和20%组(P<0.05)。20%组的体蛋白含量最低(72.24%),30%组最高(75.27%),其余各组没有显著性差异;高糖组体脂肪含量相对较高。糖水平对南美白对虾对蛋白质的消化率的影响不显著,而对干物质、脂肪和糖的消化率随着糖含量的升高而升高。从南美白对虾的肝胰脏组织学切片观察到,饲料糖水平在10%~35%的范围内,肝胰脏脂肪无异常积累(郭冉等,2004),上述实验也说明,饲料中糖的含量并不是越高越好,只有当食物中糖含量适中时,才能保证鱼体发育良好,同时又不会浪费蛋白质。 
  2.2糖对水产动物摄食行为的影响 
  影响动物摄食行为的因素包括环境因素和动物自身因素。动物的嗅觉、味觉和肠道神经系统感知食物物理性状和化学成分以及动物体自身状况对摄食中枢的神经反馈具有重要的影响。付世建等,在对南方鲇的有关生长实验表明:饲料糖类的添加可能导致摄食率的下降,而饲料糖吸收速率越快,对摄食的抑制作用越大。(付世建和谢小军,2005a,Fu, 2005)饲料添加糖类可能增加鱼体糖原含量、血糖含量及葡萄糖的周转率,而这些因素特别是血糖水平持续升高和高的葡萄糖周转率可能抑制摄食(Hemre & Hansen., 1998; Melanson et al., 1999)。 
  2.3糖类对水产动物消化和生长的影响 
  糖是鱼类人工配合饲料中的廉价能量物质。适当的在饲料中添加糖类,可以有效地提高鱼类的特定生长率及蛋白质效率;但饲料中糖的含量超过一定范围,就会出现一些不良症状,如鱼体血糖过高、肝糖原积累、免疫力变化、生长停滞等[9-11]。饲料中,糖的前期处理和添加量也能改变水产动物对糖的吸收率;比如用糊化处理降解后的淀粉投喂南方鲇,可以提高消化率(付世建和谢小军,2005),通过糊化后,当淀粉添加量不超过20%时,消化率稳定在90%左右,而超过20%时,则消化率急剧下降。 
  在实际生产中,不同鱼类对糖的利用率与糖的种类有很大的关系,亦可能与糖的结构有关。对于不同的养殖品种,加入合适的糖,最终的目的就是为了使糖尽可能的代替蛋白质成为能量物质,降低蛋白质转化为能量的比率,从而降低饲料成本,以利于鱼类的健康和取得更好的经济效益。对于鱼类来说,糖具有节约蛋白质的作用,当蛋白质与糖一起被摄入鱼体时,在鱼体内储留的氮比单独摄入蛋白质时要多[12]。士野贞夫(1987)研究表明,鲤鱼摄取添加糖的饲料后,糖在作为能源的同时还能抑制氨基酸分解酶的活性,减少氮的排泄,提高蛋白质的积蓄率[13]。 
  2.4糖对水产动物的其它作用 
  2.4.1免疫作用 
  多糖被认为是一种光谱的非特异性免疫促进剂,能够增强人体的细胞免疫和体液免疫功能,可激活巨噬细胞,促进抗体的形成,激活补体及诱导产生干扰素等[14]。许国焕等,在罗非鱼鱼种饲料中添加肽聚糖0.2g/kg、复合肽聚糖2g/kg、酵母细胞壁2g/kg、β-葡聚糖2g/kg;饲养60 d后,观察测定了微生物多聚糖对罗非鱼生长及血清溶菌酶和补体替代途径溶血活性(ACH50)的影响。结果表明,酵母细胞壁、β-葡聚糖和肽聚糖对罗非鱼促生长作用不显著,复合肽聚糖有抑制生长作用。酵母细胞壁和β-葡聚糖均能提高血清溶菌酶活性,但对补体替代途径溶血活性无明显作用[15];分别在虹鳟的基础饲料中添加一定量的壳寡糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖和酵母多糖,投喂8周后,结果表明:在饲料中添加一定量的壳寡糖后对虹鳟的非特异性免疫功能有明显的改善作用(蔡雪峰,2004)。 
2.4.2解毒作用 
  肝脏中储备的糖元充足时,对四氯化碳、酒精、砷、醛等有较强的解毒能力。特别是城市生活污水养鱼,保证饲料中适量的糖类,能减少有害物质的积累;增强对各种细菌感染引起的毒血症的抵抗力,起到一些预防暴发性鱼病的作用。饲料中糖类含量充足有利于蛋白质的合成和脂肪的正常代谢。 
  糖类摄入不足可致能量不足,基础代谢降低,生长发育迟缓,鱼类体质瘦弱、贫血和疾病增多[16]。 
   
  3饲料中添加辅助因子对水产动物的影响 
   
  为了提高饲料的效率,在饲料中添加糖代谢调节因子,是一种经济易行的方法。其作用途径主要有:1)提高糖代谢酶的活性, 促进饲料中糖的利用;2)饲料中加入宜生菌,辅助糖的代谢;3)通过添加一些其它物质,增强水产动物自身的代谢水平,充分利用生物体自身来调节糖代谢。 
  总而言之,糖不论对于水产动物养殖业还是饲料业都具有很广阔的发展前景。但由于鱼类对糖的特殊反应,我们应该客观的对待糖在水产业的特殊地位,不能“见糖不用”,也不能将糖种类和用量标准化,应该根据养殖对象、养殖环境的不同,因地制宜,选取合适的糖类和用量,切忌机械化的照搬数据,造成不必要的损失。 
   
  参考文献 
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  [4] 关国强饲料中添加喜福得(糖代谢调节因子)对南美白对虾生长的影响 中大水生通讯 2006.6.7 
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