（水生生物学专业论文）氧化鱼油和高氟饲料对石斑鱼的危害性评估.pdf

张朝正中山大学硕士论文中文摘要 氧化鱼油和高氟饲料对石斑鱼的危害性评估 中文摘要 本论文分为两章三节，分别研究了氧化鱼油和过量氟对石斑鱼( e p 讯e p h e f m s c o i o i d e s ) 生长、饲料利用、体组成、形态学指标、机体抗氧化能力以及某些血 液生化指标的影响。 主要结果如下； 1 采用通气法取得两种氧化程度不同的鱼油( 过氧化值p o v 分别为7 6 0 6 m e q k g 和2 3 3 4 2m e q k g ) ，以此制备2 种氧化鱼油饲料，并以正常鱼油饲料为对 照，对石斑鱼进行8 周的生长实验。实验鱼放养于圆形玻璃钢水族箱( 3 0 0 l ) 中，每缸放养2 0 尾，实验鱼的初始重量为2 7 0 4 - 0 ，5 9 ，每种实验饲料设3 个平行，共9 个缸。养殖过程中盐度为2 8 0 2 9 ，0 ，水温2 8 o 3 0 5 c 。 5 6 d 的实验结果显示：随着鱼油氧化水平的升高，石斑鱼的增重率、饲料效 率、蛋白质效率( p 0 o s ) n 著下降，同时也脏体比、肝体比显示出致的变 化趋势，也即随着鱼油氧化程度的升高先下降再升高饵c o 0 5 ) ，肠脂比、全 鱼脂肪和肌肉脂肪含量都下降了( p 0 0 5 ) ，全鱼蛋白下降了，全鱼和肌肉的 水分含量上升t ( p o 0 5 ) 。随着鱼油氧化 程度的增加，石斑鱼体内的腊质过氧化产物丙二醛m d a 明显增加，其中， 高氧化鱼油组( p o v 为2 3 3 4 2m e q k g ) e pm d a 与对照组相比显著增加f p 0 0 5 ) 。 2 在上述8 周的生长实验后，取对照组和高氧化鱼油组剩下的石斑鱼进行1 周的饥饿实验。结果显示，饥饿一周后，正常组石斑鱼的脏体比和肝体比显著降 低( p 0 0 5 ) 。 3 以氟化钠( n a f ) 为氟源，参考国家关于渔用饲料氟含量的上限( 3 5 0 m g k g ) 设计3 种等能等氮饲料( 饲料中氟的添加量分别为0 、5 0 0 m g k g 和1 5 0 0 m g k g ) ， 对石斑鱼进行l o 周的生长实验。 7 0 d 的实验结果显示：随着饲料中氟含量的上升，石斑鱼的肠脂比以及全鱼 脂肪含量( p o 0 5 ) 。 关键词：石斑鱼氧化鱼油氟饲料安全 张朝正中山大学硕士论文英文摘要 t h ea d v e r s ee f f e c t so fo x i d i z e df i s ho i la n d h i g h f l u o r i d eo ng r o u p e r ( e p i n e p h e l u sc o i o i d e s ) h y d r o b i o l o g y c h a o z h e n gz h a n g p r o f e s s o ry o n g d i a nl i u a b s t r a c t n ep u r p o s eo ft h es t u d yw a st oe v a l u a t et h ee f f e c to fo x i d i z e df i s ho i la n d h i g h f l u r i no ng r o w t h ，b o d yc o m p o s i t i o n ，f e e d u t i l i z a t i o n , a c t i v i t i e so fh e p a t i ca n t i o x i d a n t a n db l o o di n d e x e si ng r o u p e l t r i a l1w a st oc o n d u c t e dt oe v a l u a t et h ee f f e c to fo x i d i z e df i s ho i lo ng r o u p e r ( e p i n e p h e l u sc o i o i d e s ) t h eg r o u p e r s ( i n i t i a lm e a nb o d yw e i g h t ：2 7 0 0 5 9 ) w e r e c u l t u r e di n9g l a s st a n k s ( 3 0 0 l ) w i t h2 0f i s h e sp e rt a n k ，a n df e dt ot h r e es e m i - p u r i f i e d d i e t sw i t hd i f f e r e n to x i d j z e df i s ho i ll e v e l sf o r8w e e k s t h ep e r o x i d ev a l u er p o v ) o f t h r e ef i s ho i la d d e di n t od i e tw e r e0 5 7m e q k g ( d i e tl ，c o n t r 0 1 ) ，7 6 0 6m e q k g ( d i e t2 ， m e d i u m ) ，2 3 3 4 2m e q k g ( d i e t3 ，h i g h ) ，r e s p e c t i v e l y t h er e s u l t ss h o w e dt h a tw e i g h t g a i n ( w g ) ，f e e de f f i c i e n c y ( f e ) ，p r o t e i ne f f i c i e n c yr a t e ( f e r ) d e c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo ft h ep o vo ft h ef i s ho i l ( p 0 0 5 ) c o m p a r e dt ot h ec o n t r o l ，t h ec o n t e n to f 张朝正中山大学硕士论文英文摘要 m a l e i cd i a l d e h y d e ( m d a ) w e r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e di nh i g hp o vg r o u p h o w e v e r , t h ea c t i v i t i e so fs u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) a n dt h ec o n t e n to fg l u t a t h i o n e ( g s h ) i n l i v e rs h o w e dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sf p o 0 5 ) a m o n ga l lt r e a t m e n t s a f t e rt h ee n do ft r i a l1 ，t h er e s tg r o u p e r so ft h ec o n t r o la n dt h eh i g hp o vg r o u p s w e r es t a r v e df o r1w e e kt oo b s e r v et h ee f f e c to fs t a r v a t i o no nt h ee n d o g e n e s i se n e r g y m a t e r i a lu t i l i z i n gc a p a c i t yi nf i s h a f t e r7 ds t a r v a t i o n ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tv s ia n d h s id e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( p o 0 5 ) i nh i g hp o v g r o u p ，h s is h o w e dn os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s ( p o 0 5 ) w h i l ev s id e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( p o 0 5 ) i nb o t hc o n t r o la n dh i g hp o vg r o u p s a c c o r d i n gt ot h ef e e d i n gt r i a la n d s t a r v a t i o n ，i tc a nb ed r a w nac o n c l u s i o nt h a to x i d i z e df i s ho i lc a nd oh a r m f u lf o rt h e n o r m a lp h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n si ng r o u p e d i nt r i a l2 ，s o d i u mf l u o r i d ew a sa d d e dt ob a s i cd i e t t om a k et h r e ee x p e r i m e n t a l d i e t sc o n t a i n i n gt h r e ef l u o r i d ec o n c e n t r a t i o n ，o m g k g ( d i e t l ，c o n t r 0 1 ) ，5 0 0 m g k g ( d i e t 2 ，m e d i u m ) ，a n d1 5 0 0 m g k g ( d i e t 3 ，h i g h ) r e s p e c t i v e l y t h eg r o u p e r s ( i n i t i a lm e a n b o d yw e i g h t ：2 7 0 + 0 5 9 ) w e r es t o c k e di n9g l a s st a n k s ( 3 0 0 l ) t h ee x p e r i m e n t l a s t e df o r1 0w e e k s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tc fi n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yi nh i g h f l u o r i d e g r o u p ( p 0 0 5 ) m f ia n dt h el i p i dc o n t e n t o fw h o l eb o d yd e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l yi nb o t hf l u o r i d et r e a t m e n t s ( p 0 0 5 ) v s l ，h s i ，s s i ，m f ia n dt h eo t h e r n u t r i e n t sc o m p o s i t i o no fw h o l eb o d y , m u s c l ea r i dl i v e r ( e x c e p tt h el i p i dc o n t e n do f w h o l eb o d y ) s h o w e dn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e s a f t e r7 0 df e e d i n g , t h e r ew e r en o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e si nt o t a la n t i o x i d i v ec a p a c i t y ( t - a o c ) f p o 0 5 ) a m o n g t r e a t m e n t s t h ec o n t e n to ft r i g l y c e r o lf i g ) i sl o w e s ti nh i 鼬f l u o r i d eg r o u p ( p o 0 5 ) ， w h i l ep l a s m at o t a lp r o t e i no r ) a n dp l a s m ag l u c o s e ( g l u ) s h o w e dt 2 0s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e sa m o n gt r e a t m e n t s i tc a nb ec o n c l u d e dt h a te x c e s sf l u o r i d ei n t a k ei sd o h a r m f u lt og r o u p e r s ，m a i n l yr e s u l t i n gi nd i s t u r b e dl i p i dm e t a b o l i s m k e yw o r d s ：g r o u p e r ( e p i n e p h e l u sc o i o i d e s ) ，o x i d i z e d f i s ho i l ，f l u o r i d e ，f e e d ， s a f e t v 张朝正中山大学硕士论文引言 引言 食品安全是近年来人们日益关注的一个问题。作为食品安全的重要部分，饲 料安全也逐渐受到人们的重视。所谓饲料安全通常是指饲料产品( 包括饲料和饲 料添加剂) 中不含有对饲养动物的健康造成实际危害，并且不会在饲养动物及其 副产品中残留、蓄积和转移的有毒、有害物质或因素：饲料产品以及利用饲料产 品生产的饲养动物产品，不会危害人体健康或对人类的生存环境产生负面影响。 目前影响饲料安全与卫生的主要因素是饲料中的违禁药物、化学污染物及生物性 污染( 屈健，2 0 0 4 ) 。 中国是水产大国，水产品产量在2 0 0 2 年达到4 5 6 4 5 万吨，其中绝大部分为 养殖鱼类，其中又有相当一部分以投喂配合饲料为主。因此水产饲料质量和安全， 将极大地影响水产品的品质，并最终影响消费者的健康。目前，在水产饲料生产 中，主要存在着饲料原料和饲料添加剂的品质不合格、饲料中添加违禁药物等问 题。其中，鱼油的氧化是一个普遍存在的问题，另外，对于微量元素的随意添加 也是相当普遍。本文采用石斑鱼为研究对象，拟对水产饲料中的氧化鱼油和氟污 染对鱼体造成的危害进行探讨性的研究，以期为水产饲料安全提供基础数据。 本研究所用石斑鱼为斜带石斑鱼( 勋i n e p h e l u sc o i o i d e s ) ，属于鱼科 ( s e r r a n i d a e ) 石斑鱼属( 印i n e p h e u s ) ，其肉质鲜美，是名贵的海水养殖鱼类， 是我国南方沿海近来广泛养殖的海水肉食性鱼类之一，具有生长速度快、饲料利 用率高和经济价值大等优点。有关它的营养需求国内外学者进行了广泛的研究 ( b o o n y a r a t p a l i n ，1 9 9 7 ：c h e n ，2 0 0 1 ；庄建隆和刘擎华，1 9 9 5 ：s h i a u l a n ，1 9 9 6 ；s h i a u l i n ，2 0 0 2 ；l i n & s h i a u ，2 0 0 3 ) 。但是关于氧化鱼油和饲料性 氟污染对石斑鱼的影响目前尚未见报道。 木文引言部分将对氧化鱼油和氟污染作一综述，并在全面考察前人工作的基 础上，提出本文之研究目的和研究思路。 张朝正中山大学硕士论文弓l 言 1 氧化鱼油 1 1 油脂的营养生理 1 1 1 脂类是动物体内重要的能源物质，是动物体内主要的能量贮存形式。脂 类是含能量很高的营养素，直接来自饲料或体内代谢产生的游离脂肪酸、甘油酯 是动物维持生命正常活动的重要能量来源。碳水化合物和蛋白质作为能源大量在 体内贮存较为困难，相反，贮存能量较高的脂肪却是高效率的( 何志谦，2 0 0 0 ) 。 鱼类、虾类等水生动物由于对碳水化合物特别是多糖利用率低，故脂肪作为能源 物质的作用就显得特别重要( 杨凤，1 9 9 9 ) 。 1 1 2 在饲料中添加一定水平的油脂替代等能值的碳水化合物和蛋白质，能提 高饲料代谢能，使消化过程中能量消耗减少，使饲料的净能增加。脂肪具有蛋白 质节约效果，通过添加脂肪提高饲料能量水平，而达到节约蛋白质的消耗，从而 提高了蛋自质的利用率。不过脂肪对蛋白质的节约效果与鱼的食性密切相关，肉 食性鱼类中效果明显，在非肉食性鱼类中则无明显效果。尽管这样，在渔用饲料 中应尽可能有效利用这节约效果( 林鼎，1 9 8 7 ) 。 1 1 3脂类是动物必需脂肪酸的来源。在不饱和脂肪酸中，有几种鱼体内不能 合成，必须由饲料供给必需脂肪酸( e f a ) 。必需脂肪酸对于组织的正常功能都 是必不可少的。迄今为止，对养殖鱼类的e f a 缺乏症已有诸多报告。c a s t e l le t a 1 ( 1 9 7 2 a ，b ，c ) 详细描述了虹鳟在摄食无e f a 饲料后出现的症状，包括烂鳍、烂尾、 脂肪肝心肌由于补偿性生长而引起的过分肥大、线粒体异常膨大、肝细胞呼吸率 上升、肌肉松弛、水分含量上升和脂质中2 0 ：3 n - 9 的异常积累等等。b o o n y a r a t p a l i n e ta 1 0 9 9 7 ) 报告了海鲈幼鱼在饲喂只含有0 4 6 n 一3 f i d f a 的饲料2 周后，出现烂 鳍、烂皮、眼睛异常、全身震颤、失去常态等症状。l e e ( 1 9 9 9 ) 用缺乏n 3 h u f a 的饲料饲喂鲤鱼( s e b a s t e ss c h l e g e l i ) ，与饲喂t l - 3 h u f a 充分的对照鱼相比，前者 出现肝细胞异常坏死，肝细胞膜上的c a + a t p 酶的活性也显著降低。 1 2 鱼油氧化的影响因素 2 张朝正中山大学硕士论文 引言 鱼油的氧化般分为自动氧化和微生物氧化( 杨凤，1 9 9 9 ) 。而在鱼油的贮 存过程中一般都是自动氧化。影响鱼油自动氧化反应速率的因素有很多方面，主 要可以归纳为鱼油内在品质和外在影响因素两个方面。 1 2 。1 鱼油内在品质对氧化的影响 与鱼油氧化密切相关的鱼油内在成分包括鱼油脂肪酸的含量和种类以及甘 油三酯的结构。所谓油脂的氧化，主要指组成油脂的脂肪酸被氧化。影响油脂自 动氧化反应速率的因素是其中不饱和脂肪酸含量的多少以及不饱和脂肪酸双键 的分布特点。般情况下，当不含有抗氧化成分时，不饱和脂肪酸含量高、不饱 和度大的油脂更容易氧化。海水鱼油中含有较多的n 一3 系列多不饱和脂肪酸， 主要是e p a ( - - 十碳五烯酸) 、d p a ( 二十二碳五烯酸) 、d h a ( 二十二碳六烯 酸) 三种。从结构上看它们都是典型的含有多个“戊碳双烯”结构( 即隔离双键) 的多不饱和脂肪酸，使得这些脂肪酸非常容易被氧化( 草国锋和翁新楚，1 9 9 5 a ) 。 另外，已有研究指出，油脂中不饱和脂肪酸自动氧化的速率不但取决于脂肪酸本 身的结构特征，而且还与它们所组成的甘油三酯的结构类型有关( h i r o m ik i m o t o e ta 1 ，1 9 9 4 ) ，至于这方面的机理目前还不是十分清楚，有待进一步深入研究。 1 2 3 外界条件对鱼油氧化的影响 鱼油相对于其他油脂来说更容易氧化，也更容易受到外界条件的影响。外在 条件主要包括光照、温度以及鱼油加工、运输和储存过程中所加入的微量金属元 素。关于光对油脂及含油脂产品的负面作用已久为人们所知，由光照射所引发活 性含氧游离基团，如羟基自由基，臭氧分子和过氧化氢阴离子等，均能导致食品 产生异味，丧失营养价值甚至产生有毒有害成分( h s i c h ，1 9 8 9 ) 。光诱导产生 的反应直接与光源、光波长、光照强度、光照时间和贮存温度及容器材料特性有 关( b e k b o l e t ，1 9 9 0 ) 。以前的研究显示，油脂的自动氧化主要是由于紫外射 线的照射引起的( h a n s e n & s k i b s t e d ，2 0 0 0 ) 。l i 和m i n ( 1 9 9 8 ) 研究了维生素d 2 在光照与非光照条件下的氧化现象，发现光诱导的氧化作用与温度有关。温度升 高时鱼油的氧化速度急剧加快，诱导期大大地缩短，使得一般的抗氧化剂对它都 起不到作用，一般来说，温度每升高10 。c ，鱼油氧化速度加快1 倍。金属离子 是促氧化组分，当饲用鱼油中含有微量金属离了时极易诱发鱼油氧化。 另外，油脂的自动氧化是一个自由基连锁反应，微量鱼油氧化产物的存在可 张朝正中出大学硬士论文引言 以大大加速鱼油的氧化，此时即使有抗氧化剂加入，也不能有效抑制鱼油。 1 3 鱼油氧化程度测定和评价方法 从目前的研究结果来看，各种化学和物理评价方法，没有一种理想方法能很 好的反映鱼油自动氧化全过程中的种种变化，准确测定鱼油氧化程度十分困难。 每种方法仅仅提供自动氧化的某个特定阶段的状况。测试方法的选择取决于许多 因素：包括样品的性质、储藏时间、可能的时间和测试条件等等( 周德权等， 1 9 9 8 a ，b ) 。测定鱼油氧化酸败程度最常用的指标有过氧化值、酸价、碘价、硫代 巴比妥酸值等。测定方法按氧化产物的不同可分为如下几种：1 当氧化产物为 过氧化物时，测定过氧化值( p o v ) ，采用的测定方法为碘量滴定法、电位滴定 法或硫氰酸铁比色法；2 当氧化产物为羰基化合物时，测定羰基值( p v ) 或茴 香胺值( a n v ) ，采用的测定方法有二硝基苯肼比色法；3 当氧化产物为丙二醛 时，采测定硫代巴比妥酸( t b a ) 值、t b a 反应底物( t b a r s ) 、总氧化值 ( a n v + 2 p v ) 或氧化值( 酸败指数) ，可采用t b a 比色法、k r e i s 试验、s c h i f f 试验等；4 当氧化产物为游离脂肪酸时，测定酸价( a v ) ，采用a k a l i 滴定法： 5 当氧化产物为共轭二烯或共轭三烯时，测定二烯值，用紫外分光光度法；6 当 氧化产物为挥发性降解产物时，测定戊烷或乙烷含量，分别采用气相色谱法和荧 光法：7 当氧化产物为氧化脂肪酸时，测定氧化脂肪酸含量，采用分馏法；8 当 氧化产物为极性化合物或聚合物时，测定极性化合物或聚合物的含量，分别采用 g l c 、h p l c 、t l c 法或g c - m c 法；9 当氧化产物为环化物时，测定单体环化 物含量，采用近红外分光光度法。对于不同的指标，分别有不同的测试条件和适 用范围。 1 4 鱼油的保存和抗氧化 油艏保存一般采用有避光、避热、低温储存、真窄储存、充氮储存、氢化、 以及添加抗氧化剂等等。对于大批量的鱼油或e p a 和d h a 产品，一般采用充氮 的方法保存，因为氮气本身是一种惰性气体，它不会与油脂发生反应，可防止它 4 张朝正中山大学硕士论文引言 们的氧化( 草国锋和翁新楚，1 9 9 5 b ) 。氢化法曾经是提高氧化鱼油稳定性的主 要手段之一，鱼油经过氢化处理后，其中的不饱和脂肪酸的双键被大量的饱和， 不饱和脂肪酸的含量减少，不但饱和度降低，氧化稳定性大大地增加。然而氢化 法保存鱼油却在后来被证实有诸多弊端，加氢后e p a 和d h a 中的双键被大量饱 和，其特有的分子结构被改变了，也就不再具有其对人体的特殊生理功能。因此， 从利用e p a 和d h a 生理价值的角度上来说，加氢过程对鱼油是一种“破坏“作 用。 目前，普遍被采用的防止鱼油氧化的技术是添加抗氧化剂。对未氧化的鱼油 或e p a 和d h a 的产品，如果添加适当的抗氧化剂，只需微量就可以获得比较好 的抗氧化效果。而且更为重要的是，这些抗氧化剂能随e p a 和d h a 进入人体后， 在体内也进一步的起到阻其自动氧化的作用，防止其在体内氧化产生有害物质。 因此，添加抗氧化剂是一种既方便又经济，而且具有保健作用的有效可行的方法， 已受到人们的高度重视。目前的抗氧化剂按来源分，可分为天然抗氧化剂和合成 抗氧化剂两种。天然抗氧化剂一般包括茶多酚、芝麻酚等，但目前天然抗氧化剂 的生产还不具备规模性，所以现在最主要的还是使用合成的抗氧化剂。常见的主 要有：2 或3 一叔丁基一4 一羟基一甲氧基苯( b h a ) 、3 ，5 二叔丁基一4 羟基 甲苯( b h t ) 、有2 一二叔丁基氢醌、没食子酸、丙酯( p g ) 、合成生育酚( v e ) 、 柠檬酸、2 一羟基2 ，5 ，7 ，8 一四甲基一6 一羟基色满( t r o l o xc ) 等等。v e 和v c 是油脂中最常用的抗氧化剂，它在自然界中广泛存在，也可通过人工方法 合成，通常这两种维生紊是一起使用从而达到更好的抗氧化作用。 然而，必须强调指出的是，抗氧化剂只对未氧化或氧化程度低的油脂才能起 到作用，而对氧化酸败了的油脂却无能为力。 目前新型高效的天然抗氧化剂以及新型高效、低毒、价廉的合成抗氧化剂的 研制工作是当前鱼油抗氧化的研究重点。 1 5 饲料中氧化鱼油对鱼体的影响 氧化油脂对动物生产性能的负面影响已有众多研究，多数研究表明氧化油 脂损害动物生产性能，同时使饲料系数升高，蛋白质效率降低。前人研究发现， 堑塑垩主生奎兰堡主笙苎! ! 童 非洲鲶( c l a r i a s g a r i e p i n u s ) ( b a k e r e ta 1 ，1 9 9 7 a ，b ) 、银大麻哈( o n c o r h y u s k i s u t c h ) ( f o r s t e r , 1 9 8 8 ) 、大西洋鲑( s a l m os a l a r ) ( k o s h i oe ta 1 ，1 9 9 4 ) 、鲤鱼( c y p r i n u s c a r p i o ) ( 刘伟等，1 9 9 7 ：任泽林等，2 0 0 0 ：洪平，1 9 9 5 ) 摄食氧化油脂后增重减 少、饲料效率下降，动物摄食不灵敏，并出现死亡。另外，氧化油脂还能破坏鲤 鱼( c y p r i n u sc a r p i o ) 肌肉组织，主要表现为肌肉纤维间隙急剧扩大，肌原纤维 模式紊乱( 任泽林等，2 0 0 1 ) 。氧化油脂对虹鳟毒性影响表现在生长缓慢、贫血、 肝脏病态、肌肉萎缩，对鲤鱼则明显地产生瘦背病，其明显地病态特征是全体消 瘦，尤其背部瘦似薄刀，肌肉萎缩，肌纤维坏死，肝细胞萎缩( 苏小风等，2 0 0 2 ； 林鼎和毛永庆，1 9 8 7 ) 。虽然氧化油脂对水产动物生产性能的负面影响已有大量 报道，但仍有相反的观点。也有试验表明，氧化油脂耒对真鲷( p a g r o s o m u sm a j o r ) ( k o s u t a r a k 。1 9 9 5 ) 的生长造成不良影响。 氧化鱼油对机体的抗氧化能力的损伤以及体内脂质过氧化物积累的增加 也是另外一个研究热点。机体抗氧化系统主要由维生素e 和一部分抗氧化酶即 超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶( c a t ) 、谷胱甘肽过氧化物酶( g s h v x ) 和谷胱甘肽还原酶( g r ) 组成，以保持机体抗氧化机能的正常运作。机体摄入氧 化油脂后，若油脂氧化产物的数量和性质在鱼体承受范围之内，则激起体内抗氧 化酶的活性，当鱼油的氧化程度过高时，则损害体内肝脏的抗氧化能力。前人研 究表明，氧化油脂消耗肝脏和肌肉等组织中的维生素e ( m o n a h a 啊1 9 9 3 ) ，同时抗氧 化酶活性发生改变。而抗氧化酶的变化规律，由于研究不足和已有结论的不一致， 尚不能清楚阐明。部分研究表明，氧化油脂能增强动物肝脏c a t 、g s h p x 、s o d 、 葡萄糖一6 一磷酸酶及肉鸡肠系膜s e g s h p x 的活性f s a k a ie ta 1 ，1 9 9 2 ) 。然而一 些研究否定了这些结论，发现氧化油腊能降低肝脏c u z n s o d 、g s h - p x 和 g r ( a s h w i njl e ta 1 ，1 9 9 1 ；任泽林等，2 0 0 0 ) 以及肝脏线粒体n a d 一依赖型醛脱 氢酶和n a d p 一依赖型醛脱氢酶的活性。氧化鱼油还能造成体内体内过氧化脂质 的沉积。刘伟等( 1 9 9 7 ) 研究表明，随着鲤鱼摄入氧化酸败油脂导致鱼体内过氧 化脂质含量增加，明显加速了体内脂质过氧化和血清、肝过氧化脂质积累；当 p o v 值由0 1 3 至1 0 9 时血清中的积累显著增加( 达2 倍多) ，证实了体内抗 氧化能力改变与饲料脂质氧化酸败度明显褶关。 氧化鱼油还能促使动物肝脏经常出现增生现象。普遍认为，哺乳动物在摄 6 张朝正 中山大学硕士论文引言 食氧化油脂后肝( 胰) 脏、肾脏和脾脏出现增生，但是对水产动物的研究则较为 有限。有研究证实鲤鱼摄食少量氧化鱼油后，肝胰脏、肾脏显著增生( p 0 0 5 ) ， 脾脏反应虽不及肝胰脏和肾脏敏感但亦有增生态势，但是高量的氧化鱼油抑制增 生( 任泽林等，2 0 0 1 ) 。 2 饲料性氟污染 氟是已知元素中最活泼的非金属元素，几乎能与所有金属元索以及部分非金 属元素反应生成氟化物等化合物，所以在自然界中一般都以化合物形式存在。氟 在地壳中的事度为0 0 6 6 ，主要以荧石( c a f 。) 、冰晶石( n a ，a 1f 6 ) 和磷灰石 c a f ( p o 。) 。形式存在于自然界中( 李菊娣等，2 0 0 1 ) 。由于氟的化学性质独特，部 分氟化物( 如s i f 。、h f 等) 在常温或低温下易挥发，大部分氟化物( 如n a f 等) 又易溶于水，即使上述矿石常温常压下在水中的溶解度也高达4 0 - - 5 0 0 m g l ，这 就决定了氟具有很强的迁徙性和对环境污染的广泛性。随着营养研究的不断深 入，微量元素氟在动物营养中所扮演的角色已逐渐明确，氟被认为是动物体正常 生理情况下所必需的元素，适量的氟对机体牙齿和骨的钙化、神经兴奋性传导和 酶系统的代谢等均有促进作用。但微量元素过量也会对饲养动物造成危害，如过 量的氟超标进入动物体会诱发骨质疏松等病理变化。可见，氟对动物体既不能缺 少又不能超标。 配合饲料中的骨粉和磷酸钙盐( 磷酸氢钙和磷酸三钙) ，作为畜禽必不可少 的磷源，在提高饲料转化率中起到了十分积极的作用。但目前合格的磷酸钙盐的 数量远不能满足饲料工业迅猛发展的需要，这使一些高氟劣质的磷酸钙盐或掺有 高氟磷矿石的磷酸钙盐流入市场。用被氟污染的饲料或水喂养猪、牛、羊、鱼等 可导致骨质变脆易折、厌食、贫血、发育迟缓、畸变，重者呕吐、腹泻、抽搐甚 至死亡( 文祝友等，2 0 0 1 ；王伟等，1 9 9 9 ) 。如何减轻及控制饲荆性氟中毒已成 为目前生产上急需解决的问题。 7 张朝正中山大学硕士论文引言 2 1 饲料性氟污染的来源 随着农牧业现代化进程的加快，我国饲料工业已获得迅速发展，其中饲料 磷酸盐的消费量已成为一个国家农牧业发展水平的重要标志。配合饲料中磷酸钙 盐( 磷酸氢钙和磷酸三钙) 作为畜禽必不可少的磷源，在提高饲料转化率中起到 了十分积极的作用，这些物质一般由矿石提炼加工而成，大多数磷矿石含有较高 水平的氟，有的含氟量高达0 9 2 ，甚至2 6 8 。检测表明，磷酸氢钙添加剂是 目前饲料中氟的最主要来源，近来家畜生产中所出现的慢性氟中毒都证明与磷酸 氢钙含氟量过高有直接的关系。磷酸氢钙是目前使用最广泛也是生物学效价最高 的一种钙磷添加剂。饲料级磷酸氢钙中的氟大多数来源于磷矿石( 以c a f 。形式 存在) ，约占矿石重2 4 ，加工时必须经脱氟处理才可作饲料添加剂使用，但 是许多磷酸氢钙厂家对此不够重视，生产时往往不经脱氯净化处理而使磷酸氢钙 含氟量大大超标。 中国属世界上高氟区之一，我国是世界上高氟区之一，我国南北几十个省都 可归于高氟地区。而在高氟区或受氟危害过的动物，其骨中氟水平会偏高，由此 而制作的骨粉及骨肉粉也会成为饲料的高氟携带者。 氟污染水域所生产的鱼粉也是饲料中氟的来源之一。这些水域通常含有来自 炼铝厂、化肥厂、饲用磷酸盐厂、玻璃厂和冷藏设备厂排放的废水废渣。 某些地区为了增加农作物产量而施用磷矿肥过多，从而导致氟在作物中积累 过多，使氟污染区的植物性饲料含氟明显升高。当这些作物被用作植物性饲料源 时也可成为氟污染的原因之一。 2 2 氟的营养机理 微量元素氟曾长期被误认为是有害元素，随着对氟在动物体内生理功能及生 物学效应研究的不断深入，氟已被正式确认为动物必需的微量元素之一。体内氟 的主要作用是保护牙齿健康( 囚氟的杀菌作用) ，增加牙齿强度，预防成年动物 产生骨松症和增加骨强度( 杨风，1 9 9 8 ) 。氟的存在使骨质的稳定性增加，因为 张朝正中山大学硕士论文引言 氟可以部分地取代骨骼中的羟磷灰石晶体中的羟离子：由于这种羟基磷灰石易于 被酸溶解及破骨细胞吸收，若以适量的氟取代羟基，则其所形成的氟磷灰石溶解 度降低，热力学稳定性升高，产生一种浓度更低、晶体颗粒较大的以及更为稳定 的产物，从而使骨骼强度增加( 何菁等，1 9 9 7 ) 。这一点特别表现在牙齿上面。氟 在牙釉表面的浓度非常高，在牙齿表面5 u r n 的外层氟的浓度可以高达l o o o o p p m ， 即使到达深部也可达5 0 - - 2 0 0 p p m ( 何志谦，2 0 0 0 ) 。氟的防龋齿作用已在人类保 护牙齿上得到应用，研究表明，口腔内唾液含氟量如长期保持适当水平，可明显 获得防蛀作用，业已证明，许多国家通过饮水、食盐、牛奶及牙膏中添加适量的 氟化物，已大大降低了人群中龋齿发生率。 2 3 氟的中毒机理 因高氟磷酸氢钙的饲料而发生的氟中毒在鸡( 梁源祥，1 9 9 6 ；余业东等， 1 9 9 7 ) 、兔( 郑培义，1 9 9 7 ) 、梅花鹿( 孙守信，1 9 9 9 ) 已有多处报道。目前，饲料 性氟中毒对动物养殖业的经济损失已十分严重。 2 3 1 动物机体对氟的敏感性 动物对氟的耐受性受其种类、摄取氟化物的化学形式、饲料的营养水平、摄 取氟的方式以及所处环境等诸多因素的影响( 李菊娣等，2 0 0 1 ) 。动物机体对氟 有一定的耐受量，不同种类的畜禽对氟的耐受性不同。禽类的耐受性最强，其次 为猪，反刍家畜最敏感，不同的家禽对氟的耐受性也不同。各种畜禽对氟的最大耐 受水平为：青年牛4 0 p p m ，成奶年4 0 p p m ，肥育牛l o o p p m ，种羊6 0 p p m ，肥育羊 5 0 p p m ，猪1 5 0 p p m ，鸡2 0 0 p p m ，兔4 0 p m 。畜禽摄取氟化物的化学形式不同，对 氟的耐受程度也不同。一般来说，可溶性的氟化物吸收率大于溶解度低的氟化物， 饮水中氟的吸收率比饲料中氟的吸收率高，氟呈氟化钙形态时毒性很小，氟硅酸 钠基本无毒，氟化钠，氡氟酸和四氟化硅均有很大的毒性( 何菁等，1 9 9 7 a ) 。因 此，畜禽对氟化钠等可溶性氟化物的耐受量低于天然磷矿石。畜禽对氟的耐受性 受多方面因素的影响，但国家标准规定氟的允许量：肉用仔鸡、生长机配合饲料 9 张朝正中山大学硕士论文 引言 一 2 5 0 m g k g ；产蛋鸡配合饲料一 3 5 0 m g k g ； 5 0 0 m g k g ；渔用饲料一 3 5 0 m g k g ( 朱燕等， 研究还很少。 2 3 2 过量氟的对动物机体的影响 猪配、混和饲料1 0 0 m g k g ；鱼粉 2 0 0 3 ) 。目前，关于鱼对氟的耐受性 氟中毒一般可分为急性中毒和慢性中毒，一般很少出现急性氟中毒，家畜急 性氟中毒会发生胃肠炎，食欲下降，出现呕吐和腹泻：患畜呼吸困难，发生肌肉震 颤，衰弱，瞳孔放大，出现感觉过敏和不断咀嚼等神经症状，严重的发生抽搐和虚 脱而死( 徐佳胜，1 9 9 6 ) 。 饲料性氟中毒一般都为慢性中毒，过量氟被动物机体吸收后与血液中的钙镁 等离子结合，形成不溶性氟化物而使血钙血镁降低，为补充血钙，骨中的钙不断 释放，骨钙与血钙之间的成骨及破骨平衡受到破坏，钙磷代谢受影响从而导致骨 骼钙化不足，骨质疏松膨大变形，出现跛行甚至瘫痪。高氟除对上述骨造成损害 外，对非骨相也有损害作用，现已证明，凡是与c a 、吼g 、m n 、f e 、c u 、z n 等金 属相关的酶( 如碱性磷酸酶、脂酶、胆碱酯酶、淀粉酶等) 都易受氟的影响，这 是由于氟与金属离子结合而影响了酶的活性，这些酶活性的降低可直接导致脂肪 的利用率下降及糖代谢紊乱。实验证明氟能影响体内脂类的正常代谢，可使动物 血清总脂含量下降，肝脏总脂、甘油三酯和胆固醇含量下降，还会使呼吸器官的 总脂和中性脂类下降( 何菁等，1 9 9 7 b ) 。氟还抑制无氧酵解和有氧氧化过程的某 些酶，如烯醇化酶、乌头酸酶和琥珀酸脱氢酶等的活性，使a 磷酸甘油酸转化 为磷酸烯醇化式丙酮酸和琥珀酸转化为延胡索酸等反应受阻，结果导致糖酵解过 程和三羧酸循环中断( 屈健，1 9 9 7 ) 。 长期摄入过量的氟可使动物机体细胞免疫和体液免疫功能降低，细胞因子 活性抑制，氟的免疫毒性作用早于骨骼的作用，对细胞免疫的损害早于体液免疫。 过量的氟还能抑制细胞蛋白质、d n a 的合成，诱发细胞d n a 和染色体损伤，进 而抑制免疫细胞的生成及其增值和分化，使免疫细胞代谢发生障碍、细胞免疫活 性降低，最终使机体的免疫功能降低( 韩尊，1 9 9 9 ) 。另外，氟对肝脏、肌肉的 组织细胞有直接毒害作用，可导致肝脏、肌肉正常生理功能的下降( 林洪金等， l o 张朝正中山大学硕士论文引言 1 9 9 8 ) 。 关于氟对动物机体的抗氧化体系和自由基代谢的研究还比较少。一般认为， 氟致机体抗氧化能力降低，必然造成自由基和脂质过氧化物蓄积，对机体造成一 系列的损伤。张淑兰等( 1 9 9 7 ) 认为，高氟会引起人群血清s o d 下降，并且使血 清中脂质过氧化产物m d a 上升，说明氟对动物的氧化体系有损伤。刘起展等 ( 1 9 9 5 ) 认为，氟引起肝脏组织抗氧化荆g s h 水平下降，使肝脏脂质过氧化分解 产物丙二醛m d a 会 量增加，因此可推测氟中毒石斑鱼肝脏组织内产生自由基 消耗抗氧化剂。王述柏等( 2 0 0 1 ) 认为高氟能够使得t - a o c 下降。然而，吉荣娣 等人( 1 9 9 6 ) 也研究发现氟化物也没有显著影响脂质过氧化作用。 3 本论文的研究目的和技术路线 如前所述，氧化鱼油和饲料性氟污染都会对鱼体造成一定的毒害作用，使鱼 体内产生有毒有害物质的积累，并且通过食物链被人体摄取后，导致这类有毒有 害物质在人体内的富集，最终影响到人类健康，由此可见这方面的研究很有意义。 但是遗憾的是，关于这方面的研究还比较少。 本论文将通过8 一i o 周的养殖生长实验，比较处理组( 氧化鱼油饲料。高氟 饲料) 和对照组在生生长、饲料利用、体组成、内脏器官、肝脏抗氧化能力以及 血液生化等方面的差异，以研究氧化鱼油和过量氟对鱼体的毒害作用，以期为水 产饲料安全性研究提供基础数据。 u 张朝正中山大学硕士论文第一章氧化鱼油对石斑鱼的危害性评估 第一章氧化鱼油对石斑鱼的危害性评估 第一节氧化鱼油对石斑鱼生长、饲料利用、体组成以 及机体抗氧化机能的影响 鱼油作为鱼类饲料中主要的脂肪源，具有提供能量，提供必需脂肪酸， 有助于脂溶性维生素的吸收和在体内的运输，作为某些激素和维生素的合成 原料，节省蛋白质，提高饲料蛋白利用效率等作用( 王武，2 0 0 0 ) 。海水鱼 类配合饲料中脂肪含量一般在1 0 左右，其中有2 左右的n 3 、n 6 多不饱 和脂肪酸，以满足鱼类正常生长发育需要。如果饲料原料或产品质量控 制不当，鱼油尤其是高不饱和鱼油在一定条件下，极易发生氧化酸败。 鱼体摄食氧化鱼油后可降低其生产性能，破坏细胞膜结构完整性，影响 其抗氧化酶和辅酶活性，减弱肝脏和血液系统的抗氧化能力( b a k e r 等， 1 9 9 7 ：刘伟等，1 9 9 7 ；任泽林等，2 0 0 0 ；洪平，1 9 9 5 ；高淳仁等，1 9 9 9 ) 。 抗氧化能力发生变化的同时，体内脂质过氧化物的含量增加，机体受到自 由基攻击( 刘伟等，1 9 9 7 ；高淳仁等，1 9 9 9 ) 。由此不但降低了饲料或油 脂的营养价值，而且还会产生对鱼体有毒的过氧化物及其分解产物，致 使鱼类生长缓慢，抗病力下降，结果导致多种鱼病的发生以致死亡。 目前关于氧化鱼油对海水石斑鱼的危害尚未见报告，本实验的目的在 于探讨氧化鱼油饲料对石斑鱼生长、体内器官变化、体组成、鱼体抗氧 化能力以及体内腊质过氧化物的积累的影响。 1 2 张朝正中山大学硕士论文第一章氧化鱼油对石斑鱼的危害性评估 1 材料和方法 1 1 氧化鱼油的制备 预备鱼油为新西兰b a k e l se d i b l e 油脂公司生产的新鲜鱼油。在2 个 1 l 大容量烧杯分别装3 0 0 m l 的鱼油，不加任何催化剂，在常温下用气泵 连续的充气，在不同时间段取氧化鱼油测定过氧化值( p o v ) ，当氧化鱼 油的过氧化值到达预定值时，停止充气，立即测定鱼油的酸价( a