氧化油脂对水产动物的危害.pdf

2013年第4期饲料博览 Aquaculture水产养殖 氧化油脂对水产动物的危害 杨保和 1 袁明凤1 唐 精 2 1 云南省玉溪快大多畜牧科技有限公司 云南 玉溪653100 2 北京桑普生物化学技术有限公司 北京100176 摘要 氧化油脂对水产动物危害很大 主要体现在饲料适口性差 生长性能下降 肝脏受损 体色异常 破坏生物膜完整性 免疫机能下降等方面 主要防护措施有改善贮存环境 选择新鲜油脂及合理配比 配合使用 抗氧化剂 关键词 油脂氧化 危害 水产动物 抗氧化剂 中图分类号 Q543 S814文献标志码 A文章编号 1001 0084 2013 04 0035 05 Hazards of Oxidized Oils in Aquatic Animals YANG Baohe1 YUAN Mingfeng1 TANG Jing2 1 Yunnan Yuxi Kuaidaduo Animal Science and Technology Co Ltd Yuxi 653100 Yunnan China 2 Beijing Sunpu Biochemical Technology Co Ltd Beijing 100176 China Abstract Oxidized oils do great harms in aquatic animals The harms included poor feed palatability low growth performance hepatic damage body color change undermine the integrity of biofilm and immune function decreased etc The main protective measures were improving storage conditions using fresh oil reasonable amount and combined with antioxidants Key words oxidizedoil harm aquaticanimal antioxidant 收稿日期 2013 02 06 作者简介 杨保和 1967 云南玉溪人 高级畜牧师 主要从事兽医诊治方面的工作 近年来 我国饲料工业迅猛发展 饲料油脂添 加量不断增加 特别是水产饲料油脂添加量较高 约为2 甚至更高 1 除油脂外 还大量使用含 油脂原料及籽实提高饲料粗脂肪含量 某些普通淡 水鱼类 鲤鱼 鲫鱼等 饲料中粗脂肪含量高达8 10 油脂营养作用凸显的同时 油脂氧化以及氧 化产物的毒副作用也越来越为人们所关注 本文就 油脂氧化酸败的原因及对鱼体的危害以及防护措施 等作以综述 1饲料中油脂氧化酸败的成因 油脂的氧化酸败分为两种 生物性变质由生物 酶促使油脂水解 理化性变质是甘油三酯的不饱和 脂肪酸部分氧化造成的 2 周华龙等分析表明 油 脂氧化过程中的 CH2是主要反应位点 发生氧化 变质有生产大量刺激性气味或异味 理化指标发生 异常 这种现象就称为油脂酸败 3 Khayat等将脂 质的氧化分为3个步骤 引发 传递和终止 影 响饲料油脂氧化酸败的因素很多 主要受油脂种类 环境 饲料组成和微量元素的影响 4 1 1油脂种类 油脂本身含有不饱和脂肪酸的种类及双键位置 会影响油脂的氧化酸败 通常动物油含饱和脂肪酸 多 植物油含不饱和脂肪酸多 因此 植物油比动 物油热稳定性强 但其中鱼油不饱和脂肪酸含量较 高 棕榈油饱和脂肪酸含量较高 植物油稳定性从 优到劣依次为 芝麻油 橄榄油 菜籽油 玉米 油 葵花油 茶籽油 亚麻籽油 水产饲料中为防 止油脂氧化 应选用优质鱼油 在低温 干燥环境 35 饲料博览2013年第4期 水产养殖Aquaculture 中贮存 高温季节应使用豆油 猪油等部分或完全 替代鱼油 保障油脂稳定性 1 2环境因素 温度 湿度 氧气 光照等环境因素对油脂稳 定性有一定影响 5 加强油脂品控 减少环境因素 造成的油脂氧化十分必要 特别是在高温季节 油 脂在热 氧气作用下 极易发生热聚合和热缩反 应 不仅油脂颜色加深 还产生大量短链有毒物质 醛 酮等 实际生产中 油脂露天贮存 设备中 残留 饲料周转慢等不良现象十分普遍 促使脂肪 酶活性升高 微生物滋生加速 加快了油脂的氧化 酸败 因此 除选购新鲜油脂用于水产饲料外 对 油脂贮存环境的选择 加工 流通过程的品质控制 也非常关键 1 3饲料组成 养殖鱼类的品种差异 地域差异 季节变化 周期长短等因素对饲料配制中脂肪水平的设定都有 一定影响 通常冷水性鱼类较温水性鱼类饲料脂肪 水平高 例如虹鳟饲料粗脂肪含量 10 海水鱼 较淡水鱼饲料脂肪水平高 相同品种北方较南方饲 料脂肪水平高 饲料中油脂水平越高 相对越容易 氧化 不同养殖品种需要的油脂种类也不同 草 鱼 鲤鱼 鲫鱼 罗非鱼 鳊鱼 青鱼 鳙等大多 数普通淡水鱼类 豆油 菜油或猪油均可满足其营 养及摄食要求 但一些特种养殖鱼类 乌鳢 翘嘴 红鲌 黄颡鱼 加州鲈 金鲳 海鲈等 饲料配 制时往往添加鱼油2 鱼油中的DHA和EPA等高 不饱和脂肪酸 HUFA 能促进鱼体生长并起到诱食 作用 饲料中油脂的不饱和程度越高 相对越容易 氧化 1 4微量元素 饲料中微量元素往往是油脂氧化的催化剂 特 别是 Cu Zn和 Fe 等金属离子较活泼 催化油脂氧 化活性大小次序为 Cu Mn Fe Cr Ni Zn Al 作 用机制是将氧活化成激发态 促进自动氧化过程 5 为促进鱼体生长 水产饲料中Fe Zn Mn等微量 元素含量均比较高 在高脂水产饲料中应考虑使用 螯合矿盐或有机矿减少对油脂氧化的催化作用 2油脂氧化的类型 根据油脂劣变的原因和机制可分为水解酸败 酮型酸败和氧化酸败 水解酸败是油脂在脂解酶的 作用下发生的水解反应 水解产物有甘油 脂肪 酸 单酰或二酰甘油 其中的短链脂肪酸 C4 10 具有很强的恶臭 酮型酸败是一些污染微生物在含 水的油脂及油脂食品中 会产生一些酶 如脱氢 酶 脱羧酶 水合酶 促使油脂水解产生游离饱 和脂肪酸 这些脂肪酸在微生物分解酶的作用下氧 化 最后生成有怪味的酮酸和甲基酮 称为酮型酸 败 也称 型氧化酸败 氧化酸败是油脂或者油 脂食品在储藏过程中发生败坏的主要原因 是指油 脂中的不饱和酸酯因空气氧化而分解成低分子羰基 化合物 醛 酮 酸等 具有特殊气味 氧化酸败 是水产饲料油脂氧化最主要的方式 油脂氧化的初 级产物是过氧化物 3氧化油脂对鱼的危害 脂肪作为鱼类利用率较高的能量源 供应量适 宜时 可起到节约蛋白质的作用 然而 油脂氧化 对鱼体的危害是多方面的 3 1降低饲料适口性 适口性较差往往引起鱼类采食量下降 生长缓 慢 饲料系数升高 6 氧化油脂产生短链醛 酮 烃 酯 醇等 并具有刺激性很强的气味 很多鱼 类会出现摄食下降 甚至拒食的现象 严重时会造 成鱼体中毒或死亡 高温季节乌鳢和加州鲈等 因 饲料油脂氧化而吐料的现象较为普遍 3 2影响生长性能 油脂氧化对鱼体的危害远远高于油脂本身的营 养作用 氧化油脂会造成鱼体生长性能下降 相关 报道较多 普遍认为 瘦背病 是酸败脂肪对鱼类造 成危害的典型症状 主要表现为鱼体背部瘦似薄刃 且两侧低凹 用氧化鱼油饲养鲤鱼2个月后 开始 出现瘦背症 4个月后患病鱼占56 除鲤鱼外 斑点叉尾鮰 虹鳟 罗非鱼等饲喂氧化油脂都会引 起瘦背病 饲喂氧化油脂后 会引起鱼体生长受 阻 死亡率增高等现象 研究发现 虹鳟采食含氧 化脂肪的饲料可导致生长受阻 给鲥饲喂含氧化油 脂的饲料时出现23 的死亡率 且生长缓慢 在酸 败脂肪所影响的营养物质中 有关维生素E VE 的 研究最多 酸败脂肪中毒症实际是VE缺乏症 脂质 氧化的程度可能是另一个影响VE需要量的因素 7 也有报道称VE的高添加量能有效提高鱼体抗氧化 机能 8 大鳞大马哈鱼 大西洋鲑 斑点叉尾鮰 鲤鱼 虹鳟 黄条鰤的VE缺乏症已有报道 肖清 等报道 缺乏VE会引起虹鳟生长缓慢 死亡量增 36 2013年第4期饲料博览 Aquaculture水产养殖 加的现象 9 彭士明等报道 氧化鱼油显著抑制黑 鲷幼鱼生长 并致使肝脏中丙二醛 MDA 含量 超氧化物歧化酶 SOD 含量 过氧化氢酶 CAT 含 量显著升高 P 0 05 VE 含量则显著降低 P 0 05 表明氧化鱼油显著降低了黑鲷生长性能 加重了肝脏脂质过氧化程度 并导致肝脏组织发 生病变 P 0 05 10 3 3损害肝脏 氧化油脂产生的毒性物质还具有很强毒性 脂肪氧化酸败的代谢产物可引起鱼体肝脏肿大 胆囊增大 肝脏颜色异常 肿大 花肝 纤维化 等症状 组织切片观察肝组织大片溶解性坏死 肝细胞空泡化等 氧化油脂还可导致鱼体肝功能 异常 11 吉红等发现 氧化酸败油脂可导致草鱼肝 细胞膜溶解 胞浆流失 用氧化鱼油饲料饲喂当 年鳟7周 结果鱼群大量死亡 并有高度贫血 肝 脏脂肪变性等症状 12 3 4影响体色 鱼类体色是鱼类体内含有的色素选择性地吸 收特定波长的光而反射其他波长光产生的颜色 鱼的真皮中分布4种色素细胞 黑色素细胞含黑色 素 虹彩细胞含鸟粪素 黄色素细胞和红色素细 胞含胡萝卜色素 13 养殖鱼体体色的变化受很多因 素影响 包括水体环境 增色剂种类及含量 微 量元素含量及配比 维生素含量 脂肪水平等 饲料物质对鱼类体色的影响主要直接作用于鱼体 色素细胞或色素 饲料物质中的某些因素对鱼体 整体机能产生胁迫 导致鱼体正常生理机能出现 障碍 最终引起鱼体体色的变化 近年来 水产养殖生产中出现很多鱼体体色 变化的问题 例如青鱼变白 黄颡鱼着色异常 草鱼发黄 斑点叉尾鮰体色发黄或发白等 这与 饲料油脂氧化有很密切的关联 14 Hart 等研究表 明 甲基丁酸可引起罗非鱼体色加深 15 叶元土指 出 氧化油脂可影响养殖鱼体生理机能 类胡萝 卜色素和黑色素生长和分化 从而导致鱼体出现 白化或黄体色 原因主要是氧化油脂产生的自由 基可导致类胡萝卜色素失去色素功能 引起鱼体 体色褪化 也可能是氧化油脂引起黑色素细胞不 能正常生长或在生长期迅速凋亡 16 针对鱼体体色 变化的问题 首先应找到引起变色的原因 剔除 已氧化的油脂或油脂原料 慎用易氧化的油脂或 油脂原料 例如 鱼油 米糠油 玉米油 磷脂 油 米糠 DDGS等 高温季节应限量使用 同时 可以选择猪油 豆油 菜油 牛油等相对稳定油 脂替代 进入饲料配方 3 5影响生物膜完整性 生物膜为鱼体生命活动提供相对稳定的内环 境 可选择性的进行物质运输和能量传递 为多 种酶提供结合位点 使酶促反应高效有序进行 并能完成细胞内外信息的跨膜传递 在细胞的生 命活动中有着极其重要的作用 生物膜参与生物 能 细胞分裂 运动 兴奋等生理活动 17 氧化油 脂产生很多自由基 往往造成生物膜的破坏 主 要体现在使鱼体细胞生物膜PUFA比例下降 改变 膜脂肪酸组成 降低膜结合酶活性 降低生物膜 的疏水性和流动性 脂类氧化产物对细胞通透 性 黏性 分泌性及膜结合酶类活性都会产生严 重影响 18 3 6影响免疫机能 氧化油脂对鱼体免疫机能影响的相关报道较 多 酸败氧化过程的副产物能使免疫球蛋白生成 下降 肝和小肠上皮细胞损伤率提高 致小肠 肝脏肥大 饲料利用效率降低 叶仕根在研究氧 化鱼油对鲤鱼危害时发现 氧化鱼油使鲤鱼血浆 中维生素E含量下降 丙二醛 MDA 含量增加 氧 化鱼油还影响超氧化物歧化酶 SOD 和谷胱甘肽过 氧化物酶 GSH Px 的活性 随着氧化鱼油过氧化 物值 POV 增加 SOD和GSH Px活性下降 19 任 泽林等报道 氧化鱼油可导致鲤鱼白细胞吞噬能力 增强 使鱼处于应激状态 20 任泽林在半纯化饲料 中添加新鲜鱼油 过氧化物值POV为0 64 mmol kg 1 和氧化鱼油 POV 分别为 29 64 59 40 和 94 69 mmol kg 1 投喂称重约100 g的2龄鲤鱼 结果 表明 鲤摄食氧化鱼油后 肝脏和胰脏维生素E含 量下降 P0 05 微粒体氧化稳定性降低 P 0 05 肾脏和脾脏增生 P 0 05 肝脏和胰脏细 胞纤维化 线粒体嵴降解和融合 氧化鱼油可以 破坏鲤肝脏和胰脏抗氧化机能及正常的组织结构 21 黄凯等用含氧化鱼油的饲料投喂罗非鱼 发现 肝脏和胰脏谷胱甘肽 GSH SOD水平随氧化油脂 添加量变化而变化 22 MDA是脂质过氧化反应的主 37 饲料博览2013年第4期 水产养殖Aquaculture 要代谢产物 是研究脂质过氧化作用的重要生物 标志物 23 谭树华等研究亚硝酸钠对鲫鱼抗氧化功 能的影响 发现 高浓度的亚硝酸钠损伤了鲫鱼 肝脏的抗氧化功能 抗氧化能力下降 24 4防治饲料油脂氧化的措施 4 1选用新鲜油脂 水产饲料配制时 原料的选择与品质控制十 分关键 往往通过感观和理化指标测定对油脂品 质进行监测 首先观察油脂的色泽 气味 物理 特性是否符合该种类油脂的基本性状 合格后再 进行理化指标监测 常用的油脂氧化酸败的判定 标准有过氧化物价 POV 硫代巴比妥酸值 TBA 酸价 AV 碘值以及羧基值 醛值 这 些指标应综合评判 因为油脂中如混有碱性物 质 酸价结果会偏高 过氧化物值随油脂氧化程 度增加而增加 但油脂氧化完全后 过氧化物值 会降低 丙二醛是油脂氧化的产物 目前常用于 油脂及油脂原料的品质调控 25 在理化指标检测 后 可进一步分析油脂的脂肪酸组成 防止利用 不同种类油脂混合掺假的现象 4 2改善油脂贮存环境 油脂及富含油脂饲料要尽量断绝和空气接 触 避免光照 在较低温度和湿度下贮存 避免 露天贮存 高温曝晒或高湿环境 注意干燥 遮 阴 通风保存 加工过程避免氧化酸败 在油脂 及饲料运输中也应注意防止油脂氧化 高温季节 高脂饲料从加工到投喂的时间应 15 d 4 3强化脂质代谢 随着集约化程度的提高 养殖密度逐年增 加 高脂饲料优势突出 可有效提高鱼体生长速 度 节约蛋白质需要量 降低料肉比 但是 一 些因油脂转化不利 氧化酸败的毒副作用问题也 越来越普遍 因此 强化脂质代谢 增强鱼体对 油脂的转化能力 是防止油脂氧化的重要措施 常见的抗脂因子有HUFA 氯化胆碱 甜菜碱 肉 碱 赖氨酸 蛋氨酸 肌醇 胆汁酸 磷脂 中 草药等 实际生产中 应根据不同养殖品种 不 同饲料脂肪配制水平 鱼体不同规格及不同季 节 调整抗脂因子在饲料中的添加量 增进脂肪 转化能力 保肝利胆 提高鱼体生长速度和饲料 利用率 同时 在高温季节 越冬前后 出鱼运 输 流行疾病防治期间都应提高脂溶性维生素和 与脂肪代谢相关维生素 例如VK3 VE VB6 肌 醇和VC 使用量 4 4抗氧化剂的合理使用 在鱼饲料中应用的化学抗氧化剂有乙氧基喹 啉 EMQ 二丁基羟基甲苯 BHT 丁基羟基茴 香醚 BHA 和丙基没食子酸等 抗氧化剂可有效 防止油脂氧化 可延迟 转接或阻断氧化链进 行 在目前状况下 油脂及其制品中最常用的抗 氧化剂是TBHQ BHA BHT PG等 有关其对各 种油脂的稳定性比较 已有许多文献报道 26 许多 合成抗氧化剂 例如 BHA BHT 没食子酸乙酯 等 虽然可起到防止油脂氧化酸败的作用 但在减 轻已经氧化酸败对鱼体的毒副作用方面收效甚 微 目前 天然抗氧化剂开始引起人们普遍重 视 利用中草药 茶多酚或直接粉碎葡萄籽用于 油脂抗氧化 取得良好效果 27 5小结 油脂在水产饲料中的使用起到了节约蛋白 降低料肉比的作用 但是 氧化油脂对鱼体会造 成多方面的损害 因此 水产饲料中应选择新鲜 油脂并配合适宜抗脂因子 强化脂质代谢 并改 善贮存环境 使用抗氧化剂确保油脂新鲜度 充 分发挥油脂的营养作用 避免氧化造成的毒副作 用 使养殖生产取得更大的经济效益 参考文献 1 仇海瑀 薛敏 李军国 等 我国饲料混合油脂潜在安全隐患分 析 J 饲料工业 2011 12 61 64 2 周长征 油脂氧化酸败对鱼虾的影响与对策 J 饲料博览 1999 8 38 39 3 周华龙 徐家宽 刘畅 对油脂氧化机理中缺陷的研究 J 西部 皮革 2003 6 35 38 4 汪青 食用油脂中有害物质的分析及处理对策 J 四川粮油科 技 2003 1 60 61 5 曹银娣 影响油脂变质的因素及预防措施 J 饲料研究 2009 1 43 44 46 6 周成东 李海洋 何吉祥 玉米蛋白对罗氏沼虾的适口性和生 长的影响 J 畜牧与饲料科学 2010 31 4 38 41 7 Huang C H Huang S L Effect of dietary vitamin E on growth tis sue lipid peroxidation and liver glutathione level of juvenile hy brid tilapia Oreochromis niloticus O aureus fed oxidized oil J 38 前沿科技摘编 注射铁对饲喂 氨基乙酰丙酸的初产母猪所产仔猪体内铁的营养状况的影响 Wang J P Kim I H 摘要 对40头母猪 长白 约克夏 饲喂 氨基乙酰丙酸 ALA 或无机铁 FeSO4 研究母猪在分娩 哺乳阶段及仔猪 392头 体内铁的营养状况 试验采用2 2因素设计 分别饲喂两种不同添加剂铁硫酸亚铁90 mg kg 1和ALA 90 mg kg 1 和 对新生仔猪注射两种浓度铁 葡聚糖 0和200 mg 试验期为整个孕期和哺乳期 结果表明 饲喂ALA日粮的母猪所产活仔数 显著高于硫酸亚铁组 P 0 05 其仔猪出生重和断奶重也极显著提高 P 0 01 饲喂ALA母猪的乳铁浓度及其21日龄仔猪的 血浆游离血红蛋白 Hb 和铁含量均显著高于硫酸亚铁组 P 0 05 对母猪饲喂ALA并对其仔猪注射铁 可增加仔猪在出生后 的0 7 21 d的体重和0 7 d的平均日增重 在0 7 d 饲喂硫酸亚铁的母猪所产仔猪 FeSO4 注射铁 的平均日增重显著高于饲 喂ALA的母猪所产仔猪 ALA 注射铁 P 0 04 饲喂ALA的母猪所产仔猪 ALA 注射铁 整个哺乳期的血浆中铁 Hb浓度和 红细胞比容值显著提高 P 0 05 在第2天 饲喂硫酸亚铁的母猪所产仔猪在注射铁之后 其血浆中铁和Hb的浓度以及红细胞 比容值显著高于饲喂ALA的母猪所产仔猪 ALA 注射铁 P 0 05 在第7和21天 对饲喂ALA母猪所产的仔猪注射铁可显著 降低其血浆铜蓝蛋白氧化酶的活性 P 0 05 研究结果表明 母猪日粮中添加ALA和对仔猪注射铁可增加乳铁含量 有利于仔 猪血浆中铁的营养状况 关键词 氨基乙酰丙酸 铁营养状况 仔猪 初产母猪 摘译自 Animal Feed Science and Technology 2012 178 3 4 151 157 2013年第4期饲料博览 Aquaculture水产养殖 Aquaculture 2004 237 1 4 381 389 8 Ortun J Esteban M A Meseguer J High dietary intake of a to copherol acetate enhances the nonspecific immune response of gil thead seabream Sparus aurata L J Fish Shellfish Immunol 2000 10 4 293 307 9 肖涛 王维娜 王安利 等 维生素E对水生动物抗氧化作用的 研究进展 J 海洋科学 2007 5 76 79 89 10 彭士明 陈立侨 叶金云 等 饲料中添加氧化鱼油对黑鲷幼鱼 生长性能的影响 J 水产学报 2007 31 1 109 115 11 王宏 张凯 鱼粉氧化对水产动物健康的影响 J 饲料研究 2005 7 16 17 12 吉红 叶元土 氧化酸败油脂对水生动物致毒作用及其对策的 研究进展 J 中国饲料 1999 17 13 15 13 唐精 叶元土 四种微量元素对胡子鲶体表色素含量的影响 J 饲料工业 2007 24 4 27 30 14 卢彩霞 叶元土 唐精 饲料引起养殖黄颡鱼体色变化的原因 J 海洋与渔业 2009 4 43