紫月优生素在水产养殖上的应用

1、紫月优生素在水产养殖上的应用何伟 范中胜 蒋纯军 黄志桂（重庆市优胜科技发展有限公司，重庆 渝中 400042）摘要:紫月优生素是一种以天然优质紫苏籽为原料提取的富含-亚麻酸(-3)和亚油酸(-6)这两种多不饱和脂肪酸(PUFA)的植物源饲料添加剂。研究表明: PUFA能调节水产动物生理活性物质的分泌和代谢,改善水产动物细胞免疫和体液免疫状态,提高机体免疫能力,提高生产性能和饲料利用率。因此,紫月优生素在水产养殖上具有广阔的应用前景。关键词:紫月优生素 多不饱和脂肪酸 水产动物 免疫能力 The application of Ziyue Growth Optimizing Agent in a

2、quatic animal.Abstract: Ziyue Growth Optimizing Agent(ZGOA) is a vegetable feed additive which extracted by natural and quality Perilla frutesccns. ZGOA contains much -linolenic(-3) acid and linoleic acid(-6) which is Polyunsaturated fatty acids(PUFA). Investigative results show that PUFA can regula

3、te secretion and metabolism of physiologic activity substances in aquatic, strengthen the function of immunity which constructed by cellular immunity and humoral immunity, improve growth performance and feed conversion rate. So ZGOA has vast application foreground in aquatic animal.Key word: Ziyue G

4、rowth Optimizing Agent; Polyunsaturated fatty acids; Aquatic; Function of immunity.紫月优生素是重庆优胜科技有限公司经过近十年研究,开发出的享有国家发明专利(专利号: ZL 2006 1 0054125.8)的一种新型中草药饲料添加剂。该产品主要含有以天然优质紫苏籽为原料提取的紫苏籽油,富含-亚麻酸(-3)和亚油酸(-6)这两种PUFA。PUFA在动物体内具有多种生物学功能。本文主要探讨紫月优生素在水产养殖上的应用前景。1 PUFA的生理功能1.1 维持细胞生物膜的正常结构和功能PUFA是细胞膜、线粒体膜和质膜等

5、生物膜脂质的重要组成成分,参与磷脂的合成。磷脂中脂肪酸的浓度、链长和不饱和程度在很大程度上决定细胞膜的流动性和柔软性等物理特性,影响生物膜发挥其生理功能。因此PUFA对维持细胞生物膜的正常结构和功能具有相当重要的作用。1.2 作为合成类二十烷的前体物质类二十烷的作用与激素类似,但又无特殊的分泌腺,几乎所有组织都可产生,仅在局部作用,调控细胞代谢。类二十烷包括前列腺素、凝血恶烷、环前列腺素和白三烯等,是必需脂肪酸(EFA)的衍生物。前列腺素具有多种生理功能。凝血恶烷能促进血小板的凝集,同时有使动脉收缩的作用。白三烯可能是不同的过敏反应和炎症的介导物。1.3 调节脂类代谢-亚油酸衍生的前列腺素PG

6、E1能抑制胆固醇的生物合成。血浆脂蛋白质中-3和-6PUFA能使脂蛋白质转运胆固醇的能力降低,从而使血液中胆固醇水平降低。颜新春(2001) 1研究发现:亚油酸和亚麻酸能控制脂肪细胞的增殖和分化,调节多种与脂肪代谢相关的酶和蛋白的基因表达,从而调控脂肪细胞的分化和动物的脂类代谢。赵华(2004) 2报道:日粮添加PUFA能抑制动物生脂酶基因的表达,并增加脂肪分解相关酶基因的表达,从而调节体脂代谢。因此PUFA能通过调节与脂肪代谢相关酶基因的表达、调节脂肪细胞的增殖和分化、调节胆固醇转运载体等方式调节脂类代谢。1.4 调节机体免疫状态细胞免疫和体液免疫构成了机体的免疫系统。免疫系统能够抵抗病原微

7、生物的侵入,保持机体内环境的稳定和生理机能的正常。许多研究表明PUFA不仅能调节动物机体T淋巴细胞3、中性粒细胞4和自然杀伤细胞4等免疫细胞的数量,还能调节补体5、抗体6、溶菌酶7、C-反应蛋白8和凝集素5等体液免疫因子的数量或活性。2 PUFA对水产动物生产性能的影响PUFA中-亚麻酸和亚油酸是动物机体的必需脂肪酸,供给动物的量严重不足,将会影响动物的生产性能,甚至产生缺乏症。亚麻酸对生产性能的影响在水产动物上有一些研究。吕耀平(2008) 9报道:饲料中添加富含-亚麻酸的紫苏子提取物(紫月优生素)对异育银鲫特异增长率(SGR)、饲料效率(FE)和蛋白质效率比(PER)产生显著影响,当添加水

8、平达到300 mgkg时,效果最好。Bogut等(2002) 10在欧洲六须鲇上的研究也发现:添加1%亚麻酸组获得了最高的SGR、FE和PER。其它PUFA对水产动物生产性能的影响也有报道。Choi等(1999) 11报道:1%的共轭亚油酸(CLA)能提高鲤鱼生长速度。Berge等(2004) 12在大西洋鲑上的研究也发现:1%的CLA有提高生长率的趋势(P=0.08)。Chandge等(1998) 13在白虾上也有相似报道。由此可见,在饲料中添加PUFA能促进水产动物生长,提高生产性能。其作用效果可能与PUFA调节动物机体前列腺素、凝血恶烷、环前列腺素和白三烯等类激素的分泌有关,还可能与提高

9、了水产动物免疫能力,减小了应激有关。3 PUFA对水产动物免疫能力的影响3.1 对机体疾病抵抗能力的影响成活率可综合反映机体疾病抵抗能力。研究表明:在饲料中添加-3PUFA显著提高了接种爱德华氏菌(dwardsiella ictaluri)的虹鳟14和接种气单胞菌(eromonas Salmonicida)的大西洋鲑15的攻毒后成活率。赵明江(2007)5在鲤鱼上的研究发现:当饲料中CLA添加量从0提高到1.70%时,接种嗜水气单胞菌的鲤鱼成活率提高80.02%。因此PUFA能提高水产动物机体疾病抵抗能力。3.2 对细胞免疫能力的影响水产动物的细胞免疫与哺乳动物有一些不同,主要由红细胞和白细胞

10、广泛参与。红细胞是血液中数量巨大的免疫细胞,在清除循环系统免疫复合物、加强吞噬细胞的吞噬活性和在活化适应性免疫细胞(即T、B淋巴细胞)产生特异性免疫抗体反应等过程中起重要作用16。分别给海鲷饲喂含19.7%大豆油、菜籽油、亚麻籽油和鱼油的饲料,29周后鱼油组红细胞数量显著高于其它组17。赵明江(2007)5研究发现:饲料中添加CLA能提高鲤鱼红细胞数量。参与机体免疫的白细胞分为两大类:淋巴细胞和吞噬细胞18。在鲤鱼上的研究发现:饲料中添加CLA能提高血液中白细胞数量5。淋巴细胞约占白细胞总数的1/4,主要参与特异性免疫反应,在免疫应答过程中起核心作用。Wu等(2003) 19研究发现:增加幼鲈

11、饲料中DHA的比例,能增强T-淋巴细胞在丝分裂源刀豆球蛋白A(ConA)和植物血凝素(PHAP)的刺激下的增殖和分化能力。当饲料中DHA与EPA比值为最高水平(3/1)时,丝裂源ConA和PHAP刺激下的T-淋巴细胞刺激指数达到最高。吞噬细胞是组成非特异性防御系统的关键成分,在抵御微生物感染的各个阶段中发挥重要作用。白细胞吞噬率常用来反映吞噬细胞的吞噬能力20。Mourente等(2006) 21报道:用蔬菜油部分替代鱼油饲喂欧洲黑鲈后,未被替代的鱼油组头肾巨噬细胞活性显著高于其它各组。进一步研究EPA和DHA对吞噬细胞功能的影响发现:当饲粮中DHA/EPA为最高水平(3/1)时,幼鲈头肾吞噬

12、细胞活性及呼吸爆发活性达到最高。因此PUFA能促进红细胞、淋巴细胞和吞噬细胞等免疫细胞的增殖、分化和成熟,从而提高免疫细胞数量,增强细胞免疫能力。3.3 对体液免疫能力的影响鱼类的体液免疫系统包括主要由体液因子参与的非特异性免疫和主要由抗体参与的特异性免疫。鱼类的非特异性体液免疫的主要作用物质是血液或黏液中的体液因子( 凝集素、补体、溶菌酶、酸性磷酸酶和转铁蛋白等)。  免疫识别是免疫反应发生的基础。凝集素是一类能专一识别糖并与之非共价可逆结合的非酶、非抗体蛋白质,在介导巨噬细胞识别各种内源和外源抗原分子过程中发挥重要作用。给对虾饲喂含7%鳕鱼油的颗粒料,4周后缺乏组的血液

13、凝集素滴度极显著低于添加组22。在饲料中添加CLA1.7%能显著提高鲤鱼血清凝集素凝集效价5。说明在PUFA能提高凝集素活力,增强机体对外来抗原分子的免疫识别能力。 补体系统由存在血清与组织液中的一组可溶性蛋白及存在于血细胞与其它细胞表面的一组膜结合蛋白和补体受体所组成,在免疫趋化过程中发挥作用。赵明江(2007) 5报道:CLA对幼建鲤血清补体C3和补体C4含量有极显著的影响,且血清补体C3和补体C4含量与CLA添加水平呈二次曲线回归。在免疫吞噬阶段,溶菌酶和转铁蛋白发挥着重要作用。溶菌酶能水解破坏革兰氏阳性菌细胞壁中乙酰葡糖胺和乙酰胞壁酸分子的连接,使细胞壁破坏,引起细菌崩解死亡。因此溶菌

14、酶活力可反映机体的溶菌能力。Lin等(2003) 23在幼鲈上的研究发现:当饲粮缺乏PUFA时,血清溶菌酶活力最低,增加-3 PUFA和-6 PUFA总的量,能显著提高幼鲈血清溶菌酶活力。转铁蛋白具有很高的铁结合能力,能够抑制病原微生物的生长和繁殖,还参与急性炎症反应和巨噬细胞的活化调节24。在幼建鲤上的研究发现:CLA能显著提高血清总铁结合力5。以上几种体液因子是对病原体防御的第一道线,是非特异性免疫屏障和炎症应答。病原体侵袭成功之后,或病原体已进入鱼体一些系统之后会刺激免疫系统产生特异性抗体,这种抗体的浓度达到最高值需要一定的时间25。因此抗体水平或攻毒后的抗体水平能反映机体的特异性免疫能

15、力。PUFA影响水产动物特异性抗体的生成有一些研究。在虹鳟的研究中发现:富含-3 PUFA的亚麻油能显著提高其抗杀鲑气单胞菌抗体滴度14。给鲤鱼饲喂含10% 鱼油的颗粒料,8周后用绵羊红细胞(SRBC)免疫鲤鱼,12 d后鱼油组的空斑形成细胞(PFC)的数量明显高于对照组。PFC数量是抗体形成细胞产生数量的一个直观的指标,可以反映IgM生成细胞的数量26。在大西洋鲑 15和鲤鱼5上也有相似报道。以上资料表明PUFA能活化免疫识别、趋化和吞噬过程中体液免疫因子,还能影响特异性抗体的生成,从而提高水产动物机体体液免疫能力。3.4 可能的作用机理关于PUFA对陆生动物免疫功能的影响机制研究较多,且主

16、要集中在对免疫细胞功能的影响上。而在水产动物上的研究很少,其作用机理可能与陆生动物相似。3.4.1 通过影响细胞膜脂的成分和脂质过氧化物的形成生物膜磷脂在维持细胞膜结构稳定性和流动性中起到了非常关键的作用。生物膜磷脂中的PUFA (-3PUFA与-6PUFA)之间维持一定的数量和比例,才能维持细胞膜上相关酶的活性、受体的空间构象、受体与配体的结合等生理功能的正常发挥。PUFA对免疫细胞的影响可能就是通过维持细胞膜结构稳定性和流动性而实现的。3.4.2 通过影响类二十烷酸的合成前列腺素(PG)、凝血恶烷酸(TX)和白三烯(LT)等类二十烷酸,是由多烯脂肪酸(-亚麻酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸)代

17、谢而成。由-6 PUFA合成的类二十烷酸(PG-2、TX-2、LT-4类物质)与由-3 PUFA合成的类二十烷酸类似物(PG-3、TX-3、LT-5)在生物学功能方面有一些差别。用含不同-3 PUFA与-6 PUFA比值的饲料饲喂黑鲈,结果发现黑鲈血浆中白三烯LTB4与LTB5和TXB2与TXB3比值呈现显著变化27。在大西洋鲑上的研究发现:饲料中不同来源油由于其-3 PUFA与-6 PUFA比例不同,巨噬细胞产生的白三烯LTB4与LTB5的比值也呈现显著地不同,当LTB4与LTB5比值最大时,巨噬细胞的吞噬活性也达到最大28。类二十烷酸可通过调节淋巴细胞的增殖、抗体形成、巨噬细胞的吞噬活性以

18、及巨噬细胞的呼吸爆发活性等来调节机体的免疫功能。3.4.3 调节促生长激素释放激素(GRH)的分泌PUFA能影响下丘脑-脑下垂体-肾上腺轴的敏感度,影响 GRH的分泌。Koven等(2003) 229的研究表明:给海鲷饲喂富含花生四烯酸的饲料,增加了下丘脑-脑下垂体-肾上腺轴的敏感度,导致了高水平的可的松。GRH分泌的加强可能会影响免疫细胞的增殖和体液免疫因子这些蛋白质的合成,从而加强水产动物的免疫功能。4 目前PUFA在饲料中的应用情况为了满足动物对能量的需求,油脂添加广泛应用于饲料工业。由于-6系列的亚油酸和-3系列的亚麻酸是动物的必需脂肪酸,豆油和鱼油作为富含这些必需脂肪酸的原料广泛添加

19、于饲料。CLA是亚油酸的一类位置和空间异构体混合物的总称,目前在哺乳动物上的研究比较多。由于其具有降低脂肪沉积、增加瘦肉沉积、提高酮体品质、增强动物机体免疫力和抵抗氧化应激等生物学功能,具有广阔的应用前景。目前有一些公司在开发富含-3亚麻酸的藻类(裂壶藻、微藻、海藻)提取物作为饲料添加剂替代抗生素。紫月优生素富含-亚麻酸(-3)、亚油酸(-6) 和黄酮等物质,在动物上的试验和养殖场的实际生产中也验证了有促进动物生长、提高饲料利用率、提高动物机体免疫能力和改善酮体品质等功效,因此具有广阔的应用前景。5 紫月优生素在水产养殖上应用思路5.1 代替水产饲料中添加的鱼油 为了满足水产动物对-3 PUF

20、A的需要, 实际生产中常在水产饲料中添加鱼油。但鱼油容易氧化变质而影响适口性,并且存在容易凝固的弱点。因此可以利用紫月优生素代替鱼油提供饲料中的-3PUFA,通过与鱼粉中含有的-3PUFA进行合理搭配组合,满足水产动物对PUFA量和比例上的需求。5.2 应用于观赏鱼饲料观赏鱼要求具有观赏性,对体型要求比较高,可以利用紫月优生素能调节脂肪代谢的优势,改善鱼体型态,提高可观赏性,还可以利用能提高机体免疫能力的特点,确保观赏鱼少生病和死亡。5.3 应用于特种珍贵水产饲料在特种珍贵水产饲料中添加紫月优生素,水产品中富含亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸、二十碳五稀酸(EPA)和二十二碳六稀酸(DHA)等PUF

21、A,与深海鱼油一样具有降血脂保持血管畅通、促进大脑细胞发育、改善记忆力、延缓衰老等功效,提高产品附加值。目前重庆优胜科技公司已开发出海参专用的紫月优生素产品。5.4 应用于有机水产养殖有机食品对环境条件、饲料原料和药物添加剂的使用要求很高,而目前饲料中添加抗生素的现象非常普遍。可以利用紫月优生素是中草药提取物的特点,以及能够调节动物细胞免疫和体液免疫能力的功能,替代饲料中抗生素,保证有机水产品无抗生素残留和肉质鲜美。5.5 开发富含PUFA的水产品品牌利用饲喂了紫月优生素的水产品中富含PUFA的特点,开发具有竞争力的水产品品牌, 形成价格优势。参考文献1 颜新春, 汪以真, 许梓荣 日粮中多不

22、饱和脂肪酸(PUFA)对动物基因表达和脂肪细胞分化的调节. 饲料研究J. 2001,2:63-65.2 赵华, 王康宁 多不饱和脂肪酸对动物体脂沉积及其基因表达的影响. Acta Zoonutrimenta SinicaJ. 2004,16(1):89-92.3 Bassaganya R.J., Hontecillas R., Bregendahl K.,et al. Efects of dietary conjugated linoleic acid in nursery pigs of dirty and clean environments on growth, empty body c

23、omposition, and immune competenceJ. Anim. Sci., 2001,79:714-721.4 汪灏, 黎介寿 -3多不饱和脂肪酸对免疫细胞功能的影响. Parenteral&enteral NutritionJ. 2004,11(5):78-81.5 赵明江 共轭亚油酸对幼建鲤消化能力和免疫功能的影响硕士学位论文. 雅安, 四川农业大学, 2007.6 Sugano M., Tsujita A. and Yamasaki M. Conjugated linoleic acid modulates tissue levels of chemical

24、mediators and immunoglobulins in rats. LipidsJ. 1998,33(5):521-527.7 Zhang H.J., Guo Y.M. and Yuan J.M. Conjugated linoleic acid enhanced the immune function in broiler chicks. Brit. J. NutrJ. 2005,94(5):746-752.8 黄东, 刘丹, 屈振繁, 狄茂军, 孙勤. -3多不饱和脂肪酸对重症胰腺炎患者血清中C-反应蛋白的影响. 郧阳医学院学报J. 2008, 27 (2):64-66

25、.9 吕耀平, 成永旭, 吴旭干, 于智勇, 王慕华. 紫苏子提取物对异育银鲫存活、生长以及体生化组成的影响. 水生生物学报J. 2008, 32 (2):258-266.10 Bogut I., Has -Schon E., Cacic M.,et al. Linolenic acid supplementation in the diet of European catfish (Silurusglanis):Effecton growth and fatty acid composition. Journal ofApplied IchthyologyJ. 2002,18(1):1-6.

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28、et of Indian white prawn Penaeus indicus (HMilne Edwards). Indian Journal of Marine SciencesJ. 1998,27(3-4):402-406. 14 Kiron,V., Fukuda H., Takeuchi T. and Watabate T. Essential fatty acid nutrition and defence mechanisms in rainbow trout ,Oncorhynchus mykiss. Comp. Biochem. PhysiolJ. 1995,111:361-

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31、ietary docosahexaenoic acid is more optimal than eicosapentaenoic acid affecting the level of cellular defence responses of the juvenile grouper Epinephelus malabaricus. Fish & shellfish immunologyJ. 2003,14(3):223-238.20 Salinas I., Alberto C., Esteban M.A. et al. Dietary administration of Lact

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33、oils) in diets for European sea bass (Dicentrarchus labrax L.) over a long term growth study: Effects on muscle and liver fatty acid composition and effectiveness of a fish oil finishing diet. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular BiologyJ. 2006,145(3-4):389-399.

34、 22 Chim L., Lemaire P., Delaporte M., Moullac G. L.,Galois R.,and Martin J. L. Could a diet enriched with n-3 highly unsaturated fatty acids be considered a promising way to enhance the immune defences and the resistance of Penaeid prawns to environmental stress?. Aquaculture ResearchJ.2001, 32(2):9194.23 Lin Y.H. and Shiau S.Y. Dietary lipid