陈会琴,毕保良,2,胡 青,2
(1.云南农业大学 动物科学技术学院,高原渔业学院,云南 昆明 650201;
2.云南省高校高原渔业资源保护与可持续利用重点实验室,云南 昆明 650201)
盐度是影响广盐性鱼类生长发育的重要因子,当鱼类进入不同盐度的水体后,为了维持渗透压稳定,机体需通过主动运输的方式运输离子和水分,使机体对能量的需求增加,从而使机体的各项生理机能发生改变。有研究表明:环境盐度变化可对水产动物的肌肉品质[1-3]、血清生化指标[4-6]及血清激素[7-9]等造成重要影响,而水产动物可以通过改变血清离子浓度[10-11]以及鳃丝、肾脏和肠道的Na+-K+-ATP 酶活性[12-13]来适应环境盐度的改变,进而调节体内渗透压平衡。因此,利用环境盐度改变鱼体肌肉品质并研究鱼类对盐度的适应性,对养殖优质、健康鱼类具有重要意义。
罗非鱼(Oreochomis niloticus)属丽鱼科(Cichlaidae)罗非鱼属(Tilapia)鱼类,分布于湖泊、河流、小水沟甚至稻田。罗非鱼肉质鲜嫩、骨刺少,含有多种不饱和氨基酸和丰富的蛋白质,是当今中国乃至世界重点培养的淡水鱼类。虽然国内罗非鱼主要养殖于淡水,但其对盐度的适应范围较广,可生活在不同盐度的水体中。盐度驯化会影响罗非鱼的生长和肌肉品质[14-15]。适宜的盐度环境对罗非鱼的生长性能和肌肉品质至关重要。目前,淡水资源短缺,有效利用微咸水和海水进行水产养殖已成为克服淡水短缺的重要替代方案。有研究表明:海水或半咸水养殖的罗非鱼无泥腥味,肌肉的营养价值和感官特征明显优于淡水养殖[16-17]。因此,本研究探讨盐度对罗非鱼肉质、血清生化指标及Na+-K+-ATP 酶活性等综合指标的影响,旨在通过控制养殖水体的盐度进一步提高罗非鱼的经济价值,为罗非鱼的盐度驯化养殖提供一定的数据参考。
试验挑选无病无伤、生命力旺盛、体质量为(178.35±46.44) g 的罗非鱼(表1)放入驯养池暂养,水温控制在(28±2) ℃,每天9:00 和18:00 各投喂1 次配合饲料,暂养7~10 d 后进行盐度驯养试验。
表1 不同处理组罗非鱼的体质量和肌肉质量Tab.1 Body weight and muscle weight of tilapia in different treatment groups g
用海水晶调配,设置3 个盐度:0、12 和24,分别记为S0、S12和S24组,S12和S24盐度驯化组每2 d 提升2 个盐度(即S24盐度驯化组先升高盐度,待盐度升高至12 时,S12盐度驯化组再开始升高盐度),并在同一时间内升到最终设置盐度,此时记为0 d,之后再驯养12 d,采样时间分别记为0 和12 d。驯养期间,每天换水1 次,并补充曝气后盐度相同的自来水,换水后用盐度计(LYT-610,上海淋誉)检测水体盐度,维持设定盐度。每个盐度组设置3 个平行。
不同盐度驯化后的罗非鱼用100 mg/L 间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS-222)麻醉后采用尾动脉采血法采集血液,静置1 h 后,1 500 r/min离心30 min,取上清;
每个平行取3 条鱼,血清混合后用于测定各血清生化指标。采血后采集罗非鱼的鳃丝、肾脏和肠道组织,-80 ℃保存,用于Na+-K+-ATP 酶活性的测定。采集鱼体全部肌肉,用于采肉率的测定;
采集各驯化组背部同一部位肌肉,肌肉的长×宽×高分别为2.0 cm×1.0 cm×0.5 cm,用于质构指标的测定;
再采集另一侧背部肌肉,切成大小约为1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm 的均匀块状,用于感官指标的测定;
剩余的肌肉用于水分的测定。
1.3.1 采肉率和肌肉水分
采肉率根据公式计算:采肉率=采肉后获得的碎肉质量/采肉前鱼料原质量×100%;
肌肉水分的测定采用105 ℃恒重法[18]。
1.3.2 血清生化指标
罗非鱼血清葡萄糖、Na+、K+和Cl-水平的测定均按照南京建成试剂盒说明书进行;
皮质醇水平的测定按照鱼皮质醇酶联免疫分析(ELISA)试剂盒(上海酶联生物科技有限公司)说明书进行;
三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine,T3)、甲状腺素(thyroxine,T4)、游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)和游离甲状腺素(free thyroxine,FT4)水平的测定根据北京北方生物技术研究所有限公司试剂盒说明书进行。
1.3.3 Na+-K+-ATP 酶活性
称取鳃丝、肾脏和肠道组织0.2 g,加入该质量9 倍体积的生理盐水,冰浴匀浆后,1 000 r/min离心20 min,取上清液。各组织中Na+-K+-ATP酶活性的测定根据南京建成试剂盒说明书进行。上清液中蛋白的含量根据BCA 蛋白浓度测定试剂盒(北京酷来搏科技有限公司)说明书进行。
1.3.4 肉质
(1) 质构指标的测定:将肌肉断面的中心置于质构仪探头的正下方样品台上,选用的探头为P/36R,测前速率为1 mm/s,测中速率为1 mm/s,测后速率为5 mm/s,压缩比例为40%,测定肌肉硬度、弹性、粘聚性、胶着性、咀嚼性和回弹性等指标。
(2) 感官指标的测定[19]:通过比较部分肌肉的感官指标(包括肌肉的肉色、质地、易嚼、嚼碎、多汁、香味、残留和总体接受度等)评价不同盐度驯化后罗非鱼肌肉整体的品质。将同一驯化组采集的肉块作为同一批次放入同一锅内蒸熟,每组蒸煮时间一致,除盐以外不放任何调料。请18 名经过简单感官评价培训的测试员独自进行感官测评。测评方法参考沈秋霞等[20]和陈俊杰等[21]的方法,以10 分为满分,对各指标进行量化评分,评分方法见表2。
表2 罗非鱼肉质感官指标评价和评分Tab.2 Sensory indexes evaluation and score of tilapia muscle quality
数据采用SPSS 16.0 进行处理分析,采用单因素方差分析Tukey 法检验,P<0.05 为差异显著,P>0.05 为差异不显著。所有数据采用“平均值±标准差”表示。
由表3 可知:驯化12 d 后,不同盐度驯化对罗非鱼的采肉率无显著影响,但S24组的肌肉水分显著低于S0组(P<0.05)。
表3 不同盐度驯化对罗非鱼采肉率和肌肉水分的影响Tab.3 Effects of different salinity acclimation on the tilapia flesh content and muscle moisture %
由图1 可知:驯化0 d 后,不同盐度驯化组的血清游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)和甲状腺素(T4)、葡萄糖、皮质醇、Na+、K+和Cl-的水平与S0组均无显著差异,但三碘甲状腺原氨酸(T3)的水平显著高于S0组(P<0.05);
驯化12 d 后,不同盐度驯化组的FT4、T4、葡萄糖、Na+、K+和Cl-的水平与S0组均无显著差异,但S24组的FT3和T3水平显著高于S0组和S12组(P<0.05),S24组的皮质醇水平显著高于S0组(P<0.05)。
图1 不同盐度驯化对罗非鱼血清生化指标的影响Fig.1 Effects of different salinity acclimation on the serum biochemical indexes of tilapia
由图2 可知:不同盐度驯化罗非鱼0 和12 d,对肠道和肾脏Na+-K+-ATP 酶活性均无显著影响;
驯化0 d 后,S12组鳃丝Na+-K+-ATP 酶活性显著高于S0组和S24组(P<0.05);
驯化12 d 后,S24组鳃丝Na+-K+-ATP 酶活性显著高于S0组和S12组(P<0.05)。
图2 不同盐度驯化对罗非鱼Na+-K+-ATP 酶活性的影响Fig.2 Effects of different salinity acclimation on the Na+-K+-ATPase activity of tilapia
由表4 可知:不同盐度驯化0 和12 d,对罗非鱼肌肉的感官指标(肉色、质地、易嚼、嚼碎、多汁、香味、残留和总接受度)均无显著影响。由表5 可知:驯化0 d 后,不同盐度对罗非鱼肌肉的硬度、弹性和粘聚性均无显著影响,但罗非鱼肌肉的黏性、胶着性和咀嚼性均为S24组显著高于S0组(P<0.05),罗非鱼肌肉的回弹性表现为S12和S24组显著高于 S0组(P<0.05);
驯化 12 d后,不同盐度对罗非鱼肌肉的黏性、弹性、粘聚性和回弹性均无显著影响,但罗非鱼肌肉的硬度、胶着性和咀嚼性均为S24组显著高于S0组(P<0.05)。
表4 不同盐度驯化对罗非鱼感官指标评分的影响Tab.4 Effects of different salinity acclimation on the sensory indexes score of tilapia
表5 不同盐度驯化对罗非鱼质构指标的影响Tab.5 Effects of different salinity acclimation on the texture indexes of tilapia
盐度对鱼类是一种重要的环境因子,其变化对鱼体渗透压调节、能量代谢、摄食生长以及肌肉的生化成分都会产生一定的影响[22]。有研究发现:将斑点叉尾鮰(Ictalures punctatus)幼鱼驯化于不同盐度水体后,肌肉水分含量升高且在盐度3 和5 的环境中生长良好[23];
而急性和慢性盐度胁迫均不会改变马来西亚红罗非鱼(Oreochromis mossambicus×O.niloticus)的肌肉水分[24];
不同盐度驯化草鱼(Ctenopharyngodon idellus)后,其肌肉水分也无显著差异[25]。本研究发现:驯化罗非鱼0 d,对其肌肉水分无显著影响;
驯化12 d后,S24组肌肉水分含量显著低于S0组,但盐度对罗非鱼的采肉率无显著影响。因此,不同鱼类对环境盐度的适应能力不同,且驯化盐度与驯化时间的差异也会对肌肉水分造成不同程度的影响。本研究的罗非鱼经过驯化后能适应一定盐度的水体,而在高盐度环境下,罗非鱼体内的渗透压低于外界环境,导致驯化一段时间后鱼体内大量水分散失,进而造成肌肉水分含量下降。
鱼类生活于不适宜的盐度环境时,其机体产生不同程度的应激反应,进而引发一系列生理变化以维持内环境的稳定[8]。有研究发现:鱼类的早期发育、幼鱼的生长以及基础代谢等受甲状腺激素(THs)的调节,环境因子则可通过下丘脑—垂体—甲状腺轴调节一系列甲状腺激素的合成与转化[26]。同时,甲状腺激素还可以与皮质醇协同调控鱼类的生长发育、新陈代谢以及渗透压等[27]。本研究发现:环境盐度的改变可使罗非鱼产生一定程度的应激反应,如不同盐度驯化0 d,血清T3水平显著升高,但对血清T4、FT3、FT4和皮质醇水平无显著影响;
驯化12 d 后,S24组血清FT3、T3和皮质醇水平显著升高。同样地,驯化盐度升高或降低均会导致黄条鰤(Seriola aureovittata)血清T4水平升高[8];
在盐度驯化过程中,尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)血清T3水平出现不同程度的升高,待稳定后,血清T3水平均比对照组有所升高[28];
急性盐度胁迫下,军曹鱼(Rachycentron canadum)稚鱼血清中的皮质醇水平出现不同程度的波动[29];
低盐度暴露后,短时间内也会造成褐点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus)幼鱼血清皮质醇水平显著升高[30]。因此,大多数鱼类处于不适宜的环境盐度下,导致其机体产生一系列的应激反应,进而使血清甲状腺激素和皮质醇水平出现不同程度的升高。本研究发现:盐度升高后仅会导致血清T3水平升高,但罗非鱼长时间处于不适宜的盐度环境中,应激程度随之加强,进而导致血清FT3、T3和皮质醇水平都呈显著升高的趋势。
此外,鱼类对环境盐度变化的调节作用也可造成血清无机盐离子、血液渗透压、血糖和血脂发生改变,因此,这些血液生化指标可用于评价鱼类在不同环境下的健康状态和适应程度[6]。海水鱼类半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)幼鱼低盐驯化后,其血清葡萄糖水平随着盐度的降低而显著下降[31];
淡水鱼类花斑剑尾鱼(Xiphophorus maculatus)暴露于不同盐度中24 h 后,其血清葡萄糖水平随暴露盐度的升高而升高,但暴露96 h后,其血清葡萄糖水平在不同盐度组间无显著差异[32]。而广盐性鱼类罗非鱼在不同盐度下驯化0 和12 d 后,其血清葡萄糖、Na+、K+和Cl-水平均无显著的变化,说明不同鱼类对盐度的适应能力不同。有研究发现:将7 月龄俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedtii)幼鱼直接从淡水转到不同盐度的水体中96 h 后,其血清Na+和Cl-水平随盐度升高而增加,但在其渗透调节范围内,各处理组间各项指标与对照组相比差异不大[33]。因此,不同鱼类所处的环境盐度若在其渗透调节范围内,并不会造成血清离子水平的变化。
在盐度适应阶段,大量酶参与了鱼类的渗透调节过程,其中对渗透调节最重要的是Na+-K+-ATP 酶,该酶也是监测广盐性鱼类渗透调节过程的重要指标之一[34]。一些器官参与了这一系列的渗透调节过程,如鳃丝、肾脏和肠道[35]。鲻鱼(Mugil cephalus)饲养于不适应的盐度环境中,其鳃丝、肠道和肌肉中Na+-K+-ATP 酶活性均有不同程度的升高[36];
驯养42 d 后,广盐性鱼类大麻哈鱼(Oncorhynchus keta)幼鱼鳃中Na+-K+-ATP酶活性随着盐度的升高呈先升高后降低的变化趋势[37];
但盐度对洄游广盐性鱼类鳗鲡属(Anguilla)肾脏Na+-K+-ATP 酶活性的影响不显著[38]。本研究发现:盐度驯化0 和12 d 后,对罗非鱼肠道和肾脏Na+-K+-ATP 酶活性的影响均不显著,仅鳃丝的Na+-K+-ATP 酶活性随着驯化时间的不同而出现不同程度的波动,因此,对于广盐性鱼类罗非鱼而言,鳃丝主要参与其渗透调节,进而维持体内离子水平的稳定。经盐度驯化后,罗非鱼血清Na+、Cl-和K+含量无显著变化,表明罗非鱼逐渐适应了不同的盐度环境,使其渗透压维持在稳定范围内。
前期研究发现:盐度可以通过影响肌肉的组织学结构和氨基酸组成进而影响鱼类肌肉的品质和口感。肌肉质构参数则是通过模拟牙齿咀嚼食物的过程将肌肉的细嫩程度量化。对乌鳢(Channa argus)的研究发现:高盐度处理会使其肌纤维直径变小,而质构指标随着盐度的升高呈现出不同程度的改善[3];
关岛红罗非鱼(Oreochromisspp.)的肌肉咀嚼性在海水养殖模式下显著高于淡水养殖模式[39]。也有研究通过肌纤维密度和肌肉失水率描述盐度对鱼类肌肉品质的影响[2]。本研究发现:高盐驯化0 d 可影响罗非鱼肌肉的黏性、胶着性、咀嚼性和回弹性;
驯化12 d 后,高盐驯化组罗非鱼肌肉的硬度、胶着性和咀嚼性均不同程度升高,说明盐度可以通过影响肌肉的质构指标来影响罗非鱼的肌肉品质,进而影响肌肉口感。此外,本研究通过肉质感官的测评后发现,盐度驯化对罗非鱼肌肉的感官指标(肉色、质地、易嚼、嚼碎、多汁、香味、残留和总接受度)无显著影响。可见,盐度驯化对罗非鱼部分肌肉质构指标产生影响,但这种影响并不能被人们的感官所识别。
盐度为12 和24 的水体驯化罗非鱼0 和12 d后,可使其肌肉水分出现不同程度的下降,进而影响肌肉的部分质构指标,使其口感发生改变,但这种改变并不能通过人们的感官识别。此外,盐度驯化可造成血清应激激素(甲状腺激素和皮质醇)升高,但罗非鱼可以通过启动鳃丝Na+-K+-ATP 酶活性使血清各离子水平维持在稳定的状态。本研究为今后罗非鱼的盐度驯化养殖提供了一定的数据支持。
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