促生长、诱食、抗应激、调节肠道健康,这个神器在水产料中有大作用
一、什么是核酸和核苷酸
核酸也称多聚核苷酸,是由多个核苷酸聚合而成的生物大分子,包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类。核苷酸是由含氮的碱基、核糖或脱氧核糖、磷酸三种分子连接而成。碱基与糖通过糖苷键连成核苷,核苷与磷酸以酯键连成核苷酸。核根据碱基结构,核苷酸可分为胞苷酸(CMP)、尿苷酸(UMP)、腺苷酸(AMP)、鸟苷酸(GMP)、肌苷酸(IMP)等,它们广泛参与细胞构成、供能、脂肪代谢等生命过程,是体内不可缺少的重要成分。
二、核苷酸的体内合成
核苷酸合成途径有两条,即从头合成途径和补救合成途径。正常情况下,其核苷酸代谢池的维持依赖于肝脏中从头合成的核苷酸或利用食物中降解的核苷或碱基进行补救合成。近期的研究发现,动物生长代谢旺盛的组织和细胞,其合成核苷酸的能力有限或缺乏。因此,机体组织必须利用现有核苷酸以维持细胞分裂、生长,满足发挥某些特殊功能的需要。然而,当动物体处于快速生长、机体处于应激或肝脏损伤时,内源核苷酸将不能满足机体的需求时,补充外源核苷酸则显得尤为重要。可见,核酸是一种“条件性”必需营养元素。
三、饲料中核苷酸的物质来源及含量分布
核苷酸作为生物体内的一类重要化合物,主要来自内源合成及外源供给,外源核苷酸主要来自食物,食物中的核苷酸主要以核蛋白的形式存在。在动物器官、海产品、鱼粉以及豆科籽实中嘌呤、嘧啶、核酸、核苷酸的含量相对丰富,而在谷物籽实中含量一般较低。
鱼粉及相关饲料原料中的核苷酸含量,DatafromMateoandStein(2004)
Ingredient |
CMP |
AMP |
GMP |
UMP |
IMP |
总和 (mg/kg) |
|
大麦 |
Barley |
2 |
1 |
1 |
0 |
1 |
5 |
酪蛋白 |
Casein |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
玉米 |
Corn |
3 |
2 |
3 |
0 |
1 |
9 |
鱼粉 |
Fishmeal |
26 |
11 |
2 |
1 |
35 |
75 |
裸燕麦 |
Nakedoats |
3 |
3 |
3 |
1 |
1 |
11 |
喷雾干燥血浆蛋白粉 |
Plasmaprotein,spraydried |
2 |
2 |
2 |
0 |
1 |
7 |
喷雾干燥血球粉 |
Redbloodcells,spraydried |
0 |
44 |
3 |
2 |
6 |
55 |
大豆浓缩蛋白 |
Soyproteinconcentrate |
0 |
1 |
2 |
0 |
1 |
4 |
豆粕,44% |
Soybeanmeal,44% |
16 |
8 |
3 |
9 |
2 |
38 |
乳清粉 |
Whey,dried |
270 |
19 |
0 |
1 |
4 |
294 |
外源核苷酸存在于含细胞成分的饲料原料中,大多数原料中的核苷酸含量偏低。酵母作为应用最早、最广泛的微生物之一,当前工业化生产的酵母,其中核酸和核苷酸含量远高于常规的动植物原料,而酵母核酸类产品包含两大类:酵母水解物类产品和提纯产品。前者通过自溶或酶解、破壁释放、烘干等工艺,可获得核酸和核苷酸类含量5%-12%的产品;后者通过进一步提纯工艺(食盐法、混合盐法、表面活性剂法等),生产含量更高的酵母核苷酸类产品。酵母核苷酸是通过生物发酵等工艺获得的一类天然营养物质,不受机体排斥或引起任何毒副作用。
四、酵母核苷酸的生理作用
核苷酸作为小分子物质在动物体内发挥着重要作用,核酸进入胃肠道后在胰核酸酶、核酸酶及脱氧核糖核酸酶、多聚核酸酶的作用下分解成单核苷酸。游离核苷酸再被碱性磷酸酶、核苷酸酶水解成核苷,核苷进一步被核苷酶降解成嘌呤碱基或嘧啶碱基,最后经门静脉和肠黏膜细胞进入体内,发挥其重要的生理功能。
研究发现,料中添加核苷酸具有以下几个方面的生理作用:(1)有利于养殖动物的生长。(2)有利于养殖动物的肠道生长、发育及肠道有益微生物菌群的增殖。(3)有利于肝脏的生长及肝功能的发挥。饲料中添加外源核苷酸可加速肝脏对蛋白质和脂肪的合成,促进肝再生和受损肝的恢复,维持肝脏的正常生理功能。(4)有利于提高机体的免疫力和对疾病的抵抗力。(5)有利于提高机体抗氧化能力。(6)提高机体对环境的耐受性。
五、酵母核苷酸在水产上的研究
核苷酸作为DNA\RNA的组成部分,主要参与了细胞的复制过程。细胞复制与生长、组织发育和损伤修复有关。因此,核苷酸在生命的早期阶段十分重要,动物生长迅速,组织需要快速复制。更具体地说,一些关键系统直接受益于核苷酸的特性:免疫系统和消化系统。这两大系统对水产养殖动物的生长都非常重要:免疫系统保护机体不受疾病的影响,保证鱼体的健康生长,而消化系统可维持肠道的健康发育和和营养吸收,促进水产动物的生长。因此,这些系统越发达,水产动物的生长效率、抗病能力和存活率就会越好。
01
核苷酸对水产动物的生长调节作用
Borda等(2003)对有关日粮核苷酸在海洋鲤科幼鱼应用的研究.结果表明,外源性核苷酸能在鱼和甲壳类等水产动物的早期阶段促进生长。Person—LeRuyet等(1983)等对有关日粮核苷酸在海洋鲤科幼鱼应用的研究结果表明,外源性核苷酸能在鱼和甲壳类等水产动物的早期阶段促进其生长。研究表明,给大比目鱼幼鱼(约100mg/尾)投喂含次黄嘌呤的日粮(1.3%持续6d,0.13%持续45d),经过55d的饲喂试验,发现其生长率和存活率显著提高。除了次黄嘌呤,核苷酸代谢物对罗非鱼幼鱼和虹鳟也表现出促生长作用。
02
核苷酸对水产动物的化学诱食作用
研究表明,当用含次黄嘌呤0.77%的饲料饲喂大比目鱼幼鱼(约230mg/尾)10d和20d,其体重也能显著增加,研究报道,次黄嘌呤的促生长作用是由于在幼鱼阶段能改善饲料适口性,提高采食速度以减少营养物质过滤到水中或者在新陈代谢过程中起作用。Kubitza等(1997)曾报道饲料中添加2800mg/kg的次黄嘌呤核苷酸,能使试验组大口鲈鱼比对照组(主要为豆粕蛋白饲料)增强46%的采食量。因此次黄嘌呤核苷酸可视为水产饲料中替代鱼粉后较为重要的诱食剂来起到促采食作用。
03
饲料中的核苷酸对胃肠道的影响
饲料中的核苷酸对鱼类肠道组织具有多种作用,这些作用包括肠道生理调节、组织形态结构影响和微生态结构影响等。Burrells等发现,在饵料中添加0.3%外源核苷酸混合物(CMP、UMP、AMP、IMP、GMP各占0.2%)饲喂大西洋鲑(Salmosalar)3周后,其肠皱襞基底膜厚度和肠道表面积都有所增加,肠道褶皱高度明显提高(前肠和中肠皱襞高度提高分别为18.7%和18.0%,而后肠提高幅度最大,达21.4%)。因为肠道是机体重要的免疫器官,饲料中相当数量的核苷酸会保留在胃肠道组织结构中,饲料核苷酸对肠道粘膜的影响主要是影响肠道相关淋巴组织,这是核苷酸营养关注的重点。
04
核苷酸对水产动物的免疫能力及抗应激能力的影响
鱼类营养相关的研究表明,核苷酸能够增强养殖动物的应激能力,调节其先天性免疫和适应性免疫应答反应。王广军等(2006)在每吨饲料中分别添加0(对照)、172、344和516g酵母核苷酸,来饲养凡纳缤对虾60d,结果表明,饲料中添加酵母核苷酸可以显著提高凡纳缤对虾的增重倍数和降低饲料系数,提高其耐低氧和低温能力。Sakai等(2001)证明外源核苷酸能增加鲤鱼体内血清补体和溶菌酶活性及其巨嗜细胞的吞噬作用和肾脏超氧阴离子合成。
六、总结
核苷酸是半必需的营养物质,在鱼类和动物体内具有关键作用。核苷酸在某些特定的养殖阶段非常重要,尤其在需要细胞快速增值的阶段:幼苗期、病原菌感染和疾病高发期、肠道细胞损伤、外界胁迫期等。在此期间,常规原料中的核苷酸通常不能满足其正常生理需求。此外,在以豆粕等植物性蛋白源为主的低鱼粉饲料中,核苷酸的含量则更加匮乏。大多数试验研究证实,酵母作为自然界中核苷酸含量最为丰富的一类原料,在饲料中额外补充酵母核苷酸能促进水产养殖动物的摄食、生长和饲料利用,并提高其抗应激能力和免疫力。随着现代水产养殖业向规模化、集约化方向发展,养殖密度不断提高,要求水产动物快速生长。因此,在饲料中额外添加核苷酸就显得尤为重要。