富含α-山竹素的提取物纳米乳液与天然游离氨基酸混合物对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）生长性能、免疫功能、肠道微生物群及疾病抵抗力的协同作用

《Fish & Shellfish Immunology》：Synergistic effects of α-mangostin-rich extract nanoemulsion and a natural free amino acid mixture on growth performance, immune function, intestinal microbiota, and disease resistance in Nile tilapia ( Oreochromis niloticus)

协同效应研究：纳米乳液（NEM）与游离氨基酸（FAA）组合对尼罗 tilapia生长、免疫及肠道健康的影响。通过8周饲喂试验发现，NEM+FAA组显著提升终末体重、增重率、特定生长率及肌肉产量，降低饲料转化率，同时增强血清生化指标、消化酶活性及抗S. agalactiae病能力。肠道显微分析显示绒毛高度和杯状细胞密度增加，菌群多样性提升。

　　本研究探讨了从 Garcinia mangostana（山竹）果皮中提取的富含 α-山竹素的纳米乳剂（NEM）与天然游离氨基酸混合物（FAA）在尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）中的协同作用。研究重点在于评估这两种成分对鱼体生长性能、免疫功能、基因表达、消化酶活性、肠道形态、肠道微生物群落以及抗病能力的影响。实验过程中，360 条健康的尼罗罗非鱼被分为四个不同的饲料组：对照组、NEM（10 g/kg）、FAA（10 g/kg）以及 NEM+FAA（5 g/kg 各自）。经过 8 周的喂养试验，NEM+FAA 饲料组的鱼在最终体重、体重增益、特定生长率、饲料转化率和去骨肉率方面均表现出显著提升（P < 0.05）。此外，还观察到血清生化参数的改善和消化酶及抗氧化酶活性的增强。基因表达水平方面，与生长和免疫相关的 GH、GHR2、IGF-II、IL-1β、IL-6 和 IL-8 基因的表达显著上升。组织学分析显示，肠道绒毛高度、肌层厚度和杯状细胞密度均有所提高。肠道微生物群落分析表明，微生物组成变得更加多样化，有益菌的比例显著增加。在 Streptococcus agalactiae 挑战实验中，NEM+FAA 组的存活率最高，达到 57.78%，相对存活率（RPS）为 47.22%。这些结果表明，NEM+FAA 的组合能够有效提升鱼体的生长、免疫能力和抗病能力，为可持续的尼罗罗非鱼水产养殖提供了一种功能性的饲料补充方案。

水产养殖业在全球人口增长的背景下，扮演着至关重要的角色，为人们提供丰富的蛋白质和必需的微量及宏量营养素。尽管面临环境挑战，水产养殖仍被视为满足日益增长需求的可持续替代方案。近年来，水产养殖的产量持续上升，对全球经济产生了重要影响。2020 年，全球水产养殖产量超过了 12260 万吨，总价值达到 2815 亿美元。这一增长反映了水产养殖作为关键经济部门的重要性，同时也突显了其在全球粮食安全中的作用。随着消费者对可持续和安全食品需求的增加，水产养殖活动也在不断扩大。目前，泰国是全球领先的水产养殖国家之一，过去十年平均每年的水产动物产量约为 976205 吨，预计这一趋势将持续上升。然而，传染性疾病仍然是水产养殖业面临的主要挑战之一，常常导致农民的经济损失。为了缓解这些问题，农民通常依赖药物和化学物质。然而，使用抗生素来治疗水产动物的细菌感染可能会引发严重的担忧，包括抗生素耐药性和有害残留物在动物及环境中的积累。因此，草药和植物作为替代饲料添加剂，正逐渐受到关注。这些植物富含具有治疗作用的植物化学物质，能够提供与合成药物或抗生素相似的效果。许多植物含有具有促进生长、增强免疫功能、减少炎症和抑制致病微生物的生物活性化合物。

尼罗罗非鱼是泰国淡水水产养殖中最重要的经济鱼类之一，因其快速生长、优良的口感和天然的抗病能力而被广泛养殖。在泰国，2021 年的尼罗罗非鱼及其产品年产量超过了 210000 吨，市场价值超过 3 亿美元，并且 2022 年的趋势继续上升。近年来，Streptococcus agalactiae（B 族链球菌）已成为尼罗罗非鱼养殖中的重要威胁，导致广泛的疾病爆发和农民的严重损失。因此，植物和水果提取物、益生菌和益生元等替代方法已被用于防止鱼类感染。在水产养殖中，膳食补充剂的应用正变得越来越重要，不仅有助于维持鱼的健康，还满足了消费者对安全和可持续食品的需求。

山竹被称为“水果之王”，因其甜美的香气和高营养价值而受到重视。山竹果皮富含抗氧化剂，如黄酮类化合物，特别是 α-山竹素。这些化合物具有强大的抗氧化、抗炎、抗菌和免疫调节作用。此外，山竹果皮还含有其他具有抗菌、抗炎和抗癌作用的植物化学物质。传统上，山竹果皮被用于泰国传统医学中，治疗炎症、腹泻、霍乱和痢疾。在水产养殖研究中，基于山竹提取物的纳米乳剂已被证明在提高尼罗罗非鱼的生长性能、增强免疫功能以及提高对 Aeromonas veronii（创伤弧菌）的抵抗力方面具有良好的效果。此外，山竹果皮制剂在幼鱼的 A. hydrophila（霍乱弧菌）感染中也表现出良好的效果。随着纳米科学和纳米技术的发展，人们开始探索提高生物活性化合物稳定性、生物利用度和抗菌效果的新途径。在水产养殖中，纳米乳剂作为一种先进的递送系统，能够将营养物质、药物或功能性化合物分散成微小的液滴，通常尺寸在 20 到 200 纳米之间。这种纳米级的尺寸提高了这些化合物在鱼类中的溶解性、稳定性和吸收效率，从而增强了营养和治疗效果的传递。纳米乳剂由油、水和表面活性剂组成，形成一种清澈且稳定的液体，其结构由表面活性剂膜维持。它们特别适合于封装水溶性和脂溶性物质。尽管基于山竹提取物的纳米乳剂已被证明能够抑制 Aeromonas veronii 并刺激非特异性免疫反应，但之前的研究也报告了与标准山竹提取物或对照饲料相比，生长性能和存活率的下降。这表明纳米配方可能会以影响活性成分的生物利用度或代谢利用的方式，从而影响生长结果。尽管 α-山竹素被广泛认为具有广泛的生物活性，但大多数水产养殖研究都仅考察了粗制山竹提取物或其纳米乳剂形式，而没有单独提取或标准化 α-山竹素。因此，α-山竹素在改善鱼类生理和免疫反应中的具体作用和效果仍不明确。同样，游离氨基酸混合物虽然被证明能够促进生长和消化酶活性，但尚未在与生物活性植物化学物质的纳米配方结合的情况下进行评估。基于此，本研究旨在评估膳食中的 NEM 和 FAA 对尼罗罗非鱼的协同作用，特别是在生长、血液参数、消化酶活性、抗氧化酶活性、肠道形态、免疫基因表达、肠道微生物群落以及抗病能力方面的影响。这种结合方法克服了以往研究的局限性，将营养补充与目标化的纳米递送系统相结合，为功能性饲料的开发提供了新的视角，支持了可持续水产养殖的发展。我们假设 NEM 和 FAA 的组合能够发挥互补作用，提高营养物质的利用效率、免疫调节能力和微生物平衡，从而改善生长性能和对 Streptococcus agalactiae 的抗病能力。

实验过程中，所有尼罗罗非鱼均来自泰国乌东省的一家商业养殖场，并在乌东内陆水产养殖研究与开发中心的大型水泥池（7 × 10 × 1.5 立方米）中适应了 14 天。试验开始前，这些鱼被喂食由泰国正大食品公司生产的粗蛋白含量为 32% 的商业饲料。本研究遵循泰国的相关伦理规范。试验期间未记录任何鱼的死亡情况。与对照组相比，补充 NEM 和 NEM+FAA 的饲料组在最终体重、体重增益、特定生长率、平均日增重和蛋白质效率比方面均表现出显著提高（P < 0.05），而饲料转化率则显著低于对照组（P < 0.05）。体脂指数、体长指数和去骨肉率等身体指标也显示出积极的变化。这些数据表明，NEM 和 FAA 的添加能够有效改善鱼体的生长状态和营养利用效率。此外，研究还发现，NEM+FAA 的组合能够提高血清中的关键生化指标，如血糖、总蛋白、白蛋白和球蛋白水平，以及血液中的免疫相关指标，如免疫球蛋白和补体水平。这进一步支持了 NEM+FAA 对鱼类生理和免疫系统的积极作用。

在消化酶活性方面，NEM+FAA 饲料组的胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性均显著高于对照组。这表明，NEM 和 FAA 的组合能够有效促进鱼类的消化功能，提高营养物质的吸收和利用效率。此外，抗氧化酶活性方面，NEM+FAA 饲料组的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性均显著提高，表明其能够增强鱼类的抗氧化能力，从而提高其对环境应激和病原体的抵抗力。在肠道形态方面，NEM+FAA 饲料组的肠道绒毛高度和肌层厚度均显著提高，而杯状细胞密度也有所增加。这些变化表明，NEM 和 FAA 的组合能够改善鱼类的肠道结构，增强其吸收和防御能力。在肠道微生物群落方面，NEM+FAA 饲料组的微生物多样性显著提高，有益菌的比例增加，而有害菌的比例减少。这表明，NEM 和 FAA 的组合能够促进肠道微生物的平衡，提高鱼类的健康水平。

在抗病能力方面，NEM+FAA 饲料组在 Streptococcus agalactiae 挑战实验中表现出最高的存活率，达到 57.78%，相对存活率（RPS）为 47.22%。相比之下，对照组的存活率仅为 25.56%，RPS 为 20.44%。NEM 饲料组的存活率为 43.33%，RPS 为 34.44%，而 FAA 饲料组的存活率为 38.89%，RPS 为 30.44%。这些数据表明，NEM+FAA 的组合在提高鱼类抗病能力方面具有显著优势。在病理学分析中，NEM+FAA 饲料组的鱼在感染后表现出更少的组织损伤，而对照组和 FAA 饲料组的鱼则显示出明显的病理变化。这进一步支持了 NEM+FAA 对鱼类免疫系统的增强作用。

本研究的结果表明，NEM 和 FAA 的组合能够有效提高尼罗罗非鱼的生长性能、免疫功能和抗病能力。这种组合不仅能够改善鱼类的生理和免疫状态，还能够促进肠道微生物的平衡，提高消化酶的活性，增强抗氧化能力，从而提高鱼类的整体健康水平。此外，NEM 和 FAA 的协同作用可能有助于提高鱼类对病原体的抵抗力，减少抗生素的使用，从而降低抗生素耐药性和有害残留物的风险。这些发现为开发基于天然成分的饲料补充剂提供了新的思路，同时也为可持续水产养殖的发展提供了科学依据。通过结合山竹提取物的纳米乳剂和游离氨基酸混合物，可以实现更高效的营养传递和免疫增强，从而提高鱼类的健康和生产性能。未来的研究可以进一步探讨 NEM 和 FAA 的最佳配比，以及其在不同养殖环境中的应用效果，以优化其作为功能性饲料补充剂的潜力。

此外，本研究还发现，NEM 和 FAA 的组合能够显著改善鱼体的血液参数，包括血红蛋白、红细胞计数、白细胞计数和血小板计数。这些参数的变化表明，NEM 和 FAA 的添加能够促进鱼类的血液循环和免疫调节，提高其整体健康水平。在肠道屏障功能方面，NEM+FAA 饲料组的肠道黏膜层厚度和完整性均显著提高，这表明其能够增强肠道屏障功能，减少病原体的侵入和感染风险。在免疫基因表达方面，NEM+FAA 饲料组的 GH、GHR2、IGF-II、IL-1β、IL-6 和 IL-8 基因的表达均显著提高，表明其能够激活生长和免疫相关的信号通路，提高鱼类的生长和免疫能力。这些数据进一步支持了 NEM 和 FAA 的协同作用在改善鱼类生理和免疫功能方面的有效性。

在实际应用中，NEM 和 FAA 的组合可以作为功能性饲料补充剂，用于尼罗罗非鱼的养殖。这种组合不仅能够提高鱼的生长性能，还能增强其免疫功能和抗病能力，减少抗生素的使用，从而降低抗生素耐药性和环境污染的风险。此外，NEM 和 FAA 的组合还可以提高鱼类的消化酶活性，促进营养物质的吸收和利用，提高饲料转化率。这些优势使得 NEM+FAA 成为一种有前景的饲料补充方案，能够满足消费者对安全和可持续食品的需求。在水产养殖中，使用这种组合可以提高鱼的健康水平，减少疾病的发生，提高养殖效益，促进水产养殖业的可持续发展。

本研究的结果为水产养殖业提供了一种新的视角，即通过结合天然成分和纳米技术，可以开发出更高效的饲料补充方案。NEM 和 FAA 的组合能够改善鱼类的生理和免疫状态，提高其抗病能力，减少抗生素的使用，从而降低抗生素耐药性和环境污染的风险。此外，这种组合还能够提高鱼类的消化酶活性，促进营养物质的吸收和利用，提高饲料转化率。这些发现表明，NEM 和 FAA 的协同作用在水产养殖中具有重要的应用价值。未来的研究可以进一步探讨 NEM 和 FAA 的最佳配比，以及其在不同养殖环境中的应用效果，以优化其作为功能性饲料补充剂的潜力。通过这些研究，可以为水产养殖业提供更科学的饲料配方，提高鱼类的健康水平和生产性能，促进可持续发展。

综上所述，NEM 和 FAA 的组合在尼罗罗非鱼的生长、免疫功能和抗病能力方面表现出显著的优势。这种组合不仅能够改善鱼类的生理状态，还能增强其免疫能力，提高抗病能力，减少抗生素的使用，从而降低抗生素耐药性和环境污染的风险。此外，NEM 和 FAA 的组合还能够提高鱼类的消化酶活性，促进营养物质的吸收和利用，提高饲料转化率。这些发现为水产养殖业提供了一种新的饲料补充方案，能够满足消费者对安全和可持续食品的需求。通过结合山竹提取物的纳米乳剂和游离氨基酸混合物，可以实现更高效的营养传递和免疫增强，提高鱼类的健康和生产性能。未来的研究可以进一步探讨 NEM 和 FAA 的最佳配比，以及其在不同养殖环境中的应用效果，以优化其作为功能性饲料补充剂的潜力。这些研究不仅有助于提高水产养殖的效率，还能够促进可持续发展，为全球粮食安全做出贡献。