膳食补充螯合矿物质和Eryngo(Eryngium planum)叶粉:对虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)生长性能、消化酶、免疫反应以及皮肤黏液抗菌活性的影响
《Animal Feed Science and Technology》:Dietary supplementation of chelated minerals and Eryngo (
Eryngium planum) leaf powder: Effects on growth performance, digestive enzymes, immune responses, and skin mucus antibacterial activity in rainbow trout (
Oncorhynchus mykiss)
编辑推荐:
•螯合矿物质(0.5克/千克)显著提高了虹鳟鱼的生长性能•添加Eryngo的螯合矿物质增强了黏液的杀菌活性•与仅使用螯合矿物质相比,较高剂量的Eryngo并未提高生长性能引言全球水产养殖产量正在迅速增长(FAO,2024年),内陆水产养殖通过利用循环水养殖系统(RAS)可以发挥重
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螯合矿物质(0.5克/千克)显著提高了虹鳟鱼的生长性能
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添加Eryngo的螯合矿物质增强了黏液的杀菌活性
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与仅使用螯合矿物质相比,较高剂量的Eryngo并未提高生长性能
引言
全球水产养殖产量正在迅速增长(FAO,2024年),内陆水产养殖通过利用循环水养殖系统(RAS)可以发挥重要作用,这种系统在控制环境条件下能够高效利用水资源并提高产量。在RAS中,鱼类完全依赖人工饲料(Thurstan & Roberts,2014年),并且通常以更高的密度进行饲养。在生产周期中,鱼类不可避免地会遇到各种压力,包括运输、处理和分级,这可能会使它们变得不那么适应环境变化,并更容易感染疾病。然而,未被消耗的饲料和粪便中含有相对较高的有机物和矿物质含量,可能会降低水质并引发环境问题。
在现代水产养殖中,功能性饲料中含有旨在满足目标物种营养需求的添加剂,以促进生长、增强免疫能力、抗氧化能力和抗不良环境及疾病的能力(Bharathi等,2019年;Dawood等,2018年;Encarna??o,2016年)。药用植物因其对鱼类生长性能、免疫力和疾病抵抗力的积极影响而被广泛研究(Reverter等,2021年)。药用植物含有酚类化合物、多酚、生物碱、醌类、萜类、凝集素和多肽等生物活性成分,为抗生素提供了天然、安全和经济的替代品(Tadese等,2022年)。本研究选择了伞形科植物Eryngo(Eryngium planum),因为它在人类医学中有多种用途,如利尿剂、止痛剂和抗炎剂,在民间烹饪中也用作开胃菜。Eryngo叶子含有氯原酸、3,4-二羟基苯乙酸和迷迭香酸等酚酸,以及山柰酚、槲皮素和阿斯特拉甘素等黄酮类化合物(Kikowska等,2022年)。当前的研究是一个广泛筛选项目的一部分,并未单独分析本实验中使用的Eryngo叶粉中的主要成分。据我们所知,目前还没有关于在鱼类饲料中使用Eryngo叶粉的报道。
微量元素是饲料中的另一种成分,在所有生物体的多种关键代谢过程中起着重要作用,缺乏矿物质会导致生长、繁殖和健康受损(Vinod,2015年)。然而,水生动物可以从周围水中吸收矿物质(Lall & Kaushik,2021年)。微量元素,包括锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)和铁(Fe),是酶和激素的必需成分,作为辅因子和/或激活剂,参与广泛的生物过程(Lall & Kaushik,2021年)。关于鱼类确切的矿物质需求信息有限;因此,商业饲料中通常添加了无机矿物质混合物,其用量往往超过实际需要。在鱼类营养学中,无机矿物质盐(如硫酸盐、氧化物、碳酸盐和磷酸盐)的生物利用度通常低于有机矿物质来源,因为矿物质可能会与饲料成分中的抗营养因子(ANFs)和其他成分相互作用。因此,引入了螯合矿物质以提高动物(包括猪、鸡(Paik,2001年)和鱼类(Lall & Kaushik,2021年)对必需矿物质的生物利用度和吸收。
多项研究评估了不同螯合矿物质在鱼类中的应用(Hernández等,2012年;Wekell等,1983年;Yarahmadi等,2022年;Zhang等,2022年)。Apines-Amar等人指出,螯合形式的锰(Mn)和锌(Zn)更容易被虹鳟鱼吸收和保留,同时还能增强其抗氧化能力(Apines-Amar等,2004年)。有机铜对幼年石斑鱼(Epinephelus malabaricus)的体重增长和饲料转化率有提升作用(Lin等,2010年)。在白鲑(Huso huso)的饲料中添加锌-蛋氨酸可以改善生长性能、免疫力和抗氧化酶活性(Mohseni等,2021年)。此外,螯合矿物质可以抵御矿物质抑制剂(Ashmead,1992年);因此,在虹鳟鱼的饲料中添加螯合锌源可以通过剂量依赖性调节多种氧化应激相关基因来增强其抗氧化防御系统(Meiler等,2021年)。在Labeo rohito中,添加0.5克/千克的螯合矿物质显著提高了鱼类体内铜(Cu)、锰(Mn)、铁(Fe)和锌(Zn)的保留量(Shah等,2021年)。Shah等人(2021年)还报告称,喂食螯合矿物质的鱼类比喂食无机矿物质的鱼类具有更好的饲料利用率和整体生长性能。在我们之前的研究中,使用了螯合矿物质源(BonzaFish?),成功替代了饲料中50%的矿物质预混合物,而且与药用植物混合物联合使用效果最佳(Rashidian等,2023年)。
基于这些发现以及我们在药用植物和螯合矿物质方面的经验,本研究评估了在商业饲料中添加0.5克/千克螯合矿物质源(BonzaFish?)以及不同剂量(5克/千克、10克/千克和20克/千克)的Eryngo叶粉对虹鳟鱼生长的影响,以测试联合补充是否能带来更好的效果。本研究评估了饮食补充对虹鳟鱼生长性能、消化酶、血液学指标、先天免疫反应、抗氧化参数和皮肤黏液抗菌活性在8周饮食补充后的影响。我们假设:(i)螯合微量元素相比对照组饲料能改善生长性能和健康指标;(ii)添加不同剂量的Eryngo叶粉比单独补充矿物质具有额外的好处。
小节摘要
植物与矿物质
Eryngo是从伊朗吉兰省野外采集的,其叶子经过分离、清洗后,在阴凉处室温下干燥一周。干燥后,使用电动草药研磨机(中国深圳MAYBAO)将叶子研磨成均匀的粉末,并存放在+4°C下备用。螯合矿物质饲料添加剂由BonzaFish?生产,从伊朗德黑兰的Sodour Ahrar Shargh公司购买。Eryngo叶粉的添加量为5克/千克、10克/千克和20克/千克。
生长性能
表1显示了喂食不同补充剂的虹鳟鱼在8周内的生长参数。结果显示,在体重(FW)、饲料转化率(FCR)和特定生长率(SGR)方面,喂食0.5克/千克BonzaFish?的鱼组表现最佳。所有实验组的饲料转化率(FCR)均低于对照组,其中BF组的值最低,其次是E5组。CF和SR的结果也是如此,对照组的值最低。
讨论
研究结果表明,0.5克/千克的螯合矿物质显著提高了虹鳟鱼的生长性能和饲料转化率。在螯合矿物质的基础上添加Eryngo并未进一步提高生长性能,而较高剂量的Eryngo反而降低了生长效果。然而,5克/千克的Eryngo添加量提高了淀粉酶活性、呼吸爆发能力以及A. hydrophila的体外皮肤黏液抗菌活性,而没有显著影响全身免疫系统。
结论
在虹鳟鱼商业饲料中添加0.5克/千克的螯合矿物质可改善生长性能和饲料转化率,并降低血清ALT、AST、葡萄糖和甘油三酯水平。在螯合矿物质的基础上再添加5克/千克的Eryngo叶粉进一步提高了淀粉酶活性、呼吸爆发能力和A. hydrophila的体外皮肤黏液抗菌活性,但并未改善生长性能;更高剂量的Eryngo(10克/千克和20克/千克)添加量也未能带来额外益处。
伦理声明
本研究遵循ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究得到了欧洲共同体关于用于科学目的的动物保护的指令的批准(批准编号2010/63/EU)。
概念构思:G.R.和M.Z.;方法学:G.R.、H.T.和M.Z.;数据管理:G.R.;数据分析:G.R.;资金获取:G.R.和V.S.;项目管理:G.R.和V.S.;验证:G.R.和V.S.;写作和初稿准备:G.R.、M.Z.和H.T.;审稿和编辑:所有作者。
在准备本工作时,作者使用了ChatGPT来验证和改进语法及段落结构。作者根据需要审稿和编辑内容,并对发表的文章负全责。
实验程序遵循欧洲共同体关于用于科学目的的动物保护的指令(编号2010/63/EU)进行。
(Adineh等,2020年;Akinyemi等,2018年;Banadaky等,2021年;Council,2011年;Esmaeili等,2017年;Foysal等,2019年;Gatlin III和Wilson,1984年;Khodabandeh等,2005年;Mehrabi和Firouzbakhsh,2020年;Mehrabi等,2020年;Satoh等,1987年;Subasinghe,2017年;Watanabe等,1980年;WORZ,2004年;Y?lmaz等,2019年)
本研究得到了捷克共和国教育、青年和体育部的财政支持,项目编号为OP JAK – Aquaculture for Future(CZ.02.01.01/00/23_021/0012616)。
Ghasem Rashidian:写作 – 审稿与编辑、初稿写作、可视化、验证、监督、软件应用、方法学设计、数据管理、概念构思。Vlastimil Stejskal:写作 – 审稿与编辑、初稿写作、验证、监督、资源管理、项目管理、资金获取、概念构思。Hamidreza Tabibi:初稿写作、方法学设计、数据管理。Mahyar Zare:写作 – 审稿与
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系:Vlastimil Stejskal报告称获得了捷克农业部的财务支持。如果还有其他作者,他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
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