維生素C在魚類營養(yǎng)與飼料研究中的重要作用及應(yīng)用

動(dòng)

引言

在魚類的營養(yǎng)學(xué)研究中，對(duì)于維生素C需求的研究已有相當(dāng)?shù)某晒０~類對(duì)于維生素C與其衍生物需求的建立，魚類維生素C缺乏癥與維生素C對(duì)魚類生理功能的探討，以及魚類消化道中維生素C與其衍生物的代謝與利用。目前，魚類的維生素C營養(yǎng)研究方向，開始由維生素C營養(yǎng)需求的研究，進(jìn)一步著重于探討魚類維生素C的營養(yǎng)狀態(tài)對(duì)于魚類生理功能表現(xiàn)的影響，諸如：魚類對(duì)于不同型態(tài)維生素C衍生物的利用與比較，維生素C與其它營養(yǎng)素間的交互作用，維生素C對(duì)于魚類生殖、抗氧化、免疫反應(yīng)與抗病力的影響，以及維生素C與抗應(yīng)激激素相關(guān)性的研究等。

1維生素C的基本性質(zhì)

維生素C（Vc）,為己糖衍生物，為無色結(jié)晶可溶于水，具酸性，Vc易被堿性物質(zhì)（如氯化膽堿）和氧化劑破壞。能防治壞血酸病，故化學(xué)名稱為抗壞血酸（Ascorbic acid AA）。以兩種型態(tài)存在于生物體內(nèi)，一種為還原型（Ascorbic acid），另一種為氧化型（dehydroascorbic acid），兩者可以相互轉(zhuǎn)化，具有相同的生物活性，但若氧化成diketogulonic acid即失去生物活性。此外，維生素C也有L型和D型兩種異構(gòu)體，但僅L型對(duì)動(dòng)物有效。Vc是一種強(qiáng)還原劑，還原電位為+0.08V。直接參與魚體新陳代謝的氧化還原反應(yīng)，如NAD+→NADH，Pyruvate→Lactate , Acetoacetate→β-hydroxybutyrate等。

2魚類合成Vc的能力

許多陸生脊椎動(dòng)物如牛、羊、馬、豬、雞等體內(nèi)能合成 Vc，但靈長類動(dòng)物、豚鼠、印度果蝙蝠、某些鳥類和昆蟲等不能合成Vc。這是因?yàn)檫@些動(dòng)物體內(nèi)缺乏L-異葡萄糖氧化酶（古洛內(nèi)酯氧化酶）L-gulonolactone oxidase，該酶可以將L-異葡萄糖內(nèi)酯(L－gulonolactone)轉(zhuǎn)變3-酮基-L-異葡萄糖內(nèi)酯(3－keto-L-gulonolactone)，后者為Vc合成所必需。為了了解水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)合成Vc的能力，日本學(xué)者池田等人在鯉魚和鰣魚體內(nèi)注射D-葡萄糖-14C和D-葡萄糖醛酸內(nèi)酯-6-14C。經(jīng)過一段時(shí)間后，測定其內(nèi)臟VC的14C。結(jié)果表明：鯉魚和鰣魚能用上述糖為原料合成Vc，D-葡萄糖的第1位的14C主要進(jìn)入被合成的Vc的第6位，D-葡萄糖醛酸內(nèi)酯第6位的14C主要進(jìn)入被合成的Vc的第1位。由此證明：鯉魚和鰣魚具有合成Vc的能力。另外，據(jù)日本山田等人的測定，鯉魚、稚羅非魚、鯰魚肝胰臟中均具有L-異葡萄糖氧化酶的活性，因此說明這三種魚類自身具有合成Vc的能力,然而即使含有該種酶，能將D－glucurono－lactone轉(zhuǎn)變成Ascorbic acid的轉(zhuǎn)化率也各不相同，是否可以滿足自身需要尚是問題；而在虹鱒、琵琶湖鱒、香魚、鰻鱺、真鯛、羅非魚等體內(nèi)都未發(fā)現(xiàn)該酶，故這些魚可能難以或不能合成Vc（周明，2000）。因此，這也說明了有些魚種對(duì)于維生素C不足的飼料特別敏感，而有些魚種則只需添加少量的維生素C便可以得到較好的飼料利用率。事實(shí)上，多數(shù)魚類如果不能從飼料當(dāng)中獲得外源性的Vc，將很難維持魚體正常的生長發(fā)育,如香魚的Vc缺乏癥表現(xiàn)為食欲不振、鰓蓋下顎部損傷、鰭基部出血、頭部后方淤血、眼球突出等。

3維生素C的營養(yǎng)、生理功能

3.1. Vc對(duì)結(jié)締組織、骨骼、血管細(xì)胞間質(zhì)的形成，以及維持這些組織正常機(jī)能起著重要作用

這些作用的生化基礎(chǔ)是Vc參與膠原蛋白和粘多糖等物質(zhì)的合成以及維持體內(nèi)許多羥化酶活性。如膠原的合成首先由維生素C將脯氨酸（Proline）羥基化為羥脯氨酸（Hydroxy proline），再由羥脯氨酸合成膠原纖維，最后形成結(jié)締組織。因此這也是Vc可以促進(jìn)傷口愈合、骨骼發(fā)育的機(jī)理之所在。若體內(nèi)Vc不足，會(huì)影響脯氨酸的羥化和膠原纖維的合成，導(dǎo)致結(jié)締組織不正常，最終反映為魚的脊椎畸形、鰓蓋變形、血管薄脆、皮下和鰭根部出血等癥狀。如對(duì)溝鯰的研究表明，不含維生素C的基礎(chǔ)飼料組內(nèi)發(fā)現(xiàn)26 ％的脊柱畸形個(gè)體，原因是脊柱內(nèi)膠原含量顯著降低（Walter G. et al. ,1992）。又如Phromkunthony等在研究中提出，當(dāng)給斑馬魚飼以不同不含維生素C的餌料，雌、雄魚的缺乏癥主要表現(xiàn)在肝臟組織學(xué)上的差異。雄魚肝臟表現(xiàn)為脂質(zhì)的沉積，而雌魚則表現(xiàn)為肝細(xì)胞的體積的縮小，這可能是由于繁殖期的雌魚需要將脂質(zhì)沉積于卵內(nèi)，但是該研究沒有提供斑馬魚肝臟內(nèi)抗壞血酸的濃度的數(shù)據(jù)。另外，由于維生素C的缺乏，羥化酶的活性降低，也影響了苯丙氨酸和賴氨酸等的羥化反應(yīng)，導(dǎo)致生長緩慢。

3.2維生素C與其它維生素類和礦物質(zhì)物質(zhì)代謝的關(guān)系

（1）Tappel提出的假設(shè)，維生素C通過提供自由基來節(jié)約維生素E。維生素C可以降低魚類對(duì)缺乏維生素E的敏感性。

（2）活化葉酸也是維生素C的功能之一，參與Folice →folinic acid的過程。

（3）維生素C可以參與肉堿合成，而肉堿與脂肪的代謝是密不可分的，因此，維生素C具有間接促進(jìn)脂肪代謝的作用。

（4）維生素C與鈣的代謝有關(guān)，以蝦為例，維生素C不足時(shí)脫殼次數(shù)減少。又如鰻魚，長期維生素C的不足會(huì)導(dǎo)致對(duì)鈣的吸收利用率降低，當(dāng)血液中含鈣量不足時(shí)，鈣自骨骼移出以維持平衡，結(jié)果造成脊椎彎曲。

（5）維生素C將鐵離子由氧化狀態(tài)變成還原狀態(tài)，以幫助鐵質(zhì)的代謝，而鐵質(zhì)又是血紅素的重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)。所以維生素C可以間接影響血細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量。

3.3.抗壞血酸（Vc）的濃度與魚類繁殖的關(guān)系

（1） 性腺內(nèi)抗壞血酸的濃度的變化關(guān)系到配子的形成。盡管有研究表明，魚類處于繁殖期時(shí)，性腺內(nèi)的抗壞血酸濃度的變化不盡一致，如對(duì)鯉科魚類的研究表明，其性腺內(nèi)的抗壞血酸濃度是不斷增加的（Seymour，1981），而其它多數(shù)魚類是降低的，如對(duì)金鱸(Perca flavescens)（Dabrowshi & Ciereszko ，1996a）、鱈（Gadus morhua）（Sandnes & Braekkan，1981）和北洋鰈（Limanda limanda）(Saborowshi etal,1997)的研究結(jié)果與此一致。

（2） 含不同濃度抗壞血酸的飼料同樣會(huì)影響魚類性腺內(nèi)的抗壞血酸的濃度，如對(duì)鱈（Mangor-Jensen & Holm,1994）、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)(Blom & Dabrowski,1995)的研究。

（3） 雄魚與雌魚性腺內(nèi)的抗壞血酸濃度存在差異，并且其沉積是一種動(dòng)態(tài)的過程。

（4） 抗壞血酸可以有效地從卵黃轉(zhuǎn)移到仔魚體內(nèi)。有研究表明，在親魚的營養(yǎng)史中，卵和仔魚攜帶的卵黃內(nèi)的抗壞血酸濃度都顯著增加，而這些結(jié)果是有爭議的，有待進(jìn)一步研究。因?yàn)椋趯?duì)其它魚類的研究中發(fā)現(xiàn)，在胚胎發(fā)育過程和仔魚開口以前，抗壞血酸濃度大約有20－50％的下降。

3.4維生素C的抗脅迫、改善能量代謝和提高免疫力功能

環(huán)境脅迫會(huì)引起魚體內(nèi)分泌的變化。魚類嗜鉻組織和下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPI）對(duì)環(huán)境脅迫最為敏感。當(dāng)環(huán)境不良時(shí)，魚體血漿中皮質(zhì)醇、腎上腺素、去甲腎上腺素的濃度會(huì)迅速上升（Patino, et al.,1987;Brown,1993;Clearwater and Pankhurst,1997;Barnett and Pankhurst,1998）。如在鹽度脅迫下，魚類滲透壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)受到損害，造成體內(nèi)離子大量喪失（淡水魚類）或增加（海水魚類）。血漿中皮質(zhì)醇水平迅速增加，能刺激氯細(xì)胞的增加和提高Na-K+泵的活性，有助于魚類提高滲透壓調(diào)節(jié)能力(Bisbal and Specker,1991)。皮質(zhì)醇也刺激魚類體內(nèi)糖原、脂肪和蛋白代謝（Sheridan,1986;Van Weerd and Koman,1998）。目前，普遍認(rèn)為皮質(zhì)醇是影響代謝的主要因素。皮質(zhì)醇和兒茶酚胺類激素能夠抑制促進(jìn)生長類激素的分泌和活性（如甲狀腺激素）。而甲狀腺激素的減少可能會(huì)影響到由生長激素釋放因子（GRF）控制的生長激素（GH）的分泌（Luo and Mckeown，1991），從而影響魚類的生長。有報(bào)道皮質(zhì)醇能通過抑制蛋白質(zhì)合成和刺激激素蛋白分解來影響蛋白周轉(zhuǎn)（Houlinhan et al.，1993）。皮質(zhì)醇還能降低鮭（Oncorhynchus kisutch）肝臟和紅肌中脂肪及三酯酰甘油的含量，并提高脂肪酶的活性。而維生素C具有潛在的可以提高魚類對(duì)不良環(huán)境（如高密度、缺氧等）的抵抗能力。動(dòng)物體內(nèi)的腎上腺皮質(zhì)素的合成需要大量的維生素C，當(dāng)腺體受到類腎上腺激素的刺激時(shí)會(huì)立即把維生素C消耗掉，但是維生素C對(duì)于腎上腺皮質(zhì)素的機(jī)制目前未知，猜測可能是作為β－h(huán)ydroxylase的輔酶或作為電子供應(yīng)者。又如當(dāng)seabream（Sparus aurata）處于缺氧條件下，攝食不含維生素C的魚體內(nèi)表現(xiàn)出血糖的升高和血液內(nèi)皮甾醇cortisol變化幅度的增加(M.M.F.Henrique,et al.,1998)。由此可見，維生素C可以在一定程度上減少在魚類應(yīng)激條件下生理上受到的損害。

另外，維生素C可以參與肉堿合成，而肉堿與脂肪的代謝是密不可分的，因此，維生素C具有間接促進(jìn)脂肪代謝的作用，必然也引起能量代謝的改變。由此可見，飼料內(nèi)添加適當(dāng)?shù)木S生素C，可以彌補(bǔ)魚類應(yīng)激的維生素C的損失，增加脂肪代謝和蛋白質(zhì)的良性循環(huán)，改善能量代謝。

在養(yǎng)殖現(xiàn)場，尤其是換池及環(huán)境驟變后，添加維生素C對(duì)成活率有明顯的提高。又如魚體受傷后，維生素C可以促進(jìn)羥脯氨酸的合成而形成結(jié)締組織，從而加快傷口的愈合，也是維生素C抗脅迫作用之一。

環(huán)境脅迫會(huì)導(dǎo)致生物體免疫功能下降，對(duì)病原的敏感性增加，免疫器官如頭腎、脾等組織結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化（Ellsaesser and Clem，1986；Israeli and Kimmel，1998），免疫系統(tǒng)血液成分改變，包括白細(xì)胞(Leucocytopenia)、淋巴細(xì)胞(Limphopenia)和嗜中性粒細(xì)胞(Neutrophilia)的減少。經(jīng)過18小時(shí)運(yùn)輸以后，體外培養(yǎng)免疫細(xì)胞功能分析發(fā)現(xiàn)，魚體B細(xì)胞和T細(xì)胞喪失了對(duì)免疫原脂多糖（LPS）和伴刀豆蛋白（ConA）的反應(yīng)，造成體液免疫功能大幅度下降（Ellsaesser and Clem，1986）。環(huán)境脅迫影響機(jī)體免疫功能，主要是通過腎上腺皮質(zhì)激素的作用。血漿中的皮質(zhì)醇激素對(duì)免疫系統(tǒng)有抑制作用，造成血液中淋巴細(xì)胞和嗜堿性白細(xì)胞的減少，引起淋巴器官的萎縮，抑制細(xì)胞免疫（林海，1997）。人體內(nèi)的白血球是維生素C需求量最高的細(xì)胞，若供應(yīng)不足則白細(xì)胞無法發(fā)揮免疫功能。在魚類，維生素C對(duì)補(bǔ)體及血球凝集素有重要的影響，當(dāng)魚體受到病原感染時(shí)對(duì)維生素C的需求量增加；水中有病原體時(shí)，提高維生素C的供應(yīng)量可以降低病原體感染的機(jī)會(huì)。

維生素C可以提高機(jī)體的抗氧化能力，如谷胱甘肽的抗氧化能力與維生素C之間有著密切關(guān)系，并且有研究表明，當(dāng)老鼠體內(nèi)谷胱甘肽水平的降低可以刺激抗壞血酸鹽的合成（Martensson, Johannes & Meister, Alton，1992）。

另外，維生素C具有強(qiáng)肝解毒的功效。氧化酶是肝臟解毒作用的主要物質(zhì)，維生素C可以誘發(fā)氧化酶的活性，加強(qiáng)身體對(duì)異物、毒物、藥物的異化作用，此功能對(duì)于水源易受污染或下藥次數(shù)頻繁的地區(qū)如蝦池等非常重要。以銅為例，85g的鯉魚養(yǎng)殖在含銅量為0.05ppm的水中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組的內(nèi)臟（鰓、腎、腸管）和脊椎銅蓄集量較攝食添加維生素C的試驗(yàn)組高出許多，由此可知,維生素C抑制銅在體內(nèi)蓄集的作用。

維生素C除了上述的生物功能外，在水產(chǎn)界還有其它特殊的功能，如蝦體冷藏儲(chǔ)存時(shí)由于酪氨酸t(yī)yrosine的氧化而使蝦體變黑，添加維生素C作為抗氧化劑可防止蝦體顏色變黑。

3.5.維生素C對(duì)魚類促生長作用及其最適需求量的應(yīng)用研究

3.5.1維生素C的促生長作用

維生素C對(duì)魚類生長具有很大的影響，它所參與的生理代謝反應(yīng)非常廣泛，有些反應(yīng)是生物維持生命、生長所必需的，若因?yàn)榫S生素C的不足而使某些代謝循環(huán)中斷，最先表現(xiàn)出的是生理異常，此種現(xiàn)象發(fā)生在生長階段時(shí)即是生長受阻，而年齡愈小的個(gè)體代謝快，需求量則愈大。魚類這種對(duì)維生素C的需求量有隨年齡的增加而下降的明顯趨勢（但親魚階段除外），Yoshinaka與Yamamoto（1978）發(fā)現(xiàn)喂給小鱒魚（六周）缺乏維生素C的食物后出現(xiàn)生長緩慢及壞血癥，而較大的鱒魚（19個(gè)月）在相同的飼養(yǎng)條件下則無缺乏癥發(fā)生。另外，Li和Lovell（1984）認(rèn)為小鯰魚（10g/尾）至少需要飼料內(nèi)含有60mg/kg 維生素C才能維持正常的生長及骨骼發(fā)育，但體重為50g左右的鯰魚只需要30mg/kg。同時(shí)，鑒于抗壞血酸易于氧化的不穩(wěn)定性，改造后的不同型式的維生素C（包括抗壞血酸的各種鹽和抗壞血酸脂等）同樣具有生物活性，但同種和不同種魚類對(duì)維生素C的各種型式的利用卻情況不盡相同。如以六個(gè)梯度0、30、50、70、90和120mg/kg的維生素C鈉鹽或鎂鹽型式（Na-L-ascorbyl-2-monophosphate AA2MP-Na or Mg-L-ascorbyl-2-monophosphate AA2MP-Mg）飼喂雜交羅非魚hybrid tilipia Oreochromis niloticus × Oreochromis aureus，研究結(jié)果為:當(dāng)飼料內(nèi)含有大于38.97mg/kg 的AA2MP-Na或 22.92mg/kg的AA2MP-Mg時(shí)，這些魚的增重率顯著大于攝食不含維生素C的對(duì)照組。另外文章中還指出,在羅非魚對(duì)維生素C的需求中，AA2MP-Mg的有效性是AA2MP-Na的85％(Shi-Yen Shiau & Tsai-Shen Hsu,1999)。對(duì)溝鯰channel catfish（Ictalurus punctatus）的研究表明，投以不同水平的維生素C的鈉鹽或鎂鹽型式的飼料（效價(jià)后0、0.08、0.16、0.32、0.64mmol AA/kg），各添加組間增重、缺乏癥、骨骼膠原含量都沒有顯著差異，而不含維生素C的基礎(chǔ)飼料組的增重率較低（Walter G et al ,1992）。為尋求在紅海海水中養(yǎng)殖的Oreochromis spilurus幼魚對(duì)維生素C的最適需求量， Al-Amoudi（1992）等人使用0－500mgVc/kg的配合飼料進(jìn)行飼育實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該魚幼魚最佳的營養(yǎng)需求組是100－200mg的飼料組，而少于75mg/kg的飼料組均出現(xiàn)了一定的缺乏癥，其中對(duì)照組脊柱內(nèi)的膠原含量為31.8％，低于含維生素C 150mg/kg以上的各組，但是沒有出現(xiàn)脊柱畸形病例。Gilthead seabream(Sparus aurata)攝食200mgAA/kg餌料，其蛋白質(zhì)效率顯著高于攝食缺乏AA餌料（Henrique et al., 1998）。

3.5.2動(dòng)物體對(duì)維生素C最適需求量的獲得及測定方法

以上實(shí)驗(yàn)所采用的方法，多是沿用Harvle最先采用的方法，即固定其它營養(yǎng)因子，只考慮所要研究的營養(yǎng)因子，以其不同的梯度進(jìn)行飼育實(shí)驗(yàn)，從而獲得水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)該種營養(yǎng)因子最低和最適量，該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、快速、直觀，尤其是對(duì)缺乏癥的研究非常有效，但常常忽略了營養(yǎng)因子間的交互作用，所以通過該方法獲得的最適需求量，僅僅是在一種特定情況下（特定的營養(yǎng)組方和特定的環(huán)境條件如溫度、養(yǎng)殖密度）的最適需求量，只要其它營養(yǎng)因子改變，這一最適需求量往往就不再是最適的了。另外，由該種方法測得的最適需求是一種表觀的最適需求，其中最大生長速率和低成本是該種方法常用的指標(biāo)，結(jié)果導(dǎo)致該種方法所測得的最適需求量可能會(huì)較低。這是因?yàn)閯?dòng)物為了在種內(nèi)競爭中獲勝，動(dòng)用了體內(nèi)貯藏的該種營養(yǎng)物質(zhì)，以維持較大的生長，但完全有可能削弱和減少了該種營養(yǎng)物質(zhì)的其他生物學(xué)功能和用途。對(duì)維生素類的最適需求的研究結(jié)果就是如此，因?yàn)樗鷦?dòng)物該類營養(yǎng)因子需求本來就很少，但作用卻很大，所以這些營養(yǎng)因子稍有微量的變化就會(huì)引起嚴(yán)重的生理變化。因此就更要注意與該種維生素有相互作用的營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件的變化，才能更為精確地獲得水生動(dòng)物對(duì)其最適需求量。如當(dāng)養(yǎng)殖密度過大時(shí)或溫度較高，種內(nèi)競爭加劇，代謝加快，魚類很可能會(huì)動(dòng)用體內(nèi)儲(chǔ)備維生素C用來生長，提高競爭力，而減少了Vc在骨骼發(fā)育中的分配，以及削弱了Vc的免疫功能，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致身體畸形和免疫力低下等病癥，死亡率升高。這就是許多科研工作者為尋求更加適合水生動(dòng)物對(duì)不同營養(yǎng)因子的最適需求量的指標(biāo)而不懈努力的原因了。目前已經(jīng)有了較多新的評(píng)估指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)方法。對(duì)維生素的研究中，常用肝臟、腎臟、性腺、肌肉等組織內(nèi)的含量，以及肝臟等器官的組織學(xué)指標(biāo)來研究維生素的最適需求，例如鯰魚肝臟內(nèi)維生素C含量低于20μg/g時(shí)，則表示該魚正處于缺乏狀態(tài)。但這些指標(biāo)仍然存在一定問題和爭議，如測定方法的準(zhǔn)確性等。因此，做出最適需求評(píng)價(jià)之前，需要考慮多重問題，如魚的種類不同、同一種魚的不同生活史階段、體內(nèi)不同的代謝途徑和不同的貯存方式以及不同的環(huán)境條件等都是影響水生動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)最適需求量的重要因素。而建立營養(yǎng)因子在動(dòng)物體內(nèi)沉積動(dòng)力學(xué)模型則是至關(guān)重要的。而建立營養(yǎng)因子在動(dòng)物體內(nèi)沉積動(dòng)力學(xué)模型則是至關(guān)重要的。如在缺乏－→生長閾值—→生長－→儲(chǔ)備－→飽和－→過飽和（向其它型式的轉(zhuǎn)化甚至引起中毒）的沉積模型中，其中儲(chǔ)備－→飽和階段為最適需求階段，另外，用其它營養(yǎng)因子或環(huán)境因子干擾該模型，以觀其動(dòng)態(tài)變化是非常有理論和實(shí)踐意義的。

總之，隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，舊的結(jié)論會(huì)被更新甚至推翻，新的問題也會(huì)不斷地被提出，為了更好地發(fā)揮維生素C在魚類飼料中的作用，還有很多細(xì)致、深入的工作有待我們?nèi)ネ瓿伞?br>

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有的在治療魚病時(shí)會(huì)用上Vc，提高魚體的免疫力。

whpusjx2005

一切盡在不言中！