CN115316555B - 一种消除鲫鱼体内重金属镉的饲料 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种消除鲫鱼体内重金属镉的饲料，其包含5‑10％的桑叶或桑叶粉。本申请的饲料不仅能保证鲫鱼的营养需求还能有效加快鲫鱼体内重金属镉的消除，降低鲫鱼体内重金属的含量，为优化鲫鱼饲料配制技术提供新思路。

Description

一种消除鲫鱼体内重金属镉的饲料

发明领域：

本发明涉及饲料领域，特别涉及一种消除鲫鱼体内重金属镉的饲料配方。

背景技术：

随着环境污染的加剧，各种污染物都会汇集到水环境中，比如重金属镉。镉(Cadmium)被世界卫生组织列为第一位优先研究的重金属污染物，其污染已成为全球面临的一个严重环境问题。镉在我国河流和湖泊中的浓度为1.12-8μg/L(李永丽和刘静玲,2009)，在一些工业污染区甚至超过0.8mg/L(董璟琦等,2015)，远远高于国家渔业水质标准(≤0.5ug/L)。镉污染严重影响了我国水产品的质量和安全，例如2012年1月广西龙江河段重金属镉含量超标80倍，严重威胁到沿岸及下游的水产品质量和水质安全(王俊能等,2019)。鱼类是水生态系统中一个重要的生态类群，其体内重金属含量直接影响水产品的质量安全。申请人前期研究了重金属镉在鱼体内的富集代谢，结果表明镉在鱼体内很容易富集，对人类食品安全存在较大隐患。

我国是世界上最大的桑树种植国，有极大的桑叶资源优势和开发前景(王芳等，2015)。桑叶中富含多种活性物质，如多糖、黄酮、生物碱等，具有降血糖、降脂、降血压、抗氧化等多种生理功能，自2001年以来备受联合国粮农组织(FAO)的重视。近二十年来，中外学者围绕桑叶的营养成分及其饲用价值，桑叶饲喂动物的饲养体系及其饲养效果等进行了广泛研究。目前，桑叶在反刍动物、猪、鸡等饲料中的应用已有较多报道，结果均表明桑叶中丰富的功能活性成分能够影响动物的营养物质代谢。然而，有关桑叶在鱼类饲料中的应用研究国内外的报道较少。

鲫鱼作为我国重要的经济鱼类，具有很高的营养价值和保健功能，在全国范围内均有大面积养殖。鲫鱼为杂食性，有研究表明重金属在鱼体内的富集和食性相关，杂食性的鱼类重金属含量比草食性的高，更容易富集重金属。

发明内容

发明人拟在利用桑叶蛋白质等营养成分的同时，充分利用桑叶天然活性物质，结合当前生产实践中高密度集约化养殖和水质污染严峻易使养殖鱼类出现重金属富集的特点，研究饲料中添加桑叶对鲫鱼生长性能和重金属消除的影响，以期为桑叶的开发利用积累更多的资料，同时为优化水产饲料配制技术提供新思路。

一方面，本申请提供了一种消除鲫鱼体内重金属镉的饲料，其包含桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物。

进一步的，其包含5-10％的桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物。

进一步的，其包含5％的桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物。

另一方面，本申请提供了桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物在制备降低鱼体内重金属含量的饲料中的应用。

进一步的，所述鱼为鲫鱼。

进一步的，所述重金属为镉。

进一步的，所述降低鱼体内重金属含量为降低鱼肝脏和肌肉中的重金属含量。

进一步的，所述桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物在所述饲料中的含量为5-10％。

进一步的，所述桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物在所述饲料中的含量为5％。

进一步的，所述饲料中还包含鱼粉、豆粉、面粉、鱼油、大豆油、维生素添加剂、矿物质添加剂、DL-蛋氨酸。

如无特殊说明，本申请中的百分数含量均为重量百分数含量。

本申请中的桑叶或桑叶粉来源不局限于具体的桑树种类，可药用或者饲用的桑科桑属植物均可以使用。

本领域技术人员可以饲料、中药、天然药化领域已知的方法来加工桑叶以获得桑叶粉或者桑叶提取物，所述方法包括但不限于粉碎、冷冻干燥；水提、醇提等提取物制备方法；以及蜜、炒、蒸等炮制方法。

本申请中的桑叶、桑叶粉或者桑叶提取物含量不限于上述数值范围，本领域技术人员可以依据动物种类、重金属污染程度、饲料中的其他成分以及桑叶的提取情况选用不同的含量，例如1-50％。

本申请的饲料可用于各种鱼类、特别是淡水鱼类，包括但不限于鲫鱼、鲤鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、罗非鱼、鳜鱼、青鱼、鲥鱼、鳊鱼、黑鱼、鳝鱼、鲶鱼等。

本申请中所述的重金属元素包括但不限于镉、铅、汞、砷、镉、镍、铜等。

鱼类由于水体污染等原因体内会积累重金属元素，累积重金属元素的部分包括但不限于肌肉、肝脏、肾脏、脑等神经组织，其中肌肉属于主要食用部分，肝脏属于多数重金属浓度最高的累积器官而最受关注。

本申请的饲料中除桑叶和桑叶粉之外的其他成分不限于鱼粉、虾粉、豆粉、面粉、藻粉、蚕蛹粉、酵母粉、鱼油、大豆油、酒糟、麦胚、麸皮、维生素添加剂、矿物质添加剂、氨基酸添加剂如DL-蛋氨酸等以及鲜活饲料，其他可用于鱼饲料的成分本领域技术人员可以依据鱼种类、生长阶段、价格等因素常规选用。具体实施方式部分的表1给出了几种饲料的配方，但这些配方不作为对实施本申请的限制。本申请中饲料可以混合使用，或者将各种成分单独或分组后分别使用。

本申请中的饲料制备方法不限于实施方式部分所列方法，各种饲料领域已知可用的干燥、粉碎、混合、成型、质量控制、包装方法本领域技术人员均可以根据饲料成分和所需形式选用。

有益效果：

本发明设计一种消除鲫鱼体内重金属镉含量的配方，该配方不仅能保证鲫鱼的营养需求还能有效加快鲫鱼体内重金属镉的消除，降低鲫鱼体内重金属的含量，为优化鲫鱼饲料配制技术提供新思路。

探讨了不同比例桑叶添加对鲫鱼生长性能和肌肉品质的影响，探明了桑叶作为鲫鱼饲料添加剂的可行性及其适宜的比例；通过在饲料中添加桑叶研究对鲫鱼重金属残留的影响，有助于解决生产实践中高密度集约化养殖和水质污染严峻易使养殖鱼类出现重金属富集的问题，有益于人类食品安全；以产学研相结合方式研究桑叶种养殖农业产业化及农副产品精深加工技术，促进渔业资源利用与生态保护有机结合。

研究结果表明，配方里面不仅可通过添加适宜比例的桑叶，还可以添加桑叶提取物达到类似效果，主要是因为桑叶里面含有一些抗氧化物质，可以增强机体解毒能力和代谢能力，从而达到降低体内重金属含量和减少对机体的毒性效应，这种功能性饲料配方不仅有利于水产品质量的提高，还有利于水产行业的持续健康发展。

附图说明

图1A：1μg/L镉暴露鲫鱼肝脏富集曲线；

图1B：1μg/L镉暴露鲫鱼肌肉富集曲线；

图1C：10μg/L镉暴露鲫鱼肝脏富集曲线；

图1D：10μg/L镉暴露鲫鱼肌肉富集曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例详述本发明，但本发明的保护范围不局限于以下实施例。

实施例1饲料配方和制备方法

表1饲料配方

表2饲料营养成分分析

制作流程：

(1)准备：准备好各种器材、做好标签、根据配比计算出每种饲料的各原料称取量并做好记录；

(2)原料过筛：除了液体油类，其他原料在称量之前都要过40目筛。其可使饲料更易成型并可提高消化吸收率；

(3)称取原料：根据事先计算好的数据称取好所有原料；

(4)混合原料：先检查混料机是否异常、干净，确定完好后即可倒入称好的所有原料，安好机器盖子，接通电源，开始混料；

(5)加水：混料结束后，取出原料加水揉和(参照和面的方式)，通常1000克原料加450-500毫升水；

(6)制粒：将揉和好的料放入制粒机上方的槽内，将料按压紧凑，搅动手柄即可流出颗粒状饲料。下方用做好相应标记的托盘接住流出的饲料，并不断移动托盘，以防饲料堆积粘结；

(7)干燥：将托盘盛好饲料放入烘箱中干燥，温度一般设置为48-50℃；

(8)过筛：将烘干的饲料取出，先过8目筛，再过18目筛。过8目筛是为去除过大的颗粒，过18目筛是为了漏掉细碎粉末；

(9)装袋：将过完筛的饲料装袋，并贴好相应的标签(注明饲料名称、类型、日期等)；

(10)整理：做完后，收好剩下的原料，将器具清洗干净并放回原味，关闭相应电源，将桌面大扫干净，带走垃圾；

注意事项：

(1)称量前每种原料(除液体以外)都必须过40目筛；

(2)所用的每个托盘都必须做好相应的标签；

(3)称取原料时，因为原料种类过多，每称好一种就要做好记录，以防多称漏称。如果做的饲料不止一种，应称完一种饲料的所有原料再称取另一种，以防出错；

(4)液体油类原料需放在最后称取；

(5)加水时不能一次性加完所有的量，可先加规定量的一半，再慢慢加，边加水边揉和，防止过湿黏结成团，不易制粒(1kg料加450～500ml水)；

(6)使用混料机时，要检查机器的盖子是否安装完好，再确定好之后，实验人员要远离机器再接通电源，以防出现安全事故；

(7)制粒时，要移动托盘，不能堆积过厚；

(8)烘干后的饲料不能直接装袋，必须过筛，先过8目后过18目取中间规格；

(9)装袋时应在封口袋外面贴好相应的标签(注明饲料种类，日期)。

实施例2本申请的饲料对于不同浓度镉暴露对鲫鱼肝脏和肌肉的富集动力学特征的影响

设置3个暴露水平(0、1和10μg/L)，桑叶粉添加比例(0％、5％、10％)通过4周暴露实验和4周消除实验，探讨不同浓度镉暴露对鲫鱼肝脏和肌肉的富集动力学特征的影响，

试验鲫鱼购自某养殖场，幼鱼体长为(10.36±1.23)cm，体重为(14.47±0.56)g。采用分析纯CdCl₂·2.5H₂O(纯度≥99.5％)，用去离子水配成浓度为10gL^-1Cd的母液。曝气自来水为对照组，通过在曝气自来水中加入适量母液用于配置试验所需浓度。

养殖试验在室内养殖系统中进行。试验前挑选2160尾体格健壮，大小均匀的鲫鱼驯化1周，日投喂基础饲料3次，死亡率低于5％，方可用于正式试验。试验设置3个暴露水平(0、1和10ug/L)，桑叶粉添加比例(0％、5％、10％)。正式试验前停食24h，挑选体格健康活泼、规格一致的试验鱼随机分配到27个养殖缸(100L)中，将试验鱼随机随机分为9组，每组3个重复，每缸80尾。日投喂量为鱼体重的3-5％，日投喂3次(上午8:00-9:00，中午12：00-13:00，下午16:00-17:00)。参照OECD305鱼类重金属富集试验方法，开展4周的富集试验和4周的消除试验，每隔24h更换暴露液。每隔7天取样(10尾鱼)用于检测实验鱼的体长、体重、肝脏重等指标，同时取其肌肉和肝脏保存于-80℃冰箱中，用于测定相关指标。组织冷冻干燥后经微波消解，采用ICP-MS检测组织中重金属含量。同时，换水前后采用ICP-MS检测水体中重金属镉浓度。

主要研究结果如下：

1)桑叶粉添加对鲫鱼存活和生长的影响

整个试验期间，对照组和实验组的存活率都在98％左右，无显著性差异(p>0.05)。暴露吸收阶段，对照组、1μg/L和10μg/L的体重分别为4.6±0.6g、4.5±0.2g、3.7±0.7g。与对照组相比，1μg/L实验组无显著影响，但10μg/L组的体重显著减少(p<0.05)。消除阶段，1μg/L和10μg/L的体重与对照组相比无显著影响(p>0.05)(表1)。

表1镉暴露吸收阶段和消除阶段鲫鱼幼鱼的生长

2)镉在鲫鱼肝脏和肌肉中的富集动力学特征

镉在鲫鱼肝脏和肌肉中的富集都存在时间效应和浓度效应，即随着暴露时间的延长和暴露浓度的增加镉的含量增加，但富集存在组织差异性，镉在肝脏中的含量大于在肌肉中的含量。第4周暴露结束时，1μg/L和10μg/L暴露组肝脏镉的含量分别为2.85±0.02和37.52±1.48μg/g干重，肌肉组织中，镉的含量分别为0.27±0.02和0.92±0.03μg/g干重。消除阶段，不同浓度镉暴露组都是在第一周下降迅速，之后变得缓慢。第8周试验结束时，1μg/L和10μg/L暴露组肝脏镉的含量分别为0.12±0.02和0.61±0.03μg/g干重，肌肉组织中，镉的含量分别为0.27±0.02和0.92±0.03μg/g干重(图1)。

不同浓度镉暴露鲫鱼肝脏和肌肉的富集动力学参数如表2所示。肝脏吸收速率常数(k₁)在1μg/L和10μg/L Cd暴露组中分别为0.187和0.157，在肌肉组织中分别为0.06和0.03。肌肉消除速率常数(k₂)在1μg/L和10μg/L Cd暴露组中分别为0.04和0.038，在肌肉组织中分别为0.032和0.017。肝脏生物富集因子(BCF)在1μg/L和10μg/L Cd暴露组中分别为4.775和4.13，在肌肉组织中分别为1.97和1.76。肝脏生物学半衰期(t_1/2)在1μg/L和10μg/LCd暴露组中分别为17.329和18.240，在肌肉组织中分别为21.661和40.773。

表2不同浓度镉暴露鲫鱼肝脏和肌肉的富集动力学参数

3)桑叶粉添加对鲫鱼重金属镉消除动力学的影响

消除阶段，通过一线动力学模型模拟得到不同比例添加条件下的消除速率如表2所示。结果表明在低浓度组镉(1μg/L)暴露，桑叶粉添加能显著提高肝脏和肌肉组织的消除速率，尤其以5％桑叶粉添加效果最佳。但高浓度组镉(10μg/L)暴露，桑叶粉添加对两种组织的消除速率没有显著影响(P＞0.05)。

表3不同比例桑叶粉添加对鲫鱼重金属镉消除动力学的影响

Claims (3)

1.桑叶粉作为唯一有效成分在制备降低鲫鱼体内重金属镉含量的饲料中的应用，所述桑叶粉在所述饲料中的含量为5％。

2.根据权利要求1所述的应用，其中所述降低鲫鱼体内重金属含量为降低鲫鱼肝脏和肌肉中的重金属含量。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其中所述饲料中还包含鱼粉、豆粉、面粉、鱼油、大豆油、维生素添加剂、矿物质添加剂和DL-蛋氨酸。