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酵母核苷酸在水產(chǎn)上的應(yīng)用研究
一、什么是核酸和核苷酸
核酸也稱多聚核苷酸，是由多個(gè)核苷酸聚合而成的生物大分子，包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩大類。核苷酸是由含氮的堿基、核糖或脫氧核糖、磷酸三種分子連接而成。堿基與糖通過糖苷鍵連成核苷，核苷與磷酸以酯鍵連成核苷酸。核根據(jù)堿基結(jié)構(gòu)，核苷酸可分為胞苷酸(CMP)、尿苷酸(UMP)、腺苷酸(AMP)、鳥苷酸(GMP)、肌苷酸(IMP)等，它們廣泛參與細(xì)胞構(gòu)成、供能、脂肪代謝等生命過程，是體內(nèi)不可缺少的重要成分。
二、核苷酸的體內(nèi)合成
核苷酸合成途徑有兩條，即從頭合成途徑和補(bǔ)救合成途徑。正常情況下，其核苷酸代謝池的維持依賴于肝臟中從頭合成的核苷酸或利用食物中降解的核苷或堿基進(jìn)行補(bǔ)救合成。近期的研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物生長(zhǎng)代謝旺盛的組織和細(xì)胞，其合成核苷酸的能力有限或缺乏。因此，機(jī)體組織必須利用現(xiàn)有核苷酸以維持細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)，滿足發(fā)揮某些特殊功能的需要。然而，當(dāng)動(dòng)物體處于快速生長(zhǎng)、機(jī)體處于應(yīng)激或肝臟損傷時(shí)，內(nèi)源核苷酸將不能滿足機(jī)體的需求時(shí)，補(bǔ)充外源核苷酸則顯得尤為重要?？梢?，核酸是一種“條件性”必需營(yíng)養(yǎng)元素。
三、飼料中核苷酸的物質(zhì)來源及含量分布
核苷酸作為生物體內(nèi)的一類重要化合物，主要來自內(nèi)源合成及外源供給，外源核苷酸主要來自食物，食物中的核苷酸主要以核蛋白的形式存在。在動(dòng)物器官、海產(chǎn)品、魚粉以及豆科籽實(shí)中嘌呤、嘧啶、核酸、核苷酸的含量相對(duì)豐富，而在谷物籽實(shí)中含量一般較低。
魚粉及相關(guān)飼料原料中的核苷酸含量，DatafromMateoandStein(2004)
Ingredient
CMP
AMP
GMP
UMP
IMP
總和
（mg/kg）
大麥
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
魚粉
Fishmeal
26
11
2
1
35
75
裸燕麥
Nakedoats
3
3
3
1
1
11
噴霧干燥血漿蛋白粉
Plasmaprotein,spraydried
2
2
2
0
1
7
噴霧干燥血球粉
Redbloodcells,spraydried
0
44
3
2
6
55
大豆?jié)饪s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細(xì)胞成分的飼料原料中，大多數(shù)原料中的核苷酸含量偏低。酵母作為應(yīng)用最早、最廣泛的微生物之一，當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)的酵母，其中核酸和核苷酸含量遠(yuǎn)高于常規(guī)的動(dòng)植物原料，而酵母核酸類產(chǎn)品包含兩大類：酵母水解物類產(chǎn)品和提純產(chǎn)品。前者通過自溶或酶解、破壁釋放、烘干等工藝，可獲得核酸和核苷酸類含量5%-12%的產(chǎn)品；后者通過進(jìn)一步提純工藝（食鹽法、混合鹽法、表面活性劑法等），生產(chǎn)含量更高的酵母核苷酸類產(chǎn)品。酵母核苷酸是通過生物發(fā)酵等工藝獲得的一類天然營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不受機(jī)體排斥或引起任何毒副作用。
四、酵母核苷酸的生理作用
核苷酸作為小分子物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮著重要作用，核酸進(jìn)入胃腸道后在胰核酸酶、核酸酶及脫氧核糖核酸酶、多聚核酸酶的作用下分解成單核苷酸。游離核苷酸再被堿性磷酸酶、核苷酸酶水解成核苷，核苷進(jìn)一步被核苷酶降解成嘌呤堿基或嘧啶堿基，最后經(jīng)門靜脈和腸黏膜細(xì)胞進(jìn)入體內(nèi)，發(fā)揮其重要的生理功能。
研究發(fā)現(xiàn)，料中添加核苷酸具有以下幾個(gè)方面的生理作用:(1)有利于養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)。(2)有利于養(yǎng)殖動(dòng)物的腸道生長(zhǎng)、發(fā)育及腸道有益微生物菌群的增殖。(3)有利于肝臟的生長(zhǎng)及肝功能的發(fā)揮。飼料中添加外源核苷酸可加速肝臟對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪的合成，促進(jìn)肝再生和受損肝的恢復(fù)，維持肝臟的正常生理功能。(4)有利于提高機(jī)體的免疫力和對(duì)疾病的抵抗力。(5)有利于提高機(jī)體抗氧化能力。(6)提高機(jī)體對(duì)環(huán)境的耐受性。
五、酵母核苷酸在水產(chǎn)上的研究
核苷酸作為DNARNA的組成部分，主要參與了細(xì)胞的復(fù)制過程。細(xì)胞復(fù)制與生長(zhǎng)、組織發(fā)育和損傷修復(fù)有關(guān)。因此，核苷酸在生命的早期階段十分重要，動(dòng)物生長(zhǎng)迅速，組織需要快速?gòu)?fù)制。更具體地說，一些關(guān)鍵系統(tǒng)直接受益于核苷酸的特性:免疫系統(tǒng)和消化系統(tǒng)。這兩大系統(tǒng)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)都非常重要:免疫系統(tǒng)保護(hù)機(jī)體不受疾病的影響，保證魚體的健康生長(zhǎng)，而消化系統(tǒng)可維持腸道的健康發(fā)育和和營(yíng)養(yǎng)吸收，促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。因此，這些系統(tǒng)越發(fā)達(dá)，水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)效率、抗病能力和存活率就會(huì)越好。
01
核苷酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)作用
Borda等(2003)對(duì)有關(guān)日糧核苷酸在海洋鯉科幼魚應(yīng)用的研究．結(jié)果表明，外源性核苷酸能在魚和甲殼類等水產(chǎn)動(dòng)物的早期階段促進(jìn)生長(zhǎng)。Person—LeRuyet等(1983)等對(duì)有關(guān)日糧核苷酸在海洋鯉科幼魚應(yīng)用的研究結(jié)果表明，外源性核苷酸能在魚和甲殼類等水產(chǎn)動(dòng)物的早期階段促進(jìn)其生長(zhǎng)。研究表明，給大比目魚幼魚(約100mg/尾)投喂含次黃嘌呤的日糧(1.3％持續(xù)6d，0.13％持續(xù)45d)，經(jīng)過55d的飼喂試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其生長(zhǎng)率和存活率顯著提高。除了次黃嘌呤，核苷酸代謝物對(duì)羅非魚幼魚和虹鱒也表現(xiàn)出促生長(zhǎng)作用。
02
核苷酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的化學(xué)誘食作用
研究表明，當(dāng)用含次黃嘌呤0.77％的飼料飼喂大比目魚幼魚(約230mg/尾)10d和20d，其體重也能顯著增加，研究報(bào)道，次黃嘌呤的促生長(zhǎng)作用是由于在幼魚階段能改善飼料適口性，提高采食速度以減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過濾到水中或者在新陳代謝過程中起作用。Kubitza等(1997)曾報(bào)道飼料中添加2800mg/kg的次黃嘌呤核苷酸，能使試驗(yàn)組大口鱸魚比對(duì)照組(主要為豆粕蛋白飼料)增強(qiáng)46%的采食量。因此次黃嘌呤核苷酸可視為水產(chǎn)飼料中替代魚粉后較為重要的誘食劑來起到促采食作用。
03
飼料中的核苷酸對(duì)胃腸道的影響
飼料中的核苷酸對(duì)魚類腸道組織具有多種作用，這些作用包括腸道生理調(diào)節(jié)、組織形態(tài)結(jié)構(gòu)影響和微生態(tài)結(jié)構(gòu)影響等。Burrells等發(fā)現(xiàn)，在餌料中添加0.3%外源核苷酸混合物(CMP、UMP、AMP、IMP、GMP各占0.2%)飼喂大西洋鮭(Salmosalar)3周后，其腸皺襞基底膜厚度和腸道表面積都有所增加，腸道褶皺高度明顯提高(前腸和中腸皺襞高度提高分別為18.7%和18.0%，而后腸提高幅度最大，達(dá)21.4%)。因?yàn)槟c道是機(jī)體重要的免疫器官，飼料中相當(dāng)數(shù)量的核苷酸會(huì)保留在胃腸道組織結(jié)構(gòu)中，飼料核苷酸對(duì)腸道粘膜的影響主要是影響腸道相關(guān)淋巴組織，這是核苷酸營(yíng)養(yǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。
04
核苷酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的免疫能力及抗應(yīng)激能力的影響
魚類營(yíng)養(yǎng)相關(guān)的研究表明，核苷酸能夠增強(qiáng)養(yǎng)殖動(dòng)物的應(yīng)激能力，調(diào)節(jié)其先天性免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答反應(yīng)。王廣軍等（2006）在每噸飼料中分別添加0（對(duì)照）、172、344和516g酵母核苷酸，來飼養(yǎng)凡納繽對(duì)蝦60d，結(jié)果表明，飼料中添加酵母核苷酸可以顯著提高凡納繽對(duì)蝦的增重倍數(shù)和降低飼料系數(shù)，提高其耐低氧和低溫能力。Sakai等(2001)證明外源核苷酸能增加鯉魚體內(nèi)血清補(bǔ)體和溶菌酶活性及其巨嗜細(xì)胞的吞噬作用和腎臟超氧陰離子合成。
六、總結(jié)
核苷酸是半必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在魚類和動(dòng)物體內(nèi)具有關(guān)鍵作用。核苷酸在某些特定的養(yǎng)殖階段非常重要，尤其在需要細(xì)胞快速增值的階段：幼苗期、病原菌感染和疾病高發(fā)期、腸道細(xì)胞損傷、外界脅迫期等。在此期間，常規(guī)原料中的核苷酸通常不能滿足其正常生理需求。此外，在以豆粕等植物性蛋白源為主的低魚粉飼料中，核苷酸的含量則更加匱乏。大多數(shù)試驗(yàn)研究證實(shí)，酵母作為自然界中核苷酸含量最為豐富的一類原料，在飼料中額外補(bǔ)充酵母核苷酸能促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的攝食、生長(zhǎng)和飼料利用，并提高其抗應(yīng)激能力和免疫力。隨著現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)模化、集約化方向發(fā)展，養(yǎng)殖密度不斷提高，要求水產(chǎn)動(dòng)物快速生長(zhǎng)。因此，在飼料中額外添加核苷酸就顯得尤為重要。
直播預(yù)告
3月15日晚上19：30，安琪酵母股份有限公司攜手水產(chǎn)前沿+云課，特邀安琪酵母股份有限公司水產(chǎn)技術(shù)總監(jiān)楊凡帶來 《酵母活性物質(zhì)賦能水產(chǎn)健康養(yǎng)殖暨新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)》的主題分享。歡迎大家觀看。
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