20世纪60年代,就有了鱼类对引诱剂反应的电生理记录,并形成了一套成熟的确定诱食活性物质的方法,90年代以来关于鱼类嗅觉生理和味觉生理的研究已达到分子水平。我国在诱食剂的研究方面进行较多的是传统捕钓用天然饵料,如蚯蚓、青蛙、蛆、中草药等诱食活性的研究。
1.诱食机理的研究
Jones (1991)认为,水产动物的摄食过程大致分为个阶段:起始阶段——发觉或意识到食物的刺激和存在;寻找阶段——寻找食物刺激的位置,并朝向食物,引起食 欲,表现出吞咽、咬食物动作;摄食阶段——摄入食物并判断食物的适口性、可食性,以食物的摄入为标志。产生上述反映的生理基础是嗅觉、味觉和视觉等的生理 作用,嗅觉是距离感受器、探寻食物源的方位;味觉是接触感受器,能探究(辨别)食物(王吉桥,1994)。视觉主要是形态感受器,感受食物形态特征的刺 激,如颗粒大小、形状、硬度、光泽、颜色等而引起的感应。而饲料中溶出物成分的化学刺激,通过动物的嗅觉器官如鱼类鼻夹中的嗅觉上皮,味觉器官如,咽腔、 鳃耙、食道等器官组织中的味蕾而使饲养水产动物的食欲增强,摄食量增大,摄食时间缩短等。但不同食性的鱼类其所喜好的气味有所不同,有的刺激其摄食,有的 不引起反应,甚至有的拒食。为此,诱食的原理就是基于动物有选择性采食行为,根据动物的特别嗜好,通过利用动物嗅觉,味觉本能的气味印记(遗传、认识后记 忆),把这种嗜好的“偏嗜指数”运用到配合饲料中引诱采食。饲料中诱食剂通过动物的嗅觉、味觉、器官,如口咽腔、鳃耙、食道等器官组织中的味蕾而使鱼、虾 的食欲增强,摄食量增大,摄食时间缩短等达到诱食目的(王吉桥,1994)。研究发现,鱼虾诱食剂的类型与鱼虾食性有关。一般来说,肉食和杂食性鱼类对碱 性和中性物质较敏感,而草食性鱼类则对酸性物质较敏感。
2.水产诱食剂种类
2.1.生物碱
甜菜碱是甜菜加工副产品中提取的甘氨酸甲基丙酯,其可参加氨基酸的合成和协同作用,同时它具有甜味和鱼虾敏感的鲜味,对鱼类和甲壳类动物的嗅觉和味觉均有强烈的刺激作用,有很强的诱食效果,可以促进鱼类生长,降低饵料系数。苷氨酸三甲丙脂是一种天然生物碱化合物,性质稳定,能耐200℃以下高温,无毒,易溶于水,掺入饲料中不影响其它维生素的效价。因其具有独特的鱼腥味和蛋白质甜味,对水产动物产生强烈的诱食作用并形成嗜好性,芬兰糖业公司是首先生产销售饲用甜菜碱的公司。
甜菜碱不仅和蛋氨酸、胆碱一样,都具有提供甲基的作用,而且具有提高消化酶活性(同希柱等,1994), 促进新陈代谢的作用。据报道,甜菜碱对大西洋鲑、虹鳟、菱体兔牙鲷、箭齿鲽鱼、海鳗鱼以及甲壳类中的对虾等均具有良好的诱食作用(陈丽文等,1992)。 美国有报道称0.5%~1.5%的甜菜碱对所有鱼类和甲壳类的味觉和嗅觉都有强烈的刺激作用。原粉用于养鱼,添加量为0.2%~0.3%,诱捕野生鱼添加 量为0.4%(蔡春芳等,1998)。用甜菜碱作为诱食剂,罗氏沼虾摄食同等饵料摄食时间可缩短近一半,虹蹲的增重速度及饵料转化率可提高10% ~30%。此外,它的诱食作用还表现在与一些氨基酸具有协同增效作用,是理想的诱食物质。
2.2动植物及其提取液
用蚯蚓作为诱食剂可有效提高鱼虾的摄食量、采食率和增重率,据报道水蚯蚓、牛肝、蚕蛹干、带鱼内脏和鱼干等的水提取液对南方鲶仔鱼有较好的诱食效果。贝类及提取液也被证实对异育银鲫、河鱼屯、真鲷等多种鱼类有诱食效果。
大蒜、洋葱中有含硫的挥发性低分子有机物而具有特殊气味,其强烈的蒜香对多数鱼类的嗅觉有刺激作用,能吸引其采食。黄柏主要含有黄连素,对鱼类有诱食作用。另外,新鲜水果(如 葡萄、樱桃、甜瓜、柿子等)的提取液对鱼类也有一定的诱食作用。海藻粉中富含的各种氨基酸,而有些氨基酸对水产动物具有很强的诱食作用。据报导,在草鱼饲 料中添加3%海带制成颗粒饵科,可使草鱼啄食增加,觅食迅速。在鲤鱼饲料中添加4%海带粉,可使鲤鱼诱食效率提高,咬饵料次数和啄咬力分别为对照组的 4.25倍和2.2倍。据新加坡报导,用螺旋藻作诱食剂,对鲑、蹲、真鲷、鲤、鲫、罗非鱼、罗氏沼虾等鱼虾均有不同程度的诱食作用。在鳗鱼饵料中添加3% 螺旋藻粉,可使鳗诱食率提高,而且胃内蛋白质消化酶的活性可提高2倍,血液中游离氨基酸和血糖值低,说明海藻不仅活跃了鳗鱼的摄食行动,而且增强了消化和 吸收机能。
为 研究水产动物的诱食剂,将一些水产动物喜食的动植物的某些成分采斤化学方法(如有机溶剂等)提取后分别进行诱食试验,结果发现枝角类、摇蚊幼虫、蛤子、牡 蛎、鱼肉,玉筋鱼、鲻鱼肉、太平洋磷虾、桃江对虾、三疣梭子蟹、丁香、田螺、蚕蛹、蚯蚓、赤子爱胜蚓等动植物价提取物、长鳍金枪鱼和乌贼的内脏自身消化物 等,有较好的诱食作用。马明和(1981)用蚯蚓浆液作为诱食物质可提高对虾的摄饵量、摄饵次数及增重,推测蚯蚓 浆液的诱食作用可能与赖氨酸、组氨酸、精氨酸和甘氨酸有关,因为蚯蚓浆液中这几种氨基酸的含量较高。顾海林、田华芬(1983)在基料中添加l.14%蚯 蚓及38.86%蚓类混合物配制成颗粒饵料养尼罗罗非鱼,结果鱼产量比对照组提高22.40%。田华芬、顾海林(1984)在饵料中分别添加14. 29%、10%和7.14%的干蛆蚓养鲤,结果增长率分别比对照组提高8.3%、23.l%、28.1%。徐捷等(1988)在饵料中分别添加 5%及5. 7%的鲜蚯蚓养尼罗罗非鱼,增重率分别比对照组提高85.21%及49%。许国焕等(2000)在大口鲶饲料中添加肝墨粉进行诱食试验,结果比分别添加谷 氨酸、甜菜碱的诱食效果要强。上述试验结果表明,在饲料中添加水产动物喜食的动植提取物,不仅对饲养对象有强诱食作用,而且可以提高饲养水产动物的适口 性,摄食强度和饵料利用率。
2.3中草药诱食剂
我国中草药资源丰富且有利用的优势条件。有些中草药有较强的诱食作用和促进鱼虾增强抗病力。赵建培(1988) 饵料中添加50 mg/kg的山茛菪碱养黄边胡鲶,结果增重率比对照组提高34.15%。陈维岩等(1989)在基料中添加0.5%的艾叶粉养鲤,结果增长率较对照组提高 15.39%~53.9%。张贵后等(1993)在饵料中添2%的花粉生物活性物质养殖2龄鳗鲡,结果增重率比对照组提高29.05%。我国民间常用阿魏 作钓鱼诱饵,辟汗草诱饵捕抓黄鳝等。由于许多草药、陈皮、香料等富含诱食物质,因此,中草药诱食剂的开发还有待于进一步的研究和应用。
2.4含硫化合物
主要有DMPT (二甲基—丙酸噻亭,又名硫代甜菜碱)和大蒜素等。据报道DMPT的作用可使 鲤、鲫鱼的摄食频率提高0.3倍~O.6倍。添加DMPT饲养18天后真鲷试验组的体重是对照组的2.5倍,可促进金鱼、鲤等的咬食行为,对各种海淡水鱼 类和长臂虾的生长、摄食和抗逆性有不同程度的促进作用,并能改善养殖品种的肉质,使淡水品种呈现海产风味,从而提高淡水品种的经济价值。DMPT(二甲基 -β丙酸喀亭)对鱼类具有引诱摄食和促进迅速生长的作用,是具有海藻味的诱食剂。中岛谦二等(1992)在配合饲料、半天然饲料和天然饲料中掺入 1mmol/l的DMPT,结果使鲤、鲫、源五郎鲫摄食频率提高03~0.6倍。大蒜素是多种烯丙基有机硫化物的复合物,主要成分是二丙烯基三硫醚。大蒜 素对鲤、草鱼等有诱食作用(蔡春芳等,1998)。大蒜素不仅具有诱食作用,对鱼类的细菌性疾病也有—定的防治效果。
2.5氨基酸
多种氨基酸对鱼类的嗅觉和味觉都具有极强的刺激作用。L— 脯氨酸在大西洋鲑、鳟鱼的味觉和嗅觉试验中,效果很好。但最近的研究结果也得出了相反的结论,在酪蛋白饲料中,L—脯氨酸对鳟鱼适口性很差。研究结果表 明,大西洋鲑、鳟鱼的1龄鱼对50微摩尔的L— 丙氨酸反应较好。含硫氨基酸中,L—蛋氨酸能够刺激褐鳟鱼苗的巡食行为,其它研究表明L —蛋氨酸和牛磺酸中硫元素的存在对褐鳟适口性起着重要作用。但有研究报道,将L—赖氨 酸添加到水中,可增加大西洋鲑鱼苗的游动、飞越、咬食、吞食。据报道,饲料中添加0.5 %~1.0%谷胱甘肽可使鲑、鳟鱼获得很好的生长速度和饲料转化率。
氨基酸对鱼类的嗅觉及味觉都具有极强的刺激作用。谭玉钧、王道尊(1988) 在青鱼饵料中分别添加 2%、5%、6%、15%及20%的复合氨基酸,结果增长率分别比对照组提高62%、35%、139%、57%及36%。竹田正彦、渲井健三(1987) 在日本鳗鲡饵料中添加0.28%的氨基酸培育仔鱼,添加 0.51%的氨基酸培育稚鱼,添加 0.04%的组氨酸酶养成鱼,结果增重率分别比对照组提高了80%、71.4%和143%(张阳军,2001)。氨基酸中对水产动物具有诱食活性的主要成 分是L一氨基酸(贺建华译,1992)。原田腾彦(1985)报道,组氨酸、精氨酸、赖氨酸和鸟氨酸等碱性氨基酸对泥鳅均具有引诱活性,尤其是组氨酸和赖 氨酸明显唤起泥鳅的摄饵行为,大约半数中性氨基酸具有引诱活性,酷胺、酸性及亚基氨基酸中,仅天冬酰胺诱鱼明显,L一氨基酸具引诱活性,但D一氨基酸不具 有(陈丽文等,1992)。同时不同的氨基酸对同种鱼类诱食活性不同,同种氨基酸对不同的鱼类及同种不同大小的个体诱食活性也有差异。如丙氨酸对鳗鲡、真 鲷、鲫鱼、黑鲷、豹东方魨、美洲拟鲽、青鳉、白氏银汉鱼具有诱食活性,但对虹鳟无诱食活性,而甘氨酸对这9种鱼中鰤鱼、白氏银汉鱼、虹鳟无诱食活性(获野 珍吉,1987)。另外,脯氨酸和丙氨酸对大西洋鲑的仔鱼诱食作用特别明显,但对1龄鱼效果较小(Moarns,1986)。伍一军(1993)认为这种 差异可能与不同鱼类对某种氨基酸的嗅觉、味觉敏感性的种间差异以及氨基酸分子结构的差异有关。这种嗅觉、味觉敏感性差异可能与食性的差异是一致的,即食性 不同,对其具诱食活性的氨基酸也不同。Johnsen(1990)发现草食性鱼类的味觉对谷氨酸最为敏感,肉食性鱼类对丙氨酸、脯氨酸最为敏感;前者主要 存在于维管束植物中,后者在蛤和鲸鱼中含量丰富。
研究结果普遍认为L—氨基酸是水产动物有效的诱食剂,D—氨基酸诱食作用较弱;同一诱食剂对不同动物或同一动物不同生长阶段的作用效果存在差异,甚至完全不同。氨基酸混合物比单个氨基酸更有效。一般而言,两种或多种氨基酸混合使用比单一氨基酸的诱食效果好。还有一些氨基酸单一存在时对某些水产动物起诱食抑制作用,但当它与其它几种氨基酸混合存在时,则具有诱食活性,其作用机理有待于进一步探讨。
2.6脂肪酸
有研究表明脂肪酸也有一定的诱食作用。用水溶性低级脂肪酸对日本鳗鲡等进行味觉刺 激试验,发现鳗鲡有一定的嗅觉反应和强烈的味觉反应,试验证实,随着分子量的增加,脂肪酸诱食作用增强。
2.7合成香料
一些化学合成香料被证实对鱼类有引诱作用,有报道乙基麦芽酚、香兰素、香豆素对鲫鱼有诱食作用,乳酸乙酯也有较好的诱食作用。
2.8其他物质
试验研究表明,磷脂、盐酸三甲胺(TMAH)、合成香料、柠檬酸、荧光色素、溴化羧甲基二甲基镜(CMDMS)等均具有一定的促摄食作用。针 对水产动物的不同化学感受器,水产诱食剂通常由两种或两种以上的物质组成,以达到协同增强的效果。如核苷酸、尿苷一5’一单磷酸盐、羊油、甲酸、香味素、 柠檬酸,类似维生素B的萤光物质,三甲胺钠盐(TMAH)等(黄蜂,1998;王吉桥,1994),具有一定的诱食作用。
核苷酸由核酸降解产生,通常与氨基酸、甜菜碱或三甲胺合用,能提高饵料适口性,增加鱼虾的采食量,并可降低死亡率。国外有实验证明许多种核苷酸都对鱼类具有诱食活性。但另据报道,核苷酸对红鳍东方鱼屯有抑制作用。
2.9复合诱食剂的研究
有研究结果表明,饲料中诱食剂的活性是2 种或2种以上的物质协同作用的结果。许国焕等(1996)以复合氨基酸为鲜味基质试制的鱼用香味剂,添加于鲤鱼饲料,明显促进鲤鱼摄食配合饲料。许国焕等 (2000)以有机酸、复合氨基酸、甜菜碱、核苷酸、牛磺酸复合而成的复合诱食剂2号添加大口鲶饲料中其诱效果明显强于对比组。复合诱食素与其它单一的诱 食剂比较,没有过香、过浓的刺激,能避免动物出现嗅觉、味觉疲劳和麻木的现象,维持食欲旺盛,缩短饲料在水中停留时间,诱食效果良好。
3.诱食剂的研究方法
日本、美国、前苏联早在20世纪60年代就采用多种方法研究了在饲料中添加诱食剂促进鱼虾类食欲的效果,随着研究的深入,方法也在不断改进与完善。但实验场所多在实验室水簇箱内,在生产环境下的试验未曾见报道。这些方法主要有以下几种。
3.1对比试验
试 验中以某一标准饲料为基础日粮,同时选定若干鱼虾类等水产动物喜食的天然饵料,采用物理、化学的(如有机溶剂抽提,制成浆液,离子交换树脂离等)方法将其 分离成若干部分,并将这些物质以单一的或复合的形式,按一定比例与基础日粮混合,然后分别进行饲养对比试验。诱食剂的诱食效果常用鱼类的摄食行为(如啄咬 食物的频率、对食物的趋向性,摄食时间的长短等)或摄食数量(率)、集鱼数等指标评价。
3.2电生理学方法
该方法的基本原理是当水产动物接触到某些化学物质后,其味觉、嗅觉器官或细胞的兴奋性会产生变化,并引起感受器电位的变化,并通过一定的仪器可记录观察其电位变化,从而判断某物质是否为某种动物的诱食剂。
3.3数学分析
采用数理统计方法对动物喜食的各种天然饵料进行喜食性(食物在胃肠中的出现率、食物的选择指数等)差异分析,同时分析具有代表性的天然饵料一般化学成分,从而判断诱食物质有效成分。
4.诱食剂的应用前景
诱食剂能引起水产动物的食欲,增加采食量,促进生长等。这方面已经引起大家的注意,但利用诱食剂如何来驯食人工配合饲料,建立科学的投饲技术方面还未见专门报道,如在一些肉食性鱼类的驯食方面,是否可先诱食,后投饲,这些均有待于进一步研究。
另 外,在诱食成分的确定以及复合有效诱食成分,开发高效诱食剂方面的工作才开始起步。要注意不同养殖品种,诱食活性物质是不同的。再依据其生理、生化的科学 实验,通过新工艺研制成复方型鱼虾诱食素,如乳化、胶囊化工艺技术,使制成的诱食剂即能香气透发又能留香持久,这方面的工作还有待进一步研究。
诱 食剂如果没有饲料原料、营养水平、日粮氨基酸平衡等的支撑,是不可能取得良好饲养效果的。现在市场上诱食剂的使用商品化倾向较严重,单纯追求颗粒饲料留香 长、留香浓,甚至以饲养人的感觉来评判饲料诱食剂的优劣,忽视饲养动物的味觉和嗅觉生理,达不到真正的诱食目的。甚至一些饲料厂家利用诱食剂可以掩盖不良 气味的作用,向饲料中添加一些腐败、污染或霉变的饲料原料,这和研制添加饲料诱食剂可以掩盖饲料中人工合成的饲料添加剂或非常规日粮的不良气味,拓宽饲料来源的初衷是完全相违背的,这应该引起我们的注意。
诱 食剂属于一种非营养性添加剂,在水产饲料适量地添加能够提高饲料的适口性,改进饵料品质,增强水产动物对人工饵料的消化吸收,改善水产物在疾病或应激状态 下摄食量下降的情况,从而维持高营养摄入,可减轻某些病情,为健康养鱼提供保障。此外,诱食剂的开发利用能够改善低鱼粉饲料的风味,解决蛋白质饲料紧缺问 题,为新饲料资源的开发利用提供广阔的前景。 |