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兴旺博士纵论肉食性鱼类“肝糖应激”

2020-7-17 09:12| 发布者: 御城雪| 查看: 141434| 评论: 0|原作者: 水产前沿 植银素|来自: 水产前沿

摘要: 中国水产频道独家报道,2020年,兴旺博士带着新产品“糖肝宁”进入水产养殖业,引起极大关注。为此,笔者采访了刘兴旺博士,以更多地了解他和“糖肝宁”的故事。
  中国水产频道独家报道,

  行业盛传,刘兴旺博士是麦院士得意弟子之一。2020年,兴旺博士带着新产品“糖肝宁”进入水产养殖业,引起极大关注。为此,笔者采访了刘兴旺博士,以更多地了解他和“糖肝宁”的故事。毫无疑问,本次采访是笔者从业以来最难的一次,因为通篇讨论的专业术语非常多,理解这些专业术语可能对很多读者有一定难度。虽然如此,我们还是感觉到这篇采访的内容可能对未来产业的发展具有非常重要的意义。采访最后,兴旺博士不无深情的总结说:千言万语一句话,就是希望行业更加重视肉食性鱼类的“肝糖应激”问题,这个问题解决了,很多养殖鱼类使用配合饲料替代冰鲜鱼的问题将迎刃而解。

  文/图 水产前沿 植银素

  近年来,我国水产养殖业呈现明显的结构调整特点。草鱼等一批传统家鱼养殖持续低迷,而以加州鲈为代表的特种肉食性鱼类市场需求逐年扩大,市场扩展很快。然而,特种鱼类养殖也面临很多问题。其中非常突出的一个就是肉食性鱼类对碳水化合物(糖类)不耐受的问题,导致肉食性鱼类配合饲料发展存在很多限制性的技术瓶颈,包括加州鲈在内的很多鱼类还没有完全普及配合饲料。

  近期,笔者采访了广东农科院动物科学研究所内的广州飞禧特生物科技有限公司总经理刘兴旺博士,听听他在这个领域的独特见解。

  广州飞禧特生物科技有限公司总经理刘兴旺博士

  01、对鱼类碳水化合物营养生理的深入研究从未像今天这样迫切

  水产前沿:刘博士,想请您谈谈加州鲈等肉食性鱼类摄食饲料后出现的肝脏发白肿大等问题,听说您对这个问题有自己的独到见解?

  刘兴旺:我想说的第一句话,就是对鱼类碳水化合物营养生理的深入研究从未像今天这样迫切,你们可以把这句话作为第一部分的小标题(笑)。我们知道,三十多年来我国饲料水产饲料工业得到长足的发展,产能大大增加,基本能够解决养殖动物的饲料需求。但是,必须指出的是,还有不少养殖动物不能或不完全能够使用配合饲料进行全程养殖,这里面包括这几年发展较快的加州鲈,也包括大菱鲆、大黄鱼、石斑鱼、黑鱼、鳜鱼等典型的肉食性鱼类。所有这些使用配合饲料存在一定问题的鱼类都是肉食性鱼类不是偶然的。因为肉食性鱼类普遍存在对碳水化合物的利用的问题。

  如果仅仅是利用率低,那无非是一个成本问题。但是,随着研究越来越深入,我们知道,肉食性鱼类对糖的利用不仅仅是效率低的问题,更重要的是摄食碳水化合物造成肉食性鱼类明显氧化应激和炎症反应,这是问题的本质。例如我们在加州鲈上看到肝脏颜色的变化只是内在代谢的一个表观反映。因此,我认为“肝糖应激”是目前肉食性鱼类人工配合饲料不能完全突破的关键原因。

  02、如何理解“肝糖应激”

  水产前沿:刘博士,能够具体谈谈鱼类“肝糖应激”的概念和您对这个问题的理解吗?

  刘兴旺:“肝糖应激”这个概念有很多这个领域内的专家都提过,我认为很好的总结了肉食性鱼类摄食碳水化合物后的代谢问题。过去,我们常常把鱼类肝脏发白肿大以及由此造成的免疫力下降和病害多发现象称为鱼类“脂肪肝”,但是越来越多的研究发现,在摄食碳水化合物后,肉食性鱼类肝脏脂肪不是增加,反而是减少了!碳水化合物对鱼类特别是肉食性鱼类脂肪代谢的影响过去关注的不多,最近几年的若干研究都证明饲料糖明显抑制了肉食性鱼肝脏和肌肉的脂肪沉积,这是个很值得深入研究的问题。对鱼类碳水化合物营养,唯一的定论就是随着饲料糖水平升高,鱼类肝脏糖原含量明显增加和堆积,并且出现空泡,严重时就造成整个肝脏功能的失常从而影响鱼类的整理生理代谢。不严重时就没有问题吗?其实不然。比如像生鱼或其他鱼类,虽然能够全程使用配合饲料,但是其疾病的发生如烂身等问题与饲料糖水平具有明显相关性。这个肝脏功能的失常包括抗氧化能力降低、炎症因子分泌增加、糖脂代谢紊乱、抗病能力减弱等等,这整个过程或者现象可以称为“肝糖应激”。

  我们过去都说鱼类是天生的糖尿病,但问到鱼类是I型还是II型糖尿病的时候很多人就迷惑了。现在很多研究证据显示,鱼类是比较典型的二型糖尿病,其胰岛素分泌是没有问题的,但是胰岛素受体数量少(肉食性鱼类相对更少),摄取碳水化合物后短时间血糖升高又会导致鱼类产生明显的炎症反应,从而使胰岛素受体的敏感度进一步降低,就使这个问题进一步恶化。这个机制,与二型糖尿病的致病机理非常相似。所不同的是,人的二型糖尿病是条件诱导(例如肥胖、焦虑、压力、缺乏运动等)的,但鱼类的二型糖尿病却是天生的,而且根据其进化史,越是肉食性明显的鱼类这种症状就越明显。

  水产前沿:刘博士,谢谢您对鱼类糖代谢以及肉食性鱼类为什么不能够完全使用配合饲料给出了很好的解释,那么这个问题有什么好的解决方案吗?

  刘兴旺:行业有问题,兴旺有办法(笑)。我们给客户的第一个建议就是在工艺条件和生产技术允许的情况下,尽量减少鱼类饲料配方中碳水化合物的使用量。传统理论认为饲料中应尽量多使用碳水化合物来节约蛋白质,因为碳水化合物是便宜的能量来源。这个说法是从畜禽动物营养中直接拿来的,需要经过讨论和辩证的分析。在畜禽营养研究中,常用的糖源是玉米、大麦、高粱等低值谷物,与蛋白质相比价格低,而且动物对糖的消化利用不存在大的问题。但是在鱼类营养中,首先我们使用高筋面粉作为主要的糖源,价格与豆粕等植物蛋白相比并不具有明显的优势;而且从单位总能的成本来看,高筋面粉与豆油等油脂原料比也没有竞争力;最重要的,就是鱼类对脂肪的消化和利用是相对顺畅的,而对碳水化合物的消化和利用与畜禽动物相比则存在巨大差异,鱼类消化碳水化合物为葡萄糖后,葡萄糖形成糖原在鱼类肝脏中积累,不但难以利用而且会对的健康、抗病力等造成严重的负面影响。因此,我们认为肉食性鱼类饲料中碳水化合物的使用量会越来越少,而通过增加油脂提高蛋白的转化效率更符合未来发展方向。

  然而,目前的工艺条件下我们又不得不添加一定水平的淀粉作为饲料粘结和膨化的底物。因此,第二个给客户的建议就是要及时消除肉食性鱼类消化碳水化合物后导致的一系列肝糖应激反应,包括消除炎症因子、提高抗氧化能力、改善胰岛素受体敏感性、促进糖的转化和转运等等。为了实现这个目标,我们飞禧特公司经过多年研究,开发了一种新型的糖脂代谢调控的添加剂预混料产品,产品名字叫做“糖肝宁”。

  “糖肝宁”有效成分为天然植物提取物,富含甾体皂苷、多酚、多糖类物质及游离氨基酸等糖脂代谢调节因子。其主要作用机制在于能够有效消除鱼类摄食碳水化合物后产生的炎症因子,如TNFα,IL-8等;第二,通过上调TOR途径,改善鱼类胰岛素受体敏感性以及对糖的转化和利用,从而促进了鱼体的蛋白质合成。同时,研究发现“糖肝宁”能够明显改善鱼类抗氧化能力和免疫水平,例如GPX1在糖肝宁添加后表达显著上调,血清替代补体活力和免疫球蛋白含量等也得到明显升高。这两年,我们分别在加州鲈、罗非鱼等鱼类上进行养殖验证,结果发现该产品的使用效果特别好,不但能够有效促进鱼的生长速度,降低饵料系数,还对鱼体健康水平特别是黏膜免疫方面的指标有明显的改善作用。这个产品的推出,我们认为是开创性的,第一次把鱼类糖代谢的调控放在营养调控过程比较重要的位置去关注。

  03、新产品“糖肝宁”将成产业技术发展黑马?

  水产前沿:“糖肝宁”研发经历是怎样的,可以介绍一下它的研发背景吗?

  刘兴旺:“糖肝宁”的研发灵感来源于人类二型糖尿病的治疗方案。(编者按:人类二型糖尿病主要是指胰岛素分泌虽然正常,但胰岛素受体敏感性不足,导致血糖升高,患者长期处于慢性炎症反应之中并造成一系列并发症。)对二型糖尿病的治疗,其中一个重要的一方面就是要解决患者慢性炎症反应的问题。沿着这个思路,我们深入研究了鱼类糖代谢的通路及代谢特点,提出了通过缓解鱼类糖摄食后的氧化应激、消除炎症反应,提高肌肉组织对糖利用的研发思路,通过对大量植物提取物的筛选和复配,形成了目前的产品。


  飞禧特生物科技有限公司一直以来是广东农科院重要的科研成果转化平台,我们的技术开发长期以广东农科院动物科学研究所水产室为依托,有一班专业从事动物营养研究和新型饲料添加剂开发的高新技术人才。近几年来,我们还加强了与国内各重要水产高校、科研院所的合作关系。在鱼类碳水化合物营养研究领域,目前国内做的比较好的有广东海洋大学和水科院淡水渔业研究中心等营养研究团队,在“糖肝宁”产品开发过程中他们均给了我们很好的指导意见和帮助,在此也要表示真诚的感谢。此外,我司还与国外一些著名医学院的糖尿病研究中心建立了合作关系,他们在人类糖尿病上的最新研究进展对我们开发针对鱼类糖代谢的添加剂产品提供了非常好的借鉴作用。

  水产前沿:您对“糖肝宁”的市场前景有什么预想?

  刘兴旺:该产品可以说切合了目前的市场需求。在目前加州鲈等肉食性鱼类饲料生产中,虽然有很多厂家尽量降低饲料中淀粉含量,但是受制于工艺和设备条件、膨化工操作水平等多种因素,淀粉添加量参差不齐,这也导致不同厂家的产品在市场上表现各有差异。我们的产品推向市场不久,已经有不少饲料企业已经下了“糖肝宁”的订单,比如华西、华南的一些集团性的水产大企业都已经开始采购使用。从目前使用的效果来看,反馈非常理想。

  实事求是地讲,我们这个产品的开发和应用刚刚开始,这次接受你们的采访,也是希望更多的企业或养殖户来评估或试用我们的产品。我们前期分别在加州鲈、生鱼、罗非鱼等少数鱼上进行了养殖生长实验,获得了养殖实验的数据。这些实验结果均表明,通过添加“糖肝宁”能够促进实验鱼的生长速度,降低饵料系数(根据添加量不同,改善效率在5-10%),同时对肝脏抗氧化能力、炎症反应等均产生了明显的改善作用。以加州鲈鱼为例,我们计算认为投入产出比能够达到1:10左右。相信会有越来越多的客户接受我们的理念,认可和接受我们的产品。


  水产前沿:能否谈谈您对鱼类碳水化合物营养研究的一些建议?

  刘兴旺:鱼类特别是肉食性鱼类碳水化合物营养及代谢机制的研究一定是未来5-10年水产动物营养领域的研究热点。有关水产动物营养生理的研究,我们最早关注的是蛋白质及蛋白源的研究,因为蛋白质在水产饲料中成本占比最大。这方面的研究,以麦康森院士等专家为代表。后来一大批专家开始关注脂肪及脂肪酸的营养生理研究,也取得了非常好的研究成果。这个领域的优秀专家,包括艾庆辉、吉红、杜震宇、李远友等教授。然而,到目前为止对肉食性鱼类碳水化合物营养生理的研究还是相对缺乏的,研究水平也还不够深入。因此,未来谁能够更加深入研究鱼类碳水化合物营养生理及代谢机制,取得好的研究成绩的可能性是很大的,当然糖脂代谢的研究可能需要结合着进行。

  “糖肝宁”的推出,希望也能够成为推进我国鱼类碳水化合物营养研究的催化剂。对于鱼类糖利用的代谢途径,可以说还很不清楚。比如,在糖酵解途径中高效的葡萄糖激酶GK只在肝脏、丘脑和胰腺中特别表达。过往对于该酶活的研究是否能够反映葡萄糖在肌肉中的利用情况,都值得进一步的分析。此外,过往研究往往直接套用很多哺乳动物上的研究结论,值得警惕和分析。个人建议针对鱼类碳水化合物营养的研究,千万不要套用畜禽营养上的研究概念。例如畜禽营养往往是围绕着能量需求为基础的,但是在鱼类营养研究中,饲料碳水化合物提供的能量被鱼类消化后并不能够被有效利用,反而出现负面作用。另外,过去不太关注的磷酸戊糖途径可能在鱼类糖代谢中非常重要,值得进一步深入的研究。

  04、坚持做科技转化载体

  水产前沿:刘博士,能否简单介绍一下你个人的从业经历?可以透露未来几年您对飞禧特有哪些规划吗?

  刘兴旺:我毕业于中国海洋大学水产动物营养与饲料学实验室,毕业后只服务过一家企业,十多年一直从事水产动物营养与饲料学相关研究及饲料企业经营管理工作,期间曾在中山大学岭南学院获得MBA学位和在密苏里大学动物科学中心做过访问学者。对我个人来说,从一名普通的水产研究生成长为合格的技术工程师及企业管理者,能够对技术和行业有一定自己的理解,离不开老东家和老板对我的悉心培养,在这里也必须对我过去服务的公司和老板表达自己的感恩之情。

  这么多年一直在生产和养殖一线摸爬滚打,使我能够更加清醒的了解和理解养殖户和饲料企业的需求。飞禧特是我国最早从事水产添加剂及预混料开发生产的企业之一,具有非常好的研究基础和实战经验。相信两者结合,一定能够给行业带来更多优质的有价值的产品。未来,飞禧特的定位非常简单,就是做好水产领域的科技转化工作。我们判断未来5-10年国家一定会有很多科技成果涌现,飞禧特就是要对“更有价值的研究”做出判断,把水产养殖及饲料产业亟需的“有用科技”尽快转化落地。作为一名研究者的我个人以及飞禧特这个企业,我们都希望可以担当这个“科技转化”的工作,为行业发展做出更多助力。 
  


  【关键字】:糖肝宁  飞禧特  饲料  冰鲜  水产养殖
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