引言

在魚類的營養學研究中，對于維生素C需求的研究已有相當的成果。包括魚類對于維生素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營養研究方向，開始由維生素C營養需求的研究，進一步著重于探討魚類維生素C的營養狀態對于魚類生理功能表現的影響，諸如：魚類對于不同型態維生素C衍生物的利用與比較，維生素C與其它營養素間的交互作用，維生素C對于魚類生殖、抗氧化、免疫反應與抗病力的影響，以及維生素C與抗應激激素相關性的研究等。

1維生素C的基本性質

維生素C（Vc）,為己糖衍生物，為無色結晶可溶于水，具酸性，Vc易被堿性物質（如氯化膽堿）和氧化劑破壞。能防治壞血酸病，故化學名稱為抗壞血酸（Ascorbic acid AA）。以兩種型態存在于生物體內，一種為還原型（Ascorbic acid），另一種為氧化型（dehydroascorbic acid），兩者可以相互轉化，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型兩種異構體，但僅L型對動物有效。Vc是一種強還原劑，還原電位為+0.08V。直接參與魚體新陳代謝的氧化還原反應，如NAD+→NADH，Pyruvate→Lactate , Acetoacetate→β-hydroxybutyrate等。

2魚類合成Vc的能力

許多陸生脊椎動物如牛、羊、馬、豬、雞等體內能合成 Vc，但靈長類動物、豚鼠、印度果蝙蝠、某些鳥類和昆蟲等不能合成Vc。這是因為這些動物體內缺乏L-異葡萄糖氧化酶（古洛內酯氧化酶）L-gulonolactone oxidase，該酶可以將L-異葡萄糖內酯(L－gulonolactone)轉變3-酮基-L-異葡萄糖內酯(3－keto-L-gulonolactone)，后者為Vc合成所必需。為了了解水產動物體內合成Vc的能力，日本學者池田等人在鯉魚和鰣魚體內注射D-葡萄糖-¹⁴C和D-葡萄糖醛酸內酯-6-¹⁴C。經過一段時間后，測定其內臟VC的¹⁴C。結果表明：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主要進入被合成的Vc的第6位，D-葡萄糖醛酸內酯第6位的¹⁴C主要進入被合成的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轉變成Ascorbic acid的轉化率也各不相同，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、羅非魚等體內都未發現該酶，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。事實上，多數魚類如果不能從飼料當中獲得外源性的Vc，將很難維持魚體正常的生長發育,如香魚的Vc缺乏癥表現為食欲不振、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、生理功能

3.1. Vc對結締組織、骨骼、血管細胞間質的形成，以及維持這些組織正常機能起著重要作用

這些作用的生化基礎是Vc參與膠原蛋白和粘多糖等物質的合成以及維持體內許多羥化酶活性。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，最后形成結締組織。因此這也是Vc可以促進傷口愈合、骨骼發育的機理之所在。若體內Vc不足，會影響脯氨酸的羥化和膠原纖維的合成，導致結締組織不正常，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。如對溝鯰的研究表明，不含維生素C的基礎飼料組內發現26 ％的脊柱畸形個體，原因是脊柱內膠原含量顯著降低（Walter G. et al. ,1992）。又如Phromkunthony等在研究中提出，當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在肝臟組織學上的差異。雄魚肝臟表現為脂質的沉積，而雌魚則表現為肝細胞的體積的縮小，這可能是由于繁殖期的雌魚需要將脂質沉積于卵內，但是該研究沒有提供斑馬魚肝臟內抗壞血酸的濃度的數據。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，導致生長緩慢。

3.2維生素C與其它維生素類和礦物質物質代謝的關系

（1）Tappel提出的假設，維生素C通過提供自由基來節約維生素E。維生素C可以降低魚類對缺乏維生素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具有間接促進脂肪代謝的作用。

（4）維生素C與鈣的代謝有關，以蝦為例，維生素C不足時脫殼次數減少。又如鰻魚，長期維生素C的不足會導致對鈣的吸收利用率降低，當血液中含鈣量不足時，鈣自骨骼移出以維持平衡，結果造成脊椎彎曲。

（5）維生素C將鐵離子由氧化狀態變成還原狀態，以幫助鐵質的代謝，而鐵質又是血紅素的重要結構物質。所以維生素C可以間接影響血細胞的數量和質量。

3.3.抗壞血酸（Vc）的濃度與魚類繁殖的關系

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

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

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

（4）       抗壞血酸可以有效地從卵黃轉移到仔魚體內。有研究表明，在親魚的營養史中，卵和仔魚攜帶的卵黃內的抗壞血酸濃度都顯著增加，而這些結果是有爭議的，有待進一步研究。因為，在對其它魚類的研究中發現，在胚胎發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

環境脅迫會引起魚體內分泌的變化。魚類嗜鉻組織和下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPI）對環境脅迫最為敏感。當環境不良時，魚體血漿中皮質醇、腎上腺素、去甲腎上腺素的濃度會迅速上升（Patino, et al.,1987;Brown,1993;Clearwater and Pankhurst,1997;Barnett and Pankhurst,1998）。如在鹽度脅迫下，魚類滲透壓調節系統會受到損害，造成體內離子大量喪失（淡水魚類）或增加（海水魚類）。血漿中皮質醇水平迅速增加，能刺激氯細胞的增加和提高Na-K⁺泵的活性，有助于魚類提高滲透壓調節能力(Bisbal and Specker,1991)。皮質醇也刺激魚類體內糖原、脂肪和蛋白代謝（Sheridan,1986;Van Weerd and Koman,1998）。目前，普遍認為皮質醇是影響代謝的主要因素。皮質醇和兒茶酚胺類激素能夠抑制促進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。有報道皮質醇能通過抑制蛋白質合成和刺激激素蛋白分解來影響蛋白周轉（Houlinhan et al.，1993）。皮質醇還能降低鮭（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不良環境（如高密度、缺氧等）的抵抗能力。動物體內的腎上腺皮質素的合成需要大量的維生素C，當腺體受到類腎上腺激素的刺激時會立即把維生素C消耗掉，但是維生素C對于腎上腺皮質素的機制目前未知，猜測可能是作為β－hydroxylase的輔酶或作為電子供應者。又如當seabream（Sparus aurata）處于缺氧條件下，攝食不含維生素C的魚體內表現出血糖的升高和血液內皮甾醇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，飼料內添加適當的維生素C，可以彌補魚類應激的維生素C的損失，增加脂肪代謝和蛋白質的良性循環，改善能量代謝。

在養殖現場，尤其是換池及環境驟變后，添加維生素C對成活率有明顯的提高。又如魚體受傷后，維生素C可以促進羥脯氨酸的合成而形成結締組織，從而加快傷口的愈合，也是維生素C抗脅迫作用之一。

環境脅迫會導致生物體免疫功能下降，對病原的敏感性增加，免疫器官如頭腎、脾等組織結構會發生變化（Ellsaesser and Clem，1986；Israeli and Kimmel，1998），免疫系統血液成分改變，包括白細胞(Leucocytopenia)、淋巴細胞(Limphopenia)和嗜中性粒細胞(Neutrophilia)的減少。經過18小時運輸以后，體外培養免疫細胞功能分析發現，魚體B細胞和T細胞喪失了對免疫原脂多糖（LPS）和伴刀豆蛋白（ConA）的反應，造成體液免疫功能大幅度下降（Ellsaesser and Clem，1986）。環境脅迫影響機體免疫功能，主要是通過腎上腺皮質激素的作用。血漿中的皮質醇激素對免疫系統有抑制作用，造成血液中淋巴細胞和嗜堿性白細胞的減少，引起淋巴器官的萎縮，抑制細胞免疫（林海，1997）。人體內的白血球是維生素C需求量最高的細胞，若供應不足則白細胞無法發揮免疫功能。在魚類，維生素C對補體及血球凝集素有重要的影響，當魚體受到病原感染時對維生素C的需求量增加；水中有病原體時，提高維生素C的供應量可以降低病原體感染的機會。

維生素C可以提高機體的抗氧化能力，如谷胱甘肽的抗氧化能力與維生素C之間有著密切關系，并且有研究表明，當老鼠體內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具有強肝解毒的功效。氧化酶是肝臟解毒作用的主要物質，維生素C可以誘發氧化酶的活性，加強身體對異物、毒物、藥物的異化作用，此功能對于水源易受污染或下藥次數頻繁的地區如蝦池等非常重要。以銅為例，85g的鯉魚養殖在含銅量為0.05ppm的水中，結果發現，對照組的內臟（鰓、腎、腸管）和脊椎銅蓄集量較攝食添加維生素C的試驗組高出許多，由此可知,維生素C抑制銅在體內蓄集的作用。

維生素C除了上述的生物功能外，在水產界還有其它特殊的功能，如蝦體冷藏儲存時由于酪氨酸tyrosine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對魚類促生長作用及其最適需求量的應用研究

3.5.1維生素C的促生長作用

維生素C對魚類生長具有很大的影響，它所參與的生理代謝反應非常廣泛，有些反應是生物維持生命、生長所必需的，若因為維生素C的不足而使某些代謝循環中斷，最先表現出的是生理異常，此種現象發生在生長階段時即是生長受阻，而年齡愈小的個體代謝快，需求量則愈大。魚類這種對維生素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）發現喂給小鱒魚（六周）缺乏維生素C的食物后出現生長緩慢及壞血癥，而較大的鱒魚（19個月）在相同的飼養條件下則無缺乏癥發生。另外，Li和Lovell（1984）認為小鯰魚（10g/尾）至少需要飼料內含有60mg/kg 維生素C才能維持正常的生長及骨骼發育，但體重為50g左右的鯰魚只需要30mg/kg。同時，鑒于抗壞血酸易于氧化的不穩定性，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維生素C的各種型式的利用卻情況不盡相同。如以六個梯度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，研究結果為:當飼料內含有大于38.97mg/kg 的AA2MP-Na或 22.92mg/kg的AA2MP-Mg時，這些魚的增重率顯著大于攝食不含維生素C的對照組。另外文章中還指出,在羅非魚對維生素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的基礎飼料組的增重率較低（Walter G et al ,1992）。為尋求在紅海海水中養殖的Oreochromis spilurus幼魚對維生素C的最適需求量， Al-Amoudi（1992）等人使用0－500mgVc/kg的配合飼料進行飼育實驗，結果發現該魚幼魚最佳的營養需求組是100－200mg的飼料組，而少于75mg/kg的飼料組均出現了一定的缺乏癥，其中對照組脊柱內的膠原含量為31.8％，低于含維生素C 150mg/kg以上的各組，但是沒有出現脊柱畸形病例。Gilthead seabream(Sparus aurata)攝食200mgAA/kg餌料，其蛋白質效率顯著高于攝食缺乏AA餌料（Henrique et al., 1998）。

3.5.2動物體對維生素C最適需求量的獲得及測定方法

以上實驗所采用的方法，多是沿用Harvle最先采用的方法，即固定其它營養因子，只考慮所要研究的營養因子，以其不同的梯度進行飼育實驗，從而獲得水產動物對該種營養因子最低和最適量，該方法的優點是簡單、快速、直觀，尤其是對缺乏癥的研究非常有效，但常常忽略了營養因子間的交互作用，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（特定的營養組方和特定的環境條件如溫度、養殖密度）的最適需求量，只要其它營養因子改變，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，結果導致該種方法所測得的最適需求量可能會較低。這是因為動物為了在種內競爭中獲勝，動用了體內貯藏的該種營養物質，以維持較大的生長，但完全有可能削弱和減少了該種營養物質的其他生物學功能和用途。對維生素類的最適需求的研究結果就是如此，因為水生動物該類營養因子需求本來就很少，但作用卻很大，所以這些營養因子稍有微量的變化就會引起嚴重的生理變化。因此就更要注意與該種維生素有相互作用的營養物質和環境條件的變化，才能更為精確地獲得水生動物對其最適需求量。如當養殖密度過大時或溫度較高，種內競爭加劇，代謝加快，魚類很可能會動用體內儲備維生素C用來生長，提高競爭力，而減少了Vc在骨骼發育中的分配，以及削弱了Vc的免疫功能，其結果會導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物對不同營養因子的最適需求量的指標而不懈努力的原因了。目前已經有了較多新的評估指標和實驗方法。對維生素的研究中，常用肝臟、腎臟、性腺、肌肉等組織內的含量，以及肝臟等器官的組織學指標來研究維生素的最適需求，例如鯰魚肝臟內維生素C含量低于20μg/g時，則表示該魚正處于缺乏狀態。但這些指標仍然存在一定問題和爭議，如測定方法的準確性等。因此，做出最適需求評價之前，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、體內不同的代謝途徑和不同的貯存方式以及不同的環境條件等都是影響水生動物對營養物質最適需求量的重要因素。而建立營養因子在動物體內沉積動力學模型則是至關重要的。而建立營養因子在動物體內沉積動力學模型則是至關重要的。如在缺乏－→生長閾值―→生長－→儲備－→飽和－→過飽和（向其它型式的轉化甚至引起中毒）的沉積模型中，其中儲備－→飽和階段為最適需求階段，另外，用其它營養因子或環境因子干擾該模型，以觀其動態變化是非常有理論和實踐意義的。

總之，隨著研究的深入和技術的進步，舊的結論會被更新甚至推翻，新的問題也會不斷地被提出，為了更好地發揮維生素C在魚類飼料中的作用，還有很多細致、深入的工作有待我們去完成。

參考文獻：略