|
|
摘要：
本试验通过研究去皮豆粕替代鱼粉来探讨真鲷(Pagrus major)无鱼粉饲料的可行性。配制5组等能饲料(22 KJ/g)，分别用0(FM100)、70%(FM30)、80%(FM20)、90%(FM10)和100%(FM0)的去皮豆粕替代鱼粉。基于我们近期的研究结果，所有替代组饲料均添加10%鱼膏(FS)、5%磷虾粉(KM)和5%乌贼粉(SM)作为诱食剂及补充氨基酸。试验鱼初始体重7.3g，随机分配到100L聚碳酸酯循环系统水族箱中，每箱15尾鱼，每组饲料3个重复，每天饱食投喂2次，共养殖56天。FM100、FM10和FM0组的末体重、增重率(%)和特定生长率(%/天)均无显著性差异(P > 0.05)，FM30和FM20组的生长指标显著高于FM100和FM0组(P < 0.05)。尽管FM30组的摄食量显著高于FM100组，但与其他组的摄食量无显著性差异，各组间饲料效率、蛋白效率、全鱼组成和形态学指标亦无显著性差异(P > 0.05)。本研究结果表明，在饲料中添加鱼膏、磷虾粉和乌贼粉，用去皮豆粕完全替代鱼粉，对真鲷幼鱼的生长无不良影响。
关键词：真鲷、完全替代、鱼粉、豆粕、生产性能
1. 前言
大豆蛋白由于营养组成适宜、氨基酸组成相对较好和较合理的价格，在水产饲料中被认为是适合替代鱼粉的蛋白质原料之一(Storebakken等, 2000)。但是由于豆粕中含有抗营养因子，以及其氨基酸不平衡和适口性差等不利因素，因此在配制以豆粕为基础的饲料时这些不利因素应当被考虑。如今先进的食品加工工艺已经可以通过中和抗营养因子来提高植物蛋白的利用和消化率。关于豆粕的氨基酸平衡和适口性的问题可以通过额外补充氨基酸以及适当的配方调整来解决(Kader等, 2010)。已经有一些研究报道表明豆粕可以替代鱼粉。在真鲷(Pagrus major) (Takagi等, 1999；Takagi等, 2001)、金头鲷(Sparus aurata L.) (Kissil等, 2000)、日本牙鲆(Paralichthys olivaceus) ( Choi等, 2004；Deng等, 2006)、大菱鲆(Scophthalmus masimus L.) ( Day and González, 2000) 和黑石鲈(Sebastes schlegeli) ( Lim等, 2004) 等鱼类的研究中发现豆粕可以替代饲料中20%~50%的鱼粉。而且在塞内加尔鳎(Solea senegalensis)后期幼苗(Aragão等, 2003)和军曹鱼幼鱼(Rachycentron canadum) (Salze等, 2010)相对高比例的（75%~94%）鱼粉替代的研究中发现也是可行的。同时，Kaushik等人(1995)在虹鳟(Oncorhynchus mykiss)以及Salze等人(2010)在军曹鱼的饲料中也都实现了豆粕完全替代鱼粉的研究。大多数的研究发现，由于豆粕的氨基酸不平衡以及适口性较差，当饲料中含有高水平的豆粕时会导致鱼类的摄食量下降，不利于鱼体的生长。因此，当饲料中豆粕含量较高时通常会额外添加晶体氨基酸，尤其是蛋氨酸和赖氨酸。Takagi等(2008)、Gaylord等(2006)和Lunger等人(2007)报道称在以植物蛋白为基础的肉食性鱼类饲料中添加牛磺酸对鱼体的生长是有利的。牛磺酸在动物体内起到重要的生理作用，比如胆盐的生成，调节渗透压以及抗氧化功能等( Huxtable, 1992)。
有研究发现，当真鲷和黄鰤鱼摄食高水平豆粕饲料时，会出现绿肝的现象，这可能与豆粕中牛磺酸的含量较低有关( Matsunari 等, 2008；Takagi等, 2006)。在以大豆浓缩蛋白为基础的饲料中，通过提高饲料蛋白水平（8%~12%）以及额外添加蛋氨酸，赖氨酸和4.5%的牛磺酸成功配制了黄鰤鱼的无鱼粉饲料( Takagi等, 2008)。
Salze等(2010)最近的研究也表明，军曹鱼饲料中以替代蛋白源完全替代鱼粉时必须额外添加蛋氨酸、赖氨酸以及牛磺酸。综合上述研究结果可以表明在肉食性鱼类和低鱼粉或无鱼粉饲料中，通过补足缺乏的氨基酸、提高饲料的适口性和添加牛磺酸，豆粕可以作为很有潜力的蛋白替代源。在配制替代蛋白源为基础的饲料时，为了避免饲料中营养成分的不足，使用不同原料间互补的作用要比仅仅添加晶体氨基酸的效果要更好。动物蛋白，尤其是海洋动物产品副产物通常含有较平衡的氨基酸组成以及高水平的游离氨基酸，因此在配制肉食性鱼类饲料时可以很好地弥补高水平植物蛋白为基础饲料中氨基酸不足的情况(Kader, 2008；Kolkovski等, 2000； Kousoulaki等, 2009；Mai等, 2006)。最近，Kader等(2010)在真鲷的研究中发现通过在高水平大豆浓缩蛋白为基础的饲料中添加少量的（10%）诸如鱼膏(FS)、乌贼粉(SM)和磷虾粉(KM)等原料可以达到以鱼粉为基础的对照组饲料相似的生长效果。研究还表明鱼膏(FS)、乌贼粉(SM)和磷虾粉(KM)各5%的混合物（共15%）饲料组真鲷的生长与对照组相比也得到了显著的提高。鱼膏(FS)、乌贼粉(SM)和磷虾粉(KM)添加到饲料中可以作为天然的诱食剂，同时有效地平衡了饲料中的氨基酸组成并且掩盖了大豆浓缩蛋白中适口性差的物质组分。基于上述研究发现，我们开展一个投喂实验来探讨用去皮豆粕(DSM)逐渐替代鱼粉以及额外添加诸如鱼膏(FS)、乌贼粉(SM)和磷虾粉(KM)等诱食剂来开发无鱼粉真鲷幼鱼饲料的可行性。
2. 材料与方法
2.1 饲养管理
养殖试验在日本鹿儿岛大学渔业系Kamoike海洋工业实验室进行，真鲷幼鱼来自日本宫崎县某商业孵化所。试验鱼在实验室条件下暂养一周，暂养期间饲喂商业饲料（50%粗蛋白，日本Higashimaru）。试验在100 L聚碳酸酯水族箱（装80 L水）海水流水养殖系统中进行，并连续曝气。实验水族箱保持在自然光照条件下。海水来自日本Kagoshima海湾的深水区域，经过砂滤后进入养殖系统。养殖期间水流保持在1.5 L/min。试验期间，水质参数(平均±S.D.)为：水温26.1±1.7°C；pH 8.1±0.5；盐度33.1±0.5，参数值均在真鲷幼鱼的最适生长范围内。
2.2 饲料制作
试验饲料配方和营养成分分析见表1、表2和表3。饲料组成和基础饲料与Kader等人（2010）的研究相似。除鱼膏外所有的饲料原料均购买商业原料，鱼膏由日本鹿儿岛某公司提供；高品质的去皮豆粕（商业名“soy pro”）购自日本某商业公司，soy pro的近似组成与Kader等人（2010)研究中的大豆浓缩蛋白相似。
配制5组近等氮（50%粗蛋白）等脂（14%总脂）等能（22 KJ/g总能）的饲料，对照组为添加60%鱼粉的基础组(FM100)，设计FM30、FM20、FM10和FM0试验组，分别采用去皮豆粕替代对照组中70%、80%、90%和100%的鱼粉。所有替代组饲料中添加10%鱼膏(FS)、5%磷虾粉(KM)和5%乌贼粉(SM)作为诱食剂及增强饲料的适口性。鳕鱼鱼肝油、大豆卵磷脂和高不饱和脂肪酸作为脂肪源，小麦面粉作为碳水化合物或无氮浸出物。饲料原料用锤式破碎机粉碎并过250 μm筛，饲料原料按饲料配方配制，充分搅拌30 min混匀，加入采用超声波(CA-4488Z, 日本东京Kaijo社)预混合的鳕鱼鱼肝油、大豆卵磷脂和高不饱和脂肪酸搅拌15 min混匀。鱼膏为水溶性和粘性的产品，加入35~40%的水混合均匀后加入上述混合物，搅拌15 min混匀，用4 N氢氧化钠将饲料的pH值调至7.0~7.5，挤压机制成直径1.2~2.2 毫米的颗粒，采用对流加热炉(DK 400, 日本大和科学株式会社) 60°C 120分钟烘干，-28°C保存。
2.3 饲养管理
养殖试验开始时，将真鲷幼鱼（初始均重，7.33±0.06 g）随机分到15个水族箱中，每箱15尾，每个饲料处理组3个平行箱。饲养期间，每天人工饱食投喂2次，每周投喂7天，共56天。投喂1 h后将剩余未吃完的饲料进行回收，并冷冻干燥。定期检测水质，每两周称重一次，确定试验鱼的生长和健康情况。
2.4 样品收集和生化分析
试验开始前取10尾初始鱼-20°C冰冻保存，用于体成分分析。试验结束时先停食24小时。用50 mg/L的丁香酚麻醉试验鱼，记录每箱鱼总尾数，分别测量每尾鱼的体重和体长。每箱随机取5尾鱼-20℃保存，用于全鱼组成分析；每箱随机取3尾鱼测脏体比和肝体比。
采用标准方法(AOAC, 1990)测定饲料原料、饲料和全鱼的水分、粗蛋白、总脂肪和灰分，各三个平行；采用弹式量热计(OSK 150, Ogawa Sampling, Saitama, Japan)测定饲料的总能；采用高效液相色谱法(HPLC, Shimadzu Corp. Kyoto, Japan)分析饲料中总氨基酸和游离氨基酸含量(Kader等, 2010)。参考Teshima等(1986)采用气相色谱(GC-17A Shimadzu Co., Japan)法测定饲料脂肪酸含量。
2.5 生长指标
各项指标按如下公式计算:
增重率(%) = (试验末期鱼均重−初始鱼均重)×100/初始鱼均重
特定生长率(SGR %/天) = {(In (末重)−In (初始重))/试验天数(56天)}×100
存活率(%) = 100×(末期鱼尾数/初始鱼尾数)
摄食量(FI) = 饲料摄入量/鱼尾数
饲料效率(FER) = 鱼增重/摄入饲料量
蛋白效率(PER) = 鱼增重/摄入蛋白量
蛋白增量(PG g/kg增重) = [(试验末期鱼重×试验末期全鱼蛋白含量/100) − (初始鱼重×初始鱼全鱼蛋白含量(%)/100)] / (增重)×1000
蛋白沉积率(PR %) = (蛋白增量(g/kg体重增重)×100)/蛋白摄入量(g/kg)
肥满度(CF) = 体重(g)/(体长)3 (cm)3×100
肝体比(HSI %) = 肝重/体重×100
脏体比(VSI %) = 脏重/体重×100
2.6 统计分析
所有实验数据用Package Super-ANOVA 1.11进行单因素方差分析（ANOVA）鱼粉蛋白替代水平的差异显著性，P < 0.05为显著性差异，若有显著差异则进行Tukey Kramer test多重比较。（未完，待续）
3 结果
3.1 生长指标
试验鱼的生长性能、营养利用和存活率见表4。试验结束后，各试验组鱼的存活率无显著性差异(P > 0.05)。无鱼粉组(FM0)和100%鱼粉对照组(FM100)试验鱼的生长性能相当，FM100、FM10和FM0各组间试验鱼的末重、增重率和特定生长率无显著性差异。但是FM30和FM20组的生长指标显著优于FM100和FM0组(P < 0.05)。各试验组中，无鱼粉添加组(FM0)的生长性能在数值上最低，尽管各试验组的饲料利用、蛋白效率和蛋白沉积率无显著性差异，但是在数值上FM0组最低。各组的蛋白增量亦无差异。对照组(FM100)的摄食量在数值上比各替代组高。FM30组摄食量显著增高，FM20、FM10和FM0组依次递减，并且特定生长率与摄食量相关，见图1。
3.2 全鱼组成
试验鱼全鱼组成见表5。与初始鱼相比，试验结束后各试验组的全鱼组成均发生了变化，但各组间无显著性差异(P > 0.05)，各试验组的肥满度、肝体比和脏体比亦无显著性差异。
4 讨论
寻找经济实用的可替代蛋白源对支撑海洋肉食性鱼类水产养殖的可持续发展更有效。我们最近的研究表明在添加10%鱼膏(FS)、磷虾粉(KM)或乌贼粉(SM)的基础上，可用大豆浓缩蛋白替代真鲷饲料中60%的鱼粉(Kader等, 2010)，该研究也表明鱼膏是最有潜力的添加剂，和对照组(未添加任何游离氨基酸)相比，单独添加鱼膏或与磷虾粉、乌贼粉一起添加均可以显著地提高真鲷的生长性能。基于上述研究结果，研究人员提出通过添加适当比例的鱼膏、磷虾粉和乌贼粉，或可实现用大豆蛋白更高比例替代或者完全替代鱼粉的假设。本试验结果证实了该假设，用去皮豆粕替代饲料中70~100%的鱼粉，对真鲷幼鱼的生长性能、营养利用、体组成无不良影响，性能与鱼粉对照组相似甚至更优越。因此，本研究结果表明在选择性地添加适当比例的天然诱食剂的基础上，可用去皮豆粕配制低鱼粉或无鱼粉海水肉食性鱼饲料，如真鲷。
本试验中各饲料处理组的真鲷生长良好，增重率从517%到727%，比Kader(2010)等人和Uyan等人(2007)的研究更高，Uyan等人报道在与本试验相似的条件下，用金枪鱼肉粉替代饲料中的鱼粉，真鲷幼鱼（6.60 g）养殖50天后，增重率从299%到493%。Sarker等人(2007)研究报道，真鲷幼鱼（12.60 g）养殖12周后增重率从420%到579%。尽管已报道有几种蛋白源可部分替代多种鱼类饲料中的鱼粉，但是真鲷饲料鱼粉替代的研究则较少。Takagi等(2000)研究发现可用豆粕替代一龄真鲷（260 g）饲料中50%的鱼粉蛋白；而Biswas等(2007)报道，用豆粕替代39%的鱼粉饲喂幼鱼（19 g），生长会显著缓慢。大豆提取物产品，如大豆浓缩蛋白具有更高的营养价值，可替代真鲷幼鱼饲料中50%的鱼粉(Takagi等, 1999)。当豆粕结合玉米蛋白粉和肉粉或玉米蛋白粉和鸡肉粉替代鱼粉时，真鲷幼鱼和一龄鱼替代水平可分别达到50~60%和70~90% (Aoki等, 1998；Takagi等, 2000)。不同的是，本研究表明真鲷幼鱼饲料中的鱼粉可100%替代。因此，添加鱼膏、磷虾粉和乌贼粉的混合物后，真鲷能够更有效地利用大豆蛋白，与我们之前的研究结果一致(Kader等, 2010)。用较高水平（75~94%）的大豆蛋白替代鱼粉的研究报道也见于其他海水鱼中，如塞内加尔鳎幼鱼后期 (Aragão等, 2003)和军曹鱼幼鱼(Salze等, 2010；Kaushik等, 1995；Salze等, 2010)研究分别表明可用大豆蛋白完全替代虹鳟和军曹鱼饲料中的鱼粉。但是在这些研究中，为了满足饲料需求均补充了游离氨基酸。
不同鱼类利用大豆蛋白的效率不同，这与大豆产品的几种特性有关，氨基酸不平衡，特别是赖氨酸和蛋氨酸，适口性下降、消化率低和抗营养因子的存在。在饲料中补充赖氨酸和蛋氨酸以补偿缺少的必需氨基酸和某些其它氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸和牛磺酸等），有益于恢复氨基酸平衡和提高高水平大豆蛋白饲料的适口性(Chatzifotis等, 2008；Fuke等, 1981；Kader等, 2010；Venou等, 2006)。 本研究则通过添加天然诱食剂补偿大豆蛋白的上述不足，而未添加游离氨基酸。分析结果显示除蛋氨酸随着鱼粉替代比例的增加而降低外，FM100组饲料中几乎所有的总氨基酸含量均比其他组高。FM10和FM0组饲料中蛋氨酸的含量比较低，但是真鲷的生长性能与对照组（FM100）相似。因此，鱼膏、磷虾粉和乌贼粉能有效地促进了总氨基酸的利用，并且不同饲料组（见表2）真鲷幼鱼的生长和存活情况表现相同或次优(Kader等, 2010；Kader等, 2011；Uyan等, 2007)。此外，结果也表明氨基酸的需要量可根据饲料的配方发生改变。尽管Takagi等人(2001)在高大豆蛋白饲料中为了满足真鲷的氨基酸需要量，添加了蛋氨酸和赖氨酸，但结果并未获得和鱼粉基础组类似的生长性能。在他们的研究中，添加游离氨基酸并未提高摄食率，可能是造成鱼生长性能低的原因之一。如Cheng等(2010)报道在提高饲料芸苔粉水平时，补充游离氨基酸并不能提高海鲈的摄食率和生长性能。低摄食率直接影响了蛋白的摄入比例，进而影响生长率(Phumee等, 2011)。因此，在设计高水平大豆蛋白配方饲料时，除了需要考虑氨基酸组成，也需要考虑饲料的适口性以恢复鱼的摄食率。必需脂肪酸必须达到鱼最适生长性能的需要量水平，特别是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。本研究饲料中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)随着鱼粉水平的增加呈下降趋势，无鱼粉组（FM0）含量最低，分别为1.0%和0.8%。然而这些值满足Takeuchi等人(1990)评估的真鲷幼鱼的需要量（分别为1.0%和0.5%）。
如何避免摄食量过低是水产饲料中使用大量植物蛋白所面临的挑战之一。Kader等(2010)研究发现在以高含量豆粕为基础的饲料中添加鱼膏、磷虾粉和乌贼粉能够显著提高鱼体的摄食量，并且能够达到与对照组鱼粉为基础的饲料相似的效果。同样的，在本试验中，所有处理组鱼体的摄食量都很高。这又一次表明，即使在含有56%去皮豆粕的真鲷饲料中，添加一定数量的鱼膏、磷虾粉和乌贼粉也能够有效地起到诱食作用。众所周知，鱼体的摄食量受到饲料中游离氨基酸数量和组成的影响(Mackie和Mitchell, 1985)。虽然所有处理组饲料中并没有额外添加合成的游离氨基酸，但是与FM100饲料组相比，其它鱼粉替代组饲料游离氨基酸总量有所增加（表3）。这是由于其它组饲料中添加的一定量的鱼膏、磷虾粉和乌贼粉，其作为天然诱食剂的同时也提高了饲料的适口性。为了维持饲料对鱼体的吸引力以及引导鱼体摄入足够量的饲料，向高豆粕含量的饲料中添加诱食剂是一种有效的途径(Kissil等, 2000；Papatryphon和Soares, 2000)。通过在饲料中添加不同诱食剂来提高鱼体的摄食量已有大量的报道，比如在鲉鱼(Sebastiscus marmoratus) ( Kader等, 2010)和真鲷饲料中添加鱼膏( Kader, 2008), 在虹鳟饲料中添加鱼粉蛋白水解物( Espe等, 1999，Refsite等, 2004), 在罗非鱼饲料中添加磷虾粉( Gaber, 2005), 在金鲈饲料中添加磷虾粉水解物( Kolkovski等, 2000), 在海鲈饲料中添加乌贼内脏粉( Mai等, 2006)以及在大西洋鲑(Salmo salar L.)饲料中添加乌贼内脏粉抽提物( Toften等, 2003)。鱼膏被认为是最具有前景的诱食剂，鱼膏是一种水溶性物质，含有丰富的水溶性蛋白质、矿物盐和维生素，还含有游离氨基酸、多肽、核苷酸和诸如牛磺酸、肌酸和肌肽之类的低分子量物质( Kousoulaki等, 2009)。除此之外，鱼膏具有鱼腥味，有很强的嗅觉刺激作用。鱼膏中高含量的牛磺酸(2.38 g/100g，之前的研究结果)被认为是其具有诱食效果的因素之一，而且鱼膏中含有的其它氨基酸也增强了其诱食效果。有报道称在高含量豆粕为基础的齿鲷鱼饲料中，牛磺酸是很有效的诱食剂。
而且Chatzifotis等(2008)在真鲷中也有报道，称牛磺酸是鱼体正常摄食、生长以及绿肝症状的一个必要因素( Matsunari等, 2008；Takagi等, 2006)。当用大豆浓缩蛋白替代60%的鱼粉时，饲料中牛磺酸的含量显著降低(Kader等, 2010)。尽管本试验饲料中鱼粉被逐渐替代掉，然而所有处理组饲料的牛磺酸水平是相似的且能够满足真鲷的需求( Matsunari等, 2008)。因此，FM100、FM10和FM0三个处理组鱼体具有相似的生长性能，很可能部分原因归功于这三组的摄食量是相似的。FM30和FM20组的摄食量显著增加，这似乎可以解释这两组鱼体生长要显著好于其它组的原因( Yamamoto等, 1995)。并且摄食量的提高会使鱼体摄入更多的用于生长的蛋白质和能量( Phumee等, 2011)。鱼膏、磷虾粉和乌贼粉的诱食效果在FM30处理组中是最有效的，而随着豆粕替代鱼粉比例逐渐的升高，其诱食效果也逐渐降低。
5 结论
采用去皮豆粕逐渐替代至完全替代饲料中的鱼粉，并补充天然诱食剂，提高了真鲷的生长、营养利用和体组成或是无显著影响。FM30组的摄食量显著增高，各替代组的摄食量在数值上均比对照组FM100高。生长和摄食率直接相关，这是鱼生长表现的主要特点。摄食率相似或提高可以解释为，通过添加天然诱食剂如鱼膏、磷虾粉和乌贼粉可改良鱼体的营养组成、主要氨基酸含量和改善饲料的适口性。与先前研究不同的是，本研究结果证实了在添加诱食剂鱼膏、磷虾粉和乌贼粉的基础上，植物蛋白如去皮豆粕甚至可100%替代真鲷幼鱼饲料中的鱼粉。因此，本研究结果将促进厂家更有效地利用植物蛋白，降低生产成本和发展可持续性的水产饲料。（完）
1、来源：《中大水生通讯》第54期
2、作者：广州市诚一水产科技有限公司 郭定乾/译
3、广州市诚一水产科技有限公司微信号：gzchengyi2013
|
|
资讯分类
相关资讯：
资讯连接
