植物蛋白替代魚粉和添加瓜爾膠對鱒魚肉質和飼料利用率的影響

艾祖軍，李 華

（1.云南省昭通市漁業管理站，云南昭通 657000；2.四川省農業科學院水產研究所，四川成都 610000）

水產養殖在2009年達到了一個里程碑，即人們食用的魚類和貝類中有一半是人工養殖的，人工養殖魚類的產量超過了野生魚類，同時水產養殖業對全球魚粉和魚油的消費量分別占到了68%和88%（Naylor等，2009）。目前，水產養殖行業正在尋求和利用植物蛋白原料，用以替代動物蛋白（主要是魚粉）、海鮮副產品或原生生物來源的蛋白原料。隨著新興水產養殖業需求的增長，高質量的傳統蛋白成分（如魚粉）資源短缺，價格上漲較快。在飼料中使用魚粉的目的是生產價值更高的魚，而不是直接供人食用，由于魚粉資源有限，以及這種做法不可避免的造成飼料損失，使得單純依靠魚粉來促進水產養殖業的發展顯得較為乏力。因此，在尋找動物源性飼料的替代品時，有必要考慮魚類對必需氨基酸的需求，并控制碳水化合物（至少是單糖）的含量，防止血糖濃度過高（Wilson，1994）。同樣重要的是，要避免抗營養物質可能損害養分的消化利用，或以其他方式損害魚的健康和福利（Francis等，2001）。魚類對植物蛋白的接受程度是另一個考慮因素，因為攝食是影響魚類生長的主要因素，同時要實現大規模的植物蛋白替代動物蛋白，需要充分考慮其對水產養殖業經濟效益的影響。有研究表明，植物蛋白成分存在一些負面影響，如后腸炎癥、食欲下降或蛋白酶抑制等，特別是當植物蛋白在大比例替代動物蛋白中，該負面影響較為顯著（Francis等，2001）。迄今為止，大多數關于植物蛋白替代動物蛋白的研究報道主要集中在飼料養分方面，如氨基酸平衡、抗營養物質或對魚類健康的影響（Morris等，2005）。但值得注意的是，用純植物飼料（如大豆和玉米的混合物）需要額外補充必需氨基酸。因此，本試驗用植物蛋白50%或100%替代魚粉，同時添加瓜爾膠，研究其對鱒魚肉質和飼料利用率的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與管理 試驗日糧設計為3種類型的蛋白源飼料：100%的魚粉，50%魚粉+50%植物蛋白，100%的植物蛋白。同時采用蛋白類型×瓜爾膠水平（0和0.3%）兩因素方差設計。6種日糧配方及日糧常規營養、日糧氨基酸水平分別見表1和表2。

表1 試驗日糧配方及營養水平

表2 試驗日糧氨基酸水平 g/kg

試驗共選擇240只鱒魚，每組40只，每組4個重復，每個重復10只。試驗共進行7周。大約40%的投喂量采用手工投放，并在每天早上8～9點持續觀察鱒魚的攝食行為，剩余60%的投喂量通過自動加料器投放。

1.2 生長性能、健康狀況及肉質 試驗期間觀察鱒魚的健康狀況，如有死亡需進行解剖分析。試驗前和試驗束后對每條魚進行稱重，每天統計飼料的投喂量，參考Brinker（2007）的研究結果計算料比和生長速度。

肉質可分為兩大類：外部特征和內在品質。外部特征包括體重、屠宰率、去骨肉重、內臟器官重及肝臟指數，內在品質包括魚肉的蛋白質、脂肪、灰分、屠宰后24 h的pH、蒸煮損失、剪切力和肉色，上述指標的測定方法參考Rasmussen（2001）的研究結果。

1.3 統計分析 采用SAS軟件多因素方差分析模型，以日糧蛋白原料及瓜爾膠添加水平作為分析的主因素，6組日糧之間對各指標影響的差異性通過Ducan’s法進行多重比較，P＜0.05判定為差異顯著，結果以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對魚片成分的影響 由表3可知，植物蛋白組較其他組顯著提高了魚片蛋白含量（P＜0.05），但脂肪和干物質含量顯著低于魚粉和魚粉+植物蛋白組（P＜0.05）。各組日糧對魚片灰分含量無顯著影響（P＞0.05）。魚粉日糧組添加瓜爾膠顯著降低了脂肪含量（P＜0.05）。

2.2 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚養分表觀消化率和生長性能的影響 由表4可知，日糧不同蛋白源對蛋白、脂肪、淀粉和磷的表觀消化率具有顯著影響（P＜0.05）。植物蛋白水平越高，蛋白和磷的消化率越高（P＜0.05），淀粉消化率顯著降低（P＜0.05）。其中，魚粉組脂肪消化率最高（P＜0.05），除植物蛋白組添加瓜爾膠對養分消化率有顯著影響外，其他組均無顯著影響。

由表5可知，隨著植物蛋白水平的增加，鱒魚末重顯著增加（P＜0.05）。魚粉日糧組對鱒魚的

生長速度和料比影響最佳（P＜0.05），但不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚生長速度和料比均無顯著影響（P＞0.05）。

表3 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對魚片成分的影響 %

表4 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚養分表觀消化率的影響 %

表5 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚生長性能的影響

2.3 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚屠宰性能和肉質的影響 由表6可知，與魚粉或植物蛋白組相比，魚粉+植物蛋白顯著提高了鱒魚的屠宰率和內臟相對重量（P＜0.05）。魚粉和魚粉+植物蛋白組對去骨魚肉相對重量無顯著影響（P＞0.05），但在植物蛋白組表現為最低（P＜0.05）。魚粉+植物蛋白組較魚粉組顯著降低了魚肉24 h后的pH（P＜0.05）。

由表7可知，不同蛋白源日糧對魚肉的烹煮損失無顯著影響（P＞0.05），但添加瓜爾膠后影響結果表現為顯著。各組對魚肉剪切力無顯著影響（P＞0.05）。植物蛋白組較其他組顯著降低了肉色（L）（P ＜ 0.05）。

表6 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚屠宰性能影響

表7 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚肉質的影響

3 討論

3.1 植物蛋白替代魚粉添加瓜爾膠對消化和生長的影響 試驗期間沒有發現任何飼料引起死亡率或外部宏觀改變，有約1/4的魚出現肝臟變化，但觀察到的病理變化非常輕微，與正常商品化飼喂的膨化、高能量飼料結構一致。植物蛋白完全替代魚粉組降低了鱒魚的患病率，對肝臟病理影響幾乎可以完全忽略。肝臟病變可能與日糧脂肪失衡有關，尤其是飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸（Robaina等，1997），同時考慮到主要的脂肪酸，本研究日糧中油脂的用量改變不大。考慮到魚的健康狀況，給魚飼喂小麥含量較高的飼料可能會導致日糧中谷氨酰胺水平的相應增加，如谷氨酰胺可以作為蛋白質合成的底物，促進肌肉生長的合成代謝前體，調節酸堿平衡、為腸道和免疫細胞提供能量等（Newsholme等，2003）。魚飼料中使用大量植物源蛋白會使抗營養因子水平升高，如大豆中的凝集素和甘氨酸能與腸道絨毛廣泛接觸，特別是遠端小腸的沙門氏菌容易引起組織病變（Francis等，2001）。

本試驗結果發現，除了純植物蛋白組外，其他兩種蛋白組對蛋白質消化率的影響無顯著差異，這與Bureau等（1998）的研究結果一致。

3.2 植物蛋白替代魚粉添加瓜爾膠對屠宰性能和肉質的影響 試驗結果發現，鱒魚的平均活重接近200 g，各組對屠宰率具有顯著影響，其中魚粉組屠宰率和去骨魚肉重量表現最高，而植物蛋白+魚粉組表現最低，這與Mde F等（2004）的研究結果一致。眾所周知，肝臟是人體的一個重要器官，氮代謝和許多基因的表達都在肝臟中進行，Vilhelmsson等（2004）研究發現，植物蛋白飼料能提高肝臟相關基因的表達水平。植物蛋白飼料降低了鱒魚的肝臟指數，Mde F等（2004）也發現了類似的結果，這可能與植物蛋白原料含較高水平的可消化淀粉，尤其是結構較簡單的淀粉，它們可以刺激肝臟的代謝活動，如糖原再生、肝臟生長和病理變化（Wilson，1994）。

魚肉肉質受飼料和飼料原料種類的影響，屠宰后，魚肉膠原蛋白分級，細胞結締組織變化會導致肌肉的剪切力改變（Ando等，1992）。此外，魚粉+植物蛋白組降低了屠宰后24 h魚肉的pH。pH降低與屠宰后魚肉軟化及表明紋理變化有關，同時在酸性環境中，微生物降解過程受到抑制，從而可以提高其保存期和新鮮度（Rasmussen，2001）。本試驗觀察到，在飼料中添加0.3%瓜爾膠提高了魚肉的蒸煮損失，說明瓜爾膠會導致肉組織在蒸煮過程中失去更多的水分，但具體原因還有待進一步研究。用植物蛋白替代魚粉需要補充必需氨基酸，就蛋白原料成本而言，植物蛋白原料的成本介于魚粉和魚粉+植物蛋白之間，但加工膨化工藝成本高，同時植物蛋白比例高導致鱒魚生長速度和飼料轉化率低，但本試驗的結果顯示，肉質的改善可以抵消這一負面影響。

4 結論

純植物蛋白可以提高鱒魚的生長性能，盡管到目前為止，這種日糧類型還不能完全滿足利潤最大化的目標。然而，隨著魚粉價格的升高，植物蛋白日糧替代魚粉日糧的可行性會進一步提高。