復合動植物蛋白質(zhì)飼料對大口黑鱸生長性能、肌肉品質(zhì)及氮、磷排放的影響

謝帝芝 陳漢毅 徐 超 麻永財 李孟孟 葉儒鍇 李遠友

(華南農(nóng)業(yè)大學海洋學院，嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術廣東省實驗室，廣州 510642)

魚類不僅給人類提供了高質(zhì)量的蛋白質(zhì)，還提供了n-3長鏈多不飽和脂肪酸(n-3 HUFA)、維生素和礦物質(zhì)，是全球食品籃子的重要組成部分。2015年，全球人均魚類消費量達到20.2 kg，且將以0.3%的增長率持續(xù)升高[1]。從1950年到2016年，全球魚產(chǎn)品的年均產(chǎn)量(包括捕撈量和養(yǎng)殖產(chǎn)量)由1 900萬t增長到1.69億t，其中養(yǎng)殖魚產(chǎn)量約占魚類總產(chǎn)量的50%，到2030年，該指標將達到60%～70%[2]。然而，過去20年的全球年均漁業(yè)捕撈量已接近天然漁業(yè)資源的生產(chǎn)極限[1]。因此，人類對魚產(chǎn)品的需求將更依賴于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，作為水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的基礎——水產(chǎn)飼料行業(yè)也得以蓬勃發(fā)展。同時，海洋禁漁和環(huán)保政策的實施，進一步促進了水產(chǎn)飼料的普及率。作為水產(chǎn)配合飼料的重要原料，蛋白質(zhì)含量高、氨基酸平衡的魚粉是水產(chǎn)飼料的理想蛋白質(zhì)源。但是，全球魚粉產(chǎn)量有限，年均約500萬t[1]；同時，魚粉的供應又受到氣候和金融因素的影響。因此，資源有限且供應不穩(wěn)定的魚粉，已無法持續(xù)滿足不斷增長的水產(chǎn)配合飼料業(yè)的需求，尋找合適的替代蛋白質(zhì)源成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的研究熱點之一。大量研究表明，豆粕、花生粕、雞肉粉、肉骨粉和昆蟲粉等傳統(tǒng)的陸生動物或植物蛋白質(zhì)源，以及微生物蛋白和餐飲殘渣發(fā)酵蛋白等新型蛋白質(zhì)源可應用到水產(chǎn)養(yǎng)殖中[3-5]。然而，單一植物或動物蛋白質(zhì)源因存在營養(yǎng)不平衡、抗營養(yǎng)因子等負面因素，過量替代魚粉后導致飼料利用率低，影響?zhàn)B殖魚類健康生長[6]。因此，具有營養(yǎng)更均衡、適口性強等優(yōu)點的復合動植物蛋白質(zhì)源備受水產(chǎn)飼料行業(yè)研究者們的關注[7-9]。

大口黑鱸(Micropterussalmoides)又名加州鱸，屬鱸形目，具有肉質(zhì)鮮嫩、細刺少、攝食兇猛、長勢迅速、可馴化食用配合飼料等特點。近年來，大口黑鱸年產(chǎn)量高達40多萬t，已成為我國重要的淡水經(jīng)濟魚類之一。然而，同其他肉食性魚類一樣，大口黑鱸對蛋白質(zhì)的需求量較高(45%～50%)，其商品飼料中魚粉添加量高達40%～50%，導致商品飼料的定價普遍較高(1.1～1.3萬元/t)，養(yǎng)殖利潤空間小；同時，當冰鮮魚價格低時，更多養(yǎng)殖戶選擇冰鮮魚做餌料，這嚴重限制了大口黑鱸養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。近期，本課題組研發(fā)出2種復合動植物蛋白質(zhì)飼料(包含發(fā)酵豆粕和水解豆粕在內(nèi)的幾種陸生動物和植物蛋白質(zhì)源按不同比例構成)——CProⅠ和CProⅡ，研究顯示其可有效地替代鱸形目的肉食性海水魚——卵形鯧鲹(Trachinotusovatus)配合飼料中40%～80%的魚粉，且可顯著降低其氮、磷排放[10-11]。為探討CProⅠ和CProⅡ在大口黑鱸(鱸形目)中的應用效果，本試驗以大口黑鱸商品飼料和冰鮮魚為對照，研究復合動植物蛋白質(zhì)飼料CProⅠ和CProⅡ?qū)Υ罂诤邝|生長性能、肌肉品質(zhì)以及氮、磷排放的影響，以期為開發(fā)經(jīng)濟高效的大口黑鱸配合飼料提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

以包括發(fā)酵豆粕和水解豆粕在內(nèi)的幾種陸生動物和植物蛋白質(zhì)源按不同比例配制的復合動植物蛋白質(zhì)飼料CProⅠ或CProⅡ[10-11]及魚粉為蛋白質(zhì)源，以脂肪粉[12](含40.0%膨化玉米粉與60.0%復合油，復合油由魚油、豆油、油菜籽、紫蘇油和磷脂以及少量乳化劑、抗氧化劑混合而成)為脂肪源，配制2種等氮(粗蛋白質(zhì)含量約為48.0%)等脂(粗脂肪含量約為12.0%)的試驗飼料(D1、D2)，其組成及營養(yǎng)水平見表1。飼料原料經(jīng)粉碎后過60目篩，用攪拌機均勻混合后封裝于密封塑料袋中，并放置在-20 ℃貯存。投喂前，在稱量后的粉料中加入30%左右水，揉合均勻，使其具備一定黏性與彈性，然后使用軟顆粒機將其制成長條形沉性顆粒，直徑相當于大口黑鱸口徑的1/4～1/3，飼料顆粒大小隨大口黑鱸生長階段進行調(diào)整。同時以大口黑鱸商品飼料(D3)和冰鮮魚(包括青天蘭、鯷魚等海水野雜魚，D4)為對照飼料，其營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)

1.2 試驗魚和試驗設計

大口黑鱸幼魚購于佛山市順德區(qū)東民水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司，并于佛山市晴朗水產(chǎn)養(yǎng)殖科技有限公司的養(yǎng)殖池中馴養(yǎng)2周，期間采用商品飼料和試驗飼料等比例混合的飼料投喂。養(yǎng)殖試驗開始前，禁食24 h，經(jīng)0.01% MS-222麻醉后，選取大小均勻、健康的大口黑鱸幼魚600尾[初始體重(11.83±0.12) g]，隨機分配至12個水族缸(直徑1.5 m，高2.0 m)中，每缸50尾魚，每種飼料投喂3缸，進行為期8周養(yǎng)殖。養(yǎng)殖期間，每天飽食投喂4次(08:00、12:00、16:00和20:00)。為保持良好的水質(zhì)狀況，每天換水1次(換水量為總體積的1/2)；每天除投料、換水外，其余時間持續(xù)充氣增氧，使水體溶氧濃度高于6 mg/L，溫度在(23±1) ℃，pH保持在7.0±0.4，氨氮濃度低于0.2 mg/L。

1.3 樣品采集

養(yǎng)殖試驗開始前，取8尾魚，經(jīng)液氮速凍后保存于-80 ℃冰箱中，用于后續(xù)的初始樣品成分分析。養(yǎng)殖試驗結束后，禁食24 h，試驗魚經(jīng)0.01% MS-222麻醉后逐一稱重，統(tǒng)計終末體重；從每缸隨機取3尾魚，采用尾靜脈取血，并分離其肝臟、肌肉，于液氮中速凍，保存于-80 ℃冰箱中，供后續(xù)指標分析；每缸另隨機取3尾魚，稱量其內(nèi)臟團、肝臟重，計算肝體比和臟體比；每缸另隨機取4尾魚，分別用于肌肉品質(zhì)以及肌肉和全魚常規(guī)成分測定。

1.4 常規(guī)成分測定

飼料、全魚和肌肉的粗水分、粗灰分、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪分別采用常壓干燥法(GT/T 6435—2014)、馬弗爐灼燒法(GB/T 6438—2007)、凱氏定氮法(GB/T 6432—2018)、索氏抽提法(GB/T 6433—2006)測定，磷含量采用鉬黃顯色光度法(GB/T 6437—2002)測定。

1.5 血清生化指標以及血清和肝臟抗氧化指標測定

測定前，冷凍的血清和肝臟樣本先于4 ℃解凍。血清中總膽固醇(T-CHO)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、甘油三酯(TG)含量以及堿性磷酸酶(AKP)活性，血清和肝臟中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性、總抗氧化能力(T-AOC)及丙二醛(MDA)含量均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定，測定步驟參見相關試劑盒說明書。

1.6 肌肉質(zhì)構特性和可食用品質(zhì)測定

肌肉質(zhì)構特性測定指標包括剪切力、硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、回復性，采用質(zhì)構儀(Universal TA型，上海騰拔儀器科技有限公司)測定。選定試驗魚背肌，在TPA模式下，裝載TA 25/1000圓柱形探頭，測試前速度2.00 mm/s，測試速度1.00 mm/s，測試后速度2.00 mm/s，壓縮比75%，探頭2次壓縮間隔2 s，測定上述肌肉質(zhì)構特性指標。

肌肉的可食用品質(zhì)包括熟肉率(COP)和持水率(WHC)。肌肉熟肉率測定：取約5 g背肌置于煮沸的水中，5 min后取出，采用濾紙吸干表面水分，冷卻后稱重，熟肉和生肉重量比率即為肌肉熟肉率。肌肉持水率測定：取約5 g背肌置于定性濾紙上，其上覆蓋另一張濾紙，用1 kg砝碼擠壓5 min后稱取肌肉的質(zhì)量，所含水分占原肌肉百分比即為肌肉持水率。

1.7 計算公式

魚體增重率、特定生長率、飼料系數(shù)、肝體比、臟體比和存活率以及氮、磷儲存效率和總氮、總磷排放量等指標參照以下公式計算：

增重率(WGR，%)=100×(終末體重-初始體重)/初始體重；特定生長率(SGR,%/d)=100×(ln終末體重-ln初始體重)/養(yǎng)殖天數(shù)；飼料系數(shù)(FCR)=魚體濕增重/采食干飼料重；存活率(SR,%)=100×試驗結束時活魚數(shù)/試驗開始時活魚數(shù)；肝體比(HSI,%)=100×肝臟重/終末體重； 臟體比(VSI,%)=100×內(nèi)臟團重/終末體重；肥滿度(CF,g/cm3)=100×終末體重/終末體長3；蛋白質(zhì)效率(PER,%)=100×(終末體重-初始體重)/(飼料投喂量×初始魚體粗蛋白質(zhì)含量)；肌肉熟肉率(%)=100×煮熟肌肉質(zhì)量/生肌肉質(zhì)量；肌肉持水率(%)=100×(失水后肌肉質(zhì)量-失水前肌肉質(zhì)量)/失水前肌肉質(zhì)量；氮儲存效率(NRE,%)=100×(終末體重×終末魚體粗蛋白質(zhì)含量-初始體重×初始魚體粗蛋白質(zhì)含量+死魚體重×初始魚體粗蛋白質(zhì)含量)/(飼料投喂量×飼料粗蛋白質(zhì)含量)；磷儲存效率(PRE,%)=100×(終末體重×終末魚體磷含量-初始體重×初始魚體磷含量+死魚體重×初始魚體磷含量)/(飼料投喂量×飼料磷含量)；總氮排放量(TNW,g/kg增重)=1 000×(飼料投喂量×飼料粗蛋白質(zhì)含量)×(1-氮儲存效率/100)/[(終末體重+死魚體重-初始體重)×6.25]；總磷排放量(TPW,g/kg增重)=1 000×(飼料投喂量×飼料磷含量)×(1-磷儲存效率/100)/(終末體重+死魚體重-初始體重)。

1.8 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標準誤(mean±SE)表示，采用SPSS 21.0軟件的ANOVA程序進行方差分析，并用Duncan氏法進行多重比較，以P<0.05作為差異顯著標準。

2 結果與分析

2.1 生長性能

分析各組大口黑鱸的生長性能指標(表2)后發(fā)現(xiàn)，各組間試驗魚的存活率和臟體比無顯著差異(P>0.05)。與D3組和D4組相比，D2組的增重率、特定生長率和肥滿度雖然有下降趨勢，但差異不顯著(P>0.05)，且飼料系數(shù)和肝體比分別顯著低于D4和D3組(P<0.05)。D1組的增重率、特定生長率顯著低于D4組(P<0.05)，但與D2和D3組無顯著差異(P>0.05)。以上結果說明，含CProⅡ飼料對大口黑鱸的促生長效果與商品飼料和冰鮮魚相當，且同時可降低飼料系數(shù)和肝體比，有利于大口黑鱸的健康和提高養(yǎng)殖效益。

表2 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的生長性能

2.2 全魚和肌肉常規(guī)成分

由表3可知，在全魚常規(guī)成分方面，各組間的水分、粗灰分和磷含量無顯著差異(P>0.05)，D1和D2組粗蛋白質(zhì)含量顯著高于D3和D4組(P<0.05)，而其粗脂肪含量顯著低于D4組(P<0.05)。在肌肉常規(guī)成分方面，各組間的水分、粗脂肪和粗灰分含量無顯著差異(P>0.05)，但D1、D2組的粗蛋白質(zhì)含量較高，且顯著高于D3組(P<0.05)。以上結果說明，含CProⅠ和CProⅡ飼料有助于提高大口黑鱸肌肉的粗蛋白質(zhì)含量，改善肌肉營養(yǎng)品質(zhì)。

表3 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的全魚和肌肉常規(guī)成分(干物質(zhì)基礎)

2.3 血清生化指標

各組大口黑鱸的血清生化指標結果見表4。與D3組相比，D1、D2組血清HDL-C、T-CHO、TG含量無顯著變化(P>0.05)，而LDL-C含量顯著降低(P<0.05)；與D4組相比，D1、D2組血清HDL-C和TG含量無顯著變化(P>0.05)，但T-CHO、LDL-C含量與AKP活性顯著降低(P<0.05)。

表4 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的血清生化指標

2.4 血清和肝臟抗氧化指標

各組大口黑鱸的血清和肝臟抗氧化指標見表5。各組間血清和肝臟SOD和CAT活性無顯著差異(P>0.05)。在血清抗氧化指標方面，與D3組相比，D1、D2組血清T-AOC和MDA含量均顯著降低(P<0.05)；與D4組相比，D1、D2組血清T-AOC無顯著變化(P>0.05)，但MDA含量顯著降低(P<0.05)。在肝臟抗氧化指標方面，與D3和D4組相比，D1、D2組肝臟T-AOC無顯著變化(P>0.05)，但MDA含量明顯降低，且顯著低于D4組(P<0.05)。

表5 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的血清和肝臟抗氧化指標

2.5 肌肉質(zhì)構特性和可食用品質(zhì)

各組大口黑鱸的肌肉質(zhì)構特性和可食用品質(zhì)見表6。不同飼料對大口黑鱸肌肉硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、回復性和熟肉率的影響較少，各組間無顯著差異(P>0.05)。相比于D3和D4組，D1、D2組肌肉剪切力顯著降低(P<0.05)，肌肉持水率顯著升高(P<0.05)。上述結果說明含CProⅠ和CProⅡ飼料有利于提高大口黑鱸肌肉的嫩度。

表6 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的肌肉質(zhì)構特性和可食用品質(zhì)

2.6 氮、磷儲存效率以及總氮、總磷排放量

各組大口黑鱸的氮、磷儲存效率以及總氮、總磷排放量見圖1。與D4組相比，D1、D2組的氮、磷儲存效率均顯著升高(P<0.05)(圖1-A、圖1-B)，總氮、總磷排放量均顯著降低(P<0.05)(圖1-C、圖1-D)。D1和D2組的氮儲存效率和總氮排放量與D3組無顯著差異(P>0.05)(圖1-A、圖1-C)，但磷儲存效率顯著升高(P<0.05)(圖1-B)，總磷排放量顯著降低(P<0.05)(圖1-D)。以上結果表明，含CProⅠ和CProⅡ飼料更有利于養(yǎng)殖水環(huán)境保護。

數(shù)據(jù)柱標注不同字母表示顯著差異(P<0.05)。

3 討 論

本研究探討了復合動植物蛋白質(zhì)飼料CProⅠ和CProⅡ作為蛋白質(zhì)源應用于在大口黑鱸養(yǎng)殖中的可行性。基于對大口黑鱸生長性能、抗氧化指標、肌肉品質(zhì)以及氮、磷排放等指標的測定結果，發(fā)現(xiàn)含CProⅡ飼料(D2組)具有和冰鮮魚和商品飼料一樣的促生長效果，且其有利于提高肌肉的粗蛋白質(zhì)含量和嫩度，以及養(yǎng)殖水環(huán)境保護，說明CProⅡ可作為飼料蛋白質(zhì)源應用于大口黑鱸養(yǎng)殖中。

在大口黑鱸養(yǎng)殖生產(chǎn)中，養(yǎng)殖后期易出現(xiàn)脂肪肝，因此被行業(yè)稱為“天生的脂肪肝患者”。一般認為，這種現(xiàn)象是因為其配合飼料中粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量較高，而高密度養(yǎng)殖條件下，高脂肪和蛋白質(zhì)飼料易造成養(yǎng)殖魚肝臟脂肪蓄積異常、免疫力下降、代謝紊亂等癥狀。研究表明，大口黑鱸對飼料蛋白質(zhì)和脂肪的適宜需求量分別為48%～51%和12%[23-24]。本研究中，含CProⅠ和CProⅡ飼料的蛋白質(zhì)和脂肪水平都在適宜范圍內(nèi)，飼喂含CProⅠ和CProⅡ飼料的大口黑鱸血清LDL-C和T-CHO含量顯著低于飼喂商業(yè)飼料和冰鮮魚(蛋白質(zhì)和脂肪水平超出適宜范圍)的大口黑鱸，且其肝體比顯著低于飼喂商業(yè)飼料的大口黑鱸。朱婷婷等[23]研究發(fā)現(xiàn)，飼料脂肪水平由5.76%升高到11.05%或17.65%，大口黑鱸血清中T-CHO和低密度脂蛋白(LDL)含量均顯著升高，當脂肪水平大于11.05%時，其肝臟脂肪積累增多。當機體脂肪代謝紊亂，肝臟脂肪異常蓄積，易發(fā)生氧化應激，導致肝細胞受損。當機體肝臟受損時，與脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等代謝有關的AKP的活性會顯著升高[25]。本研究中，D1和D2組血清AKP活性顯著低于飼喂商品飼料和冰鮮魚的2個對照組。這與其他研究結果基本一致，隨著飼料脂肪水平的升高，大口黑鱸和羅非魚血清中AKP活性表現(xiàn)為升高的趨勢[23,25]。SOD和CAT是生物抗氧化酶的重要組成酶類，同T-AOC和MDA作為評價機體抗氧化能力和氧化損傷程度的重要指標[26-27]。本研究中，2個試驗組(D1和D2組)大口黑鱸血清和肝臟SOD和CAT活性以及T-AOC與2個對照組(D3和D4組)無顯著差異,而其血清和肝臟MDA含量顯著低于飼喂冰鮮魚的對照組，分析原因可能是由于冰鮮魚中的脂肪被腐敗氧化產(chǎn)生有害物質(zhì)，而長期投喂冰鮮魚易導致魚體肝臟抗受損，造成組織中MDA含量增多[28]。以上結果表明，含CProⅠ和CProⅡ飼料更有利于維持大口黑鱸肝臟健康。

肌肉的基本營養(yǎng)成分、質(zhì)構特性、可食用品質(zhì)是評價肌肉品質(zhì)的重要參考指標。相比于商品飼料和冰鮮魚，以復合動植物蛋白質(zhì)飼料CProⅠ或CProⅡ為蛋白質(zhì)源配制的飼料顯著提升了大口黑鱸全魚和肌肉粗蛋白質(zhì)含量，其原因可能是商品飼料在粗蛋白質(zhì)含量高于大口黑鱸適宜的蛋白質(zhì)需求量[24]，導致多余的蛋白質(zhì)通過脫氨基的作用分解供能，降低了魚體蛋白質(zhì)利用率，最終導致魚體蛋白質(zhì)沉積量下降[29]。駱藝文[30]在軍曹魚(Rachycentroncanadum)上的研究發(fā)現(xiàn)，隨著飼料蛋白質(zhì)水平的升高，蛋白質(zhì)效率和蛋白質(zhì)儲積率反而下降。相比于D3和D4組，D1和D2組大口黑鱸肌肉硬度、咀嚼性、膠著性、彈性和回復性等質(zhì)構特性以及熟肉率無顯著變化。相似結果也出現(xiàn)在大菱鲆相關研究中，酶解動物軟骨蛋白粉、小麥粉、豆粕等動植物蛋白質(zhì)源替代40%魚粉對大菱鲆肌肉硬度、咀嚼性和彈性等質(zhì)構特性沒有顯著影響[6]。大口黑鱸以魚肉鮮嫩著稱，相比于商品飼料和冰鮮魚，含CProⅠ和CProⅡ飼料可顯著降低肌肉剪切力，提高其持水率，進一步提升了魚肉的嫩度。

優(yōu)質(zhì)環(huán)保飼料已成為現(xiàn)代生態(tài)漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，其不僅能夠促進魚類的生長，還能保護環(huán)境或減輕養(yǎng)殖環(huán)境壓力。氮、磷排放是水產(chǎn)養(yǎng)殖中水富營養(yǎng)化的主要原因，可通過制定符合水產(chǎn)養(yǎng)殖品種營養(yǎng)需求的標準降低氮、磷排放[31]。本研究中含CProⅡ飼料試驗組的生長效果與商品飼料和冰鮮魚對照組一致，且其總氮排放量顯著低于冰鮮魚對照組，總磷排放量顯著低于商品飼料和冰鮮魚對照組。含CProⅡ飼料能顯著降低大口黑鱸氮、磷排放的原因：1)含CProⅡ飼料的粗蛋白質(zhì)含量(48.90%)更接近大口黑鱸適宜的蛋白質(zhì)需求量[28]，而冰鮮魚和商品飼料的粗蛋白質(zhì)含量分別為58.18%和53.95%，已有研究顯示飼料蛋白質(zhì)水平過高會提高硬骨魚類血氨水平，產(chǎn)生大量氨氮代謝物，造成水體污染[32-33]；2)含CProⅡ飼料的磷含量(0.59%)更接近大口黑鱸適宜的磷需求量(0.66%)[34]，比冰鮮魚和商品飼料分別低23.58%和53.17%。相似的是，將羅非魚飼料中磷含量從1.20%降至0.80%，可使養(yǎng)殖水體磷含量降低55%，且不影響動物的生長性能[35]。以上結果表明，相對于商品飼料和冰鮮魚，本研究配制的含CProⅡ飼料的環(huán)境效益更高。

4 結 論

相比于商品飼料和冰鮮魚，含CProⅡ飼料對大口黑鱸具有一樣的促生長效果，且更有利于維持肝臟健康(較低的肝體比和肝臟MDA含量)；此外，含CProⅡ飼料可進一步提高大口黑鱸肌肉粗蛋白質(zhì)含量和鮮嫩度，提高氮、磷儲存效率，降低氮、磷排放，減少對蛋白質(zhì)資源的浪費和對環(huán)境的污染。以上結果表明，以CProⅡ為蛋白質(zhì)源配制的飼料對大口黑鱸具有良好的促生長效果，且在肌肉品質(zhì)以及養(yǎng)殖環(huán)境效益上都優(yōu)于商品飼料與冰鮮魚，可應用于大口黑鱸養(yǎng)殖。