菜籽粕替代魚粉對銀鯽生長性能及飼料利用率的影響

張 杰 王四維 陳澤濤 過世東

(江南大學(xué)食品學(xué)院1，無錫 214122)

(無錫中糧工程科技有限公司2，無錫 214035)

魚粉作為一種營養(yǎng)全面的蛋白飼料源，已普遍應(yīng)用于水產(chǎn)飼料，但是近年來魚粉供應(yīng)緊張，價格不斷上漲，限制了水產(chǎn)飼料的可持續(xù)發(fā)展，因此，尋找廉價的魚粉替代蛋白原料已成為水產(chǎn)飼料研究熱點(diǎn)。

菜籽粕來源廣泛，價格低廉，我國年產(chǎn)菜籽餅粕約7.50 × 106t［1］，菜籽粕的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ～39%，是具有潛力的水產(chǎn)飼料蛋白源。菜籽粕在水產(chǎn)飼料中已經(jīng)有廣泛的研究與應(yīng)用。但是菜籽粕因其利用率低、賴氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸的缺乏及抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在而使其在水產(chǎn)飼料中的添加量受到限制。改善菜籽粕的這些缺陷是提高其在水產(chǎn)飼料中添加量的關(guān)鍵。很多研究表明在飼料中添加必需氨基酸可以改善飼料中必需氨基酸的不足，并且提高魚類對飼料的蛋白質(zhì)利用效率［2－4］。另外使用現(xiàn)在已經(jīng)成熟的擠壓膨化技術(shù)，可以提高魚類對植物蛋白飼料的利用率［5－6］，降低飼料中不可溶性纖維素的含量［7－8］，同時對飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)也有一定的破壞作用［9］。本次試驗(yàn)以銀鯽(Carassius auratus)為飼養(yǎng)對象，研究擠壓膨化技術(shù)和環(huán)模制粒技術(shù)制作的飼料中菜籽粕替代0%(對照組)、25%、50%、75%的魚粉對銀鯽生長及飼料利用率的影響，以探求更好地利用菜籽粕和提高銀鯽飼料質(zhì)量的新途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

銀鯽:無錫市本地養(yǎng)殖場，為當(dāng)年池塘養(yǎng)殖魚種。豆粕、菜籽粕、小麥粉、豆油:無錫三里橋糧油市場;國產(chǎn)魚粉、氯化膽堿、晶體賴氨酸、晶體蛋氨酸:無錫大江中盛生物科技有限公司;三氧化二鉻(分析純，飼料中添加量為0.5%):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

Buhler－180試驗(yàn)顆粒機(jī)(環(huán)?？讖?.0 mm):布勒機(jī)械制造有限公司;DS32－Ⅱ型雙螺桿擠壓機(jī):濟(jì)南賽信膨化機(jī)械有限公司;水產(chǎn)養(yǎng)殖及循環(huán)水處理系統(tǒng):青島中科海水處理設(shè)備工程有限公司;HJ－20型螺帶混合機(jī):無錫中亞糧機(jī)廠;全套標(biāo)準(zhǔn)篩:浙江上虞市五四紗篩廠;9FQ－20型高速錘式粉碎機(jī):北京燕京牧機(jī)公司二廠;Agilent1100氨基酸專用高效液相色譜儀:美國Agilent公司。

1.3 試驗(yàn)飼料

用菜籽粕分別替代飼料中0%、25%、50%和75%的魚粉，配制成4種等氮(粗蛋白33%)、等能(總能19 kJ/g)飼料。飼料原料粉碎后過60目篩，采用逐級擴(kuò)大法添加微量成分，飼料混合均勻后分別用環(huán)模制粒機(jī)和擠壓膨化機(jī)制成硬顆粒飼料和膨化飼料。擠壓膨化機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為105 r/min，機(jī)筒溫度(進(jìn)料段—中間段—出料段):90℃—130℃—130℃。制作好的飼料置于－21℃下貯藏。試驗(yàn)飼料配方及營養(yǎng)成分如表1所示。

表1 試驗(yàn)飼料配方和營養(yǎng)成分

1.4 試驗(yàn)設(shè)計和飼養(yǎng)管理

購回的魚經(jīng)過一周的馴養(yǎng)后，選取大小均勻(43.5±6)g、身體健壯的魚種405尾，分成8個組，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)15尾魚。所有水族箱在半開放式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，采用人工光照，每天8:00開燈，晚上20:00關(guān)燈，以充分曝氣的自來水為水源，每周定期清理水箱。養(yǎng)殖水流入蓄水池經(jīng)過過濾、沉淀、增氧、控溫后由水泵抽回各箱中，養(yǎng)殖水溫保持(20±2)℃。每天在8:30、13:30、18:30各投喂1次飼料，投喂量為魚體重的1%左右。詳細(xì)記錄每天的攝食量，飼養(yǎng)試驗(yàn)為期50 d。

1.5 飼料營養(yǎng)成分的測定

根據(jù)配方混合飼料原料后，隨機(jī)取出3 g左右，測定飼料營養(yǎng)成分，每種飼料2個重復(fù)。利用直接干燥法測定水分(GB/T 5009.3—2003);凱氏定氮法測定粗蛋白的含量(GB/T 5009.5—2003);索氏抽提法測定粗脂肪的含量(GB/T 5009.6—2003);灼燒法測定粗灰分的含量(GB/T 5009.4—2003)。

1.6 氨基酸的測定

樣品處理:顆粒飼料粉碎后過60目，取250 mg左右樣品于水解管內(nèi)。養(yǎng)殖結(jié)束后，取銀鯽背部側(cè)鱗線以上的肌肉用勻漿機(jī)搗碎后隨機(jī)取500 mg左右樣品于水解管內(nèi)。向上述水解管中加入6 mol/L的HCl溶液8 mL，抽真空封管，放入110℃的烘箱中水解22 h。水解液全部轉(zhuǎn)移到已編號的25 mL容量瓶，用超純水洗滌3次并定容。搖勻后用2層濾紙過濾至10 mL小燒杯，取1 mL至25 mL小燒杯，放入真空干燥器內(nèi)抽真空，過夜，干燥后取出加入0.02 mol/L的 HCl溶液1 mL，靜置1 h，攪拌均勻后直接倒入1.5 mL離心管內(nèi)，10 000 r/min離心10 min，取400 μL至Agilent專用樣品瓶內(nèi)，編號測定。

色譜條件:色譜柱:250 mm ×4.6 mm，i.d.(內(nèi)徑)液膜厚度5 μm;柱溫:40 ℃;流速:1.0 m/min;紫外檢測器波長:338 nm。

1.7 生長性能的測定

養(yǎng)殖50 d后，停止投喂飼料24 h，對每箱的魚進(jìn)行稱重，計算總的飼料投喂量、末重(FBW)、特定生長率(SGR)、蛋白質(zhì)效率(PER)及飼料系數(shù)(FCR)，計算公式:

式中:T為養(yǎng)殖時間/d;WT為養(yǎng)殖第T天魚體平均重/g;W0為魚體平均初重/g;Wf為投喂飼料的總重/g;NW0為試驗(yàn)前魚體總重/g;NWT為試驗(yàn)結(jié)束后魚體總重/g;Np為飼料中粗蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%;Ag為魚體氨基酸的增加量/g;Ai為氨基酸的攝入量/g。

1.8 表觀消化率的測定［10］

試驗(yàn)結(jié)束前2周，在每次投餌30 min后，清理出箱底的殘餌及糞便，3 h后用虹吸管收集成型、飽滿的糞便，連續(xù)收集2周。將飼料和糞便樣品分別用直接干燥法、凱氏定氮法測定干物質(zhì)、粗蛋白的含量。

表觀消化率的測定采用Cr2O3指示劑法，用濕式灰分定量法測定Cr2O3的含量。飼料表觀消化率計算公式如下:

表觀消化率=［1－(糞便中某成分的含量×飼料中指示劑的含量)/(飼料中某成分的含量×糞便中指示劑的含量)］×100%

1.9 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS16.0軟件進(jìn)行雙因素方差分析，若影響顯著(P＜0.05)，則采用Duncan進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果分析

2.1 銀鯽的生長及飼料利用率

試驗(yàn)銀鯽的初重(g)、末重(g)、特定生長率(%)、蛋白質(zhì)效率及飼料系數(shù)見表2。

表2 菜籽粕替代魚粉對銀鯽生長及飼料利用的影響

在硬顆粒飼料組中，25%和50%菜籽粕替代組的末重與對照組無顯著差異(P＞0.05)，75%菜籽粕替代組的末重與對照組間出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05);25%和50%菜籽粕替代組的特定生長率和蛋白質(zhì)效率與對照組差異不顯著(P＞0.05)，75%菜籽粕替代組的特定生長率和蛋白質(zhì)效率顯著低于對照組(P＜0.05);25%菜籽粕替代組的飼料系數(shù)與對照組沒有顯著差異(P＞0.05)，50%和75%菜籽粕替代組的飼料系數(shù)顯著高于對照組(P＜0.05)。

在膨化飼料組中，末重、特定生長率、蛋白質(zhì)效率和飼料系數(shù)在各組間均不存在顯著差異(P＞0.05)。

綜合表2結(jié)果可以知道，膨化飼料組對照組具有最高的末重、特定生長率、蛋白質(zhì)效率和最低的飼料系數(shù)，且膨化飼料各組銀鯽的末重、特定生長率、蛋白質(zhì)效率和飼料系數(shù)均與硬顆粒飼料組中對照組無顯著差異(P＞0.05)。雙因素分析結(jié)果顯示增加菜籽粕替代水平會顯著降低銀鯽末重、蛋白質(zhì)效率及飼料系數(shù)(P＜0.05);膨化飼料加工工藝能顯著改善銀鯽末重、蛋白質(zhì)效率及飼料系數(shù)(P＜0.05)。

2.2 銀鯽對飼料的表觀消化率

銀鯽對飼料干物質(zhì)及粗蛋白的表觀消化率如表3。

在硬顆粒飼料組中，25%菜籽粕替代組中飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率與對照組無顯著差異(P＞0.05)，50%和75%菜籽粕替代組中飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率均顯著低于對照組(P＜0.05);在膨化飼料組中，25%和50%菜籽粕替代組中飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率與對照組差異不顯著(P＞0.05)，75%菜籽粕替代組中飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率顯著低于對照組(P ＜0.05)。

綜合表3中的結(jié)果可以知道，膨化飼料組對照組具有最高的飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率，且膨化飼料組各組的飼料物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率均與硬顆粒飼料組中對照組無顯著差異(P＞0.05)。雙因素分析結(jié)果顯示菜籽粕替代水平對飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率有顯著影響(P＜0.05);飼料加工工藝對飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率有顯著影響(P＜0.05)。

表3 菜籽粕替代魚粉對飼料表觀消化率的影響/%

2.3 銀鯽必需氨基酸的沉積率

不同飼料飼喂銀鯽后銀鯽氨基酸沉積率如表4。由表4可以看出，隨著飼料中菜籽粕替代量的增加，銀鯽必需氨基酸的沉積率均呈現(xiàn)下降的趨勢。銀鯽對蛋氨酸的沉積率最高，其次是賴氨酸，銀鯽對組氨酸的沉積率最低。不同飼料組中各種必需氨基酸的沉積率均能發(fā)現(xiàn)顯著變化(P＜0.05)。雙因素分析結(jié)果顯示膨化飼料加工工藝可以顯著提高銀鯽對除組氨酸外其他8種必需氨基酸的沉積率(P＜0.05);替代水平顯著影響銀鯽對除苯丙氨酸外其他8種必需氨基酸的沉積率(P＜0.05)。

3 結(jié)果與討論

3.1 菜籽粕替代魚粉對銀鯽生長及飼料利用率的影響

菜籽粕是一種具有潛力的水產(chǎn)蛋白飼料源，在水產(chǎn)飼料中的合理應(yīng)用可以降低飼料的成本而不會對魚類的生長和飼料利用率產(chǎn)生明顯的影響［11－14］。本次試驗(yàn)條件下，硬顆粒飼料中菜籽粕替代25%的魚粉不會對銀鯽的生長和飼料利用率產(chǎn)生顯著的影響;膨化飼料中菜籽粕替代75%的魚粉不會顯著影響銀鯽的生長和飼料利用率。但菜籽粕過量使用也會阻礙魚類的生長和飼料利用率［15－16］。本試驗(yàn)表明，硬顆粒飼料中菜籽粕替代50%和75%的魚粉后，銀鯽的生長受到明顯的抑制，飼料系數(shù)顯著升高。菜籽粕與魚粉相比缺乏賴氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸［17］，魚類的生長主要是蛋白質(zhì)在魚體內(nèi)的積累，而蛋白質(zhì)的積累是通過氨基酸的合成實(shí)現(xiàn)的，必需氨基酸的缺乏會導(dǎo)致氨基酸組成的不平衡，從而阻礙蛋白質(zhì)在魚體內(nèi)的積累，這是菜籽粕過量替代魚粉后銀鯽生長受阻、飼料利用率下降的原因之一。另外菜籽粕中還含有硫甙葡萄糖苷、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子會損害魚類的生理機(jī)能［18］，還會抑制魚類的食欲，這些也是菜籽粕過量替代魚粉后銀鯽生長受阻、飼料利用率下降的原因。本次試驗(yàn)結(jié)果也顯示膨化飼料中菜籽粕替代75%的魚粉不會顯著影響銀鯽的生長和飼料利用，而硬顆粒飼料中菜籽粕替代50%的魚粉就會顯著抑制銀鯽的生長和飼料利用，這表明擠壓膨化加工可以改善高菜籽粕含量飼料的品質(zhì)。

3.2 菜籽粕替代魚粉對飼料表觀消化率的影響

消化率是評價飼料品質(zhì)的重要指標(biāo)。對大黃魚、青魚、花鱸的研究顯示，它們對菜籽粕的干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率均低于魚粉［19－21］。本試驗(yàn)顯示，隨著菜籽粕替代魚粉量的增加，銀鯽對飼料干物質(zhì)和粗蛋白的表觀消化率均有降低的趨勢。這主要是由于:(1)菜籽粕中粗纖維含量較高，而魚類缺乏利用和分解粗纖維的酶類;(2)菜籽粕中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，如植酸能與飼料中的鐵、鎂、鈣、磷等結(jié)合形成不能被腸道吸收的螯合物，從而降低這些必須礦物質(zhì)的吸收率，其還可以與蛋白質(zhì)堿性基團(tuán)結(jié)合，從而抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，降低蛋白質(zhì)的有效利用率，酚類物質(zhì)如單寧也會與酶類結(jié)合，使其變性，從而影響魚類對飼料的消化率;(3)菜籽粕必需氨基酸組成不平衡，與魚粉相比缺乏賴氨酸、蛋氨酸等必須氨基酸，氨基酸組成的不平衡會降低魚類對菜籽粕中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。

表4 菜籽粕替代魚粉對銀鯽必需氨基酸沉積率的影響/%

本試驗(yàn)也顯示，相同配方的飼料，膨化飼料組的銀鯽對飼料的表觀消化率要高于硬顆粒飼料組。與硬顆粒飼料組中對照組相比，膨化飼料中菜籽粕替代75%的魚粉不會顯著降低銀鯽對飼料的表觀消化率，而硬顆粒飼料中菜籽粕替代50%的魚粉就會顯著降低銀鯽對飼料的表觀消化率。這是由于:(1)擠壓膨化過程中的高溫、高壓、高濕及激烈的機(jī)械作用會使蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)分子的緊密結(jié)構(gòu)被破壞，結(jié)構(gòu)變得疏松，增加了對酶的敏感性，從而能促進(jìn)蛋白質(zhì)的生物酶解，增加蛋白的消化率［22］;(2)擠壓膨化過程中的特殊環(huán)境會破壞糖類分子間的結(jié)構(gòu)，如使淀粉變性而易于消化，降低不可溶性粗纖維的含量，增加可溶性粗纖維的含量［23］;(3)擠壓膨化過程對飼料原料內(nèi)部的抗?fàn)I養(yǎng)因子也會產(chǎn)生明顯的作用，降低其對動物抗?fàn)I養(yǎng)作用［24］。

3.3 菜籽粕替代魚粉對銀鯽必需氨基酸沉積率的影響

必需氨基酸的沉積率能夠反映飼料蛋白質(zhì)必需氨基酸組成平衡性的好壞。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著菜籽粕對魚粉替代量的增加，銀鯽必需氨基酸的沉積率呈現(xiàn)降低的趨勢。這是由于菜籽粕中缺乏賴氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸。通過補(bǔ)充晶體氨基酸或許可以改善飼料氨基酸的平衡，但晶體氨基酸能否被魚類利用還有待研究。試驗(yàn)通過添加晶體賴氨酸和蛋氨酸補(bǔ)充菜籽粕替代魚粉后飼料中賴氨酸和蛋氨酸的減少，但銀鯽的生長和飼料利用未得到明顯的改善，因此銀鯽對晶體氨基酸的研究還需進(jìn)一步研究。試驗(yàn)也顯示，相同配方的飼料，膨化飼料組的銀鯽必需氨基酸沉積率高于硬顆粒飼料組。擠壓膨化增加蛋白質(zhì)的消化率，一定程度上改善了氨基酸的平衡，是導(dǎo)致膨化組必需氨基酸沉積率高于硬顆粒飼料組的主要原因。

4 結(jié)論

菜籽粕替代銀鯽飼料中適量的魚粉是可行的，但過量則會抑制銀鯽的生長和飼料利用。利用擠壓膨化加工技術(shù)則可以顯著提高銀鯽飼料中菜籽粕替代魚粉的量，且不會對銀鯽生長及銀鯽對飼料利用能力產(chǎn)生明顯的影響。

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