不同工藝羽毛粉對黑鯛生長性能及血液生化指標的影響

■劉 峰 申旭紅 李婠婠 孫琳琳 宿敬志 肖 瑤 孫汝江

（中國農業(yè)大學煙臺研究院，山東煙臺 264670）

隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，水產飼料中最為重要的蛋白質原料魚粉的需求量持續(xù)增加。但近年來國際市場上魚粉產量逐年下降，價格飆升，極大地增加了飼料成本，限制了水產養(yǎng)殖業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展[1]。海水魚類的全人工配合飼料在實際應用中存在諸多制約因素，一個重要原因是魚粉含量較高的優(yōu)質飼料成本過高，魚粉含量較低的普通飼料養(yǎng)殖效果較差[2]。因此，尋找價格低廉的新型蛋白質原料部分替代魚粉是水產動物營養(yǎng)研究中亟待解決的熱點問題。

禽類羽毛中含有豐富的蛋白質，粗蛋白質含量可達80%以上，各種氨基酸總量在70%以上，是一種重要的蛋白質資源，被認為是潛在的替代魚粉的蛋白源。但是羽毛富含角蛋白及纖維蛋白，動物體內胃蛋白酶和胰蛋白酶及其他水解酶幾乎不能對其進行水解，甚至會導致動物的不良反應。近年來的研究表明，羽毛在應用之前進行加工處理，如高溫、水解、膨化、酶解等，可以破壞羽毛蛋白中結構穩(wěn)定的二硫鍵，形成的羽毛粉富含大量容易消化的粗蛋白質和必需氨基酸及生長因子，提高了消化利用率[3-4]。目前采用不同加工方式羽毛粉部分替代魚粉在水產動物養(yǎng)殖中的研究尚未見報道。

黑鯛（black sea bream，Acanthopagrus schlegelii），隸屬于鱸形目鯛科鯛屬，是在我國東南沿海地區(qū)及日本、東南亞等地區(qū)廣泛分布的重要經濟魚類。其具有適鹽及適溫范圍廣，抗病力強，雜食性強，生長迅速等多種生物學特性，因而較為適宜人工大規(guī)模養(yǎng)殖，具有廣闊的市場開發(fā)前景[5-6]。近年來，已有學者開展了植物蛋白質原料（豆粕、發(fā)酵棉粕等）替代魚粉在黑鯛應用方面的研究[7-8]。本試驗旨在以黑鯛為研究對象，探索不同加工方式羽毛粉部分替代飼料中魚粉對其生長性能與血液生化指標的影響，以期為羽毛粉在黑鯛飼料配方中的應用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

黑鯛由山東省煙臺開發(fā)區(qū)天源水產有限公司提供。經過2周的預飼養(yǎng)試驗后，挑選600尾體質健康、規(guī)格相近的黑鯛分為5組，每組4個重復，每個重復放養(yǎng)30尾。每個重復中魚的體重大致相同，保證各重復間不存在顯著差異（P＞0.05）。

1.2 試驗飼料

根據(jù)黑鯛的營養(yǎng)需求和國內外學者對羽毛粉在魚類中的應用研究設計飼料配方，以魚粉、發(fā)酵豆粕和羽毛粉為主要蛋白源，以魚油和大豆卵磷脂為脂肪源，以小麥粉為碳水化合物源，設計5種等氮等能的黑鯛飼料。其中設置魚粉組為空白對照組（FN），應用不同加工工藝羽毛粉替代20%的魚粉蛋白，不同加工工藝處理的羽毛粉分別設置為酶解羽毛粉組（FE）、膨化羽毛粉組（FP）、酸解羽毛粉組（FA）和高溫高壓水解羽毛粉組（FH）。試驗所選用的酶解羽毛粉組（FE）與膨化羽毛粉組（FP）由美國動物蛋白及油脂提煉協(xié)會提供，酸解羽毛粉組（FA）和高溫高壓水解羽毛粉組（FH）在山東當?shù)氐挠鹈奂庸て髽I(yè)采購。

試驗用飼料組成及營養(yǎng)水平如表1。所有飼料原料經粉碎過60目篩后，按配比精確稱重、采用逐級擴大法將各原料混合均勻，用雙螺桿擠壓機制成直徑為1.5 mm的顆粒飼料，于通風處陰干后置-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖試驗在中國農業(yè)大學煙臺研究院水循環(huán)實驗室進行，試驗在室內流水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進行，圓柱形魚缸直徑120 cm，高90 cm，各魚缸都帶有溢流系統(tǒng)和增氧系統(tǒng)，24 h持續(xù)充氧，系統(tǒng)具有生物包、反沖系統(tǒng)、泡沫分離器、紫外消毒等用來凈化水質。試驗魚以重復為單位放養(yǎng)于魚缸中，共需20個魚缸。試驗期間控制水溫在(24.0±1.0)℃，每天檢測水質，所用海水經過沉淀、沙濾處理，水體溶解氧＞5.0 mg/l，鹽度為26～29 g/l，以保證養(yǎng)殖期間的水質能達到養(yǎng)殖標準。正式試驗共12周。

每天以飽食法人工投喂2次（8:00和16:00），投料速度較為緩慢，以確保飼料能基本被試驗魚攝入，盡量減少沉底浪費，循環(huán)投喂至眼觀飽食狀態(tài)，喂食時間約1 h。投喂30 min后，從系統(tǒng)自帶的排水口將殘餌排出，計算殘餌量。每天記錄投喂量、魚群情況。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 生長性能指標的測定

試驗結束，禁食24 h后，分別統(tǒng)計每個養(yǎng)殖魚缸內黑鯛的數(shù)量，計算成活率；每缸隨機挑取10尾魚，分別測量體重、體長和全長，計算平均成活率、特定生長率、飼料系數(shù)和肥滿度。

表1 飼料的原料組成及營養(yǎng)水平（干物質基礎，%）

成活率(%)=試驗結束尾數(shù)/試驗初始尾數(shù)×100；

特定生長率(%/d)=（ln結束平均體重-ln開始平均體重)/試驗天數(shù)×100；

魚體肥滿度(g/cm3)=魚體重(g)/[體長（cm）]3×100；

飼料系數(shù)=飼料消耗量/魚體增重。

1.4.2 血液生化指標的測定

每缸隨機取5尾黑鯛，MS-222麻醉，尾靜脈采血后將血液混合并置于無菌離心管中，4 000 r/min離心15 min，取上層血清制備樣品，于-80℃超低溫冰箱保存?zhèn)溆谩８视腿ィ═G）、葡萄糖（GLU）、總膽固醇（TC）、總蛋白質（TP）含量以及溶菌酶（LSZ）、谷草轉氨酶（GOT）、谷丙轉氨酶（GPT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性均采用上海源葉生物科技有限公司的試劑盒進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2007統(tǒng)計整理后，利用SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析，Duncan's法進行多重比較，結果用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同加工工藝羽毛粉對黑鯛生長性能的影響（見表2）

表2 不同加工工藝羽毛粉對黑鯛生長性能的影響

由表2可知，試驗組FA、FH的結束體重、特定生長率顯著低于對照組FN（P＜0.05），飼料系數(shù)顯著高于對照組（P＜0.05）；試驗組FE、FP的結束體重、特定生長率與對照組FN無顯著差異（P＞0.05），飼料系數(shù)高于對照組（P＞0.05）；對照組和各試驗組之間黑鯛的成活率沒有顯著差異（P＞0.05）；試驗組FA、FH、FP的肥滿度顯著低于對照組FN（P＜0.05），試驗組FE與對照組FN之間差異不顯著(P＞0.05)。

2.2 不同加工工藝羽毛粉對黑鯛血清生化指標的影響（見表3及表4）

表3 不同加工工藝羽毛粉對血清生化指標的影響

表4 不同加工工藝羽毛粉對血清酶活性的影響

由表3可知，飼料中添加不同加工工藝的羽毛粉后，對照組與各試驗組之間的甘油三酯含量差異不顯著（P＞0.05）；各試驗組與對照組相比，葡萄糖含量呈現(xiàn)出降低趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）；各試驗組與對照組相比，血清總膽固醇含量呈現(xiàn)出降低趨勢，且試驗組FA與FH顯著低于其他各組(P＜0.05)；與對照組相比，各試驗組的總蛋白質含量呈現(xiàn)下降的趨勢，且試驗組FH、FA顯著低于對照組FN與試驗組FE(P＜0.05)。

由表4可知，與對照組相比，各試驗組溶菌酶與超氧化物歧化酶活性呈下降的趨勢，試驗組FA、FH顯著低于對照組FN(P＜0.05)，試驗組FE、FP與對照組FN之間差異不顯著（P＞0.05）；谷草轉氨酶與谷草轉氨酶活性均呈上升的趨勢，試驗組FH、FA顯著高于對照組組 (P＜0.05)，試驗組FE、FP與對照組FN之間差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 不同加工工藝羽毛粉對黑鯛生長性能的影響

本試驗選用的4種羽毛粉在加工工藝上有所不同，加工工藝不同對羽毛粉的營養(yǎng)成分影響很大。酶解羽毛粉采用現(xiàn)代水解酶工程技術，形成優(yōu)質高效復合型酶解蛋白質原料，經酶解后的羽毛粉蛋白質消化率較高，酶解羽毛蛋白體外消化率達到82.83%[9]。膨化羽毛粉是利用膨化機內高溫高壓和高剪切作用破壞角質蛋白的牢固空間結構，使二硫鍵斷裂，角質蛋白纖維變成較小的蛋白質亞單元和線狀排布的肽鏈群，易于被動物消化吸收。酸解羽毛粉使羽毛角蛋白的二硫鍵斷裂，使羽毛蛋白分解成可消化吸收的蛋白，但酸解過度對氨基酸的破壞比較明顯。高溫高壓水解羽毛粉利用蒸汽將羽毛水解成塊狀蛋白質凝膠，烘干粉碎后飼用；參數(shù)控制不好容易造成產品質量不穩(wěn)定，氨基酸消化率低或蛋白嚴重變性[10]。

從本試驗的結果可以看出，不同加工工藝羽毛粉對黑鯛的生長性能產生不同程度的影響。5%酶解羽毛粉和膨化羽毛粉替代黑鯛飼料中的魚粉對黑鯛幼魚的生長性能未產生不利影響，而5%酸解羽毛粉和高溫高壓水解羽毛粉替代黑鯛飼料中的魚粉則顯著降低了黑鯛幼魚的SGR和FCR等生長性能指標。其原因可能與其飼料中的氨基酸平衡性有關。酶解羽毛粉與膨化羽毛粉中氨基酸含量充足，蛋白質的表觀消化率高，因而對黑鯛的生長較好。與單一原料替代魚粉相比，羽毛粉部分替代魚粉和其他蛋白原料配合使用，可以發(fā)揮蛋白質的互補作用，達到必需氨基酸平衡從而保證動物飼料蛋白質具有較高的營養(yǎng)價值。這在對銀大馬哈魚、虹鱒和點帶石斑魚的研究中均得到證實[11-13]。

然而，由于黑鯛是一種典型的肉食性魚類，對飼料蛋白質和氨基酸的要求較高，雖然可通過多種飼料原料進行氨基酸平衡，較好地利用替代性蛋白質源而不影響其生長性能，但由于適口性、限制性氨基酸含量以及消化率等原因，仍可導致替代魚粉后對黑鯛幼魚的生長性能帶來負面影響[14-15]。飼料中添加酸解羽毛粉與高溫高壓水解羽毛粉后，黑鯛在生長性能上表現(xiàn)不佳，可能就是這種原因。

3.2 不同加工工藝羽毛粉對黑鯛血清生化指標的影響

魚類血液生化指標與機體代謝、營養(yǎng)狀況及疾病有著密切關系，能夠反映魚類機體的健康和生理狀況。三酰甘油是血脂的重要組成部分，反映體內脂肪代謝水平，飼料中脂肪含量與血脂含量有一定的關系，高血脂是引發(fā)動物各種疾病的潛在因素[16]。葡萄糖是機體重要的供能物質，是維持魚類正常生命活動的必需營養(yǎng)物質，其濃度與動物對營養(yǎng)物質的消化吸收能力有關。當血糖濃度較高時，魚類表現(xiàn)為積極攝食，健康狀況良好[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同加工工藝羽毛粉替代魚粉對黑鯛血清甘油三酯和葡萄糖含量無顯著影響。

膽固醇在體內有著廣泛的生理作用，是構成細胞膜的重要成分，也是合成膽汁、維生素D和激素的原料，可在一定程度上反映體內脂肪代謝狀況。在虹鱒飼料中隨大豆?jié)饪s蛋白替代魚粉比例的升高，血清膽固醇含量呈下降趨勢[18]；在歐洲鱸魚研究中同樣發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白可降低血清膽固醇含量[19]。本研究中，試驗組總膽固醇呈下降的趨勢，其中高溫高壓水解羽毛粉與酸解羽毛粉組下降較為明顯，根據(jù)漢雪梅等[20]的研究發(fā)現(xiàn)可能是替代魚粉造成外源膽固醇供應不能滿足機體所需，同時限制內源膽固醇合成、吸收，并增加膽汁酸排出量而加大膽固醇消耗。血清總蛋白主要反映肝臟合成功能，總蛋白水平可間接了解機體的營養(yǎng)狀況。本試驗中各替代組血清總蛋白質含量與對照組相比呈下降的趨勢，其中酸解羽毛粉組與高溫高壓水解羽毛粉組下降明顯，說明替代魚粉后黑鯛的肝臟蛋白質合成能力下降。

3.3 不同加工工藝羽毛粉對黑鯛血清酶活性的影響

溶菌酶是單核巨噬細胞分泌的一種破壞細菌細胞壁的水解酶，是魚體內重要的非特異性免疫機制參與者，其活性高低可以反映機體免疫狀態(tài)。本研究中，酶解羽毛粉組的溶菌酶活性最高，可能酶解羽毛粉部分替代魚粉對機體免疫功能有提高作用，這與前人在異育銀鯽、石斑魚上的研究結果一致[21-22]。超氧化物歧化酶（SOD）是魚體內重要的抗氧化酶類，可對抗與阻斷因氧自由基對細胞造成的損害，其含量可以反映魚體的抗應激能力[23]。本研究中，高溫高壓水解羽毛粉組與酸解羽毛粉組SOD活性顯著低于對照組，可能是替代魚粉對黑鯛的免疫系統(tǒng)有一定的影響，可能與替代蛋白質原料的品質和養(yǎng)殖魚種類有關。轉氨酶是評價動物肝臟功能最基本、最重要的指標，正常情況下脊椎動物肝細胞內的轉氨酶只有少量被釋放到血液中。本試驗中，高溫高壓水解羽毛粉組與酸解羽毛粉組轉氨酶活性顯著高于對照組，說明這兩種羽毛粉替代魚粉可能會對肝臟造成一定損傷。

4 結論

在本試驗條件下，在黑鯛飼料中添加5%的酶解羽毛粉或膨化羽毛粉用于替代魚粉，對黑鯛的生長性能和血液生化指標無顯著影響；添加5%的酸解羽毛粉或高溫高壓水解羽毛粉替代魚粉會降低黑鯛的生長性能，引起部分血液生化指標的變化。