四種植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹生長(zhǎng)性能、氨基酸沉積率和抗氧化酶活性的影響

崔燕燕 張南南 馬倩倩 陳 晴 沈振華 杜震宇 陳立僑

(華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 上海 200241)

四種植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹生長(zhǎng)性能、氨基酸沉積率和抗氧化酶活性的影響

崔燕燕 張南南 馬倩倩 陳 晴 沈振華 杜震宇 陳立僑

(華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 上海 200241)

為了篩選適宜于養(yǎng)殖中華絨螯蟹幼蟹的飼料植物蛋白源, 探究不同植物蛋白源飼料對(duì)幼蟹生長(zhǎng)性能、氨基酸沉積率和抗氧化性能等方面的影響, 以50%的魚粉配制基礎(chǔ)飼料(記為FM), 分別采用30.5%發(fā)酵豆粕、32.5%豆粕、28%棉粕和39%菜粕替代基礎(chǔ)飼料中魚粉總量的50%, 配制成4種等氮等能的飼料(分別記為FSBM、SBM、CSM和RSM), 投喂初始體重為(0.249±0.003) g的中華絨螯蟹幼蟹8周。結(jié)果表明: (1)與FM組相比, FSBM、SBM和CSM組的增重率、特定生長(zhǎng)率、飼料系數(shù)、蛋白質(zhì)效率和蛋白質(zhì)沉積率均沒有顯著性差異; RSM組的增重率與FM組相比差異不顯著(P＞0.05), 但顯著低于SBM組(P＜0.05), 而其飼料系數(shù)則顯著高于FM、FSBM及SBM組(P＜0.05), 蛋白質(zhì)效率顯著低于其他各組(P＜0.05), 蛋白質(zhì)沉積率顯著低于SBM和CSM組(P＜0.05)。(2)不同植物蛋白組的總必需氨基酸沉積率和FM組相比差異不顯著(P＞0.05), 而RSM組總必需氨基酸沉積率顯著低于FSBM和CSM組(P＜0.05)。(3)與FM組相比, 不同植物蛋白組蟹的血清和肝胰腺中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性和肝胰腺丙二醛(MDA)含量并沒有顯著的影響, 而RSM組血清丙二醛(MDA)含量顯著的高于其他各組(P＜0.05)。結(jié)果表明, 在幼蟹飼料中, 豆粕、發(fā)酵豆粕和棉粕替代基礎(chǔ)配方中魚粉的50%后并未對(duì)幼蟹的生長(zhǎng)性能、氨基酸沉積率及抗氧化能力造成負(fù)面的影響, 發(fā)酵豆粕、豆粕和棉粕可以作為替代魚粉的適宜蛋白源, 且添加水平約在30%左右。菜粕替代后降低了飼料的利用和氨基酸沉積效率, 這可能是由于菜粕的蛋白質(zhì)消化率低、含有相應(yīng)的抗?fàn)I養(yǎng)因子和添加水平過高所致, 建議使用前應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行脫毒處理, 并與或和其他植物蛋白配伍使用。

中華絨螯蟹; 植物蛋白源; 魚粉; 生長(zhǎng); 氨基酸沉積; 抗氧化酶

中華絨螯蟹(Eriochier sinensis)是我國(guó)的一種淡水名優(yōu)養(yǎng)殖品種, 在淡水漁業(yè)中占有十分重要的地位[1]。近年來, 隨著養(yǎng)殖規(guī)模的迅速發(fā)展, 飼料的質(zhì)量和成本成為制約該產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的主要瓶頸之一[2]。飼料的蛋白質(zhì)在飼料成本中占有較高的比重, 魚粉由于其氨基酸組成平衡, 富含必需脂肪酸、礦物質(zhì)和維生素等水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)所必需的成分, 適口性好, 抗?fàn)I養(yǎng)因子少和消化利用率高等原因, 成為水生動(dòng)物優(yōu)質(zhì)的蛋白來源, 是飼料配方中最主要的原料之一[3,4]。隨著水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大, 對(duì)魚粉的需求與日俱增, 導(dǎo)致魚粉資源日益匱乏, 價(jià)格始終居高不下[5], 同時(shí), 魚粉總磷含量高, 一般為1.67%—4.21%, 過多使用魚粉會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染, 形成富營(yíng)養(yǎng)化水體[6], 因此, 尋找適宜的、安全的魚粉替代蛋白源已成為一個(gè)亟待解決的問題。

植物蛋白源具有來源廣泛、產(chǎn)量穩(wěn)定及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn), 是合理替代魚粉的候選蛋白源。關(guān)于植物蛋白源在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用已有廣泛的研究[7—11]。和魚粉相比, 植物蛋白的氨基酸組成不均衡, 缺乏一些必需氨基酸, 當(dāng)飼料中植物蛋白的添加水平過高時(shí), 必需氨基酸的缺乏和組成不平衡性會(huì)明顯抑制動(dòng)物的生長(zhǎng), 并降低飼料利用率[12]。然而, 有研究發(fā)現(xiàn), 在一定的添加范圍內(nèi), 植物蛋白有可能使飼料中的氨基酸配比更加合理, 更適合水生動(dòng)物的生長(zhǎng)[13,14]。由此可見, 用植物蛋白源替代魚粉, 對(duì)水生動(dòng)物的生長(zhǎng)有何影響, 很大程度上取決于蛋白質(zhì)中氨基酸組成模式及含量。此前有關(guān)中華絨螯蟹對(duì)植物蛋白利用的研究多以生長(zhǎng)性能作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[15—17], 來判斷幼蟹對(duì)植物蛋白源的利用效果, 而對(duì)飼料中必需氨基酸組成與生長(zhǎng)、利用率的關(guān)系, 以及不同種植物蛋白源對(duì)氨基酸沉積等的研究還較為有限。因此, 本試驗(yàn)以發(fā)酵豆粕、豆粕、棉粕和菜粕四種植物蛋白源等氮替代幼蟹飼料中部分魚粉, 探究其對(duì)幼蟹生長(zhǎng)性能、氨基酸沉積率和抗氧化性能等方面的影響, 以此為篩選適宜于養(yǎng)殖幼蟹的飼料植物蛋白源提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

本試驗(yàn)采用魚油和豆油(1∶1)為脂肪源, 50%的魚粉和10%的肉粉作為蛋白源配置基礎(chǔ)飼料組(FM), 按照等氮等能替代的方法, 分別以30.5%發(fā)酵豆粕(FSBM)、32.5%豆粕(SBM)、28%棉粕(CSM)和39%菜粕(RSM)替代基礎(chǔ)飼料中魚粉的50%, 共配制了4種不同植物蛋白源飼料。所有原料經(jīng)粉碎后過80目篩, 準(zhǔn)確稱重后按照逐級(jí)放大的原則混勻, 然后加入油源和適量的水混合均勻, 用F-26雙螺桿擠條機(jī)(華東理工大學(xué)科技實(shí)業(yè)總廠, 中國(guó))加工成直徑1 mm的顆粒, 室溫風(fēng)干后保存在-20℃冰箱中備用。實(shí)驗(yàn)飼料配方見表 1。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)用幼蟹購(gòu)于上海市崇明養(yǎng)殖場(chǎng)。幼蟹在水泥池中暫養(yǎng)1周后, 挑選平均體重為(0.249±0.003) g的個(gè)體隨機(jī)分配到20個(gè)規(guī)格為80 cm×60 cm×60 cm的水族箱中飼養(yǎng)。每個(gè)箱中投放30只, 共5個(gè)處理組, 每組設(shè)4個(gè)重復(fù)。水族箱中要放置數(shù)片拱形瓦片和數(shù)根塑料波紋管供蟹躲避棲息。養(yǎng)殖期間, 采取飽食投喂的方法, 每天投喂2次(分別為9:00和17:00), 投喂2h后吸去殘餌和糞便, 并烘干殘餌, 稱重以統(tǒng)計(jì)實(shí)際攝食餌料的重量。每天統(tǒng)計(jì)死亡情況, 及時(shí)將死蟹撈出并稱重。用經(jīng)充分曝氣的養(yǎng)殖用水, 每天換水1/3左右。試驗(yàn)期間不間斷充氣, 保證每個(gè)箱內(nèi)溶氧＞7.0 mg/L, 水溫24—29℃, 氨氮＜0.01 mg/L, pH為8.0—8.4, 養(yǎng)殖周期為8周。

1.3 樣品分析和計(jì)算

飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后, 對(duì)每個(gè)水族箱中的幼蟹進(jìn)行計(jì)數(shù)并稱重, 以用于計(jì)算存活率和增重率等生長(zhǎng)指標(biāo)。然后從每箱中隨機(jī)取出5只蟹用于體組成分分析。剩余的蟹置于冰上麻醉后, 用1 mL不含抗凝劑的注射器取血淋巴, 4℃靜置過夜后, 5000 r/min離心15min后分離血清, 保存于-80℃待測(cè)。同時(shí)解剖取肝胰腺, 保存在-80℃?zhèn)溆谩?/p>

體組成分分析 全蟹體組營(yíng)養(yǎng)成分的分析,參考AOAC[18]的標(biāo)準(zhǔn)方法。水分測(cè)定采用105℃烘干至恒重法, 粗蛋白含量測(cè)定采用凱氏定氮法(FOSS, Kjeltec8100), 粗脂肪測(cè)定采用索氏抽提法,以石油醚為抽提劑(FOSS, SoxtecTM 2055, 瑞士),灰分測(cè)定采用馬弗爐灼燒法(550℃, 14h)。

抗氧化酶活性和丙二醛含量的測(cè)定肝胰腺及血清中的超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽過氧化物酶活性和丙二醛含量均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒進(jìn)行測(cè)定。定義谷胱甘肽過氧化物酶活力為扣除非酶促反應(yīng)作用后, 使反應(yīng)體系中還原型谷胱甘肽濃度降低1 μmol/L為一個(gè)酶活性單位; 定義超氧化物歧化酶活性為在反應(yīng)體系中超氧化物歧化酶抑制率達(dá)50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的酶量為一個(gè)酶活力單位; 丙二醛含量的測(cè)定原理為過氧化脂質(zhì)降解產(chǎn)物中的丙二醛可與硫代巴比妥酸縮合,形成紅色產(chǎn)物, 在532 nm處有最大吸收峰。

飼料及全體氨基酸含量的測(cè)定飼料中氨基酸含量采用國(guó)標(biāo)測(cè)定方法(GB/T18246-2000), 使用L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀(Hitachi公司, 日本)進(jìn)行測(cè)定。檢測(cè)了各試驗(yàn)組飼料和蟹體中共16種氨基酸的含量, 包括9種必需氨基酸, 色氨酸因在酸水解中被破壞而未檢測(cè)。其中, 不同飼料組的氨基酸組成含量見表 2。

1.4 計(jì)算方法

生長(zhǎng)指標(biāo)及氨基酸沉積率計(jì)算公式如下:

存活率(Survival, %)=[(N0-Nt)/N0]×100%

增重率(Weight gain, %)=[(Wt-W0)/W0]×100%

特定生長(zhǎng)率(Specific growth rate, %/d)=[(ln Wt-ln W0)/d]×100%

飼料系數(shù)(Feed conversion ratio)=IF/W

蛋白質(zhì)效率(Protein efficiency)=W/IN

蛋白質(zhì)沉積率(Protein retention ratio, %)=IP/IN× 100%

表 1 飼料配方組成及營(yíng)養(yǎng)成分分析Tab. 1 Formulation and proximate analysis of the basal diets (%)

注: 礦物質(zhì)混合物組成 (g/100 g混合物 ): KH2PO4, 21.5; NaH2PO4, 10.0; Ca(H2PO4)2, 26.5; CaCO3, 10.5; KCl, 2.8; MgSO4·7H2O, 10.0; AlCl3·6H2O, 0.024; ZnSO4·7H2O, 0.476; MnSO4·6H2O, 0.143; KI, 0.023; CuCl2·2H2O, 0.015; CoCl2·6H2O, 0.14; Ca-lactate, 16.50; Fe-citrate, 1. 維生素混合物組成 (mg/100 g混合物): 維生素A, 420000 IU; 維生素C, 6000 mg; 維生素E, 2000 mg; 維生素D3, 120000 IU;維生素K, 1000 mg; 維生素B1, 1000 mg; 維生素B2, 1000 mg; 維生素B6, 1600 mg; 維生素B12, 2 mg; 煙酸, 5000 mg; 葉酸, 400 mg; 肌醇, 6000 mg; 生物素, 10 mg; 泛酸鈣, 3500 mg

Note: Mineral mixture (g/100 g): KH2PO4, 21.5; NaH2PO4, 10.0; Ca(H2PO4)2, 26.5; CaCO3, 10.5; KCl, 2.8; MgSO4·7H2O, 10.0; AlCl3·6H2O, 0.024; ZnSO4·7H2O, 0.476; MnSO4·6H2O, 0.143; KI, 0.023; CuCl2·2H2O, 0.015; CoCl2·6H2O, 0.14; Ca-lactate, 16.50; Fecitrate, 1. Vitamin mixture (mg/100 g): Vitamin A, 420000 IU; Vitamin C, 6000 mg; Vitamin E, 2000 mg; Vitamin D3, 120000 IU; Vitamin K, 1000 mg; Vitamin B1, 1000 mg; Vitamin B2, 1000 mg;Vitamin B6, 1600 mg; Vitamin B12, 2 mg; Niacin, 5000 mg; Folic acid, 400 mg; Inositol, 6000 mg; Biotin, 10 mg; Calcium pantothenic, 3500 mg

表 2 不同飼料組的氨基酸組成含量Tab. 2 Essential amino acid composition of different diet groups (%)

氨基酸沉積率(Amino acids retention rate, %)= [(IW×a)/(IF×b)]×100%

其中N0和Nt分別為最初養(yǎng)殖時(shí)的幼蟹個(gè)數(shù)和養(yǎng)殖過程中死亡的個(gè)數(shù), Wt為幼蟹終末質(zhì)量(g), W0為幼蟹初始質(zhì)量(g), W為蟹體總增重(g), IF為試驗(yàn)期間總攝食飼料干重(g), IN為試驗(yàn)期間幼蟹總攝食飼料蛋白質(zhì)質(zhì)量(g), IP為試驗(yàn)期間蟹體蛋白增加量(g), IW為蟹體總增重的干重(g), a為蟹體中該種氨基酸含量(%), b為飼料中該種氨基酸含量(%)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示,數(shù)據(jù)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行處理, 經(jīng)過單因素方差分析后, 若存在顯著差異(P＜0.05), 則采用Duncan法進(jìn)行多重比較。采用Pearson Correlation (2-tailed)進(jìn)行飼料氨基酸含量和蟹體氨基酸含量的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 生長(zhǎng)性能

為期8周的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明, 各組幼蟹的存活率介于70%—77.33%, 且各試驗(yàn)組之間顯著差異(P＞0.05)(表 3)。4種植物蛋白組的增重率與FM組相比均無顯著性差異(P＞0.05), 而RSM組略低于FM組, 顯著低于SBM組(P＜0.05)。FSBM、SBM和CSM組的飼料系數(shù)和FM組相比均沒有顯著性的差異(P＞0.05), 而RSM組顯著高于FM、FSBM及SBM組(P＜0.05)。RSM組的蛋白質(zhì)效率顯著低于其余各組(P＜0.05)。4種植物蛋白組的蛋白質(zhì)沉積率與FM組相比均沒有顯著的影響(P＞0.05), 而RSM組要顯著低于SBM和CSM組(P＜0.05)。由此可見, 在替代飼料中魚粉50%的水平下, 相對(duì)于其他三種植物蛋白源, 菜粕不利于幼蟹的生長(zhǎng)和對(duì)飼料蛋白質(zhì)的利用。

2.2 全蟹體成分

幼蟹體成分的分析結(jié)果表明(表 4), 不同試驗(yàn)組間水分含量、灰分含量和脂肪含量差異均不顯著; 與FM組相比, 不同植物蛋白對(duì)全體蛋白含量沒有顯著性的影響, 其中RSM組略低于FM組, 但顯著低于SBM和CSM組(P＜0.05)。

2.3 幼蟹全蟹必需氨基酸的沉積

不同處理組幼蟹全蟹必需氨基酸沉積率的結(jié)果表明(表 5), FSBM組和SBM組中各個(gè)必需氨基酸沉積率與FM組相比均沒有顯著性差異(P＞0.05); CSM組中除精氨酸沉積率顯著的低于FM組外(P＜0.05),其他必需氨基酸沉積率與FM組相比無顯著差異(P＞0.05), 或顯著的高于FM組(P＜0.05); RSM組的必需氨基酸沉積率均低于其他各組, 其中賴氨酸和蛋氨酸沉積率顯著的低于FM組(P＜0.05)。不同植物蛋白組的總必需氨基酸沉積率與FM組相比均沒有顯著性差異(P＞0.05), 其中, RSM組顯著的低于FSBM和CSM組(P＜0.05), 各組由高到低依次為CSM、FSBM、FM、SBM和RSM組。不同處理組飼料氨基酸和蟹體氨基酸的相關(guān)性關(guān)系表現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)(P＜0.01), 相關(guān)性系數(shù)由大到小依次為SBM、FSBM、FM、CSM和RSM組(表 6)。

2.4 抗氧化酶活性和丙二醛含量

不同處理組對(duì)幼蟹血清和肝胰腺超氧化物歧化酶活性、谷胱甘肽過氧化物酶活性和丙二醛含量的影響結(jié)果見表 7, 與FM組相比, 不同植物蛋白組對(duì)蟹血清和肝胰腺的抗氧化酶活性和肝胰腺丙二醛含量并沒有顯著的影響。而RSM組血清丙二醛含量顯著的高于其他各組(P＜0.05)。

3 討論

3.1 四種植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹生長(zhǎng)性能的影響

發(fā)酵豆粕、豆粕、棉粕和菜粕替代飼料中魚粉的50%對(duì)幼蟹的生長(zhǎng)的影響各不相同。其中, 發(fā)酵豆粕和棉粕表現(xiàn)出與魚粉對(duì)照組相接近的效果,豆粕略高于魚粉, 而菜粕略低于魚粉。由此可見,相對(duì)其他幾種植物蛋白, 豆粕是一種比較優(yōu)質(zhì)的蛋白原料。研究表明, 在一些魚類飼料中可以添加較高比例的豆粕, 甚至完全用豆粕替代魚粉而不影響其生長(zhǎng)性能[19]。在有關(guān)甲殼動(dòng)物如中華絨螯蟹[15]、羅氏沼蝦[20]、紅螯螯蝦[21]及斑節(jié)對(duì)蝦[22]的研究中也得到了相似的結(jié)果。不同植物蛋白對(duì)凡納濱對(duì)蝦[23]和羅非魚[24]影響的研究發(fā)現(xiàn), 豆粕替代組的生長(zhǎng)情況最佳。這可能是由于豆粕的蛋白質(zhì)含量高、氨基酸組成合理以及消化利用率較高等所致。但豆粕中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子, 適口性欠佳, 缺乏一些必需氨基酸和脂肪酸會(huì)限制其在水生飼料中的應(yīng)用[25—27],微生物發(fā)酵技術(shù)能夠在一定程度上改善這種狀況。豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵之后, 其原有的抗?fàn)I養(yǎng)因子被降解或破壞, 大分子蛋白被降解為較小的片段,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些具有未知生長(zhǎng)因子的發(fā)酵產(chǎn)物。因此, 發(fā)酵豆粕具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和較高的可利用性[28,29]。目前, 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)發(fā)酵豆粕的廠家眾多, 導(dǎo)致產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分和品質(zhì)差別較大。同時(shí), 關(guān)于豆粕發(fā)酵前后品質(zhì)的改善和優(yōu)化程度(比如抗?fàn)I養(yǎng)因子的減少程度等)尚無完善的評(píng)估體系[30]。在本試驗(yàn)中, 發(fā)酵豆粕和豆粕替代飼料中魚粉的50%后均未對(duì)幼蟹的生長(zhǎng)造成不利影響, 而有關(guān)發(fā)酵豆粕和豆粕之間營(yíng)養(yǎng)成分的差異和使用效果仍有待進(jìn)一步的研究。

表 3 不同植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹生長(zhǎng)性能和飼料利用率的影響Tab. 3 Growth performance, feed utilization of E. sinensis fed on the experimental diets (n=4; x±SD)

表 4 不同植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹全蟹體成分的影響Tab. 4 The whole body composition of E. sinensis fed on the experimental diets (n=4; x±SD)

表 5 不同植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹必需氨基酸沉積率的影響Tab. 5 The whole body essential amino acids retention rate of E. sinensis fed on the experimental diets (n=4; x±SD)

表 6 不同處理組飼料氨基酸和蟹體氨基酸相關(guān)性分析Tab. 6 Correlation analysis between diets amino acids and the whole body amino acids of E. sinensis fed on the experimental diets (n=4; x±SD)

棉粕作為另一種常見的植物蛋白源也被廣泛的用于飼料行業(yè)中, 但是由于其賴氨酸含量不足,在中華絨螯蟹配合飼料中, 常常與豆粕等賴氨酸含量高的植物蛋白源配伍使用, 或者是額外添加賴氨酸使用[16,17]。在本試驗(yàn)中, 單獨(dú)添加棉粕的水平為28%時(shí), 并未對(duì)幼蟹的生長(zhǎng)造成任何不利的影響,但會(huì)降低其飼料效率。陳亮等[31]研究表明棉粕替代魚粉的比例高于24%就會(huì)影響幼蟹的生長(zhǎng)和飼料利用率。對(duì)凡納濱對(duì)蝦[32]和一些魚類的研究[33]也表明, 飼料中棉粕的用量不應(yīng)超過30%, 原因可能是棉粕中含有大量的游離棉酚, 與賴氨酸結(jié)合而降低賴氨酸的活性, 從而限制了棉粕的有效利用,降低了飼料利用率[31]。綜合考慮生長(zhǎng)性能和飼料利用效率可知, 幼蟹配合飼料中棉粕可作為一種魚粉的候選替代蛋白源, 但需要合理添加和使用。

相對(duì)其他幾種植物蛋白, 添加39%菜粕替代同等蛋白質(zhì)含量的魚粉時(shí), 幼蟹的生長(zhǎng)性能、飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率都是最差的。這與在凡納濱對(duì)蝦[23]、奧尼羅非魚[24]和花鱸[34]中的研究結(jié)果是一致的。提示菜粕在水生動(dòng)物飼料中的使用具有局限性, 一方面是由于菜粕的蛋白質(zhì)消化率較低[35],另一方面菜粕中存在的大量抗?fàn)I養(yǎng)因子和較高的纖維素含量, 限制了其在水產(chǎn)動(dòng)物中的添加量。建議使用菜籽粕前應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行脫毒處理, 或者和其他植物蛋白配伍使用。

表 7 不同植物蛋白對(duì)中華絨螯蟹幼蟹血清和肝胰腺的抗氧化相關(guān)指標(biāo)的影響Tab. 7 Specific activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-PX) and malonaldehyde (MDA) content in serum and hepatopancreas of E. sinensis fed on the experimental diets (n=4; x±SD)

3.2 四種植物蛋白對(duì)幼蟹體成分和氨基酸沉積率的影響

各種植物蛋白替代50%的魚粉后并沒有對(duì)全蟹水分、粗脂肪和灰分含量造成顯著性的差異, 而全蟹體蛋白含量是有差異的, 其中, 豆粕組和棉粕組最高, 發(fā)酵豆粕組次之, 菜粕組最低。同時(shí), 幼蟹體蛋白含量的差異導(dǎo)致了蛋白質(zhì)沉積率也有所不同, 表現(xiàn)為菜粕組的蛋白質(zhì)沉積率顯著的低于其他各組。實(shí)際上, 不同植物蛋白對(duì)各種氨基酸可利用價(jià)值也不是均等的, 這將導(dǎo)致氨基酸在機(jī)體內(nèi)的沉積情況也有所不同。并且飼料中氨基酸在機(jī)體內(nèi)的沉積效率能夠進(jìn)一步反映飼料的質(zhì)量[36]。在本研究中, 不同植物蛋白替代50%的魚粉后, 并不會(huì)影響蟹體總必需氨基酸沉積效率。其中, 棉粕組和發(fā)酵豆粕組總必需氨基酸沉積率比魚粉組有所提高, 結(jié)合植物蛋白替代組中若干種單一氨基酸沉積率的顯著升高, 提示添加一定比例的植物蛋白源有可能使飼料中的氨基酸配比更趨合理, 從而提高氨基酸在機(jī)體內(nèi)的沉積效率, 已有學(xué)者的試驗(yàn)研究支持了本文的結(jié)果[13,14]。而菜粕組的總必需氨基酸沉積率要低于魚粉組, 由此可見, 不論從蟹的生長(zhǎng)、飼料利用, 還是氨基酸沉積效率, 菜粕的蛋白品質(zhì)和使用效果都是最差的。

在配制幼蟹飼料時(shí), 我們不僅要關(guān)注所選飼料組分中各種氨基酸的沉積情況, 還要了解以植物蛋白為蛋白源的配合飼料提供的氨基酸能否滿足幼蟹的需求。常用的研究方法是通過分析動(dòng)物體氨基酸組成, 來估算必需氨基酸的需求量[37], 一些研究表明機(jī)體組織的必需氨基酸組成和飼料中的氨基酸的需要存在明顯的相關(guān)關(guān)系[38,39]。在本實(shí)驗(yàn)中, 不同試驗(yàn)組飼料氨基酸和全體氨基酸之間的相關(guān)性系數(shù)介于0.845—0.969, 均為顯著的正相關(guān)關(guān)系, 表明不同植物蛋白替代魚粉的50%后能夠滿足幼蟹對(duì)于氨基酸的需求。且相關(guān)性系數(shù)的高低反映了飼料的氨基酸組成與蟹體氨基酸組成的匹配程度。結(jié)合生長(zhǎng)的結(jié)果可知, 四種植物蛋白使用效果依次為豆粕、發(fā)酵豆粕、棉粕和菜粕。

3.3 四種植物蛋白對(duì)幼蟹抗氧化性能的影響

有很多研究將水生動(dòng)物所承受的氧化脅迫和自身抗氧化機(jī)能的變化情況作為水生動(dòng)物對(duì)植物蛋白利用的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[17,23,24]。超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶是抗氧化體系中重要的兩種酶類, 其活性的大小能夠反映生物體生長(zhǎng)發(fā)育、體內(nèi)代謝狀態(tài)和外界環(huán)境脅迫的變化等[40]。丙二醛是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物, 根據(jù)其含量高低可以間接判斷機(jī)體細(xì)胞所承受氧自由基損傷的程度[41]。在本研究中, 發(fā)酵豆粕、豆粕和棉粕分別替代50%的魚粉后并未對(duì)幼蟹的抗氧化性能產(chǎn)生負(fù)面的影響, 這可能與飼料中這幾種植物蛋白的添加量較為合適有關(guān)(30%左右)。菜粕替代50%的魚粉后,幼蟹血清中丙二醛含量顯著升高, 結(jié)合其生長(zhǎng)性能較差, 提示添加水平為39%的菜粕可能會(huì)引起幼蟹細(xì)胞氧化損傷, 而影響了機(jī)體健康和生長(zhǎng)。這可能是因?yàn)椴似芍泻幸恍┯泻ξ镔|(zhì)如硫代葡萄糖苷及其代謝產(chǎn)物導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生了氧化脅迫, 降低了機(jī)體的抗氧化能力和免疫性能[42]。由此可見, 無論從生長(zhǎng)、氨基酸沉積, 還是抗氧化性能等方面, 相對(duì)于其他幾種植物蛋白, 菜粕的使用效果都是最差的。

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EFFECTS OF FOUR COMMONLY USED PLANT PROTEIN SOURCES ON GROWTH PERFORMANCE, AMINO ACIDS RETENTION AND ANTIOXIDANT ENZYME ACTIVITIES IN JUVENILE CHINESE MITTEN CRAB, ERIOCHIER SINENSIS

CUI Yan-Yan, ZHANG Nan-Nan, MA Qian-Qian, CHEN Qing, SHEN Zhen-Hua, DU Zhen-Yu and CHEN Li-Qiao
(School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China)

Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis) is an importantly economic species for aquaculture in China due to its desirable taste and nutrient content. In the past decades, with the continuous expansion of crab farm and artificial feed development, the increasing demand for fish meal by aquaculture industry makes fish meal an increasingly expensive and limiting commodity. This study investigated the effects of dietary partial replacement of fishmeal (FM) by four commonly used plant protein sources on juvenile Chinese mitten crab, with a basic diet containing 50% fishmeal as the control, and other four diets with 50% fishmeal replaced by 30.50% fermented soybean meal (FSBM), 32.50% soybean meal (SBM), 28% cottonseed meal (CSM), and 39% rapeseed meal (RSM). Each diet was fed to four replicates of juvenile E. sinensis (0.249±0.003 g) for 8 weeks. The results showed that no differences were found in weight gain, specific growth rate, feed conversion ratio, protein efficiency, and protein retention when compared crab fed the three test diets (FSBM, SBM, CSM) with the FM diet. The weight gain of E. sinensis fed RSM was not different from crab fed FM, but was lower than crab fed SBM (P＜0.05). Feed conversion ratio of E. sinensis fed RSM was higher than those fed FM, FSBM and SBM. Protein efficiency of E. sinensis fed RSM was lower than all other groups (P＜0.05). Protein retention of E. sinensis fed RSM was lower than crab fed SBM or CSM (P＜0.05).No differences were found in the contents of the whole crab body moisture, ash, crude lipid, and total essential amino acid retention rate of the four plant protein sources groups relative to the FM group. However, the whole crab crude protein content of crab fed RSM was lower than crab fed SBM or CSM (P＜0.05). The total essential amino acid retention of crab fed RSM was lower than crab fed FSBM or CSM (P＜0.05). Superoxide dismutase and glutathione peroxidase activities in both serum and hepatopancreas of crab were not different when compared the groups of the four plant protein sources with the FM group. The serum malonaldehyde content of crab fed RSM was higher than crab fed all other diets (P＜0.05). The results indicates that partial replacement of fish meal with FSBM, SBM or CSM will not lead to any negative effects on growth performance, amino acid retention and antioxidant enzyme activities in juvenile Chinese mitten crab. Thus, FSBM, SBM or CSM can be used as alternative plant protein sources to replace fishmeal in diet for Chinese mitten crab up to 30%. However, rapeseed meal is not a suitable protein source due to the lower protein digestibility, anti-nutritional factor contents. In case where rapeseed meal must be used in the diet of E. sinensis, it should be used in combination with other plant protein sources, and adequate process should be conducted to lower contents of the anti-nutritional factors.

Eriochier sinensis; Plant protein sources; Fishmeal; Growth; Amino acid retention; Antioxidant

S968.25

A

1000-3207(2017)01-0146-09

10.7541/2017.19

2016-03-03;

2016-07-15

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201203065); “十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2012BAD25B03); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31572629, 31172422); 上海市中華絨螯蟹現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè); 上海教育委員會(huì)研究基金(E03009)部分資助[Supported by Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest (201203065); the National Science & Technology Pillar Program during the 12th Five-year Plan Period (2012BAD25B03); the National Natural Science Foundation of China (31572629, 31172422); Construction of modern agricultural industry technology system for Eriochier sinensis in Shanghai; Research Fund of Shanghai Education Committee (E03009)]

崔燕燕(1990—), 女, 安徽蚌埠人; 碩士; 主要從事水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究。E-mail: 920929548@qq.com

陳立僑, 教授; E-mail: lqchen@bio.ecnu.edu.cn