植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶生長、體組成及養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的影響

顧 宇 呂 富 鐘 蕾 胡 毅 聶 慶 耿 彬

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學 湖南省特色水產(chǎn)資源利用工程技術(shù)研究中心，湖南長沙410128；2.鹽城工學院海洋與生物工程學院江蘇省海洋灘涂生物化學與生物技術(shù)重點建設(shè)實驗室 江蘇省灘涂池塘養(yǎng)殖生態(tài)重點實驗室，江蘇鹽城224051）

雙齒圍沙蠶(Perinereis aibuhitensis)隸屬于多毛綱（Polychaete）、沙蠶科（Nereidae）、圍沙蠶屬（Perinereis），是我國沿海潮間帶多毛類的主要代表和優(yōu)勢種[1]。其廣泛應(yīng)用于對蝦育苗中的親蝦培養(yǎng)[2]，并且在醫(yī)療保健[3]等方面具有重要的用途。因長期過度捕撈，其自然資源日趨枯竭。近年來隨著其苗種繁育和養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，雙齒圍沙蠶迅速成為我國沿海新興的養(yǎng)殖對象。開展其營養(yǎng)需求研究與配合飼料研發(fā)對促進其養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大具有重要作用。呂富等[4]以魚粉為唯一蛋白源，研究確定其日糧的最適蛋白水平為31.61%。魚粉因蛋白含量高、氨基酸種類齊全且轉(zhuǎn)化利用率高等優(yōu)點，一直是水產(chǎn)飼料的優(yōu)質(zhì)首選蛋白源[5]。但由于集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的迅猛發(fā)展及用于魚粉生產(chǎn)的捕撈資源逐年減少[6]，導致魚粉供求持續(xù)緊張、價格居高不下[7-8]。因此利用來源廣泛、價格低廉的植物蛋白替代魚粉已經(jīng)成為水產(chǎn)動物營養(yǎng)研究的重要課題。本實驗研究了5種植物蛋白源部分替代魚粉，對雙齒圍沙蠶生長性能、體組成及養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的影響，旨在篩選適宜于雙齒圍沙蠶的植物蛋白源，為研制高效低魚粉沙蠶配合飼料提供科學依據(jù)和指導。

1 材料與方法

1.1 實驗飼料

分別以豆粕、花生粕、棉粕、菜粕和發(fā)酵豆粕替代對照飼料（FM，含魚粉49%）中的魚粉，制備5 種魚粉含量5%的等氮等脂實驗飼料（SM、PM、CM、RM 和FSM），具體配方及營養(yǎng)水平見表1。固體原料均單獨粉碎過80目篩，準確稱重后逐級放大混勻，制成直徑1 mm、長1 mm的顆粒飼料，晾干至含水量10%以下，用自封袋包裝貯存在4 ℃冰箱中待用。

1.2 實驗沙蠶及條件

實驗所用雙齒圍沙蠶初始體質(zhì)量為(26.5±0.8) mg，系本研究團隊采用同一批受精卵繁育所得。挑選無傷殘個體1 800 尾，平均放養(yǎng)于18 個鋪有厚10 cm 飽和濕土的養(yǎng)殖槽中，隨機分為6 組，每組3 個重復，分別投喂對照組和實驗組飼料，連續(xù)飼養(yǎng)60 d。

每天投餌2次（8:00和19:00），投餌量為沙蠶鮮重的1%～2%和2%～3%，均勻灑入各養(yǎng)殖槽中，并噴灑100～120 ml 淡水補充蒸發(fā)的水分，投餌2 h 后收集殘餌。光照周期為14∶10，養(yǎng)殖槽中土壤溫度25～28 ℃。

1.3 樣品采集及指標測定

表1 飼料配方及營養(yǎng)水平（風干物質(zhì)）

1.3.1 樣品采集及生長性能計算

飼養(yǎng)實驗結(jié)束后，禁食24 h，挖出各養(yǎng)殖槽中的所有沙蠶，置于鹽度24 的潔凈海水中，排空腸道，吸干體表水分稱重記錄，計算各實驗組沙蠶的存活率、末均重、特定生長率、飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率。

存活率（SR，%）=100×Nf/Ni

末均重（FAW，mg）=1 000×Wf/Nf

特定生長率（SGR，%/d）=100×（LnWf-LnWi）/d

飼料系數(shù)（FCR）=F/(Wf-Wi)

蛋白質(zhì)效率（PER，%）=(Wf-Wi)/(F×P)×100

式中：Nf——實驗末沙蠶的數(shù)量；

Ni——實驗初沙蠶的數(shù)量；

Wf——實驗末沙蠶體重量（g）；

Wi——實驗初沙蠶體重量（g）；

d——飼養(yǎng)天數(shù)（d）；

F——攝入的飼料干重（g）；

P——干飼料蛋白質(zhì)含量（%）。

1.3.2 飼料營養(yǎng)和沙蠶體組成測定及計算

根據(jù)AOAC(2006)[9]的方法測定飼料營養(yǎng)和沙蠶體成分。將樣品在105 ℃條件下烘干至恒重，計算出水分含量；然后分別取一定量干物質(zhì)樣品采用凱氏定氮法測定樣品含氮量，再乘以6.25 得樣品粗蛋白含量；采用索氏抽提法測定粗脂肪含量；采用550 ℃馬弗爐焚燒法測定灰分含量。

1.3.3 養(yǎng)殖底質(zhì)總氮測定

沙蠶全部挖取后，將各養(yǎng)殖槽中的養(yǎng)殖底質(zhì)攪拌混勻，每槽各取100 g 底質(zhì)，在105 ℃烘干至恒重后，參照袁靜等[10]的方法測定養(yǎng)殖底質(zhì)中的總氮。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007 初步整理后，采用SPSS17.0軟件(SPSS Inc. USA)中的單因素方差分析對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，若達到顯著差異，則進行Duncan's 法多重比較。數(shù)據(jù)用“平均值±標準誤（Mean±SE，n=3）”形式表示，P＜0.05認為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶生長性能和飼料蛋白質(zhì)效率的影響(見表2)

表2 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶生長性能和飼料蛋白質(zhì)效率的影響（平均值±標準誤）

由表2可以看出，5種植物蛋白替代魚粉飼料對雙齒圍沙蠶的存活率無顯著影響（P＞0.05），SM組和FSM組末均重、特定生長率、飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率與FM組比較均無顯著差異(P＞0.05)，但FSM組末均重顯著高于SM組（P＜0.05），PM組特定生長率與CM組和RM組相比無顯著差異，PM組末均重、特定生長率和蛋白質(zhì)效率顯著低于FM、SM組和FSM組，但末均重和蛋白效率高于CM組和RM組（P＜0.05），而飼料系數(shù)則反之（P＜0.05）。

2.2 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶體成分的影響(見表3)

表3 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶體成分的影響（平均值±標準誤，%）

由表3可知，F(xiàn)M、SM、PM組和FSM組沙蠶的體蛋白無顯著差異（P＞0.05），CM組和RM組沙蠶的體蛋白無顯著差異（P＞0.05），且均顯著低于FM、SM、PM組和FSM 組（P＜0.05）；各組沙蠶的體水分、粗脂肪和灰分含量均無顯著差異（P＞0.05）。

2.3 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的影響（見圖1）

圖1 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的影響

如圖1 所示，SM 組和FSM 組與FM 組，三組間沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮無顯著差異（P＞0.05），PM、CM 組和RM 組沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮顯著高于FSM 組與FM 組，其中CM 組和RM 組顯著高于PM 組（P＜0.05），但兩者間無顯著差異（P＞0.05）。

3 討論

3.1 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶生長性能和飼料蛋白質(zhì)效率的影響

植物蛋白與魚粉相比，氨基酸組成不均衡，缺乏一些必需氨基酸，當飼料中植物蛋白的添加水平過高時，會抑制動物的生長，并降低飼料利用率[11]。然而相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，植物蛋白在適宜的添加范圍內(nèi)可以使飼料中的氨基酸配比更加合理，更適合水產(chǎn)動物的生長[12-13]。因此，植物蛋白源替代魚粉對水產(chǎn)動物生長的影響，很大程度上取決于植物蛋白源氨基酸的組成及含量。本實驗分別用5 種植物蛋白源替代飼料魚粉，結(jié)果表明，發(fā)酵豆粕效果略優(yōu)于豆粕和魚粉，花生粕次于魚粉，棉粕和菜粕最次。由此可見，相較于其他幾種植物蛋白，發(fā)酵豆粕和豆粕是理想的沙蠶飼料蛋白替代源。邢秀蘋等[14]研究發(fā)現(xiàn)，豆粕替代少于40%魚粉不會影響鯉魚（Cyprinuscarpio）正常生長，高于40%時會造成魚體生長性能下降。豆粕、棉粕、花生粕和菜粕四種植物蛋白對凡納濱對蝦（Litopenaeusvannamei）影響的研究發(fā)現(xiàn)，豆粕替代組有著最佳的生長性能，但與魚粉對照組相比效果略差[15]，這可能與豆粕中的蛋氨酸含量較低和抗營養(yǎng)因子有關(guān)[16-17]。經(jīng)微生物發(fā)酵后，豆粕中抗營養(yǎng)因子含量顯著降低，使之可以更好的被水產(chǎn)動物吸收[18]。陳宣等[19]對異育銀鯽（Carassius auratus gibelio）的研究表明，發(fā)酵豆粕能在一定程度上促進生長，改善魚體肝功能并增強其非特異性免疫。劉興旺等[20]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕和豆粕相同水平替代飼料魚粉喂養(yǎng)卵形鯧鲹(Trachinotusovatus)，發(fā)酵豆粕組的增重率和飼料利用率較普通豆粕替代組顯著升高，本實驗也得到了類似的結(jié)果。

花生粕蛋白質(zhì)含量高、富含精氨酸[21]，因此也是水產(chǎn)動物飼料的常見植物蛋白原料。但是植酸作為花生粕中的主要抗營養(yǎng)因子，含量達到1.5%[22]。植酸能夠結(jié)合蛋白質(zhì)分子，降低水產(chǎn)動物對蛋白質(zhì)的消化利用率[23]。因此花生粕替代魚粉比例過高時，會造成水產(chǎn)動物生長性能下降。本實驗中，添加花生粕替代魚粉沒有降低雙齒圍沙蠶的存活率，但生長性能、蛋白質(zhì)效率均有所降低。相較于其他3種植物蛋白，棉粕和菜粕部分替代魚粉，雙齒圍沙蠶的生長性能、飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率最差。筆者分析，棉粕中游離棉酚的含量以及有效賴氨酸的缺少和菜粕中的單寧[24]、芥子酸[25]、硫代葡萄糖甙[26]等抗營養(yǎng)因子造成了雙齒圍沙蠶生長性能不佳。Mbahinzireki等[27]發(fā)現(xiàn)，當飼料中游離棉酚含量高于700 mg/kg 時，羅非魚（Oreochromsmossambcus）增重率和飼料系數(shù)顯著下降。對斑點叉尾鮰（Ietaluruspunetaus）[28]和虹鱒（Oncorhynchusmykis）[29]的研究也表明，飼料中菜粕的用量不應(yīng)超過30%。

3.2 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶體成分的影響

各組植物蛋白替代魚粉后并未對雙齒圍沙蠶水分、粗脂肪和粗灰分造成顯著的影響，但粗蛋白含量各組之間存在差異。其中，豆粕、發(fā)酵豆粕和花生粕組雙齒圍沙蠶體蛋白含量與魚粉對照組接近。有研究指出，豆粕和發(fā)酵豆粕適量替代魚粉不影響魚體粗蛋白質(zhì)含量[30-31]?；ㄉ傻鞍踪|(zhì)含量豐富，精氨酸含量高[32]。李百安等[33]用花生粕替代不同比例魚粉飼喂奧尼羅非魚(Oreochromis niloticus×O.aureus)后發(fā)現(xiàn)魚體肌肉體成分無顯著變化，這與本實驗的結(jié)果一致。本實驗中棉粕和菜粕組的雙齒圍沙蠶粗蛋白含量顯著低于其他組。這可能是因為菜粕中較高的纖維素和抗營養(yǎng)因子含量導致蛋白質(zhì)消化率較低所致[34]。有研究指出飼料中棉酚含量增加會降低粗蛋白的表觀消化率[35]，造成動物機體對棉粕中蛋白的吸收利用率較低。其他學者在大菱鲆(Psetta maxima)[36]和奧尼羅非魚[37]等魚類上也得到了與本實驗相似的結(jié)果。因此結(jié)合生長結(jié)果可知，發(fā)酵豆粕和豆粕是替代雙齒圍沙蠶飼料中魚粉的理想植物蛋白源，發(fā)酵豆粕效果略優(yōu)于豆粕，并且5%魚粉可以滿足雙齒圍沙蠶的生長需求。

3.3 植物蛋白替代魚粉對雙齒圍沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的影響

水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，飼料以及殘餌是養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的主要來源，大量殘餌沉積在池底，造成氮的累積；其次養(yǎng)殖過程中動物代謝會產(chǎn)生大量廢物，導致底質(zhì)總氮的沉積量加大[38-39]。由于本實驗采用無蓄水飽和濕土方法養(yǎng)殖，避免飼料浸泡于水中溶解而導致環(huán)境中氮含量升高，并且在投喂2 h后及時收集殘餌，因此可以忽略餌料及殘餌產(chǎn)生的氮。實驗過程中各處理組雖均有少量個體死亡，但存活率沒有顯著差異，且死亡個體的有機質(zhì)大部分也會被活沙蠶重新利用，由此可見本實驗中底質(zhì)總氮主要來源于沙蠶的糞便和代謝產(chǎn)物。本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棉粕和菜粕組雙齒圍沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮含量最高，花生粕組次之，豆粕和發(fā)酵豆粕組與魚粉對照組相比沒有顯著差異，其中發(fā)酵豆粕組的底質(zhì)總氮含量最低。原因可能是菜粕、棉粕和花生粕中含有植酸、單寧等多種毒素和抗營養(yǎng)因子，會抑制胃蛋白酶活性，影響動物機體對蛋白質(zhì)的吸收和生理代謝[40-41]，從而導致養(yǎng)殖底質(zhì)總氮的升高。而豆粕經(jīng)微生物發(fā)酵后，大分子蛋白被分解為更容易被水產(chǎn)動物吸收消化的多肽[42]，因此發(fā)酵豆粕組雙齒圍沙蠶養(yǎng)殖底質(zhì)總氮含量最低。

4 小結(jié)

綜上所述，發(fā)酵豆粕和豆粕是替代雙齒圍沙蠶飼料魚粉的理想植物蛋白源，并且發(fā)酵豆粕效果略優(yōu)于豆粕，5%魚粉含量即可滿足雙齒圍沙蠶的生長需要。因此，今后可用發(fā)酵豆粕和豆粕作為主要蛋白源制備低魚粉的雙齒圍沙蠶配合飼料。