飼料蛋白水平對(duì)池塘養(yǎng)殖脊尾白蝦生長(zhǎng)、生理指標(biāo)和體組成的影響

范陳偉，姜曉東，何先林，吳旭干,

（1. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部魚類營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境生態(tài)研究中心，上海 201306；2. 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院/上海水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心/水產(chǎn)科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海 201306）

【研究意義】脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda），又稱小白蝦、迎春蝦，具有繁殖力強(qiáng) 、抗逆性好、生長(zhǎng)快和攝食廣的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)沿海諸省廣泛養(yǎng)殖，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖蝦類之一[1-2]。脊尾白蝦食性雜，在人工養(yǎng)殖條件下，可攝食動(dòng)植物性餌料、有機(jī)碎屑和人工配合飼料，最喜食沙蠶、小蝦、小蟹、牡蠣和冰鮮雜魚等動(dòng)物性餌料[2]。這些餌料資源有限，需耗費(fèi)大量人力，而且攝食后殘留的餌料極易污染養(yǎng)殖水體引發(fā)病害，不僅影響?zhàn)B殖經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響[3]。由于養(yǎng)殖習(xí)慣、餌料價(jià)格、營(yíng)養(yǎng)需求研究滯后和推廣不足等原因，目前尚未有針對(duì)脊尾白蝦營(yíng)養(yǎng)需求開發(fā)的專用配合飼料，常用其他水產(chǎn)動(dòng)物飼料甚至畜禽配合飼料代替投喂，營(yíng)養(yǎng)要素不均衡往往導(dǎo)致養(yǎng)殖對(duì)象生長(zhǎng)緩慢、抗病能力低下、出肉率低等問題，因此迫切需要研發(fā)符合脊尾白蝦營(yíng)養(yǎng)需求的人工配合飼料[4]。

【前人研究進(jìn)展】蛋白質(zhì)是決定蝦類生長(zhǎng)發(fā)育及配合飼料性能的首要營(yíng)養(yǎng)素[5]。飼料中蛋白水平對(duì)魚蝦類的生長(zhǎng)有重要影響：當(dāng)飼料中蛋白水平過低時(shí)，魚蝦類生長(zhǎng)受阻，生長(zhǎng)速度降低，若機(jī)體攝入蛋白長(zhǎng)期不足，易引起消化機(jī)能障礙，甚至導(dǎo)致生命活動(dòng)受阻；飼料蛋白水平過高，機(jī)體會(huì)承受更大的代謝負(fù)擔(dān)而不利于生長(zhǎng)，且蛋白含量較高的殘餌易污染養(yǎng)殖水環(huán)境，進(jìn)而影響魚蝦類正常生長(zhǎng)[6-7]。因此，有必要開展脊尾白蝦飼料的適宜蛋白水平研究。曹梅等[8]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中粗蛋白含量為45.05 %時(shí)脊尾白蝦生長(zhǎng)速度最快。索帥[9]研究表明，蛋白水平為39%的飼料可以滿足脊尾白蝦的生長(zhǎng)以及維持機(jī)體正常的非特異性免疫功能?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以上研究均為基于特定生長(zhǎng)階段的室內(nèi)養(yǎng)殖試驗(yàn)，試驗(yàn)周期較短，并無(wú)包含脊尾白蝦的整個(gè)生長(zhǎng)階段（包括受精卵階段）。因此試驗(yàn)結(jié)果存在一定局限性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究在室外水泥池中投放相同質(zhì)量與數(shù)量的親蝦，自行繁殖與養(yǎng)成，比較不同蛋白水平對(duì)脊尾白蝦生長(zhǎng)、生化指標(biāo)和體組成的影響，探究池塘養(yǎng)殖脊尾白蝦的飼料最適蛋白水平，進(jìn)一步完善和補(bǔ)充脊尾白蝦生長(zhǎng)階段對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，為適口餌料與高效配合飼料的開發(fā)提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼料配制

供試飼料以魚粉、豆粕和菜粕等作為主要蛋白源，以魚油、豬油和豆油作為主要脂肪源，采用面粉和纖維素調(diào)節(jié)飼料的總能量水平，配制蛋白水平分別為30%、34%、38%和42%的4種等脂等能飼料。所有飼料原料粉碎后過250 μm篩，按照表1的飼料配方稱取原料，混合機(jī)混合均勻，用小型膨化機(jī)制備粒徑分別為1.2 mm和2.0 mm、長(zhǎng)約2.0 mm的沉性膨化飼料，室溫冷卻風(fēng)干后，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 試驗(yàn)飼料配方和營(yíng)養(yǎng)組成Table 1 Formulations and nutrition composition of the experimental diets（%）

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與養(yǎng)殖管理

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1個(gè)室外水泥池塘（長(zhǎng)×寬×深=14 m×12 m×1.2 m），養(yǎng)殖池位于上海海洋大學(xué)如東河蟹遺傳育種中心。脊尾白蝦繁殖周期較短，繁殖和養(yǎng)成均在同一池塘中進(jìn)行，通常采用投放一定重量的親本讓其在池塘中自行繁殖和養(yǎng)成。本試驗(yàn)按照生產(chǎn)性常規(guī)做法，在每個(gè)養(yǎng)殖池中放入市場(chǎng)購(gòu)得的規(guī)格接近（平均2.5 g/尾）的脊尾白蝦親蝦1 kg，每池混合投放400尾，雌雄各半。

試驗(yàn)期間，每天8:00和16:00進(jìn)行投喂，投喂量約占體質(zhì)量的3%～5%，上午投喂量占40%，下午投喂量占60%。具體投喂量須根據(jù)水溫、天氣和殘餌情況適當(dāng)調(diào)整，每個(gè)池中放入1個(gè)食臺(tái)，投喂2 h后觀察和記錄殘餌情況。試驗(yàn)于2018年7月中旬正式開始，至11月中旬結(jié)束，共持續(xù)4個(gè)月。7月中旬至8月底投喂1.2 mm粒徑飼料，9月上旬至11月中旬投喂2.0 mm粒徑飼料。養(yǎng)殖期間，水泥池水位為1.0～1.5 m，隨著養(yǎng)殖進(jìn)程逐步加深水位。每周定期檢測(cè)水質(zhì)指標(biāo)，并根據(jù)水質(zhì)情況不定期換水，每次換水10%～30%，使水體pH值為7.0～9.0、平均溶氧＞4 mg/L、亞硝酸濃度＜0.15 mg/L和氨氮＜0.5 mg/L。每15 d全池潑灑消毒劑或微生態(tài)制劑調(diào)節(jié)水質(zhì)。采用溫度記錄儀每半小時(shí)自動(dòng)記錄1次池塘水溫，根據(jù)池塘溶解氧情況適時(shí)開啟增氧機(jī)進(jìn)行增氧。

1.3 樣品采集

試驗(yàn)結(jié)束前停食1 d，每個(gè)池中隨機(jī)采集500 g左右的成蝦，用干毛巾擦干體表水分后，用電子天平（精確度0.01 g）稱重，然后計(jì)脊尾白蝦的個(gè)體數(shù)量，用于計(jì)算該池脊尾白蝦的平均體質(zhì)量。隨后從每個(gè)池中隨機(jī)取40尾脊尾白蝦，取出其肝胰腺和肌肉后稱重，計(jì)算肝胰腺指數(shù)（hepatosomatic index，HSI，%）和出肉率（%）。另外從每個(gè)池隨機(jī)取100尾左右的個(gè)體，取出肝胰腺和肌肉樣品用于后續(xù)常規(guī)分析。所有肝胰腺和肌肉分別裝入自封袋后于-40 ℃冰箱中保存?zhèn)錅y(cè)。肝胰腺指數(shù)和出肉率計(jì)算公式如下所示：

1.4 生理指標(biāo)測(cè)定

隨機(jī)合并每個(gè)池100尾脊尾白蝦的肝胰腺，稱取0.2 g左右的肝胰腺合并樣，加入1 mL預(yù)冷的生理鹽水后用T10B微型勻漿器（德國(guó)IKA公司）勻漿30 s，在4℃、12 000 r /min條件下離心20 min，取上層清液后再次離心，合并上清液用于后續(xù)分析。采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、堿性磷酸酶（AKP）、酸性磷酸酶（ACP）的活性以及總蛋白（TP）、總游離氨基酸（TFAA）、尿素氮（BUN）、葡萄糖（Glu）、丙二醛（MDA）的含量。

1.5 常規(guī)生化分析

隨機(jī)取每個(gè)池50尾脊尾白蝦的肝胰腺和肌肉合并為1個(gè)肝胰腺樣品和1個(gè)肌肉樣品，凍干后用于常規(guī)生化分析。采用冷凍干燥法測(cè)定飼料、肝胰腺和肌肉中的水分含量，采用凱氏定氮法測(cè)定樣品中的粗蛋白含量，550 ℃灼燒法測(cè)定樣品中的灰分含量[10]；參考Folch等[11]的方法，采用氯仿∶甲醇＝2∶1（體積比）提取總脂并測(cè)定其含量。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用 SPSS 17.0軟件統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。采用Levene法檢驗(yàn)所有數(shù)據(jù)的方差齊性，當(dāng)不滿足齊性方差時(shí)對(duì)百分比數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦或平方根處理。采用ANOVA對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，采用Duncan's法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦體質(zhì)量、肝胰腺指數(shù)和出肉率的影響

由表2可知，各飼料組脊尾白蝦的生長(zhǎng)性狀無(wú)明顯差異。隨著飼料中蛋白水平的提高，脊尾白蝦體質(zhì)量和出肉率分別穩(wěn)定在2.33 g和49.00%左右，其中2#飼料組個(gè)體的肝胰腺指數(shù)比其他各組高20.72%～30.84%，但差異不顯著。

2.2 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦肝胰腺、肌肉常規(guī)生化組成的影響

測(cè)定結(jié)果（表3）顯示，各飼料組脊尾白蝦肝胰腺中水分和粗蛋白含量相對(duì)穩(wěn)定，平均值分別為65.50%和14.00%。1#飼料組個(gè)體肝胰腺中粗脂肪含量高于4#飼料組個(gè)體（26.58%），但顯著不差異。此外，3#飼料組個(gè)體肝胰腺中的灰分含量顯著高于1#、2#飼料組，并大體表現(xiàn)出隨著蛋白水平的提高而逐漸增加的趨勢(shì)。

各飼料組肌肉中的水分和粗蛋白含量也較為穩(wěn)定，平均值分別為77.50%和20.40%。飼料中不同蛋白水平對(duì)肌肉中粗脂肪和灰分含量影響較大，隨著飼料中蛋白水平的增加，肌肉中粗脂肪含量呈下降趨勢(shì)，而灰分含量呈上升趨勢(shì)，其中2#飼料組個(gè)體肌肉中粗脂肪含量顯著高于4#飼料組，3#飼料組個(gè)體肌肉中灰分含量顯著高于1#飼料組。

表2 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦體質(zhì)量、肝胰腺指數(shù)和出肉率的影響Table 2 Effects of dietary protein levels on body weight, HSI and fillet yield of Exopalaemon carinicauda

表3 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦肝胰腺、肌肉常規(guī)生化組成的影響（%，濕重）Table 3 Effects of dietary protein levels on biochemical compositions in hepatopancreas and muscle of Exopalaemon carinicauda（%, wet weight）

2.3 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦肝胰腺生理代謝指標(biāo)的影響

表4顯示，不同飼料組脊尾白蝦肝胰腺中GOT和SOD活性均表現(xiàn)顯著差異，隨著飼料中蛋白水平的增加，GOT與SOD活性均呈下降趨勢(shì)，且2#飼料組GOT與SOD的活性均明顯高于3#飼料組。2#飼料組肝胰腺中TFAA含量以及GPT、GOT、SOD、AKP和ACP活性均高于其他飼料組。

3 討論

3.1 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦生長(zhǎng)及組織系數(shù)的影響

蛋白質(zhì)是水生動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育過程中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[12-13]。蝦蟹類甲殼動(dòng)物蛻殼周期短，生長(zhǎng)速度快，飼料中一旦缺乏蛋白質(zhì)就會(huì)導(dǎo)致其生長(zhǎng)緩慢及體質(zhì)量降低；但如果飼料蛋白含量過高，除了增加養(yǎng)殖成本外，還會(huì)增大養(yǎng)殖對(duì)象的機(jī)體負(fù)擔(dān)，最終影響其生長(zhǎng)與發(fā)育[14]。大部分探討甲殼動(dòng)物飼料最適蛋白水平的研究表明，蝦類生長(zhǎng)性能隨著飼料中粗蛋白水平一定范圍內(nèi)的逐漸增加而呈上升趨勢(shì)，生長(zhǎng)性能達(dá)到最大值后隨著飼料粗蛋白水平的增加而下降[8,15-16]。一些研究表明，當(dāng)飼料蛋白的添加量在一定范圍內(nèi)時(shí)，養(yǎng)殖對(duì)象的生長(zhǎng)差異不顯著，但當(dāng)?shù)鞍姿降陀诨虺^該范圍時(shí)，其生長(zhǎng)性能快速下降[17]。在本試驗(yàn)中，不同飼料組脊尾白蝦的最終體質(zhì)量無(wú)顯著差異，可能是本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的蛋白梯度在脊尾白蝦的適宜水平范圍內(nèi)，說(shuō)明30%的蛋白水平即可滿足脊尾白蝦的生長(zhǎng)需求。

表4 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦肝胰腺生理代謝指標(biāo)的影響Table 4 Effects of dietary protein levels on physiological metabolic indexes in hepatopancreas of Exopalaemon carinicauda

肝胰腺指數(shù)和出肉率等組織系數(shù)是評(píng)價(jià)甲殼動(dòng)物食用價(jià)值的重要指標(biāo)，且在一定程度上可以反映甲殼動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存狀況[18]。本試驗(yàn)中，雖然34%蛋白組個(gè)體的肝胰腺指數(shù)比其他組高20.72%～30.84%，但各組間差異不顯著，并且各組出肉率均穩(wěn)定在49.00%左右，與南美白對(duì)蝦（Litopenaeus vannamei）和克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）的研究結(jié)果類似[19-20]，表明飼料中蛋白水平對(duì)甲殼動(dòng)物肝胰腺指數(shù)和出肉率的影響較小。

3.2 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦生理代謝指標(biāo)的影響

肝胰腺是甲殼動(dòng)物氨基酸代謝的主要場(chǎng)所，含有多種有關(guān)氨基酸合成代謝的重要酶類[21-22]。谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）是參與甲殼動(dòng)物肝胰腺內(nèi)氨基酸合成與分解過程的兩種重要轉(zhuǎn)氨酶，其活性可以反映甲殼動(dòng)物氨基酸的代謝強(qiáng)度，衡量肝功能的健康程度[23]。對(duì)脊尾白蝦肝胰腺轉(zhuǎn)氨酶活性分析表明，隨著飼料蛋白水平在適宜范圍內(nèi)升高，肝胰腺中GOT和GPT的活力也隨之增加，且均在飼料蛋白水平為34%時(shí)達(dá)到最大，表明脊尾白蝦體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝能力增強(qiáng)。但當(dāng)飼料蛋白水平高于34%后，二者活性均明顯下降，與已有部分魚類上的研究結(jié)果相一致[24-25]，說(shuō)明在攝食低蛋白水平飼料時(shí)，為了提高蛋白質(zhì)的吸收利用率，脊尾白蝦通過增強(qiáng)肝胰腺中轉(zhuǎn)氨酶活性來(lái)促進(jìn)氨基酸代謝，從而提高機(jī)體對(duì)氨基酸吸收利用。當(dāng)飼料蛋白水平過高時(shí)，長(zhǎng)期的高蛋白攝入量對(duì)魚蝦體肝臟代謝產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致肝受損，大量GOT和GPT滲入血液中，肝胰腺中的GOT、GPT含量降低，因此本試驗(yàn)脊尾白蝦出現(xiàn)肝胰腺 GPT 和GOT 含量在高蛋白組（38%～42%）持續(xù)降低的現(xiàn)象[26]。

總蛋白（TP）含量反映了飼料中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)水平以及機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的消化吸收效率[27]。飼料中蛋白含量從30%增加至34%后，肝胰腺TP小幅上升，但飼料中蛋白含量從34%增加至42%期間，肝胰腺TP幾乎保持不變，說(shuō)明蛋白水平超過需要量時(shí)，脊尾白蝦不能對(duì)其有效消化吸收，總蛋白TP含量并不增高[28]。有研究表明，尿素氮（BUN）含量的高低可以反映動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝和氨基酸之間的平衡狀況，較低的尿素氮含量表明氨基酸平衡好，機(jī)體中合成蛋白質(zhì)的效率高[29]。本試驗(yàn)中，34%蛋白組尿素氮的濃度最低，表明脊尾白蝦對(duì)該水平的蛋白質(zhì)利用效率較高，這與該組肝胰腺中總游離氨基酸（TFAA）含量最低相吻合。

超氧化物歧化酶（SOD）是生物體內(nèi)重要的一種抗氧化酶，可以讓氧自由基失去活性，使各組織不受損傷[30]。酸性磷酸酶（ACP）和堿性磷酸酶（AKP）是兩種重要的非特異性磷酸水解酶，在參與蛋白和脂質(zhì)代謝、免疫防御和抗氧化過程中具有重要作用[31-32]，因此，測(cè)定SOD、AKP和ACP的活性可以整體反映脊尾白蝦的免疫及抗氧化性能。一般認(rèn)為適當(dāng)提高配合飼料中蛋白水平可提高甲殼動(dòng)物免疫抗氧化性能，而蛋白過量會(huì)影響機(jī)體代謝和各種酶的合成，阻礙其發(fā)揮免疫抗氧化功能[9]。夏蘇東等[33]研究發(fā)現(xiàn)，凡納濱對(duì)蝦血清中SOD活性隨飼料蛋白水平的增加而增加，并在47%時(shí)達(dá)到最大；謝國(guó)駟等[34]研究表明，日本沼蝦（Macrobrachium nipponense）肝胰腺中AKP活力同樣隨著蛋白質(zhì)的增加先上升后下降。本研究脊尾白蝦肝胰腺中SOD、AKP和ACP活力均隨著飼料蛋白的增加而上下波動(dòng)，且均為34%蛋白水平時(shí)活力最高，說(shuō)明34%的蛋白含量可以誘導(dǎo)激活脊尾白蝦抗氧化系統(tǒng)[9]，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。丙二醛 （MDA） 是脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物之一，其含量高低反映了氧化脅迫和過氧化反應(yīng)，含量過高則反映機(jī)體免疫力下降[35]。本研究發(fā)現(xiàn)，34%蛋白組脊尾白蝦肝胰腺中的MDA含量相對(duì)較低，表明該組肝胰腺中的脂質(zhì)過氧化程度較小，與該組免疫抗氧化能力較好相吻合。

3.3 飼料蛋白水平對(duì)脊尾白蝦組織常規(guī)生化組成的影響

肝胰腺和肌肉等可食組織的常規(guī)組成是評(píng)價(jià)脊尾白蝦營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)[36]，雖然本試驗(yàn)中不同蛋白水平飼料對(duì)脊尾白蝦可食組織的水分和蛋白含量沒有顯著影響，但對(duì)其粗脂肪和灰分含量影響顯著。隨著飼料蛋白水平的升高，脊尾白蝦肝胰腺中灰分含量大體呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明適宜的蛋白水平有利于殼質(zhì)形成與鈣質(zhì)沉積[15]。與之相反，脊尾白蝦肝胰腺中粗脂肪含量隨著飼料蛋白含量的增加一直處于下降趨勢(shì)，這一結(jié)果與光倒刺鲃（Spinibarbus hollandi Oshima）[37]、臺(tái)灣泥鰍（Taiwan Loach）[38]和異齒裂腹魚（Schizothorax）[39]等魚類的研究結(jié)果一致。劉立鶴等[40]研究表明，在較高蛋白水平（36%～52%）下，隨著蛋白水平提升，南美白對(duì)蝦蝦體的粗脂肪含量呈降低趨勢(shì)。張琴等[41]在方格星蟲（Sipunculus nudus）的研究中發(fā)現(xiàn)，低蛋白水平飼料組通過提高糖含量達(dá)到能量平衡，飼料中含糖量越高，機(jī)體脂含量也越高。這可能是本試驗(yàn)脊尾白蝦肝胰腺中粗脂肪含量與飼料蛋白水平呈負(fù)相關(guān)的原因。

4 結(jié)論

綜上所述，本試驗(yàn)對(duì)脊尾白蝦在不同蛋白梯度下的生長(zhǎng)、生理以及體組成進(jìn)行了研究，雖然設(shè)定的蛋白梯度未對(duì)脊尾白蝦的生長(zhǎng)性狀產(chǎn)生明顯影響，但發(fā)現(xiàn)脊尾白蝦在34%的蛋白水平下表現(xiàn)出最佳的生理狀況及免疫抗病性能，超氧化物歧化酶（SOD）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）等抗氧化和蛋白代謝指標(biāo)的活力高于其他3個(gè)蛋白梯度，隨蛋白水平的增加，生理代謝指標(biāo)并沒有顯著增長(zhǎng)的趨勢(shì)。因此，研究初步認(rèn)為，池塘養(yǎng)殖條件下脊尾白蝦飼料中適宜的蛋白含量為34%左右。