緩釋型貝類復(fù)合飼料的制備及其營養(yǎng)成分分析

戴 偉，唐 皇，盧正義，董少杰，宋 倫，畢相東

( 1.天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院，天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300384； 2.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 大連 116023 )

海水貝類養(yǎng)殖是我國海水養(yǎng)殖業(yè)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，其規(guī)模和產(chǎn)量居世界首位[1]，其中濾食性貝類產(chǎn)量占海水貝類養(yǎng)殖總產(chǎn)量的97%[2]。然而，近些年來，由于近岸海域濾食性貝類養(yǎng)殖面積不斷擴大、養(yǎng)殖密度不斷提高，加之不斷推進的海洋牧場建設(shè)，導(dǎo)致濾食性貝類賴以生存生長的餌料微藻嚴重匱乏[3]，同時高強度的牧食壓力誘發(fā)以超微藻為原因藻種的褐潮頻繁暴發(fā)[4-5]，最終導(dǎo)致中國近岸個別海域養(yǎng)殖貝類減產(chǎn)、絕收事件時有發(fā)生。

當(dāng)天然餌料微藻供應(yīng)不足時，可通過有效措施對養(yǎng)殖貝類進行人工投餌，使養(yǎng)殖貝類不再“靠天吃飯”。為此，一線的科研技術(shù)人員嘗試人工投喂餌料微藻濃縮液或鮮藻泥，但受貝類養(yǎng)殖環(huán)境強水流沖刷力等因素影響，餌料微藻濃縮液或鮮藻泥會在養(yǎng)殖微環(huán)境中快速散盡，無法持久有效地為養(yǎng)殖貝類提供微藻餌料。為此，筆者根據(jù)濾食性貝類攝食習(xí)性及緩釋材料相關(guān)理論，在前期成功手工制備飼料微藻緩釋餅的基礎(chǔ)上[6]，采用壓制法規(guī)?；苽渚忈屝拓愵悘?fù)合飼料，并通過正交試驗優(yōu)化該貝類飼料制備條件，提高其水穩(wěn)性并增強其抗沖刷緩釋性能，同時對其營養(yǎng)成分進行分析，以期為其在貝類養(yǎng)殖中的實際應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 飼料原料

制備緩釋型貝類復(fù)合飼料的主要原料為淡水螺旋藻(Spirulina)粉、淡水小球藻(Chlorella)粉、發(fā)酵豆粕粉及海藻酸鈉，以上飼料原料均由天津現(xiàn)代晨輝飼料有限公司提供。

1.2 緩釋型貝類復(fù)合飼料的制備

根據(jù)濾食性貝類的攝食習(xí)性及本試驗預(yù)期的貝類復(fù)合飼料緩釋性能要求，在前期手工制備飼料微藻緩釋餅[6]的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化制備方法：將除海藻酸鈉外的其他飼料原料用超微粉碎機(常州市皖江干燥設(shè)備有限公司)粉碎成粒徑為30 μm以下的粉末狀原料。將粉碎后的螺旋藻粉、小球藻粉及發(fā)酵豆粕粉，以質(zhì)量比4.5∶4.5∶1.0完全混勻制成復(fù)合藻粉。為獲得塊狀緩釋型貝類復(fù)合飼料，采用正交試驗設(shè)計優(yōu)化制備條件：以復(fù)合藻粉、海藻酸鈉、2%氯化鈣溶液質(zhì)量比及壓制強度作為4個考察因素，每因素設(shè)計3個水平，制定L9(34)正交試驗方案(表1)。隨后將復(fù)合藻粉、海藻酸鈉及2%氯化鈣溶液按照正交試驗方案中相應(yīng)的質(zhì)量比充分攪拌混勻后注入貝類飼料塊壓制機(由山東聊城泰和制藥裝備有限公司液壓機改造而成)中加壓固化成型，獲得4.0 cm×4.0 cm×2.5 cm塊狀緩釋型貝類復(fù)合飼料。

表1 緩釋型貝類復(fù)合飼料制備因素正交試驗

1.3 緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度測定

使用TA.XTplus型物性測試儀(SMS，英國)測定塊狀緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度。選擇探針型號為P/2(2 mm)柱狀探頭，參數(shù)設(shè)定為：壓縮測試模式，測前速率1 mm/s，測中速率1 mm/s，測后速率1 mm/s，位移10 mm，觸發(fā)力0.0049 N(5 g)，目標位移模式。將完整貝類復(fù)合飼料塊放入測試儀不銹鋼托盤中，探針尾部高度距離樣品接觸面0.5～1.0 cm，探頭穿刺距離樣品中心孔1 cm位置處，運行測試。每試驗組測定5塊，取平均值。

1.4 緩釋型貝類復(fù)合飼料緩釋性能測定

將抗破碎能力最強的緩釋型貝類復(fù)合飼料塊分別放入60目、80目、100目和120目8 cm×8 cm網(wǎng)袋內(nèi)，每袋內(nèi)放1塊復(fù)合飼料塊。將不同網(wǎng)目網(wǎng)袋分別置于試驗用150 cm×120 cm×120 cm水族箱內(nèi)，每個網(wǎng)目網(wǎng)袋設(shè)2個平行，網(wǎng)袋下加掛50 g配重后，吊掛于水族箱內(nèi)距離水面15 cm處。水族箱內(nèi)距離水面20 cm處箱壁上吸附有12W JVP-201B造浪泵，其旋轉(zhuǎn)機在水體中保持斜上狀態(tài)，模擬海水水體流速約為17 cm/s。緩釋試驗為期30 d，其間水族箱內(nèi)海水水溫保持在14～15 ℃，每日全量換水1次。每日觀察飼料塊緩釋情況及余料情況，緩釋30 d后稱量剩余飼料塊濕質(zhì)量，根據(jù)干濕質(zhì)量比(1∶2.8)換算為干質(zhì)量后，計算飼料塊日均緩釋量。

1.5 緩釋型貝類復(fù)合飼料營養(yǎng)成分檢測

根據(jù)GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6434—2006、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2018測定抗破碎能力最強的緩釋型貝類復(fù)合飼料的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、粗纖維、鈣、總磷含量。依據(jù)GB/T 18246—2019和GB/T 21514—2008測定緩釋型貝類復(fù)合飼料中的氨基酸和脂肪酸含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合藻粉、海藻酸鈉和2%氯化鈣溶液質(zhì)量比及壓制強度對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度的影響

正交試驗結(jié)果見表2。通過極差值比較分析，不同飼料原料質(zhì)量比及壓制強度對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度影響的主次順序為：壓制強度>2%氯化鈣溶液質(zhì)量比>海藻酸鈉質(zhì)量比>復(fù)合藻粉質(zhì)量比，其中壓制強度是對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度影響最大的制備因素。緩釋型貝類復(fù)合飼料最佳制備條件為A3B1C3D3(復(fù)合藻粉、海藻酸鈉、2%氯化鈣溶液質(zhì)量比為25∶5∶1.25，塊狀飼料壓制強度為87.5 kg/cm2)。當(dāng)復(fù)合藻粉、海藻酸鈉、2%氯化鈣溶液質(zhì)量比為25∶15∶0.75，飼料塊壓制強度為75.0 kg/cm2時，不能壓制成型塊狀飼料，抗破碎強度為0 kg/cm2。

表2 緩釋型貝類復(fù)合飼料制備因素的正交試驗結(jié)果

2.2 網(wǎng)袋孔徑對緩釋型貝類復(fù)合飼料緩釋性能的影響

不同網(wǎng)目網(wǎng)袋內(nèi)飼料日均緩釋量順序為：60目>80目>100目>120目(表3)。試驗開始24 d后，60目網(wǎng)袋內(nèi)未見余料，全部完成緩釋，其余網(wǎng)目網(wǎng)袋30 d時還有余料。

表3 網(wǎng)袋網(wǎng)目對貝類飼料緩釋性能的影響

2.3 緩釋型貝類復(fù)合飼料常規(guī)營養(yǎng)組成

緩釋型貝類復(fù)合飼料中粗蛋白含量最高(33.64%)，粗灰分和粗纖維含量分別為10.50%和6.50%(表4)。

表4 緩釋型貝類復(fù)合飼料的常規(guī)營養(yǎng)組成 %

2.4 緩釋型貝類復(fù)合飼料的氨基酸組成

緩釋型貝類復(fù)合飼料的氨基酸組成見表5。共檢出18種氨基酸，包括10種必需氨基酸和8種非必需氨基酸。從氨基酸組成上看，谷氨酸含量最高，

表5 緩釋型貝類復(fù)合飼料的氨基酸組成 %

其次為天冬氨酸、甘氨酸和亮氨酸，蛋氨酸含量最低，其次為色氨酸。緩釋型貝類復(fù)合飼料中必需氨基酸含量較高，必需氨基酸量/總氨基酸量為42.65%，必需氨基酸量/非必需氨基酸量達74.37%。

2.5 緩釋型貝類復(fù)合飼料的脂肪酸組成

緩釋型貝類復(fù)合飼料中共檢出10種脂肪酸，其中包括4種飽和脂肪酸、3種單不飽和脂肪酸和3種多不飽和脂肪酸(表6)。不同脂肪酸含量差異較大，以亞油酸含量最高，占粗脂肪的26.98%，其次為油酸，二十碳五烯酸占比最低，僅為0.16%。不飽和脂肪酸占粗脂肪比例高，共計44.43%，多不飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸為67.34%。

表6 緩釋型貝類復(fù)合飼料的脂肪酸組成 %

3 討 論

3.1 復(fù)合藻粉、海藻酸鈉和2%氯化鈣溶液質(zhì)量比及壓制強度對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度的影響

抗破碎強度高的緩釋型貝類復(fù)合飼料方便貯存、運輸，利于節(jié)省貯存、運輸成本，同時抗沖刷能力強。通過正交試驗極差值比較分析可知，不同飼料原料質(zhì)量比及壓制強度對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度影響為壓制強度>2%氯化鈣溶液質(zhì)量比>海藻酸鈉質(zhì)量比>復(fù)合藻粉質(zhì)量比。與不同飼料原料質(zhì)量比相比，壓制強度對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度的影響更為顯著。海藻酸鈉遇鈣離子后可迅速發(fā)生離子交換生成凝膠，因此，飼料原料中海藻酸鈉和2%氯化鈣溶液具有固化飼料塊、增強飼料塊抗破碎強度的作用，這也是相較于復(fù)合藻粉，海藻酸鈉和2%氯化鈣成為對緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度影響更大的制備條件因素的原因。

3.2 網(wǎng)袋孔徑對緩釋型貝類復(fù)合飼料緩釋性能的影響

研究結(jié)果顯示，隨著網(wǎng)袋目數(shù)增加、網(wǎng)袋孔徑減小，緩釋型貝類復(fù)合飼料緩釋性能逐漸下降。試驗初期，網(wǎng)袋孔徑對緩釋型貝類復(fù)合飼料緩釋性能影響較小。但隨著飼料塊的不斷釋放，孔徑小的網(wǎng)孔更易被釋放出的飼料堵塞，導(dǎo)致網(wǎng)袋內(nèi)水流不暢，影響飼料塊的后續(xù)緩釋性能。在試驗?zāi)M海水水體流速下，推薦使用60目網(wǎng)袋。在實際應(yīng)用中，還需要根據(jù)海水流速進一步調(diào)整網(wǎng)袋網(wǎng)目以取得最好的緩釋效果。

3.3 緩釋型貝類復(fù)合飼料的蛋白質(zhì)和氨基酸組成分析

蛋白質(zhì)是水生動物主要的能量來源[7]，是衡量水產(chǎn)動物餌料營養(yǎng)價值的重要指標之一[8]。

不同種類貝類對蛋白質(zhì)的需求量存在明顯差別，甚至同一種貝類在不同生長階段對蛋白質(zhì)的需求量也有差異[9]。小球藻、等邊金藻(Isochrysisgalbana)、三角褐指藻(Phaeodactylumtriconutum)等單胞藻是貝類養(yǎng)殖中常用的餌料微藻，蛋白質(zhì)含量為30%～40%[10-12]。緩釋型貝類復(fù)合飼料中粗蛋白含量為33.64%，與貝類養(yǎng)殖常用餌料微藻蛋白質(zhì)含量相近。蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值主要體現(xiàn)在氨基酸的組成與含量，特別是必需氨基酸的組成與含量。通常認為，水產(chǎn)動物的必需氨基酸有10種[13-14]。緩釋型貝類復(fù)合飼料含有全部10種水產(chǎn)動物的必需氨基酸。目前貝類(軟體動物門的通稱[15])氨基酸營養(yǎng)需求研究多集中于頭足綱貝類[16-17]，對于濾食性貝類(瓣鰓綱貝類)的氨基酸營養(yǎng)需求則知之甚少。通常認為，在不了解研究對象的氨基酸需求時，可根據(jù)其體蛋白的氨基酸組成，粗略判斷其對氨基酸的需求[17]。濾食性貝類如巖扇貝(Crassadomagigantea)、蝦夷扇貝(Patiopectenyesoensis)、海灣扇貝(Argopectenirradians)、櫛孔扇貝(Chlamysfarreri)、厚殼貽貝(Mytiluscoruscus)、毛蚶(Scapharcasubcrenata)、菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)和縊蟶(Sinonovaculaconstricta)等軟體或肌肉組織中必需氨基酸量/總氨基酸量為31%～38%[18-21]，緩釋型貝類復(fù)合飼料中必需氨基酸量/總氨基酸量為42.65%，高于大多數(shù)已有研究的濾食貝類體蛋白中的必需氨基酸量/總氨基酸量。

3.4 緩釋型貝類復(fù)合飼料的脂肪和脂肪酸組成分析

通常認為，脂肪含量達到8%干質(zhì)量，且富含多不飽和脂肪酸二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的微藻，即為優(yōu)質(zhì)餌料[22]。目前，關(guān)于貝類脂肪需求量的研究不多，僅見鮑(Haliotis)和方斑東風(fēng)螺(Babyloniaareolata)脂肪需求量的研究，其脂肪需求量的推薦值分別為3%～5%[23-25]和7.78%～10.74%[26-27]，關(guān)于濾食性貝類脂肪需要量的報道更為少見，但Langdon等[28]在研究中發(fā)現(xiàn)，長牡蠣(Crassostreagigas)的生長與餌料藻類的總脂質(zhì)含量無關(guān)。然而相關(guān)研究報道證實，多不飽和脂肪酸在雙殼類營養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用[29-30]。緩釋型貝類復(fù)合飼料添加的復(fù)合單胞藻為小球藻和螺旋藻，較之于其他餌料單胞藻，如等邊金藻、三角褐指藻等，小球藻和螺旋藻中粗脂肪含量較低，約為6%～7%[31-32]；復(fù)合單胞藻與發(fā)酵豆粕等一起制成緩釋型貝類復(fù)合飼料后，其粗脂肪含量為4.30%，其中多不飽和脂肪酸含量較高，富含亞油酸和亞麻酸等多不飽和脂肪酸。從脂肪酸組成上看，緩釋型貝類復(fù)合飼料可作為貝類養(yǎng)殖的良好飼料。

4 結(jié) 論

復(fù)合藻粉、海藻酸鈉、2%氯化鈣溶液質(zhì)量比為25∶5∶1.25，壓制強度為87.5 kg/cm2時，制備的緩釋型貝類復(fù)合飼料抗破碎強度最大，方便貯存、運輸，在60目網(wǎng)袋內(nèi)能夠發(fā)揮良好的緩釋性能。營養(yǎng)成分分析結(jié)果顯示，緩釋型貝類復(fù)合飼料富含10種水產(chǎn)動物必需氨基酸和6種不飽和脂肪酸。因此，緩釋型貝類復(fù)合飼料適于在自然海區(qū)人工投喂濾食性貝類。