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    植物蛋白飼料_全植物蛋白飼料優點_蛋白質飼料的飼用價值

    2019-09-13 瀏覽:
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    鄭珂珂 梁萌青 姚宏波 常 青 王家林

    (中國水產科學研究院黃海水產研究所, 青島 266071)

    近些年, 由于海洋漁業資源的減少及捕撈量的下降, 魚粉的供應量銳減, 加劇了蛋白原料供應總量的短缺, 使得養殖成本明顯增加, 給飼料生產企業和養殖業帶來了巨大壓力和挑戰。魚粉資源嚴重不足已成為制約水產養殖業可持續發展的重要瓶頸。因此, 找到部分或者全部替代魚粉的蛋白源成為魚類營養與飼料研究熱點之一。植物蛋白源以其相對低廉的價格且供應穩定,備受研究者關注,但已有的大部分研究表明, 高植物蛋白飼料對肉食性魚類的生長和飼料利用產生明顯的拮抗作用。比如飼料中的植物蛋白添加量較高導致虹鱒、大西洋鮭、牙鲆生長下降和飼料系數上升。造成植物蛋白利用差的原因, 部分是由于植物蛋白含有影響魚類健康和代謝的抗營養因子, 缺乏一種或多種必需氨基酸和礦物質, 另一個重要因素是植物蛋白在消化過程中低分子肽的釋放量和比例與魚粉明顯不同。

    水解魚蛋白是富含低分子蛋白寡肽的一類蛋白產品, 通過魚體內源蛋白酶、內切型或外切型商品蛋白酶限定性酶解獲得?,F有的一些研究表明, 添加一定量的水解魚蛋白對魚類特別是仔幼魚生長、發育和飼料利用有著顯著的促進作用。Refsti, etal.報道飼料中10%—15%的魚粉被水解蛋白替代,大西洋鮭的生長性能提高。魚粉水解物可提高草魚的生長性能和蛋白質利用率。

    牙鲆是冷溫性底棲的肉食性魚類, 是我國沿海的重要經濟魚類和海水增養殖魚類, 對飼料中蛋白質的需求量和質量有較高的要求。本實驗研究了采用高植物蛋白飼喂牙鲆幼魚,在飼料中添加不同分子量不同替代水平水解魚蛋白對實驗魚生長性能及飼料利用的影響, 為牙鲆配合飼料替代蛋白源研究提供參考和新的思路。

    1 材料與方法

    1.1 水解魚蛋白的制備

    采用酶解技術, 利用鱈魚片加工下腳料碎魚肉制備水解魚蛋白:在50—55℃條件下, 堿性水解蛋白酶和復合風味蛋白酶聯合水解太平洋鱈魚肉, 酶解液經Pellicon2 超濾膜堆裝置進行超濾,濾過組分作為水解魚蛋白產品A(FPH-A),未經膜堆超濾的蛋白上清液作為水解魚蛋白產品B(FPH-B)。產品A和B 均在真空冷凍干燥機中濃縮凍干備用。制備的水解魚蛋白產品采用排阻色譜法測定分子量組分。樣品溶解于0.3%的十二烷基醇硫酸鈉水溶液, 10000r/min 離心10 min, 過濾后上色譜柱(TSK G2000), 220nm 測定。采用牛血清白蛋白, 胃蛋白酶, 碳酸酐酶,溶菌酶, 細胞色素C, 右旋糖酐藍, 抑肽酶等制肽分子量標準曲線。水解魚蛋白產品A 和B 分子量組分(表1)。



    1.2 實驗飼料

    實驗采用等氮等脂的四種配合飼料, 以魚粉、花生餅為主要蛋白源, 魚油為主要脂肪源, 飼料配方及營養組成(表2)。魚粉組(Fish meal, FM)設為對照組, 分別以不同水解魚蛋白替代魚粉的0% (FM)、3.7% (FPH-A1)、1.2% (FPH-A2)、3.7% (FPH-B)。實驗飼料原料均粉碎過60 目后充分混勻后, 用2%的明膠做黏合劑, 用飼料顆粒機加工制成直徑為3 mm的顆粒飼料, 干燥后保存在20℃備用。

    1.3 實驗魚和實驗條件

    實驗用牙鲆幼魚購自山東煙臺天源水產有限公司。生長實驗在室內流水養殖系統中進行, 12 個圓形玻璃缸(體積120 L), 水源為深井過濾的海水, 每缸的進水流速約為10 L/min, 連續充氣。實驗期間采用自然光照, 每天測定水溫和pH, 每周測定水體鹽度、溶氧和氨氮。水溫為(15±1)℃, 鹽度為20—22 g/L, pH 為7.5±0.1, 溶氧高于7 mg/L, 氨氮低于0.5 mg/L。

    生長實驗開始時, 隨機選取體質健康、規格均勻的實驗魚, 稱重后隨機放入各缸, 實驗魚初始平均體重為(58.2±3.04) g, 每缸15 尾。同時隨機取3組(每組3 尾)魚稱重, 保存于20℃以供后續分析魚體生化成分。

    生長實驗期間, 每天兩次(7: 00 和15: 00)投喂實驗魚, 每次0.5h, 投喂實驗飼料至實驗魚表觀飽食, 日投喂量約為實驗魚體重的2%—3%。生長實驗開始一周后, 每天用虹吸法收集新鮮成型的糞便,70℃烘干, 保存于20℃供后續消化率測定。生長實驗持續60d。實驗結束時, 將魚饑餓24h, 每缸魚稱量終末總重, 同時每缸取3 尾實驗魚稱重, 保存于20℃用于魚體成分分析。


    1.4 生化分析

    飼料和全魚樣品在105℃烘干至恒重,通過失重法測定干物質含量,然后進行生化測定。粗蛋白采用凱式定氮法(VELP,UDK142automatic distillationunit);粗脂肪采用索氏抽提儀,以乙醚為抽提液進行測定;灰分在馬福爐中550℃燃燒3h,失重法測定;樣品中的鉻成分采用GB/T13088—2006分光光度法測定。

    1.5 計算及統計分析方法

    特定生長率(%/d) = 100×[ln(終末體重)-ln(初始體重)]/實驗天數

    攝食率(%體重/d)=100×總干物質攝食量/[實驗天數×(初始體重+終末體重)/2]

    飼料效率(%)=100×魚體增重(濕重)/總干物質攝食量

    蛋白質效率(%)=100×(終末體重-初始體重)/蛋白攝入量

    蛋白質沉積率(%)=100×魚體蛋白質貯存量/蛋白攝入量

    干物質消化率=100×[1-(飼料Cr2O3含量/魚糞Cr2O3含量)]

    蛋白消化率=100×[1-(飼料Cr2O3含量/魚糞Cr2O3含量)×(糞便蛋白含量/飼料蛋白含量)]

    結果表示為平均值±標準誤。采用SPSS 11.5 統計軟件進行分析,實驗結果經一元方差分析后, 若差異顯著進行鄧肯多重比較, P<0.05 被認為差異顯著。

    2 結果

    2.1 生長及魚體組成

    在飼料中添加水解魚蛋白顯著影響牙鲆幼魚的生長性能(表3) 。添加3.7%的水解魚蛋白產品A(FPH-A1 組)飼喂的牙鲆幼魚生長最好,特定生長率顯著高于對照魚粉組和添加1.2%水解蛋白產品A(FPH-A2 組)(P<0.05)。攝食添加水解蛋白產品B 的牙鲆幼魚特定生長率低于FPH-A1 組實驗魚, 高于對照組和FPH-A2 組實驗魚, 但差異不顯著(P>0.05)。在飼料中添加水解魚蛋白對牙鲆幼魚成活率沒有顯著影響(P>0.05)。

    如表 4 所示, 60d 的生長實驗結束后, 添加水解魚蛋白顯著影響了牙鲆幼魚魚體粗蛋白含量。FPH-A1組牙鲆魚體粗蛋白含量最高, 顯著高于對照FM 組實驗魚(P<0.05), 其他各組實驗魚粗蛋白含量差異不顯著。在飼料中添加水解魚蛋白對牙鲆幼魚魚體水分、粗脂肪和灰分含量沒有顯著影響(P>0.05)。


    2.2 飼料利用

    如表 5 所示, 飼料中添加不同分子量不同替代水平水解魚蛋白對牙鲆幼魚的攝食率沒有顯著影響,對實驗魚的飼料效率影響顯著, FPH-A1 組牙鲆幼魚飼料效率最高。各實驗組牙鲆幼魚的消化率差異顯著, 攝食添加水解魚蛋白飼料的牙鲆幼魚干物質消化率提高, FPH-A1 組實驗魚干物質消化率最高, 顯著高于對照FM 組(P<0.05); 蛋白質消化率也是FPH-A1組實驗魚最高, 顯著高于其他各組(P<0.05), FPH-A2組和 FPH-B 組實驗魚蛋白質消化率低于FPH-A1 組(P<0.05), 但顯著高于對照FM 組(P<0.05)。


    飼料中添加不同分子量不同替代水平水解魚蛋白顯著影響牙鲆幼魚的蛋白質效率,FPH-A1組實驗魚蛋白質效率最高, 顯著高于FPH-A2 組實驗魚(P<0.05), 與其他各組差異不顯著(P>0.05)。蛋白質沉積率各組實驗魚差異顯著, FPH-A1 組牙鲆蛋白質沉積率最高, 顯著高于FPH-A2 組和對照組(P<0.05),與FPH-B 組實驗魚差異不顯著(P>0.05)。

    3 討論

    研究表明, 植物蛋白源與魚粉在某些低分子量氮化合物成分上有著顯著差異, 比如游離氨基酸、?;撬?、鵝肌肽和核苷酸等, 使用植物蛋白源替代魚粉也就造成了飼料中這些成分存在差異, 進而影響了魚類的生長和健康, 這被認為是肉食性魚類利用植物蛋白源差的部分原因。因此, 本研究評價了高植物蛋白飼料中添加低分子量的海洋魚肉水解物對牙鲆幼魚生長和飼料利用的影響。

    水解魚蛋白主要是各種肽和少量游離氨基酸的混合物。已有的大多數關于飼料中水解魚蛋白的研究發現, 在一定范圍內添加水解魚蛋白可以提高魚類的生長性能和飼料利用, 但超過這一范圍會帶來負面影響。較高水平的水解蛋白帶來實驗魚生長性能的下降被解釋為游離氨基酸、多肽及蛋白質混合物的比例不平衡, 導致吸收時間不一致, 而影響了氨基酸的利用造成的。在本研究中, 3.7%的水解魚蛋白替代魚粉后提高了牙鲆幼魚的生長,特別是富含低分子量組分的FPH-A 替代魚粉后實驗魚的特定生長率顯著高于對照組。各實驗處理組牙鲆的攝食率沒有顯著差異, 因此, 生長的差異不是由于飼料的適口性造成的。FPH-A 的主要組分分子量在0.1—1 kD 之間, 分子量小于1 kD 的肽稱為寡肽。寡肽對水生動物的促生長作用在其他研究中也有報道。雷光高等報道牙鲆幼魚飼料中添加1%的小肽制品可顯著提高實驗魚的增重率。馮鍵等報道了在南美白對蝦日糧中添加2%的蝦肽可顯著改善植物蛋白的適口性, 提高南美白對蝦對大豆蛋白的消化吸收功能, 達到與魚粉組相同的養殖效果。柳旭東等報道飼料中添加水解魚蛋白可以顯著提高半滑舌鰨仔稚魚的存活率和生長性能。

    現代蛋白質營養理論認為, 寡肽作為蛋白質的主要消化產物, 在氨基酸消化、吸收和代謝中起著重要作用。寡肽可以和游離氨基酸一樣被腸黏膜吸收并轉運進入血液循環。與游離氨基酸吸收相比,寡肽轉運系統具有轉運速度快、耗能低、不易飽和,且各種肽之間轉運無競爭性與抑制性的特點。寡肽與氨基酸相互獨立的吸收機制, 有助于減輕由于游離氨基酸相互競爭共同吸收位點而產生的吸收抑制, 而且寡肽的迅速吸收及其繼之而產生的機體內分泌變化可能影響動物不同組織蛋白質代謝。

    在本實驗中添加水解魚蛋白顯著提高了牙鲆魚體粗蛋白含量、蛋白質消化率、蛋白質效率和蛋白質沉積率, 尤其是添加3.7%水解魚蛋白產品A 的實驗組, 效果最為明顯。草魚飼料中添加0.25%與1.00%的蝦肽蛋白后干物質消化率和蛋白質消化率顯著提高。王家林等報道了在飼料中添加一定比例的蛋白寡聚肽替代魚粉, 鱸魚的特定生長率和蛋白沉積率顯著增長。Espe,etal.報道15%的水解魚蛋白替代魚粉可以顯著改善大西洋鮭幼魚和成魚的生長, 并通過對血清游離氨基酸和肌肉示蹤賴氨酸的檢測, 推測生長的改善是由于水解魚蛋白改善了實驗魚的蛋白代謝率和蛋白沉積率。大量試驗研究表明, 當以寡肽形式作為氮源時, 整體蛋白質沉積高于相應的游離氨基酸日糧或完整蛋白質日糧。寡肽吸收機制使得氨基酸的吸收比降解為游離氨基酸再吸收更快, 從而提高動物對蛋白質的利用率。

    目前, 蛋白質原料的短缺和價格高漲已成為制約水產養殖業和飼料業發展的瓶頸之一, 從長遠來看, 提高飼料蛋白質的利用率是解決飼料成本高的主要措施之一。在提高蛋白質利用率這一領域中的一個微小進步, 就可以大幅提高養殖業和飼料業的經濟效益, 而且減少氮的排泄, 減輕對環境的污染。綜上所述, 在高植物蛋白飼料中, 添加水解魚蛋白,特別是低分子量的水解魚蛋白, 可顯著提高牙鲆幼魚的生長性能以及飼料蛋白質消化率、蛋白質效率和蛋白沉積率。
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