水解魚蛋白對大菱鲆幼魚消化率的影響

衛育良梁萌青鄭珂珂王新星

(1. 中國海洋大學教育部海水養殖重點實驗室, 青島266003; 2. 中國水產科學研究院黃海水產研究所, 青島 266071)

水解魚蛋白對大菱鲆幼魚消化率的影響

衛育良1,2梁萌青2鄭珂珂2王新星2

(1. 中國海洋大學教育部海水養殖重點實驗室, 青島266003; 2. 中國水產科學研究院黃海水產研究所, 青島 266071)

設計5組等氮等脂等能的飼料, 在室內流水系統進行68d的養殖實驗, 探討高植物蛋白飼料中添加不同分子量水解魚蛋白對大菱鲆Scophthalmus maximus L.[(16.05±0.03) g]幼魚消化能力的影響。分別在高植物蛋白飼料中添加5.4%超濾水解魚蛋白(UF)、5.5%未經超濾水解魚蛋白(FPH)、5.5%超濾截留水解魚蛋白(RF),其均占飼料蛋白的 10%, 以及不添加水解蛋白(PP), 以上各組魚粉含量均為 18%, 對照組(FM)魚粉含量為67.5%。研究結果表明, FM組的大菱鲆特定生長率與UF、FPH及PP組無顯著差異(P＞0.05); 飼料效率、蛋白質效率和蛋白質沉積率在FM組與UF組無顯著差異(P＞0.05), 但顯著高于FPH、RF及PP組(P＜0.05); 飼料干物質和蛋白質消化率在UF、FPH及RF組顯著高于PP組(P＜0.05), 但顯著低于FM組(P＜0.05), 在UF組顯著高于FPH和RF組(P＜0.05); 不同處理對飼料氨基酸和牛磺酸的消化率均產生顯著影響(P＜0.05), 趨勢為FM組最高, 其次為UF組, PP組最低; 半胱氨酸和牛磺酸的消化率在添加水解魚蛋白的3組(UF、FPH和RF組)和不添加水解魚蛋白的2組(FM和PP組)呈相反的趨勢。上述結果表明, 在高植物蛋白飼料中添加低分子量水解魚蛋白(UF), 大菱鲆幼魚的生長和飼料利用有升高的趨勢, 但UF、FPH以及RF都顯著提高了大菱鲆對飼料干物質、蛋白質和氨基酸的消化率, 且UF效果優于FPH和RF。此外, 添加不同分子量水解魚蛋白都降低了牛磺酸的消化率。

大菱鲆; 水解魚蛋白; 生長; 飼料利用; 消化率

世界水產養殖產量在最近十年間持續增加使得對飼料需求量越來越大[1], 而水產飼料中蛋白原料的選取不僅直接影響飼料的質量和價格, 還影響整個水產業的綜合效益[2]。魚粉是肉食性魚類飼料主要的蛋白源, 也是構成飼料成本的主要成分, 由于魚粉需求量的增加而供應量保持相對穩定, 因此魚粉在近幾年一直維持較高的價格[2]。這些都迫使人們不得不一方面盡量尋找廉價的植物蛋白源來替代魚粉, 另一方面充分利用現有海洋性蛋白。在植物蛋白的利用上, 當植物蛋白替代大部分或全部魚粉后, 某些肉食性魚類即使在補充外源營養物質的前提下仍然會出現生長顯著降低[3,4]。Hardy等[5]提出解決魚粉短缺問題目前條件下一種可行的方法是充分利用現有的漁業資源, 特別是低價值的水產品加工副產品或者廢棄物。水解魚蛋白主要以低值魚或水產副產品為原料, 通過用酶或酸等方法水解魚體蛋白而獲得富含生物活性肽的蛋白產品[6,7], 其作為優質蛋白源受到廣泛的關注。將水解魚蛋白以適當的比例添加至高植物蛋白的飼料中, 能夠顯著提高肉食性魚類的生長、飼料利用、血漿 IGF-I水平和肝臟的IGF-I的mRNA表達量[8,9]。進一步研究發現, 水解魚蛋白中低分子量組分是維持肉食性魚類在飼喂高植物蛋白飼料條件下保持正常生長必不可少的成分[9,10]。

當前, 在對水解魚蛋白替代魚粉的研究中, 更多的關注集中在魚蛋白水解物中含有的非蛋白氮如牛磺酸、羥脯氨酸、鵝肌肽等的作用上[10,11], 而對水解魚蛋白這種提前在體外水解的蛋白源添加到飼料中對飼料消化的影響卻很少報道, 且主要集中在飼料營養物質對蛋白質、脂肪、能量和總磷的表觀消化率[8,10,12,13]。植物蛋白影響肉食性魚類生長的一個重要的原因是降低了魚類對飼料的消化率[14],因而, 研究能否通過添加水解魚蛋白來改善植物蛋白飼料的消化成為研究水解魚蛋白在高植物蛋白飼料中利用效果的一個重要方面。

本文研究在高植物蛋白飼料中添加不同分子量的水解魚蛋白對大菱鲆(Scophthalmus maximus L.)幼魚生長、飼料利用和消化率的影響, 為水解魚蛋白對肉食性魚類的生長作用提供進一步的數據。

1 材料與方法

1.1 水解魚蛋白的制備及分子量分布測定

實驗用去頭和內臟的太平洋狹鱈魚(Theragra chalcogramma), 購自億路發水產有限公司(中國,青島)。水解魚蛋白的制備參考 Zheng等[12]的方法,選用堿性蛋白酶和風味蛋白酶, 魚肉和水比例 1︰1,調節pH到8.5—9.0, 55℃水解3h, 過濾, 然后在室溫下離心(1700×g, 10min)。將所得酶解液體用Pellicon2 超濾膜堆裝置(1000 D)超濾, 通過超濾膜得到水解魚蛋白記做 UF(分子量低), 經超濾膜截留的水解魚蛋白記做 RF(分子量高), 未經超濾的水解蛋白記做 FPH, 分別將其冷凍干燥保存備用。制備的水解魚蛋白分子量分布采用排阻色譜法測定, 色譜柱用TSK G2000 SWXL 300 mm×7.8 mm, 檢測波長為220 nm, 選用碳酸酐酶(MW 29000)、細胞色素C(MW12400)、抑肽酶(MW6511.44)、人血管緊張素II(MW1046.18)、谷胱甘肽(MW 307.32)、乙氨酸—乙氨酸—乙氨酸(MW189)和甘氨酸(MW75.07)為標品作標準曲線。3種水解魚蛋白分子量分布見表 1,化學組成和氨基酸組成見表2。

表1 UF、FPH和RF三種水解魚蛋白的分子量分布Tab.1 Molecular weight distribution of UF, FPH and RF

1.2 實驗飼料

實驗選用魚粉、豆粕、大豆濃縮蛋白和玉米蛋白為主要蛋白源, 魚油為主要脂肪源, 小麥粉為主要糖源, 制成5組等氮等脂等能的配合飼料。UF、FPH和RF組分別添加5.4%、5.5%及5.5%三種不同分子量水解魚蛋白, 占飼料總蛋白大約 10%, 魚粉添加量均為 18%, 飼料中植物蛋白占總蛋白均為大約68%; PP組為不添加水解蛋白組, 魚粉添加量為18%, 飼料中植物蛋白占總蛋白大約 78%; 對照組(FM組)魚粉為唯一蛋白源, 添加量為67.5%。飼料配方及化學組成見表3。

將所有原料粉碎過80目篩網, 按照配方充分混合, 制成粒徑為3 mm的飼料, 然后放入60℃烘箱內烘12h, 在–20℃下保存備用。

1.3 實驗動物及飼養管理

實驗選用初始體重為(16.05±0.03) g大菱鲆幼魚,購自青島通用水產養殖有限公司(中國, 青島), 養殖實驗在煙臺開發區天源水產有限公司(中國, 煙臺)進行。在實驗前, 先用自制的對照組飼料飼喂兩周, 使其適應養殖環境和飼料的硬度、粒徑。實驗采用自然光, 在養殖水桶(水體體積 120 L)內養殖,養殖用海水為深井海水, 采用流水養殖模式, 流速5 L/min, 水溫(15±0.5) , ℃ 溶氧高于 7 mg/L, 鹽度32 g/L, pH 7.5—8.0。

在實驗開始前, 停食24h, 選擇大小均勻、體格健壯且體表無病的大菱鲆幼魚。隨機將魚分于15個養殖桶內(5個處理組, 每個處理3個重復), 每桶25尾; 每天人工飽食投喂兩次(06:30和16:30), 投飼結束 30min后, 對每個桶內的殘餌計數, 根據每 100粒殘餌的平均重量, 來計算未攝食的殘餌重量。養殖實驗共計進行 68d, 期間魚生長良好, 沒有出現發病或死亡。

1.4 樣品采集及生化分析

實驗開始前, 隨機取20尾大菱鲆, 用于常規分析; 在實驗過程中, 采用虹吸法收集糞便; 實驗結束后, 停食 5h, 開始收集大菱鲆。分別稱量每桶魚的總重量, 記錄魚的尾數, 計算每桶魚的平均重量。

原料、飼料和魚體均在 105℃烘干至恒重求得干物質重量; 粗蛋白的測定用凱氏定氮法(VELP, UDK142 automatic distillation unit,VELP, Usmate, MB, 意大利); 粗脂肪的測定用索氏抽提法(Foss Tecator, Hoganas, 瑞典), 以石油醚為抽提液進行抽提; 灰分的測定先將樣品在電爐上炭化, 再用馬福爐 550℃灼燒 5h, 失重法測得; 能量的測定用彈式熱量儀(6100 Compensated Jacket Calorimeter; Parr Instrument Company, Moline, IL, 美國)測得; 釔元素的測定在高氯酸水解后用等離子發射光譜儀(ICP-OES, Vista-MPX, Varian, 美國)測得, 表觀消化率的測定和計算按 Sugiura等[15]的方法進行; 總磷和鈣的測定在高氯酸水解后用等離子發射光譜儀(ICP-OES, Vista-MPX, Varian, 美國)測得。

表2 UF、FPH 和RF 三種水解魚蛋白的化學組成和氨基酸組成Tab. 2 Chemical composition and amino acid composition of UF, FPH and RF

氨基酸和牛磺酸的測定在6 mol/L HCl中110℃水解22—24h, 采用日立8900全自動氨基酸測定儀(Hitachi L-8900 automatic amino acid analyzer, Hitachi, 日本)測得; 飼料水解度的表示采用游離 α-氨基氮與總α-氨基氮的比, 其中游離α-氨基氮采用三硝基苯磺酸測定法[16], 總 α-氨基氮用 6 mol/L HCl中110℃水解22—24h后測得。

1.5 計算及統計分析方法

大菱鲆的成活率、攝食率、特定生長率、飼料效率、蛋白質沉積率、蛋白質效率和營養物質的表觀消化率參考以下公式:

表觀消化率(Apparent digestibility coefficient, ADC, %)= [1–(飼料中 Y2O3含量×糞便中的營養物質)/(飼料中的營養物質 × 糞便中 Y2O3的含量)] ×100其中, N1、N0表示實驗前每桶魚尾數和試驗后魚每桶尾數, W、W0和W1分別表示每尾魚攝食的飼料干物質重(g)、實驗開始時魚體重(g)和實驗結束時魚體重(g), P、P0和P1表示飼料粗蛋白含量(干重%)、實驗開始時魚體粗蛋白含量(濕重%)和實驗結束時魚體粗蛋白含量(濕重%), t表示養殖實驗天數(d)。

表3 實驗飼料配方及化學組成(% 干物質)Tab. 3 Formulation and chemical composition of experimental diets (% in dry matter)

所有實驗數據均用平均值±標準誤表示。采用SPSS 16.0進行單因素方差分析(One-way ANOVA),當差異達到顯著水平(P＜0.05), 進行鄧肯多重比較(Duncan’s multiple range tests)。

2 結果

2.1 三種水解魚蛋白的分子量分布、化學組成、氨基酸組成及飼料的氨基酸組成

UF、FPH和RF的分子量分布見表1。三種水解魚蛋白的分子量主要分布在 0—5000 D, 均達到99.9%, 其主要的差異在于0—5000 D不同肽段所占的比例不同, UF在200—500 D(主要為二肽和三肽)之間占的比例為60.6%, 高于FPH的54.9%和RF的46.3%, 但UF在500—1000 D的比例僅占22.7%, 低于FPH的26.1%和RF的26.4%。RF在1000—5000 D比例最高, 是UF和FPH的大約2倍, UF比例最低, 不到10%。

UF、FPH和RF的化學組成和氨基酸組成見表2。三種水解魚蛋白的蛋白含量均超過80%, RF最高為85.48%, 脂肪含量均低于1%; 每100 g蛋白中, FPH和RF總氨基酸含量相近, 分別為86.99 g/16 g N和86.46 g/16 g N, 高于UF的81.86 g/16 g N, 總必需氨基酸含量FPH最高為42.43 g/16 g N, RF的總非必需氨基酸含量最高為46.73 g/16 g N; 牛磺酸含量UF和FPH組含量相近, 分別為1.15 g/16 g N和1.19 g/16 g N, 高于RF組的0.74 g/16 g N。

實驗飼料的氨基酸組成見表4。FM組每100 g蛋白中總氨基酸含量最低為79.02 g/16 g N, 在添加水解魚蛋白的3組中, 含量均超過85 g/16 g N, 分別為86.60 g/16 g N(UF)、88.77 g/16 g N(FPH) 和87.36 g/16 g N(RF), PP組為84.85 g/16 g N; 每100 g蛋白中的總必需氨基酸各處理組含量相近為(38.45—41.27) g/16 g N, 非必需氨基酸在UF、FPH及RF組含量較高, 均超過45 g/16 g N; FM組的必需氨基酸(EAA)與非必需氨基酸(NEAA)比值最高,為 94.79%, 牛磺酸含量也最高, 是 UF、FPH、RF及PP組含量的2倍多。

2.2 不同飼料處理對大菱鲆幼魚生長及飼料利用的影響

不同飼料處理對大菱鲆幼魚生長及飼料利用的影響見表5。在68d的生長實驗中, 所有處理組的大菱鲆沒有出現生病或死亡的情況, 存活率均為100%; FM 組特定生長率顯著高于 RF組(P＜0.05),與FPH、UF及PP組無顯著性差異(P＞0.05), RF組與FPH、UF及PP組也無顯著性差異(P＞0.05); 大菱鲆幼魚的終末體重與特定生長率有相似的變化趨勢。攝食率在各處理組之間無顯著性差異(P＞0.05);飼料效率、蛋白質效率和蛋白質沉積率在各處理組之間有相同的變化趨勢, 即FM組顯著高于FPH、RF及PP組(P＜0.05), 但與UF無顯著差異(P＞0.05), UF組與FPH、RF及PP組差異也不顯著(P＞0.05)。

表4 實驗飼料的氨基酸組成(g/16 g N)Tab. 4 The amino acid composition of experimental diets (g/16 g N)

2.3 不同飼料處理對大菱鲆幼魚體組成的影響

不同飼料處理對大菱鲆幼魚魚體化學成分的影響見表 6。在飼料中添加不同分子量水解魚蛋白顯著影響大菱鲆魚體的水分、粗蛋白和灰分含量, 水分含量在 UF、FPH、RF及 PP組之間無顯著差異(P＜0.05), 但在FM組顯著低于FPH組(P＜0.05); 粗蛋白含量在 FM組中顯著高于 FPH組(P＜0.05), 但FPH組與UF、RF及PP組差異不顯著(P＞0.05); 灰分含量在 FM組含量最高, 顯著高于 UF、FPH和RF組(P＜0.05), 但與PP組差異不顯著(P＞0.05)。

不同飼料處理對魚體氨基酸組成的影響見表7。結果顯示, 測得的16種魚體氨基酸有14種氨基酸含量差異不顯著(P＞0.05), 僅有組氨酸和精氨酸在各處理組之間產生顯著的變化(P＜0.05); 魚體牛磺酸含量在FM組是其他實驗組的2倍多, 達到(1.78± 0.03) g/16 g N, FPH組的魚體牛磺酸含量也較高,顯著高于PP組(P＜0.05), 但與UF和RF組差異不顯著(P＞0.05)。

表5 不同分子量水解魚蛋白對大菱鲆幼魚生長和飼料利用的影響(平均值±標準誤)Tab. 5 The effects of different molecular weight fish protein hydrolysate on growth performance and feed utilization of juvenile turbot (mean ± SE)

表6 不同分子量水解魚蛋白對大菱鲆幼魚體成分的影響(平均值±標準誤)Tab. 6 The effects of different molecular weight fish protein hydrolysate on body composition of juvenile turbot (mean ± SE)

表7 不同分子量水解魚蛋白對大菱鲆幼魚魚體氨基酸組成的影響(g/16 g N)(平均值±標準誤)Tab. 7 The effects of different molecular weight fish protein hydrolysate on amino acid composition of juvenile turbot (g/16 g N) (mean ± SE)

2.4 不同飼料處理對大菱鲆幼魚飼料消化率的影響

不同處理對大菱鲆幼魚飼料干物質和蛋白質表觀消化率的影響見表 8。飼料中添加水解蛋白顯著影響飼料的消化率, 攝食UF、FPH及RF組的大菱鲆飼料干物質和蛋白質表觀消化率都顯著高于 PP組(P＞0.05), 但顯著低于 FM 組(P＜0.05), 干物質和蛋白質表觀消化率在UF組顯著高于FPH和RF組(P＜0.05), 但FPH和RF組差異不顯著(P＞0.05)。

不同飼料處理對大菱鲆幼魚飼料氨基酸消化率的影響見表9。實驗所測得16種飼料氨基酸和牛磺酸的消化率在不同處理間均產生顯著影響(P＜0.05), FM 組中除天冬氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、酪氨酸和精氨酸外, 其余氨基酸的消化率均是所有處理組中最高的; UF組的氨基酸消化率除半胱氨酸外均高于FPH、RF及PP組, 并且UF組天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸和蛋氨酸消化率與FPH、RF及PP組3組相比差異顯著(P＜0.05), 甚至天冬氨酸、甘氨酸、酪氨酸和精氨酸的消化率在UF組中高于FM組; FPH組與RF組之間的氨基酸消化率僅有蛋氨酸和半胱氨酸有顯著差異(P＜0.05); PP組飼料氨基酸消化率除半胱氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和酪氨酸外, 12種飼料氨基酸的消化率全都顯著低于添加水解蛋白組和 FM 組(P＜0.05), 并且PP組中亮氨酸和酪氨酸的消化率也是所有處理組中最低的, 但沒有產生顯著性差異(P＞0.05); 含硫氨基酸半胱氨酸和牛磺酸在含水解魚蛋白組(UF組、FPH組和RF組)與不含水解魚蛋白組(FM組和 PP組)的消化率有相反的趨勢, 即牛磺酸在FM和PP組消化率顯著高于UF、FPH及RF組(P＜0.05), 但半胱氨酸的消化率則在FM和PP組顯著低于UF、FPH及RF組, 另一含硫氨基酸蛋氨酸在FM和UF組顯著高于其他組(P＜0.05)。

表8 大菱鲆幼魚對飼料干物質和蛋白質表觀消化率的影響(%)(平均值±標準誤)Tab. 8 Apparent digestibility coefficients of dietary dry matter and protein in juvenile turbot (%) (mean ± SE)

表9 大菱鲆幼魚對飼料氨基酸的表觀消化率(%)(平均值±標準誤)Tab. 9 Apparent digestibility coefficients of dietary amino acids in juvenile turbot (%) (mean ± SE)

3 討論

3.1 添加不同分子量水解魚蛋白對大菱鲆幼魚生長性能的影響

目前, 飼料中添加水解魚蛋白對肉食性魚類生長的研究表明, 當飼料中水解魚蛋白的添加量較低時能夠促進魚類的生長, 但當含量過高時又會對魚類的生長起抑制作用[8,9,17]。另外, 在水解魚蛋白對大菱鲆生長作用的研究中, 雖然Oliva-Teles等[18]報道在以標準魚粉為唯一蛋白源的飼料中添加水解魚蛋白對大菱鲆幼魚的生長和飼料利用無促進作用, 但是 Zheng等[19]的研究發現, 在高植物蛋白飼料中適量添加水解魚蛋白能夠提高大菱鲆幼魚的生長、飼料利用和免疫力。在本實驗中, 添加低分子量的UF組和添加中等分子量的FPH組的末重和特定生長率與以魚粉為唯一蛋白源的 FM 組無顯著差異(P＜0.05), 而在飼料利用率方面, 添加的水解魚蛋白, 特別是低分子量水解魚蛋白UF組, 在攝食率、飼料效率、蛋白質效率和蛋白質沉積率方面也均與FM組無顯著差異(P＜0.05)。這些表明, 水解魚蛋白的添加, 特別是經過超濾膜超濾的富含更高含量的(200—500) D(二肽、三肽)低分子量水解魚蛋白UF,在一定程度上可能促進大菱鲆幼魚的生長和提高大菱鲆對高植物蛋白飼料的利用效率, 而 Oliva-Teles等[18]以魚粉為唯一蛋白源, 用5%、10%和15%水解魚蛋白替代魚粉的飼料飼喂大菱鲆中沒有發現明顯的促進作用, 可能的原因一方面是飼料中魚粉的含量較高, 海洋性蛋白源具有的特定營養成分已經能夠滿足大菱鲆生長的需要, 因此水解魚蛋白對大菱鲆的有益作用被掩蓋, 另一方面也與添加水解魚蛋白的分子量有關。后一種原因在本實驗中也得到了驗證, 添加高分子RF的飼料飼喂大菱鲆幼魚, 特定生長率甚至低于 PP組, 盡管沒產生顯著差異(P＞0.05)。

在本實驗中, 我們還發現PP組魚粉含量雖然僅有18%, 但是仍然與以魚粉為唯一蛋白源的FM組特定生長率無顯著差異(P＞0.05), 這與Fournier等[20]的研究結果相似。將PP組必需氨基酸含量與FM組比較發現, 除賴氨酸和蛋氨酸外, 其余均無明顯降低, 且與 Kaushik[21]對大菱鲆所有必需氨基酸需求量的估計相比, PP組飼料也僅有賴氨酸和蛋氨酸含量稍微不足, 低于實際需求量大約 0.1 g/16 g N, 其余均滿足需求, 因此含有比較平衡的必需氨基酸,這可能是攝食 PP組飼料的大菱鲆有較高的特定生長率的其中一個原因, 另外本實驗的養殖周期僅為68d, 魚體末重也只有初重的1到2倍, 在短期的養殖中大菱鲆可能對植物蛋白有較高的耐受能力, 這些也都可能造成PP組具有較高的特定生長率。但是PP組的飼料效率、蛋白質效率和蛋白質沉積率不僅顯著的低于 FM 組(P＜0.05), 而且也低于 UF組和FPH組, 因此如果進行長期的養殖實驗, PP組可能會影響大菱鲆的生長。

3.2 添加不同分子量水解魚蛋白的飼料對大菱鲆魚體氨基酸組成的影響

本實驗中魚蛋白水解物添加到以高植物蛋白為主要蛋白源的飼料中, EAA/NEAA的比例低于以魚粉為唯一蛋白源的飼料, 這與Espe等[11]的結果相似,并且進一步分析發現, 與 FM 組飼料相比, 添加水解魚蛋白的UF、FPH及RF組主要是增加了每100 g飼料蛋白中非必需氨基酸的含量, 每 100 g蛋白所含有的必需氨基酸含量則相近, 并且 UF、FPH及RF組飼料必需氨基酸的含量均高于Kaushik[21]估計的大菱鲆對必需氨基酸的需求量, 另外, 在本實驗所測的16種氨基酸中, 僅有精氨酸和組氨酸含量在魚體內有顯著的變化, 其余均無顯著變化, 這些表明, 當魚粉含量為 18%的條件下, 添加總蛋白大約10%的 UF、FPH及RF三種分子量的水解魚蛋白到飼料中, 大部分的必需氨基酸含量可能已經能滿足大菱鲆對飼料中必需氨基酸的需要, 因而在添加水解魚蛋白的處理組并未引起魚體大部分氨基酸含量的顯著變化。但是發現魚體牛磺酸含量在所有實驗組中顯著低于FM組, Qi等[22]報道飼料中的牛磺酸在體重為(6.3±0.01) g和(165.9±5.01) g的大菱鲆的需要量分別為1.15%和0.64%, 在本實驗僅FM組牛磺酸含量能滿足要求為1.2 g/16 g N, 其他各組只有(0.35—0.47) g/16g N, 因而, 實驗組的魚體牛磺酸含量顯著低于FM組可能是飼料中牛磺酸含量較低所致。

3.3 添加不同分子量水解魚蛋白對大菱鲆幼魚消化率的影響

在植物蛋白占大約68%的飼料中添加不同分子量水解魚蛋白后, 一個非常有趣的實驗結果是大菱鲆幼魚對飼料干物質和蛋白質的表觀消化率相對于PP組有顯著提高(P＜0.05), 且含低分子量水解魚蛋白的UF組消化率顯著優于FPH和RF組(P＜0.05),這點與本實驗的預期相符合, 表明飼料中添加水解魚蛋白能夠改善大菱鲆幼魚對高植物蛋白飼料的消化, 這一點在對氨基酸消化率的分析中的到進一步驗證。

本實驗所測得的不同飼料處理的 16種氨基酸和牛磺酸的表觀消化率均產生顯著的差異(P＜0.05),表明在高植物蛋白飼料中添加不同分子量的水解魚蛋白能夠顯著影響飼料氨基酸的表觀消化率。在以魚粉為唯一蛋白源的 FM 組中, 除天冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、酪氨酸和精氨酸外, 其余的氨基酸消化率均是各組中含量最高的, 這點證明魚粉作為肉食性魚類的蛋白源, 具有很高的消化率。同時, 我們也發現在3種不同分子量的水解魚蛋白添加到含魚粉 18%的飼料中后, 飼料氨基酸的消化率, 相對于含相同魚粉的植物蛋白(PP)組有了顯著提高, 甚至天冬氨酸、甘氨酸、酪氨酸和精氨酸的消化率 UF組還高于FM組。此外, 在3種添加水解魚蛋白的飼料中, UF組的氨基酸消化率明顯優于FPH和RF組, 天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸這8種氨基酸的消化率均高于FPH和RF組, 并且天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、蛋氨酸、谷氨酸這5種氨基酸消化率甚至產生顯著差異(P＜0.05), 由于 UF中包含較高含量的(200—500) D的小肽, 因而可能是提高氨基酸消化率的重要原因之一, 這也部分解釋水解蛋白中的低分子成分對促進肉食性魚類生長起主要作用[9,10,23,24,]的原因, 而本實驗的生長結果反映UF組和FPH與PP組生長性能無顯著差異, 可能是由于一方面大菱鲆對植物蛋白的耐受力較高, 另一方面 68d的養殖時間較短, 低分子水解魚蛋白添加到高植物蛋白飼料后在消化率上的優勢作用沒有充分體現出來, 可能隨著養殖時間的增加, UF和FPH的添加會對大菱鲆幼魚產生明顯的促進作用。

本實驗還發現, 添加水解魚蛋白后飼料中牛磺酸的消化率顯著低于不添加水解魚蛋白飼料的牛磺酸消化率(P＜0.05), 并且這與飼料中的植物蛋白含量高低無關, 而與牛磺酸合成密切相關的半胱氨酸的消化率正好與之相反, 在添加水解魚蛋白的UF、FPH及RF組半胱氨酸的的消化率顯著高于不添加水解魚蛋白的FM和PP組(P＜0.05)。以前的研究表明, 半胱氨酸是牛磺酸合成的前體物質, 主要來源于食物或者 β-丙氨酸和蛋氨酸, 受半胱胺雙加氧酶的調節[25—27], 因此, 半胱氨酸在添加水解魚蛋白的實驗組中消化率提高可能是魚體通過提高半胱氨酸的消化率增加對半胱氨酸的吸收, 以便更多的半胱氨酸轉化成牛磺酸, 從而彌補牛磺酸在添加水解魚蛋白飼料組中消化率過低導致的機體中牛磺酸需要量的不足, 但是在高植物蛋白中添加水解魚蛋白為什么會導致牛磺酸消化率降低, 原因尚不清楚。

4 結論

在高植物蛋白飼料中添加低分子水解魚蛋白(UF組), 大菱鲆幼魚的生長和飼料利用有升高的趨勢, 魚體氨基酸組成無顯著影響, 但UF、FPH以及RF的添加都顯著促進大菱鲆對飼料干物質、蛋白質和氨基酸的表觀消化率, 且低分子 UF的作用優于FPH和高分子RF。此外, 大菱鲆似乎對含不同分子量水解魚蛋白的高植物蛋白飼料中牛磺酸消化率都有降低的趨勢, 其原因還有待進一步研究。

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THE EFFECTS OF FISH PROTEIN HYDROLYSATE ON THE DIGESTIBILITY OF JUVENILE TURBOT (SCOPHTHALMUS MAXIMUS L.)

WEI Yu-Liang1,2, LIANG Meng-Qing2, ZHENG Ke-Ke2and WANG Xin-Xing2
(1. The Key Laboratory of Mariculture (Education Ministry of China), Ocean University of China, Qingdao 266003, China; 2. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China)

In this study, we investigated whether and how the molecular weight of fish protein hydrolysate in the plant-protein diets would affect the digestive ability of juvenile turbot (Scophthalmus maximus L). The 68-day experiments were conducted on fish with initial weight of (16.05±0.03) g. Five groups of diets (UF, FPH, RF, PP, and FM) were formulated to be isolipidic, isonitrogenous and isoenergetic. UF (ultrafiltered fish protein hydrolysate), FPH (fish protein hydrolysate) and RF (retentate fish protein hydrolysate) contained 5.4%, 5.5% and 5.5% of protein hydrolysates respectively (10% of total dietary protein). PP contained zero protein hydrolysate. Fish meal consisted of 18% of the diets in UF, FPH, RF, and PP, and it was the sole protein source in the control diet (FM). The special growth rates of fish fed with UF (UF fish), FPH and PP were not significantly different from FM fish (P＞0.05). There was also no difference in feed efficiency (FE), protein efficiency ratio (PER), or protein productive value (PPV) between UF fish and FM fish (P＞0.05). However FPH fish, RF fish, and PP fish displayed significantly lower FE, PER and PPV than FM fish did (P＜0.05). The apparent digestibility coefficients (ADC) for the dry matter and protein of UF, FPH and RF fish were significantly higher than that of PP fish (P＜0.05), but lower than that of FM fish (P＜0.05). Between UF, FPH, and RF fish, the ADC for the dry matter and protein of UF was significantly higher than that of the latter two (P＜0.05). The ADCs for 16 amino acids and taurine could be obviously affected by different dietary treatments (P＜0.05). For most amino acids the ADC was the highest in FM fish and the lowest in PP fish among all the groups. The ADCs for cysteine and taurine exhibited opposite patterns between the fish protein hydrolysates-containing groups (UF, FPH and RF) and the fish protein hydrolysates-lacking groups (FM and PP). In conclusion, addition of UF and FPH to the high plant protein diets could help increase the growth and feed utilization of the juvenile turbot; the ACD for dry matter, protein, and amino acids could be improved with FPH and UF; compared to FPH and RF, the low molecular weight UF could be more effective to improve the growth. However, it seemed that the fish protein hydrolysate might reduce the ACD for taurine.

Turbot; Fish protein hydrolysate; Growth; Feed utilization; Apparent digestibility coefficient

S963

A

1000-3207(2014)05-0910-11

10.7541/2014.136

2013-05-10;

2013-12-07

公益性行業專項(201303053); 國家自然科學基金項目(31340076, 31172423)資助

衛育良(1989—), 男, 山西省晉城人, 碩士; 主要從事水產動物營養與飼料學研究。E-mail: happyweiyl@sina.cn

梁萌青(1963—), 女, 研究員; Tel: 0532-85822914; E-mail: liangmq@ysfri.ac.cn