植物蛋白替代魚粉和添加瓜爾膠對鱒魚肉質(zhì)和飼料利用率的影響

艾祖軍，李 華

（1.云南省昭通市漁業(yè)管理站，云南昭通 657000；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所，四川成都 610000）

水產(chǎn)養(yǎng)殖在2009年達(dá)到了一個里程碑，即人們食用的魚類和貝類中有一半是人工養(yǎng)殖的，人工養(yǎng)殖魚類的產(chǎn)量超過了野生魚類，同時水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對全球魚粉和魚油的消費量分別占到了68%和88%（Naylor等，2009）。目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)正在尋求和利用植物蛋白原料，用以替代動物蛋白（主要是魚粉）、海鮮副產(chǎn)品或原生生物來源的蛋白原料。隨著新興水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)需求的增長，高質(zhì)量的傳統(tǒng)蛋白成分（如魚粉）資源短缺，價格上漲較快。在飼料中使用魚粉的目的是生產(chǎn)價值更高的魚，而不是直接供人食用，由于魚粉資源有限，以及這種做法不可避免的造成飼料損失，使得單純依靠魚粉來促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展顯得較為乏力。因此，在尋找動物源性飼料的替代品時，有必要考慮魚類對必需氨基酸的需求，并控制碳水化合物（至少是單糖）的含量，防止血糖濃度過高（Wilson，1994）。同樣重要的是，要避免抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)可能損害養(yǎng)分的消化利用，或以其他方式損害魚的健康和福利（Francis等，2001）。魚類對植物蛋白的接受程度是另一個考慮因素，因為攝食是影響魚類生長的主要因素，同時要實現(xiàn)大規(guī)模的植物蛋白替代動物蛋白，需要充分考慮其對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響。有研究表明，植物蛋白成分存在一些負(fù)面影響，如后腸炎癥、食欲下降或蛋白酶抑制等，特別是當(dāng)植物蛋白在大比例替代動物蛋白中，該負(fù)面影響較為顯著（Francis等，2001）。迄今為止，大多數(shù)關(guān)于植物蛋白替代動物蛋白的研究報道主要集中在飼料養(yǎng)分方面，如氨基酸平衡、抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)或?qū)︳~類健康的影響（Morris等，2005）。但值得注意的是，用純植物飼料（如大豆和玉米的混合物）需要額外補充必需氨基酸。因此，本試驗用植物蛋白50%或100%替代魚粉，同時添加瓜爾膠，研究其對鱒魚肉質(zhì)和飼料利用率的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計與管理 試驗日糧設(shè)計為3種類型的蛋白源飼料：100%的魚粉，50%魚粉+50%植物蛋白，100%的植物蛋白。同時采用蛋白類型×瓜爾膠水平（0和0.3%）兩因素方差設(shè)計。6種日糧配方及日糧常規(guī)營養(yǎng)、日糧氨基酸水平分別見表1和表2。

表1 試驗日糧配方及營養(yǎng)水平

表2 試驗日糧氨基酸水平 g/kg

試驗共選擇240只鱒魚，每組40只，每組4個重復(fù)，每個重復(fù)10只。試驗共進(jìn)行7周。大約40%的投喂量采用手工投放，并在每天早上8～9點持續(xù)觀察鱒魚的攝食行為，剩余60%的投喂量通過自動加料器投放。

1.2 生長性能、健康狀況及肉質(zhì) 試驗期間觀察鱒魚的健康狀況，如有死亡需進(jìn)行解剖分析。試驗前和試驗束后對每條魚進(jìn)行稱重，每天統(tǒng)計飼料的投喂量，參考Brinker（2007）的研究結(jié)果計算料比和生長速度。

肉質(zhì)可分為兩大類：外部特征和內(nèi)在品質(zhì)。外部特征包括體重、屠宰率、去骨肉重、內(nèi)臟器官重及肝臟指數(shù)，內(nèi)在品質(zhì)包括魚肉的蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、屠宰后24 h的pH、蒸煮損失、剪切力和肉色，上述指標(biāo)的測定方法參考Rasmussen（2001）的研究結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計分析 采用SAS軟件多因素方差分析模型，以日糧蛋白原料及瓜爾膠添加水平作為分析的主因素，6組日糧之間對各指標(biāo)影響的差異性通過Ducan’s法進(jìn)行多重比較，P＜0.05判定為差異顯著，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對魚片成分的影響 由表3可知，植物蛋白組較其他組顯著提高了魚片蛋白含量（P＜0.05），但脂肪和干物質(zhì)含量顯著低于魚粉和魚粉+植物蛋白組（P＜0.05）。各組日糧對魚片灰分含量無顯著影響（P＞0.05）。魚粉日糧組添加瓜爾膠顯著降低了脂肪含量（P＜0.05）。

2.2 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚養(yǎng)分表觀消化率和生長性能的影響 由表4可知，日糧不同蛋白源對蛋白、脂肪、淀粉和磷的表觀消化率具有顯著影響（P＜0.05）。植物蛋白水平越高，蛋白和磷的消化率越高（P＜0.05），淀粉消化率顯著降低（P＜0.05）。其中，魚粉組脂肪消化率最高（P＜0.05），除植物蛋白組添加瓜爾膠對養(yǎng)分消化率有顯著影響外，其他組均無顯著影響。

由表5可知，隨著植物蛋白水平的增加，鱒魚末重顯著增加（P＜0.05）。魚粉日糧組對鱒魚的

生長速度和料比影響最佳（P＜0.05），但不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚生長速度和料比均無顯著影響（P＞0.05）。

表3 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對魚片成分的影響 %

表4 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚養(yǎng)分表觀消化率的影響 %

表5 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚生長性能的影響

2.3 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚屠宰性能和肉質(zhì)的影響 由表6可知，與魚粉或植物蛋白組相比，魚粉+植物蛋白顯著提高了鱒魚的屠宰率和內(nèi)臟相對重量（P＜0.05）。魚粉和魚粉+植物蛋白組對去骨魚肉相對重量無顯著影響（P＞0.05），但在植物蛋白組表現(xiàn)為最低（P＜0.05）。魚粉+植物蛋白組較魚粉組顯著降低了魚肉24 h后的pH（P＜0.05）。

由表7可知，不同蛋白源日糧對魚肉的烹煮損失無顯著影響（P＞0.05），但添加瓜爾膠后影響結(jié)果表現(xiàn)為顯著。各組對魚肉剪切力無顯著影響（P＞0.05）。植物蛋白組較其他組顯著降低了肉色（L）（P ＜ 0.05）。

表6 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚屠宰性能影響

表7 不同蛋白源日糧添加瓜爾膠對鱒魚肉質(zhì)的影響

3 討論

3.1 植物蛋白替代魚粉添加瓜爾膠對消化和生長的影響 試驗期間沒有發(fā)現(xiàn)任何飼料引起死亡率或外部宏觀改變，有約1/4的魚出現(xiàn)肝臟變化，但觀察到的病理變化非常輕微，與正常商品化飼喂的膨化、高能量飼料結(jié)構(gòu)一致。植物蛋白完全替代魚粉組降低了鱒魚的患病率，對肝臟病理影響幾乎可以完全忽略。肝臟病變可能與日糧脂肪失衡有關(guān)，尤其是飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸（Robaina等，1997），同時考慮到主要的脂肪酸，本研究日糧中油脂的用量改變不大?？紤]到魚的健康狀況，給魚飼喂小麥含量較高的飼料可能會導(dǎo)致日糧中谷氨酰胺水平的相應(yīng)增加，如谷氨酰胺可以作為蛋白質(zhì)合成的底物，促進(jìn)肌肉生長的合成代謝前體，調(diào)節(jié)酸堿平衡、為腸道和免疫細(xì)胞提供能量等（Newsholme等，2003）。魚飼料中使用大量植物源蛋白會使抗?fàn)I養(yǎng)因子水平升高，如大豆中的凝集素和甘氨酸能與腸道絨毛廣泛接觸，特別是遠(yuǎn)端小腸的沙門氏菌容易引起組織病變（Francis等，2001）。

本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除了純植物蛋白組外，其他兩種蛋白組對蛋白質(zhì)消化率的影響無顯著差異，這與Bureau等（1998）的研究結(jié)果一致。

3.2 植物蛋白替代魚粉添加瓜爾膠對屠宰性能和肉質(zhì)的影響 試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鱒魚的平均活重接近200 g，各組對屠宰率具有顯著影響，其中魚粉組屠宰率和去骨魚肉重量表現(xiàn)最高，而植物蛋白+魚粉組表現(xiàn)最低，這與Mde F等（2004）的研究結(jié)果一致。眾所周知，肝臟是人體的一個重要器官，氮代謝和許多基因的表達(dá)都在肝臟中進(jìn)行，Vilhelmsson等（2004）研究發(fā)現(xiàn)，植物蛋白飼料能提高肝臟相關(guān)基因的表達(dá)水平。植物蛋白飼料降低了鱒魚的肝臟指數(shù)，Mde F等（2004）也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，這可能與植物蛋白原料含較高水平的可消化淀粉，尤其是結(jié)構(gòu)較簡單的淀粉，它們可以刺激肝臟的代謝活動，如糖原再生、肝臟生長和病理變化（Wilson，1994）。

魚肉肉質(zhì)受飼料和飼料原料種類的影響，屠宰后，魚肉膠原蛋白分級，細(xì)胞結(jié)締組織變化會導(dǎo)致肌肉的剪切力改變（Ando等，1992）。此外，魚粉+植物蛋白組降低了屠宰后24 h魚肉的pH。pH降低與屠宰后魚肉軟化及表明紋理變化有關(guān)，同時在酸性環(huán)境中，微生物降解過程受到抑制，從而可以提高其保存期和新鮮度（Rasmussen，2001）。本試驗觀察到，在飼料中添加0.3%瓜爾膠提高了魚肉的蒸煮損失，說明瓜爾膠會導(dǎo)致肉組織在蒸煮過程中失去更多的水分，但具體原因還有待進(jìn)一步研究。用植物蛋白替代魚粉需要補充必需氨基酸，就蛋白原料成本而言，植物蛋白原料的成本介于魚粉和魚粉+植物蛋白之間，但加工膨化工藝成本高，同時植物蛋白比例高導(dǎo)致鱒魚生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率低，但本試驗的結(jié)果顯示，肉質(zhì)的改善可以抵消這一負(fù)面影響。

4 結(jié)論

純植物蛋白可以提高鱒魚的生長性能，盡管到目前為止，這種日糧類型還不能完全滿足利潤最大化的目標(biāo)。然而，隨著魚粉價格的升高，植物蛋白日糧替代魚粉日糧的可行性會進(jìn)一步提高。