牛蛙營養需求研究進展

◆作者：劉 敏 張海濤 孫廣文 王卓鐸

◆單位：廣東恒興飼料實業股份有限公司；農業農村部華南水產與畜禽飼料重點實驗室

牛蛙(Lithobates catesbeiana)在分類學上屬脊索動物門、脊椎動物亞門、兩棲綱、無尾目、蛙科、蛙屬。牛蛙原產于北美，于20世紀50 年代引入中國，近年來牛蛙養殖業發展迅猛，且已成為我國養殖產量最大的兩棲動物（皇康康，2014）。2018 年我國蛙養殖總產量為10.2255 萬噸，養殖區域主要集中在江西省、湖南省、福建省、湖北省和遼寧省等，而且產業規模相較于2017 年增加1.0602 萬噸（中國漁業統計年鑒2019）。

然而，在牛蛙養殖過程中常出現牛蛙生長慢、飼料效率低且病害頻發的情況，為提高生長速度和防治病害，各種藥物的濫用引發了社會對養殖食品安全的憂慮，因而高效環保型牛蛙配合飼料的開發迫在眉睫。牛蛙對各種營養素的需求是配制牛蛙飼料的理論基礎，目前國內外有關牛蛙營養需求的研究報道不多。

本文綜述了近年來牛蛙對蛋白質、脂類、糖類、微量元素以及添加劑的需求研究概況，以期為建立和完善牛蛙的營養標準和高效配合飼料的開發提供參考依據。

1 牛蛙蛋白質營養

1.1 蛋白質與能量

蛋白質具有多種結構和代謝功能，其對于所有生物來說都是至關重要的有機物。可同時滿足水產動物對氨基酸的需要量和獲得最佳生長性能的蛋白質水平，即水產動物的蛋白質需求量（麥康森等，2015）。適宜的蛋白水平，既可節約飼料成本，又可降低氨氮排放，保護養殖環境。

目前，關于牛蛙飼料適宜蛋白質水平的研究，僅見皇康康（2014）和Olvera-Novoa 等（2007）有報道。皇康康（2014）以紅魚粉、豆粕和酪蛋白為蛋白源，魚油和豆油為主要脂肪源，配制3個蛋白水平（35%、40%、45%），4個脂肪水平（4%、7%、10%、13%），蛋能比變化范圍為21.9～32.0 mg/kJ 的12 種飼料，飽食投喂牛蛙[(91.5±1.1)g]8周。以牛蛙生長、體組成和肝臟健康為評價指標，推薦牛蛙飼料適宜的蛋白質為40%，適宜蛋白能 量 比 為 27.7mg/kJ。 Olvera-Novoa 等（2007）以魚粉為主要蛋白源，配制粗蛋白水平為20%～58%的6 種試驗日糧，飼喂初重為8.84±1.42 g 的牛蛙，以確立幼齡牛蛙生長所需的最佳蛋白質水平。結果表明，以增重率為指標，經二次回歸分析得出：牛蛙飼料最優粗蛋白含量為39.21%，對應的蛋能比為81.34 mg P/kcal。基于該研究的試驗條件，以生長為評價指標，推薦幼齡牛蛙日糧最佳粗蛋白水平為40%。

此外，牛蛙全蛙、肌肉及蛙皮的蛋白含量（奚剛等，1999；王曉清等，2002；張璐等，2007）見表1，以供研究者參考。

表1 牛蛙全蛙、肌肉以及蛙皮主要營養成分及礦物元素含量

表2 牛蛙全蛙、肌肉以及蛙皮氨基酸含量(%)

1.2 氨基酸需要量

細胞內蛋白質代謝是以氨基酸為中心的代謝。動物對蛋白質的需求實際上是對氨基酸的需求。合理的氨基酸組成和含量對于維持動物的生長和繁殖極為重要（麥康森，2011）。目前牛蛙飼料氨基酸需求僅見有蛋氨酸需求的相關報道。

馮偉（2016）以魚粉、豆粕和大豆分離蛋白為蛋白源，以基礎飼料（40%粗蛋白，0.64%蛋氨酸）為對照，在基礎飼料中分別添加0～2.0%的DL- 蛋氨酸及0.4%、1.2%和2.0%的蛋氨酸二肽，設計9 種等氮等能的實驗飼料，飽食投喂牛蛙8 周，牛蛙初重40.01±0.24g。結果表明，當飼料胱氨酸含量為0.26%時，以牛蛙蛋白質效率或增重率為評價指標，經二次回歸分析得出，牛蛙對飼料中蛋氨酸最適需求量為1.53%或1.63%，占飼料蛋白的3.82%或4.07%。Zhang 等（2016）采用類似于馮偉的方法對牛蛙的研究發現，牛蛙日糧蛋氨酸的最佳水平為1.53%～1.62%。在日糧含0.26%胱氨酸的前提下，牛蛙日糧中總含硫氨基酸的最適水平為1.79%～1.88%。

魚類肌肉蛋白質含量和氨基酸的組成在一定程度上可以反應魚對蛋白質及氨基酸的需求。奚剛等（1999）、王曉清等（2002）和張璐等（2007）對牛蛙全蛙、肌肉及蛙皮的氨基酸組成進行了分析（表2）。

1.3 牛蛙飼料替代蛋白源的選擇

魚粉是水產養殖動物飼料的主要蛋白源。全球漁業資源逐年衰退，同時水產養殖業迅猛發展導致的魚粉需求激增，均使得魚粉價格高漲，飼料行業進入薄利時代。尋求低價質優的魚粉替代源，是維持水產行業可持續發展的重要途徑之一。

豆粕蛋白含量高，氨基酸組成良好，且我國豆粕年產量在6000 萬噸左右（張連慧，2017），來源豐富，因而豆粕成為了魚粉替代品的主要研究對象之一。但豆粕中含多種抗營養因子，包括植酸、胰蛋白酶抑制劑、大豆抗原蛋白等，阻礙了動物對營養物質的充分吸收和利用。因而部分研究也探討了以黃粉蟲粉、蠅蛆粉、蠶蛹等為代表的動物性蛋白，以酵母蛋白為代表的單細胞蛋白替代飼料魚粉對牛蛙的影響。

方衛東等（2016）以含30%魚粉的飼料為對照組，用豆粕分別替代20%～100%的魚粉配制5種等氮等能的實驗料，飼喂牛蛙(26.49±0.95)g 60 天。結果發現，飼料中豆粕替代80%魚粉不會影響牛蛙的生長性能，但顯著降低牛蛙后腿指數；豆粕100%替代魚粉會導致牛蛙腸道蛋白酶活力、肝臟超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活力顯著降低，并顯著降低牛蛙的生長性能。因此建議牛蛙飼料中豆粕可替代魚粉的比例為60%～80%。而丁李等（2019）的研究則得出了與此相悖的結果。丁李等以基礎飼料（含44%的魚粉）為對照，以豆粕分別替代基礎飼料中50%和100%的魚粉配制2 種等氮等能的試驗料，飼喂初始體重為（40±0.3）g 的牛蛙30 天。結果發現，在該實驗條件下，50%豆粕替代魚粉即會降低牛蛙的生長性能、飼料利用率及其對飼料營養物質的表觀消化率；且高豆粕日糧飼喂牛蛙可誘導其腸道炎癥反應，豆粕誘導的腸道炎性反應可能是損害腸道健康、降低營養物質消化吸收的重要因素。Yang 等（2019）評估了不同蛋白源對牛蛙消化道pH 值和形態的影響，得出了類似的結果：用豆粕完全替代魚粕對牛蛙胃腸道健康有不利影響。王健等（2018）的研究也表明，攝食全豆粕蛋白飼料的牛蛙腸粘膜上會定植大量與碳水化合物及纖維素消化相關的梭桿菌門及其門下鯨桿菌屬細菌，這可能是牛蛙對植物性原料有較高利用率的原因，但同時高水平豆粕也存在引起牛蛙腸道疾病的潛在風險。此外，王健（2018）報道，蛙源酵母菌ZR1（Pseudozyma aphidis strain）具有良好的發酵豆粕能力，豆粕經其發酵后抗營養因子有所減少。但使用蛙源酵母菌ZR1 發酵豆粕完全替代飼料中的魚粉會降低牛蛙生長性能；替代普通豆粕對牛蛙生長性能沒有明顯促進作用，但能提高飼料中鈣與磷的表觀消化率、腸道消化酶活性，腸道絨毛完整性和上皮細胞間杯狀細胞數量，降低血清中血氨和尿素氮含量。

啤酒酵母的主要成分是釀酒的酵母菌體及培養基殘渣等副產品，粗蛋白質含量高，粗纖維含量低，并且含有較為豐富的必需氨基酸和B 族維生素（白曉婷，2005）。李瀟等（2019）以含20%魚粉的飼料為對照飼料，用啤酒酵母粉分別替代對照飼料中25%和50%的魚粉，配制3 種等氮等脂的試驗飼料，飼喂初重為（34.15±1.10）g 的牛蛙8 周。結果表明，啤酒酵母粉替代魚粉水平不超過50%時可維持牛蛙正常的生長性能，并有利于維護肝臟健康，因而可作為牛蛙飼料中優質的蛋白源。

黃粉蟲粉的粗蛋白質含量高達50%以上（趙大軍，2003），且含有動物生長所必需的18 種氨基酸（宋志峰等，2008）。黃粉蟲粉的脂肪含量最高可占33.27%，其中不飽和脂肪酸可占72.73%（霍健聰等，2005）。唐揚等（2019）以含20%魚粉的基礎飼料喂對照組，用黃粉蟲粉分別替代25%、50%、75%、100%的魚粉配制4 種試驗料，飼喂牛蛙(34.67±1.00)g 8 周。結果表明，黃粉蟲粉可以作為牛蛙低魚粉或無魚粉日糧的優質蛋白源，替代牛蛙飼料中100%的魚粉仍可維持牛蛙正常生長，且還可提高牛蛙的抗氧化能力。

蠅蛆粉蛋白質含量高，氨基酸、維生素和礦物質含量豐富且全面，富含抗菌肽、凝集素、溶菌酶等生物活性物質且價格低廉。Li 等（2019）以含20%魚粉的基礎飼料為對照組，以家蠅蛆粉分別替代基礎飼料中25%、50%、75%、100%的魚粉，共配制五組試驗日糧，飽食投喂初重為（34.1±1.10）g 的牛蛙8 周。結果表明，用家蠅蛆粉完全替代魚粉對牛蛙生長性能沒有顯著影響，但在較高的替代水平下，牛蛙對營養物質的消化率和腸道健康可能會有不利影響。王樹華等（1990）的研究也表明，蠅蛆對幼蛙和成蛙的適口性都較好，且繁殖速度快，產量高，蠅蛆是解決牛蛙飼料蛋白來源短缺的有效途徑之一。陸清爾等（1995）分別飼以蠶蛹和全價配合飼料飼喂初重為（19.09±6.02）g 的牛蛙幼蛙64 天。結果發現，飼喂全價飼料的牛蛙健康活潑、生長發育良好,而飼喂蠶蛹的牛蛙則普遍出現營養不良癥狀。且蠶蛹組牛蛙出現明顯的脂肪肝病變，骨骼和血清鈣、磷含量異常，蛙腿骨數處骨折。

胡石亮（2003）以酵母蛋白按35%、45%、55%、65%的比例、粉漿蛋白按20%、30%、40%的比例分別替代原配方中的秘魯魚粉，投喂規格為26～28.5g 的幼蛙22 天。結果表明：酵母蛋白替代45%的秘魯魚粉可提高增重率、降低飼料系數；替代比例為35%或55%時養殖效果與對照組間差異不顯著，但可顯著降低飼料成本；替代比例為65%時養殖效果明顯比對照組差。

Zhang 等（2015）測定了分別以白魚粉（white fishmeal，WFM）、棕魚粉（brown fishmeal，BFM）、豬肉骨粉（porcine meat and bone meal，PMBM）、家 禽 副 產 品 粉（poultry by-product meal，PBM）、羽毛粉（feather meal，FEM）、豆粕（soybean meal，SBM）、 花 生 粕（peanut meal，PNM）、 棉 籽 粕（cottonseed meal，CSM）和菜籽粕（rapeseed meal，RSM）為蛋白源的牛蛙（初重153±3.14 g）飼料中干物質、粗蛋白、總能量、磷和氨基酸的表觀消化率。結果表明，PMBM、PBM、SBM 和PNM 都可能是較好的蛋白源和氨基酸源，作為牛蛙飼料中魚粉的替代品應用前景廣闊。曾秋輝等（2017）也測定了牛蛙對MBM、FEM、血漿蛋白、腸膜蛋白和蛋白胨5 種動物蛋白原料中干物質、粗蛋白質、磷、鈣以及能量的表觀消化率。結果表明，牛蛙對血漿蛋白、腸膜蛋白和蛋白胨都有很高的表觀消化率，可作為牛蛙飼料中優質蛋白源的備選。雖然牛蛙對MBM、FEM 的表觀消化率較低，但基于飼料成本考慮亦可適量用于牛蛙飼料。

表3 牛蛙配合飼料中的魚粉替代研究

2 牛蛙脂類營養與糖類營養

2.1 脂肪需求、碳水化合物需求及糖脂比

作為常量營養素，脂類是主要的能量來源。飼料中適當添加脂肪，可起到“節約”蛋白質需要量的作用。飼料脂肪的需要量依賴于脂肪來源及其脂肪酸組成。通常認為，糖類不是魚蝦所必須的營養物質，但飼料中添加適量的可消化糖類對于減少蛋白質和脂肪作為供能物質非常重要（麥康森等，2015）。

Zhang 等（2016）配制了糖脂比（CHO/L）水平為1.20～12.11 的6 種等氮等能日糧，飼喂初重為68.43±0.42 g 的牛蛙8 周，以確定牛蛙日糧最佳CHO/L。結果表明，日糧CHO/L 水平可影響牛蛙生長性能，基于體增重（WG）進行的二次回歸分析顯示，牛蛙日糧 最 佳 CHO/L 為 2.07 （約22.49%的碳水化合物和10.83%的脂質）。皇康康以魚油和豆油為主要脂肪源，玉米淀粉為主要糖源， 配制CHO/L 范圍為0.76～12.11 的7 種等氮等能試驗飼料（蛋白質水平為40%，可利用能為14.5k J/g），飼喂初重（68.43±0.42）g 的牛蛙8 周。結果得出，牛蛙飼料中適宜的CHO/L 為2.76～3.94，對應的碳水化合物水平和脂肪水平分別為25.5%～30.0%和9.3%～7.6%。皇康康等（2014）的研究同時表明，以牛蛙生長、體組成和肝臟健康為評價指標，推薦牛蛙飼料適宜的脂肪水平為7%。

2.2 脂肪酸需求

目前尚未見牛蛙脂肪酸需求的相關報道。僅見Zhang 等（2016） 分別以魚油（Fish oil，FO）、雞油（Poultry fat，PF）、豬油（Pork lard，PL）、大豆油（Soybean oil，SO）和 棕 櫚 油（Palm oil，PO）為脂肪源配制了五種牛蛙飼料，并對不同脂肪源飼料飼喂的牛蛙肌肉脂肪酸組成進行了分析（表4）。

2.3 脂肪源替代

魚油是最重要的脂質來源，但世界漁業資源的衰退使得其產量銳減，價格飆升，因而飼料行業亟需尋找魚油的替代脂質資源。

Zhang 等（2016）分別以魚油（FO）、家禽脂肪（PF）、豬油（PL）、大豆油（SO）和棕櫚油（PO）為脂肪源配制五種蛋白水平為40%、脂肪水平為7%的試驗牛蛙飼料，飼喂初重為83.50±1.10 g 的牛蛙8 周。結果發現，用SO 或PO 完全替代牛蛙日糧中的魚油，不會對牛蛙的生長性能產生負面影響。替代性脂肪源SO、PO、PF、PL 對牛蛙的體成分無影響。日糧脂肪源不同，則牛蛙肌肉脂肪酸組成也不同。此外，脂肪源可影響牛蛙的肝脂代謝。皇康康（2014）分別以FO、PF、PL、SO 和PO 為主要脂肪源，配制5 種等氮等能（粗蛋白含量40%，總能19.8kJ/g）的試驗飼料，飼喂牛蛙(83.50±1.10)g 8 周。其結果表明，魚油、大豆油和棕櫚油是牛蛙配合飼料優質的脂肪源。

表4 不同脂肪源對牛蛙肌肉脂肪酸組成的影響

3 牛蛙礦物質與維生素營養

由于魚蝦類既可從飼料中獲得礦物元素，亦可從養殖水體中吸收某些礦物質，因而相較于陸生動物，水生動物礦物質營養研究相對困難。當前國內外有關牛蛙礦物質需求的研究報道還很少，僅見胡田恩（2015）有過初步研究。胡田恩以二水磷酸二氫鈉和乳酸鈣分別作為磷源和鈣源，在基礎飼料（含鈣磷分別為0.7%和0.8%）中分別添加3 個水平的鈣（0%、0.4%、0.8%），每個鈣水平對應3 個磷添加水平（0%、0.4%、0.8%），通過完全交叉試驗設計9 組試驗飼料，飽食投喂初重為12.78±0.35 g 的牛蛙60 天。結果發現，飼料高鈣更有利于牛蛙生長。鈣和磷的添加有利于牛蛙骨骼的礦化，增強腿骨的強度，但飼料鈣水平升高不利于鉀、鈉、鎂、鋅、鐵、錳和銅等陽離子在牛蛙體內的沉積和營養物質的吸收，而添加0.4%的磷（可利用磷0.83%～0.95%）能促進牛蛙對這些元素和飼料營養物質的吸收。綜合考慮，飼料總鈣以1.5%（可利用鈣0.86%～1.01%），總磷以1.2%（可利用磷0.83%～0.95%）的水平為宜。此外，奚剛等（1999）、王曉清等（2002）和張璐等（2007）對牛蛙全蛙、肌肉及蛙皮的幾種主要礦物元素組成進行了分析（表1）。

動物需要從外界（通常是飼料）攝入微量的維生素，以維持機體生長、繁殖和健康（麥康森，2015）。維生素在動物的生長過程中扮演著多種角色：作為輔酶參與物質代謝和能量代謝調控；作為生理活性物質直接參與生理活動；作為生物體內的抗氧化劑保護細胞和器官組織的正常結構和生理功能；作為細胞和組織的結構成等（麥康森，2011）。然而，目前國內外有關牛蛙維生素需求的研究報道還屬空白。

4 牛蛙飼料添加劑

傳統意義上的飼料添加劑是指飼料中的非營養性成分或原料中非營養性的組分。飼料配方中使用添加劑，可影響飼料的理化性質以及影響水產動物的生長表現及產品質量（麥康森，2015）。

Zeng 等（2018）探討了在植物性蛋白日糧中添加胍基乙酸（guanidinoacetic acid，GAA）對牛蛙的生長、抗氧化能力和肌肉能量代謝的影響。試驗以基礎飼料（含250 g/kg 的魚粉、320 g/kg 的豆粕）為對照組（FM），不添加魚粉的豆粕型日糧組（SM）含540 g/kg 的豆粕，其他四組在SM中分別添加0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的GAA。以六種日糧分別飽食投喂初重（45±0.2）g 的牛蛙8 周。結果發現豆粕型日糧SM 中補充0.04%的GAA 可改善牛蛙生長性能、抗氧化性能和肌肉能量代謝。

胡田恩等（2015，2016）配制了 膽 汁 酸 水 平 為0、0.1、0.2 和0.3 g/kg 的4 種等氮等能飼料，飼喂牛蛙(75.01±4.23)g 8 周。結果發現，飼料中添加適量的膽汁酸有助于維護肝細胞的正常功能，且膽汁酸可促進牛蛙對營養物質的消化吸收,從而提高飼料效率和蛋白質效率,促進牛蛙的生長,同時可促進體內脂肪代謝,提高牛蛙可食部分比例。但飼料中300 mg/kg 的膽汁酸添加量對牛蛙肝臟組織有明顯的毒害作用。綜合考慮,建議牛蛙飼料中膽汁酸的添加量為200 mg/kg。

曾秋輝（2017）以兩種產植酸酶細菌（陰溝腸桿菌E.cloacae和枯草芽孢桿菌B.subtilis）分別設3 個添加梯度（105、107和109cfu/g）以及對照組（無菌），共制作7 種飼料，飼喂初重為（42.5±0.2）g 的牛蛙幼蛙8 周。結果表明：飼料中添加E.cloacae 和B.subtilis 不影響牛蛙生長性能，且能提高牛蛙飼料效率和蛋白質效率，提高血清抗氧化能力。此外，兩種產植酸酶菌的添加能夠促進全體和血清鈣磷的沉積以及提高飼料表觀消化率；提高腸道微生物的豐度和多樣性。在一定程度上可促進有益菌比例的增加，并抑制致病菌的增殖。

水產動物對豬油的消化率比魚油低（麥康森，2015），乳化劑能有效促進脂肪在腸道內乳化形成水溶性微粒，增強動物對脂肪的吸收和利用。馮偉等（2015）分別以豬油和魚油為脂肪源，設計兩個乳化劑添加水平(0 和300 mg/kg)，配制4 種等氮等能的試驗飼料，飼喂初重為（19.01±0.01）g 的牛蛙8 周。結果表明，在飼料脂肪水平為7%條件下，飼料中以豬油為主要脂肪源時添加0.03%乳化劑能提高牛蛙的采食量和腸道消化酶的活力，并促進牛蛙生長。胡石亮等（2000）的研究表明:牛蛙飼料中添加50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg 的大蒜素可提高牛蛙成活率、增重率，降低飼料系數，從而降低養蛙成本，提高經濟效益。

表5 牛蛙飼料添加劑

表6 牛蛙的部分營養需要

5 總結與展望

綜合牛蛙營養需求的相關研究成果，牛蛙各營養素推薦添加范圍見表6。此外，相關研究表明，豆粕、發酵豆粕、啤酒酵母粉、黃粉蟲粉、家蠅蛆粉等蛋白源適量替代牛蛙飼料中的魚粉，對牛蛙生長效果沒有顯著影響。大豆油、棕櫚油、家禽脂肪和豬油等脂肪源在適當范圍內替代牛蛙配合飼料中的魚油是可行的。

關于牛蛙飼料添加劑的研究表明，0.04%的胍基乙酸、200 mg/kg 的膽汁酸、150 mg/kg 的大蒜素對牛蛙生長性能、抗氧化性能等均有較好的貢獻。兩種蛙源產植酸酶菌（陰溝腸桿菌E.cloacae 和枯草芽孢桿菌B.subtilis）可提高牛蛙的抗氧化性能和免疫性能。飼料中以豬油為主要脂肪源時添加0.03%的乳化劑能提高牛蛙的采食量和腸道消化酶的活力，并促進牛蛙生長。

當前有關牛蛙營養需求和飼料研究仍然存在諸多不足，研究數據極為有限。氨基酸中僅見蛋氨酸需求有研究，脂肪酸與維生素的需求研究基本空白。蛋白源與脂肪源替代的相關研究相對豐富，但適宜的替代水平和技術還需深入研究。為達到配方精準、牛蛙養殖產業效益最大化，需進一步建立并完善的牛蛙營養需求數據庫。