花鱸對七種蛋白質原料的表觀消化率

程云旺，魯康樂，王 玲，宋 凱，張春曉

(廈門市飼料檢測與安全評價重點試驗室，集美大學水產學院，福建廈門 361021)

花鱸(Lateolabraxmaculatus)，又稱七星鱸，隸屬于硬骨魚綱的鱸形目鱸亞目鮨科(Serranidae)花鱸屬(Lateolabrax)，是一種兇猛的肉食性魚類，其肉質鮮美、生長快、對溫度和鹽度的適應性廣，是我國內陸和沿海重要養殖魚類之一。近年來，由于漁業資源衰退和魚粉需求量增加，國內外魚粉市場出現嚴重的供不應求狀況[1-2]。因此，尋找適合花鱸的優質動植物蛋白源至關重要。動物副產物中均含有豐富的蛋白質，常見的有羽毛粉、血球蛋白粉、雞肉粉和昆蟲蛋白等[3]，其蛋白質水平高，且不含抗營養因子，是潛在的魚粉替代源[4]。植物蛋白雖然價格低廉，但常含多種抗營養因子，在水產飼料中的應用受到限制[5-7]。已有研究發現，經過一定處理能夠去除植物蛋白中的部分抗營養因子，提高其利用率[8-10]，常見的有大豆分離蛋白、大豆濃縮蛋白和脫酚棉籽蛋白等[11-12]。

飼料原料的組成成分通常只能反映某些營養物質的含量，而魚類對不同飼料原料的營養物質的消化和吸收存在差異。消化率是評價飼料營養價值的重要指標之一[13]，同時也是飼料配方設計的重要依據，對于節約飼料成本和提高飼料的利用率有重要作用。本實驗分別測定花鱸對羽毛粉、血球蛋白粉、雞肉粉、黃粉蟲粉、大豆分離蛋白、大豆濃縮蛋白和脫酚棉籽蛋白七種飼料原料的干物質、粗蛋白、氨基酸、總鈣及總磷的表觀消化率，以期為花鱸人工配合飼料配方設計提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗飼料

以魚粉和豆粕為主要蛋白源，魚油和豆油為主要脂肪源，三氧化二釔(Y2O3)作為外源指示劑，并補充礦物質和維生素等配制基礎飼料，其配方與營養組成見表1。分別以質量分數為70%的基礎飼料和30%的水解羽毛粉(hydrolyzed feather meal，HFM，福建圣農實業有限公司)、血球蛋白粉(spray dried blood meal，SDBM，上海杰隆生物制品股份有限公司)、雞肉粉(poultry by-product meal，PBM，福建圣農實業有限公司)、黃粉蟲粉(tenebrio meal，TM，山東郎氏蟲業有限公司)、脫酚棉籽蛋白(low gossypol cottonseed meal，CM，湖南欣瑞生物科技有限公司)、大豆分離蛋白(soy protein isolate，SPI，山東禹王生態食品有限公司)、大豆濃縮蛋白(soy protein concentrate，SPC，山東禹王生態食品有限公司)七種蛋白原料配置成7種試驗飼料。所有飼料原料均粉碎后過60目篩，并按比例定量后逐級混勻，然后再加入40%的水攪拌均勻，制成直徑為5.0 mm的顆粒飼料，于電熱鼓風干燥箱45 ℃烘干12 h后，儲存在-20 ℃冰箱中備用。所用待測原料營養及氨基酸組成見表2。

表1 基礎飼料組成及營養水平(干物質基礎)Tab.1 Formulation and proximate chemical composition of basal diets(dry-matter basis) %

(2)維生素混合物為每千克飼料提供：VB1 10 mg；核黃素 8 mg；鹽酸吡哆醇 10 mg；VB12 0.2 mg；VK 310 mg；肌醇 100 mg；泛酸鈣 20 mg；煙酸 50 mg；葉酸 2 mg；生物素 2 mg；VA(50萬IU) 400 mg；VD3 5 mg；VE(50萬IU) 100 mg；抗壞血酸多聚磷酸酯 500 mg；乙氧基喹啉 150 mg；次粉 8.6328 g

(3)粗蛋白、粗脂肪、粗灰分為實測值。

表2 待測原料營養水平及氨基酸組成(干物質基礎)Tab.2 Nutrient levels and amino acids composition of test ingredients(dry-matter basis) %

1.2 實驗設計

養殖實驗在集美大學水產實驗場進行。試驗魚購自漳州市詔安縣某鱸育苗場，為同一批繁育的魚苗，魚苗運回后暫養2周。暫養期間，先用基礎飼料喂養兩周。正式實驗開始時，花鱸饑餓24 h，選取平均體重為(54.3±1.5) g的健康花鱸240尾，隨機分配到24個室內循環水養殖缸內(直徑為70 cm，高120 cm，流速控制在1.5 L/min)，每缸10尾魚。實驗缸隨機分8組，每組3個平行，其中對照組試驗魚投喂基礎飼料，試驗組分別投喂7種實驗飼料。養殖用水為曝氣自來水，養殖期間，水溫為(31±1) ℃，溶解氧≥6 mg/L，每天飽食投喂兩次(8:00和17:00)，投喂30 min后清除殘餌和糞便，換水1/3。

1.3 樣品收集

試驗開始一周后，開始收集糞便。于每次投喂4 h 后，用虹吸法收集養殖缸底的糞便，挑選包膜完整的糞便，60 ℃烘干后，用研缽研磨成粉末狀，105 ℃烘干至恒重，放置在-20 ℃冰箱中保存。

1.4 樣品的測定

原料、飼料和糞便樣品中水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量的測定參照AOAC(2005)的測定方法。樣品水分測定采用105 ℃常壓烘箱干燥法，粗蛋白測定采用杜馬斯燃燒法(Rapid N EXCEED，德國)，粗脂肪的測定采用索氏抽提法(無水乙醚為提取溶劑)，樣品粗灰分采用馬弗爐550 ℃灼燒法，樣品的氨基酸含量參考GB/T 5009.124-2016的方法測定[14]。

原料、飼料及糞便中三氧化二釔、鈣和磷的含量采用電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-OES,Prodigy 7,LEEMAE LABS USA)測定。

1.5 計算公式

試驗飼料和基礎飼料的干物質、粗蛋白、總鈣、總磷和氨基酸的表觀消化率計算公式參考文獻[15]。

1.6 數據統計與分析

所有試驗數據采用SPSS 22.0 統計軟件進行one-way ANOVA分析，并用Duncan氏法進行多重比較，差異顯著水平為P<0.05。所有數據用平均值±標準誤(Mean±SE)表示。

2 結果

2.1 花鱸對七種原料干物質的表觀消化率

表3所示花鱸對七種飼料原料干物質的表觀消化率由高到低排序為血球蛋白粉>雞肉粉>大豆分離蛋白>大豆濃縮蛋白>脫酚棉籽蛋白>黃粉蟲粉>水解羽毛粉。其中，花鱸對水解羽毛粉的干物質消化率顯著低于其他六種原料。花鱸對脫酚棉籽蛋白和黃粉蟲粉間干物質表觀消化率無顯著性差異，但皆顯著低于雞肉粉、血球蛋白粉、大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白?；|對雞肉粉、血球蛋白粉、大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白間干物質表觀消化率無顯著性差異。

表3 花鱸對七種飼料原料中干物質、粗蛋白、總鈣和總磷的表觀消化率Tab.3 Apparent digestibility of dry matter,crude protein,Ca and P in seven ingredients for L.maculatus %

2.2 花鱸對七種原料粗蛋白的表觀消化率

從表3可見，花鱸對七種飼料原料中粗蛋白質的表觀消化率為71.18%～95.64%，其中，血球蛋白粉>雞肉粉>大豆分離蛋白>大豆濃縮蛋白>黃粉蟲粉>脫酚棉籽蛋白>水解羽毛粉?；|對水解羽毛粉的粗蛋白表觀消化率最低?；|對水解羽毛粉、黃粉蟲粉和脫酚棉籽蛋白的粗蛋白表觀消化率無顯著性差異，顯著低于對血球蛋白粉、雞肉粉、大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的粗蛋白表觀消化率?；|對血球蛋白粉的粗蛋白消化率最高，顯著高于其他六種原料。

2.3 花鱸對七種原料總鈣和總磷的表觀消化率

花鱸對雞肉粉和黃粉蟲粉的總鈣的表觀消化率分別為30.39%和42.65%，兩者間無顯著差異。其他五種原料未獲得有效的總鈣表觀消化率數據?；|對五種飼料原料中總磷的表觀消化率為38.40%～76.04%，由高到低分別為大豆分離蛋白>脫酚棉籽蛋白>大豆濃縮蛋白>雞肉粉>黃粉蟲粉?；|對黃粉蟲粉、大豆濃縮蛋白和雞肉粉的總磷表觀消化率無顯著差異，顯著低于脫酚棉籽蛋白和大豆分離蛋白?；|對脫酚棉籽蛋白和大豆分離蛋白的總磷的表觀消化率無顯著差異。水解羽毛粉和血球蛋白粉未獲得有效的總磷的表觀消化率數據。

2.4 花鱸對七種原料氨基酸的表觀消化率

表4可見，花鱸對血球蛋白粉中氨基酸的利用率最高(86.66%～100%)，其中異亮氨酸的表觀消化率最低。花鱸對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的氨基酸消化率較高，分別為93.52%～97.15%和89.01%～98.50%?；|對雞肉粉中氨基酸消化率為67.56%～87.05%，組氨酸的消化率最低?；|對羽毛粉中氨基酸的表觀消化率較低，其中丙氨酸的利用率最低，蛋氨酸利用率最高。花鱸對脫酚棉籽蛋白中氨基酸消化率最低的為丙氨酸，最高的是精氨酸。除了蛋氨酸的消化率之外，花鱸對黃粉蟲粉中氨基酸的消化率最低，均低于83.10%。

表4 花鱸對七種飼料原料中氨基酸的表觀消化率(干物質基礎)Tab.4 Apparent digestibility of amino acid in seven ingredients for L.maculatus %

3 討論

3.1 花鱸對七種飼料原料干物質的表觀消化率

干物質的表觀消化率反映了動物對飼料原料的總體消化能力。本實驗中，花鱸對血球蛋白粉的干物質表觀消化率最高，為85.25%。贠彪[16]研究發現，花鱸對噴霧干燥血球粉的干物質消化率為91.18%。Niu等[17]研究表明，用血球蛋白粉完全替代凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)飼料魚粉時，血球蛋白粉的干物質消化率高于80%。而許建剛等[18]的研究發現，鯉(Cyprinuscarpio)對噴霧干燥血球蛋白粉和膨化血粉的干物質、粗蛋白和氨基酸的消化率都高于普通血粉，說明血液加工方式可能會影響血液產品的消化率，本試驗所用血球蛋白粉經高壓均質和噴霧干燥所得，這種加工方式可能是其獲得較高干物質消化率的原因[17]。羽毛粉具有很高粗蛋白質含量，且資源豐富，但其蛋白質主要以角質蛋白的形式存在，即便經過高溫、高壓，其水解也可能不完全，難以被動物消化吸收[15]。本研究發現，花鱸對水解羽毛粉的干物質和粗蛋白表觀消化率最低，分別為56.88%和71.18%，由于水解羽毛粉的粗蛋白含量較高(92.65%)，因此其低干物質和粗蛋白消化率可能是由于羽毛粉中水解不完全的角蛋白造成的。本實驗結果表明，花鱸對雞肉粉的干物質表觀消化率較高為82.86%，贠彪[16]發現在26～28 ℃條件下，初始體重為25 g花鱸對雞肉粉的干物質的表觀消化率為89.01%，雖然試驗溫度和花鱸初始體重不同，但花鱸對雞肉粉干物質表觀消化率相似，說明雞肉粉是花鱸優質的蛋白源。本實驗中花鱸對黃粉蟲和脫酚棉籽蛋白的干物質表觀消化率較低，分別為69.24%和68.74%。黃粉蟲體壁含有豐富的甲殼素，而甲殼素可能會降低飼料中營養物質的消化率[19]。因此，花鱸對黃粉蟲粉的較低的干物質消化率可能是原料中較高的甲殼素導致的。魚類腸道缺乏纖維素酶，因此飼料纖維素不易被魚類消化吸收，且高濃度的纖維素會降低原料的干物質消化率[20]。因此，花鱸對脫酚棉籽蛋白的低干物質消化率可能是原料中較高的纖維素導致的。本研究中花鱸對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的干物質消化率分別是78.23%和78.08%。與本實驗結果相似，斜帶石斑魚(Epinepheluscoioides)對大豆濃縮蛋白的干物質消化率為70.36%[21]。說明，大豆蛋白是魚類優質的植物蛋白源。

3.2 花鱸對七種飼料原料粗蛋白的表觀消化率

在本研究中，花鱸對血球蛋白粉的粗蛋白的表觀消化率最高，達95.64%。贠彪[16]研究也發現，花鱸對噴霧干燥血球粉的粗蛋白表觀消化率較高，為91.82%，而鯉對血球蛋白粉的粗蛋白表觀消化率更高，達100%[18]，說明噴霧干燥的血球蛋白是花鱸優質蛋白源。本實驗中花鱸對水解羽毛粉的粗蛋白表觀消化率最低為71.18%。Davies等[22]研究也發現，歐洲鱸(Dicentrarchuslabrax)對水解羽毛粉的蛋白消化率也較低，為67.2%，然而金頭鯛(Sparusaurata)和大菱鲆(Scophthalmusmaximus)對水解羽毛粉中的蛋白消化率更低，分別為21.5%和46.6%。這可能是由于羽毛粉的水解程度差異造成的，提示今后應加強羽毛粉水解工藝的研究，以提高該原料的利用率。本實驗中，花鱸對雞肉粉的粗蛋白的表觀消化率為90.61%。在贠彪[16]的研究中也發現，花鱸對雞肉粉的粗蛋白的表觀消化率為92.44%，本實驗結果與之相似。本實驗中，花鱸對黃粉蟲粉和脫酚棉籽蛋白的粗蛋白表觀消化率較低，分別為74.51%和74.39%。與干物質表觀消化率相似，飼料中的甲殼素含量也是導致黃粉蟲粉粗蛋白消化率較低的主要原因[23]。羅琳等[24]的研究中發現，在水溫25 ℃條件下，初始體重5 g的花鱸對脫酚棉籽蛋白的粗蛋白的消化率較高，在90%以上，遠高于本研究的結果，這可能是水溫差異、魚苗規格差異及脫酚棉籽蛋白的質量差異導致的。本研究中，花鱸對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的粗蛋白的表觀消化率分別為89.11%和87.13%。有研究發現，歐洲鱸[25]和吉富羅非魚(GIFTOreochromis)[26]對大豆濃縮蛋白的粗蛋白的表觀消化率均在95%以上，這說明魚類能夠很好地利用大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白。

3.3 花鱸對七種飼料原料總鈣和總磷的表觀消化率

水產動物對礦物質的吸收利用受動物種類、生理狀態、礦物質元素的化學狀態、飼料營養成分等因素的影響。本試驗中，花鱸對雞肉粉的磷的表觀消化率為42.88%。贠彪[16]的研究發現，花鱸對雞肉粉的磷的表觀消化率為59.05%，高于本實驗結果。本研究發現，花鱸對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的磷的表觀消化率分別為76.04%和51.24%。董曉慧等[26]研究發現，吉富羅非魚對大豆分離蛋白的磷的表觀消化率較高(95.9%)，而對大豆濃縮蛋白的磷的表觀消化率較低(49.5%)。Dias等[25]在歐洲鱸的研究中發現，兩種大豆濃縮蛋白的磷的表觀消化率較低(25.9%和28.1%)。造成這種差異的原因有四點：一可能是由于魚種不同，其分泌的胃液組成不同，消化能力不同[27]；二可能是由于飼料組成和營養水平不同；三可能是由于養殖環境的不同，如水溫、養殖環境等；四可能是原料加工工藝的差異造成的。本試驗中，部分原料中鈣、磷的含量很低，導致沒有獲得其可靠的消化率數據。目前有關魚類對蛋白原料的鈣的消化率的研究較少，但是鈣是魚體的重要組成元素，同時飼料中含量過高還會影響其他礦物質元素的吸收和利用。在雞[28]和豬[29]的研究中發現，飼料中鈣含量提高會降低其對鎂的吸收和利用。因此，水產動物鈣營養生理也應得到重視。

3.4 花鱸對七種飼料原料的氨基酸的表觀消化率

在本實驗的七種蛋白原料中，花鱸對原料氨基酸的消化率的變化與對蛋白質消化率的變化基本一致(除異亮氨酸外)?；|對血球蛋白粉的氨基酸的表觀消化率最高，其中異亮氨酸的消化率最低(86.66%)。Stone等[30]發現澳大利亞銀鱸(Bidyanusbidyanus)能夠很好地利用血球蛋白粉的氨基酸，但血球粉中異亮氨酸和亮氨酸不平衡導致異亮氨酸的消化率較低(80%)，而亮氨酸的消化率較高(92.9%)，本試驗得到的結果與之相似。本研究結果顯示，血球蛋白粉干物質和粗蛋白的表觀消化率也最高，因此，血球蛋白粉是一種優質的可替代魚粉的動物性蛋白源。本實驗中，花鱸對水解羽毛粉的氨基酸的消化率為70.45%～80.99%，與贠彪[17]在花鱸中的研究結果(53.29%～114.72%)有所差異。本實驗中，花鱸對雞肉粉的氨基酸的表觀消化率為67.56%～87.05%。Davies等[22]研究發現，歐洲鱸、金頭鯛、大菱鲆對雞肉粉的氨基酸表觀消化率分別為70.5%～96.0%、54.6%～92.1%、46.8%～87.7%，本實驗結果與之相似。本實驗中，花鱸對脫酚棉籽蛋白的氨基酸的表觀消化率為67.41%～91.97%。薛敏等[12]研究表明，鯉對新疆產脫酚棉籽蛋白的氨基酸的表觀消化率很高，在95%以上；相比較而言，西伯利亞鱘(Acipenserbaeri)對脫酚棉籽蛋白的9種必需氨基酸的表觀消化率較低，但也在80%以上；南美白對蝦(Penaeusvannamei)對脫酚棉籽蛋白的氨基酸的表觀消化率則相對較低。這說明不同種類的水生動物或不同的原料產地都會影響原料的利用率。本實驗中花鱸對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的氨基酸的表觀消化率較高，均高于89.01%。吉富羅非魚幼魚[26]對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的氨基酸的表觀消化率也均在95%以上，但斜帶石斑魚[21]對大豆濃縮蛋白的氨基酸消化率較低(75.22%～92.91%)，這可能是魚種不同、養殖環境、飼料營養水平差異導致的。本研究發現花鱸對大豆分離蛋白和大豆濃縮蛋白的干物質和粗蛋白的表觀消化率也較高，因此可以將大豆作為替代魚粉的植物性蛋白源。

4 結論

綜上所述，花鱸對七種飼料原料中干物質、粗蛋白和氨基酸的表觀消化率以血球蛋白粉最好，雞肉粉、大豆濃縮蛋白和大豆分離蛋白次之，脫酚棉籽蛋白、黃粉蟲粉和水解羽毛粉較差。因此，血球蛋白粉和雞肉粉可以作為花鱸的優質動物蛋白源，大豆濃縮蛋白和大豆分離蛋白可以作為花鱸的優質植物蛋白源，水解羽毛粉、脫酚棉籽蛋白和黃粉蟲粉在花鱸飼料中添加量不宜過高。