張海濤,李云龍,顧開朗,高 峰
(徐州生物工程職業技術學院動物工程學院,江蘇徐州 221006)
廚余又稱餐廚垃圾、泔腳、泔水或潲水,主要來自飯店、學校和企事業單位等單位人員經用餐后剩余的食物殘渣或廢料,主要包括菜葉、肉質品、果皮、剩飯等有機物,現在已成為了城市垃圾的主要部分之一。
餐廚垃圾含有豐富的蛋白質、脂肪、碳水化合物、膳食纖維等營養成分,有研究發現,大學食堂中廚余垃圾的常規成分中,粗蛋白質和粗脂肪含量均較低,達不到養殖動物所需的營養要求,但其他營養成分基本能滿足動物的營養需求。同時,我國改革開放后大力支持農牧業的發展,水產養殖業也發展迅速,造成魚粉的需求大大增加;另一方面,由于氣候影響、環境污染、濫捕濫撈等因素影響,魚粉的供應已無法滿足市場的需求,導致魚粉的價格一直較高。因此,尋求一種可替代魚粉的物優價廉的蛋白源,降低飼料成本,提高養殖戶的利潤,成為現在水產飼料研究領域的熱門方向之一。科學家認為除了尋找一種魚粉的替代物,還有一種重要的途徑是開發新的蛋白源,以滿足飼料和水產行業迅速發展的需要。廚余垃圾的營養素含量能滿足動物的營養需求,若能充分利用,開發一種新型的蛋白源,不僅能解決廚余垃圾的污染問題,同時避免了直接利用廚余垃圾可能產生的生物安全問題,也能解決飼料行業魚粉短缺的問題。
目前,利用廚余垃圾制作蛋白飼料的研究很少,實際應用到飼料生產中更少。利用霉菌和酵母菌等發酵廚余垃圾生產蛋白飼料的研究較多,也有研究利用乳酸菌發酵廚余垃圾生產飼料,但多集中在菌種的接種數量、種間配比和發酵時間等研究方向上。對于利用單菌種發酵廚余垃圾研究較少,對于廚余垃圾發酵后飼料的感官質量等也很少涉及。陳建樂等研究發現廚余垃圾經多菌種發酵后,可制成一種新型的酵母蛋白飼料。研究發現,雖然經過菌種發酵,廚余垃圾的粗蛋白質含量有所升高,但對于水產動物的蛋白質的需求量來說,遠遠無法滿足,利用價值不高。
雙翅目昆蟲有生活周期短、繁殖量大且生長迅速、食物轉化率高、生物量大等特點,已有一些研究利用雙翅目昆蟲轉化廚余垃圾生產飼料,有研究表明:利用有機廢棄物生長的蠅蛆蛋白質品質很高,比大豆和肉骨粉等傳統飼料原料還要優質一些,可以作為飼料添加劑應用到養殖動物飼料中。但是,目前在實際的飼料工業生產中,昆蟲蛋白飼料的應用非常少,通過調查發現,實際生產中很少有企業直接用昆蟲蛋白飼料直接添加到飼料中,只是用其幼蟲直接飼喂動物,原因是目前昆蟲蛋白生產成本較高,價格并不低,而且存在難持續供應、穩定性差等問題,導致昆蟲蛋白的價格居高不下,再已常規昆蟲蛋白粉去替代水產動物飼料中的魚粉,已達不到降低水產飼料成本的目的。
本研究以泥鰍為實驗對象,利用餐廚垃圾營養物質豐富的特點,將蠅蛆和復合菌劑同時接種到餐廚垃圾中進行發酵,蠅蛆成熟后,將蠅蛆、益生菌和培養基三者一起起料、烘干、粉碎,制成新型廚余發酵蛋白飼料原料,利用所得產品部分替代泥鰍飼料中的魚粉,考察其對泥鰍抗氧化能力的影響,評估泥鰍飼料中新型蠅蛆蛋白飼料替代魚粉的可行性和適宜替代量,旨在為研制出一種價格相對低廉、養殖效果好的的泥鰍飼料,為找到一種優質的水產飼料魚粉替代物提供理論資料,進而對漁業資源的保護和可持續性發展做出貢獻。
對照組飼料以秘魯魚粉、豆粕、小麥蛋白粉為主要蛋白質源,其他原料組成參考泥鰍商業飼料配方,常規營養分析發現,對照組飼料中粗蛋白質含量為39.21%,粗脂肪含量為7.29%,總能為16.99 MJ/kg。新型廚余發酵蛋白飼料為徐州水產工程技術研究中心提供,以新型蠅蛆蛋白飼料分別替代對照組飼料中20%、40%、60%、80%和100%的魚粉,配制6種等氮等能試驗飼料(NO~N100)。本試驗在徐州水產工程技術研究中心水產養殖實驗室進行,泥鰍幼苗購自徐州市七里溝農貿市場,初始體重約2.66±0.03 g。
試驗結束后停喂24 h,取泥鰍組織樣品:取泥鰍血,經離心后,獲得血清待檢測,將血清置于-80℃的超低溫冰箱中,用于檢測超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)的含量,測定的試劑盒均是采購自南京建成生物有限公司,操作步驟也嚴格按照按試劑盒中所附說明書操作。
數據分析軟件為SPSS20.0 for Windows,用平均值±標準誤(mean±S.E)來表示數據,數據采用單因子方差分析(ANOVA)進行分析,然后進行Tukey多重比較(Tukey HSD test),顯著水平為P<0.05。
由表1可見,隨著魚粉替代量的增加,泥鰍血清中超氧化物歧化酶活性先上升后下降,40%替代組和60%替代組之間差異不顯著(P>0.05),但顯著高于其他各組(P<0.05)。泥鰍血清中丙二醛含量的順序是N0>N100>N20組>N80組>N40組> N60組,40%替代組和60%替代組之間差異不顯著(P>0.05),但顯著低于其他各處理組(P<0.05)。

表1 新型廚余發酵蛋白飼料替代魚粉對泥鰍血清中抗氧化指標的影響
在水產動物體內抗氧化系統作為防御性系統是廣泛存在的,是一種自我保護系統,能避免水產動物機體被自由基等損傷;超氧化物歧化酶(SOD)活性是衡量機體抗氧化能力的重要指標;而丙二醛(MDA)含量是自由基作用于機體內發生過氧化反應的終產物,是機體抗氧化能力的間接評價指標。本研究發現,隨著飼料中新型廚余發酵蛋白飼料替代魚粉的比例增加,泥鰍各組織中超氧化物歧化酶活性呈先升高后降低的趨勢,而丙二醛含量則呈先降低后升高的趨勢;在本試驗條件下,以抗氧化能力和飼料成本來綜合考慮,替代魚粉的較為適宜比例為40%~60%之間。這與劉黎等(2013)在青魚時得到的研究結果相似。原因可能與新型廚余發酵蛋白飼料保留了蠅蛆本身含有的生命活性物質,如蠅蛆殼聚糖、蠅蛆肽、凝集素等,這些物質提高了泥鰍的免疫性能有關。陳林軍等(2011)研究結果證實高鏈脲菌素所致大鼠血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性可被蠅蛆殼聚糖顯著提高,而MDA含量則顯著降低,氧化應激反應得以明顯減輕。姜寧等(2009)研究表明大鼠血清中過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶以及超氧化物歧化酶活性可被蠅蛆肽顯著提高,血清中丙二醛含量則被顯著降低。
綜上,在本試驗條件,考慮泥鰍的抗氧化指標,同時為了充分利用蛋白質,節約魚粉,降低養殖成本,滿足日益增長的市場需求,新型廚余發酵蛋白飼料可替代泥鰍飼料中40%~60%的魚粉。