飼料中添加桑葉粉對草魚生長性能和肉質風味的影響

周東來，廖森泰，黃 勇，李 鑫，梁慶祿，楊 瓊，鄺哲師

（1.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所/農業農村部功能食品重點實驗室/廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；2.佛山市順德區豐信生物技術科技有限公司，廣東 佛山 528318）

【研究意義】草魚（Ctenopharyngodon idella）是我國養殖規模最大的淡水經濟魚類，主要分布于長江、珠江和黑龍江三大水系。據統計，2019年我國草魚養殖產量達5.53×106t，居我國淡水魚養殖之首［1］。草魚因味道鮮美、營養豐富且價格低廉而深受廣大消費者喜愛。但近年來，工農業廢水的排放以及大規模、高密度養殖導致養殖水體惡化、病害頻發，出現漁藥、抗生素嚴重超標使用的問題。此外，養殖過程中片面追求高產量和高生長速度而大量使用配合飼料，從而大大降低了草魚的肉質風味及食用安全性［2-4］。農業農村部第194 號公告已明確規定，飼料生產企業從2020 年7 月1 日起停止生產含有促生長類藥物的商品飼料。因此，亟需開發新型綠色飼料添加劑，以替代抗生素并提高草魚品質、促進漁業健康可持續發展。【前人研究進展】桑樹（Morus albaL.）是桑科多年生落葉木本植物，抗逆性強，在我國有很大的種植面積。桑葉是桑樹的主要產物，每年可以采摘多次，產量極為豐富［5］。桑葉中富含蛋白質、維生素和礦物質等營養元素，以及桑葉多糖、桑葉黃酮和生物堿等生物活性成分，具有降血糖、抗炎和抗病毒等多種生理功能，可提高畜禽水產動物的免疫力，在健康養殖方面具有巨大的發展潛力［6-11］。目前，桑葉已經在豬［12-14］、家禽［15-18］、反芻動物［19-21］等動物飼料中進行了大量應用研究，結果表明，雖然桑葉對不同動物的生長性能影響不同，但桑葉中的生物活性成分能夠調節動物體內的營養物質代謝，對提高肌肉品質、改善肉質風味具有一定效果。【本研究切入點】研究發現，在羅非魚飼料中添加10%的桑葉不會影響其生長性能，但對調節體內的脂質代謝和改善肌肉品質具有一定效果［22］；發酵桑葉替代適宜水平魚粉不會影響大口黑鱸的生長，但對大口黑鱸的脂質代謝和機體抗氧化能力有明顯改善作用［23］。目前將桑葉粉應用于草魚飼料中的研究報道還較少。【擬解決的關鍵問題】本研究通過比較飼料中添加不同比例的桑葉粉對草魚生長性能、肌肉質構、營養組成和肉質風味等方面的影響，旨在獲取不同桑葉粉添加量在草魚養殖中的應用效果，為桑葉粉作為草魚飼料添加劑的應用開發提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試基礎飼料的主要蛋白來源為豆粕和菜籽粕，并添加少量蛹肽蛋白（廣東豐信生物科技有限公司提供），脂肪以豆油和魚油為主，并添加少量礦物質元素和維生素配制而成。在基礎飼料中分別添加0（CK）、5%、10%、15% 和20%的桑葉粉（mulberry leaf powder,MLP,含粗蛋白15.24%、粗脂肪3.23%、粗灰分13.64%）以替代部分麥芽根、菜籽粕和小麥等，從而配成5 種等氮等脂（含蛋白質25.55%、脂肪3.25%）的試驗飼料。試驗飼料營養水平是根據原料營養組成和添加比例通過公式計算獲得，5 種日糧配方及常規營養水平（干物質）如表1 所示。

1.2 試驗設計及飼養管理

試驗魚塘0.67 hm2，位于佛山市三水區（青岐）現代漁業產業園內，魚塘內放置24 個大小均一、排列整齊的網箱，每個網箱大小為6 m×6 m。于2020 年5 月5 日清塘，用鮮石灰進行全池潑灑消毒，消毒完畢后進水15 d 左右，再次用ClO2消毒殺菌。5 月22 日，從市場購買初始體質量為1 112.06（±83.19）g 的草魚苗約1 500 尾，隨機平均分配到15 個網箱中，每個網箱約100 尾。為使草魚苗適應試驗條件，預試驗用基礎日糧按1%的投喂量飼喂2 周。正式試驗設5 個處理，分別投喂基礎日糧（對照）、5%桑葉粉、10%桑葉粉、15%桑葉粉和20%桑葉粉，每個處理3 個重復，共15 個網箱。試驗期為8 周，每天投喂飼料2 次（8:00—9:00、15:00—16:00），投喂量為魚體質量的3%～5%，并根據魚的攝食情況和水溫變化及時調整每次的投喂量，以草魚飽食無殘餌為宜。養殖期間水溫為26～30 ℃，pH 值為7.5～8.0，溶氧質量濃度大于5 mg/L，氨氮質量濃度小于0.05 mg/L。

1.3 樣品采集及指標測定

預試驗結束后，將每個網箱的魚全部取出稱重，計算初始體質量；在正式試驗養殖8 周后采集樣品，采集前對草魚禁食24 h，每個網箱隨機取6 尾魚，用MS-222 麻醉后進行體長、體重、胸圍的測量，然后將草魚進行解剖，分離出內臟、肝胰臟和腸道并測定對應的組織質量。同時，用手術刀將草魚的背部白肌切下，其中一側肌肉樣品用于肉質分析，另一側肌肉用液氮處理后保存于?80 °C 冰箱，用于后續生化分析。

1.3.1 生長及形體指標測定 計算增重率（weight gain rate,WGR）、特定生長率（specific growth rate,SGR）、飼料系數（feed conversion ratio,FCR）、肥滿度（condition factor,CF）、肝體指數（hepatopancreas somatic index,HSI）、臟體指數（viscera somatic index,VSI）和存活率（survival rate,SR）等相關指標：

表1 供試日糧配方及營養水平Table 1 Compositions and nutrient levels of the experimental diets

式中，Wt、W0分別為供試草魚的終末體質量（final body weight,FBW，g）和初始體質量（initial body weight,IBW，g），t為養殖天數（d），F為飼料攝入量（g），N0、Nt分別為試驗開始和結束時草魚的尾數，L為魚體長（cm），Wv為內臟質量（g），Wh為肝胰臟質量（g）。

1.3.2 肌肉營養成分測定 草魚背肌常規營養成分測定參照食品安全國家標準中的蛋白質（GB 5009.5-2016）、水分（GB 5009.3-2016）、灰分（GB 5009.4-2016）、脂肪（GB 5009.6-2016）、氨基酸（GB 5009.124-2016）和脂肪酸（GB 5009.168-2016）標準進行。

1.3.3 飼料營養成分測定 桑葉粉中常規營養成分測定參照飼料國家標準中的粗蛋白（GB/T 6432-2018）、粗脂肪（GB/T 6433-2006）、水分（GB/T 6435-2014）和粗灰分（GB/T 6438-2007）標準進行。

1.3.4 肌肉肌苷酸的測定 草魚背肌中肌苷酸的測定參照文獻［24］的方法進行。其中，色譜條件為：色譜柱為ZORBAX SB-C18柱（5 μm，Φ4.6 mm×250 mm）；流動相為50 mmol/L、pH6.5 的甲酸銨緩沖溶液（含5%甲醇）；流速為1 mL/min；柱溫為25 ℃；進樣量為5 μL；紫外檢測波長為250 nm；標準工作液運行時間為4 min，樣品提取液運行時間為11 min。

1.3.5 肌肉質構特性測定 參照文獻［4］的方法進行肌肉質構特性測定。其中，質構測定采用TA.XT.plus 型物性測試儀（英國Stable Micro System 公司），探頭為圓柱形的P/50 探頭，每個樣品進行2 次質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）測試，測試條件為：測試前速度、測試速度和測試后速度均為2 mm/s，壓縮比為60%，測定停留間隔時間為5 s，觸發力為5 g，數據獲得速率為200 pps，測試溫度為常溫。每個平行取6 尾魚，每尾魚分別取3 塊肌肉進行測定。

對試驗數據進行統計分析，差異顯著性分析采用SPSS22.0 軟件，分別進行單因素ANOVA 檢驗和Duncan’s多重比較檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同添加比例桑葉粉對草魚生長性能的影響

從表2 可見，與對照相比，飼料中添加不同比例的桑葉粉對草魚的終末體均重、增重率、特定生長率、飼料系數和存活率等均無顯著影響，但添加5%、10%、15%和20%的桑葉粉，草魚的增重率分別提高了10.7%、3.4%、3.8%和8.8%，而其對應的飼料系數則分別下降了15.3%、17.1%、5.1%和20.7%。

表2 不同添加比例桑葉粉對草魚生長性能的影響Table 2 Effects of different proportions of MLP on growth performance of Ctenopharyngodon idellus

2.2 不同添加比例桑葉粉對草魚形體指標的影響

從表3 可見，與對照相比，飼料中添加不同比例的桑葉粉對草魚的體長、體重、胸圍、肝體指數和肥滿度均無顯著影響；添加10%的桑葉粉使草魚的臟體指數顯著高于對照和15%桑葉粉添加組。

表3 不同添加比例桑葉粉對草魚形體指標的影響Table 3 Effects of different proportions of MLP on body profile indexes of Ctenopharyngodon idellus

2.3 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉品質的影響

從表4 可見，與對照相比，飼料中添加5%的桑葉粉能夠顯著提高草魚背肌的硬度、黏性、咀嚼力和回復性，但對肌肉彈性、內聚力和剪切力無顯著影響；而飼料中添加10%和15%的桑葉粉能夠顯著降低草魚背肌的內聚力，但對肌肉硬度、彈性、黏性、咀嚼力、回復性和剪切力均無顯著影響；而飼料中添加20%的桑葉粉能夠顯著降低草魚背肌的內聚力和回復性，但對肌肉硬度、彈性、黏性、咀嚼力和剪切力無顯著影響。

表4 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉品質的影響Table 4 Effects of different proportions of MLP on the muscle quality of Ctenopharyngodon idellus

2.4 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉常規營養成分的影響

從表5 可見，與對照相比，飼料中添加5%、10%和20%的桑葉粉都能夠顯著提高草魚肌肉中的蛋白質含量，其蛋白質含量分別提高了5.8%、4.5%和3.9%，而添加15%的桑葉粉對草魚肌肉中的蛋白質含量無顯著影響；飼料中添加10%和15%的桑葉粉能夠顯著提高草魚肌肉中的脂肪含量，其脂肪含量分別提高了35.8%和15.4%，而添加20%的桑葉粉則顯著降低肌肉中的脂肪含量，添加5%的桑葉粉對肌肉中的脂肪含量無顯著影響。

表5 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉營養成分的影響Table 5 Effects of different proportions of MLP on the muscle nutritional compositions of Ctenopharyngodon idellus

2.5 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉中風味物質含量的影響

本研究從草魚肌肉中共檢測出16 種常見氨基酸（表6），其中，人體必需氨基酸7 種（EAA，Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe 和Lys），半必需氨基酸2 種（HEAA，His 和Arg），非必需氨基酸7 種（NEAA，Asp、Ser、Glu、Gly、Ala、Tyr和Pro）。此外，16 種常見氨基酸中有4 種鮮味氨基酸（DAA，Asp、Glu、Gly 和Ala）和5 種呈味氨基酸（FAA，Asp、Thr、Ser、Gly 和Ala）。從表6 可見，與對照相比，飼料中添加10%、15%和20%的桑葉粉都能夠顯著提高草魚肌肉中鮮味氨基酸、呈味氨基酸、必需氨基酸、半必需氨基酸和總氨基酸的含量，而添加5%的桑葉粉僅顯著提高半必需氨基酸的含量，對肌肉中鮮味氨基酸、呈味氨基酸、必需氨基酸和總氨基酸的含量無顯著影響。其中，添加15%的桑葉粉對肌肉中鮮味氨基酸、呈味氨基酸和總氨基酸含量提高最多，分別達到7.0%、7.3%和5.8%，而添加20%的桑葉粉對肌肉中必需氨基酸和半必需氨基酸含量提高最多，分別達到5.2%和5.7%。但各試驗處理和對照之間，EAA/TAA 比值均在40%左右，沒有顯著差異。除了15%桑葉粉添加處理有顯著差異外，其他處理與對照相比，EAA/NEAA 沒有顯著差異。同時，各試驗處理EAA/NEAA 比值均超過80%。此外，飼料中添加5%、10%和20%的桑葉粉都能夠顯著提高草魚肌肉中肌苷酸（IMP）的含量，分別提高72.3%、176.8%和82.8%，但添加15%的桑葉粉顯著降低草魚肌肉中肌苷酸的含量。

表6 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉氨基酸組成的影響Table 6 Effects of different proportions of MLP on amino acid composition in muscle of Ctenopharyngodon idellus

2.6 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉中不飽和脂肪酸含量的影響

本研究從草魚肌肉中共檢測出15 種不飽和脂肪酸（UFA），其中單不飽和脂肪酸（MUFA）有6 種，多不飽和酸（PUFAs）有9 種（表7）。MUFA 中含量最高的為油酸（C18∶1）；PUFA中含量最高的為亞油酸（C18∶2），其次為花生四烯酸（C20∶4）和二十二碳五烯酸（C22∶5）。從表7 可見，飼料中添加不同比例的桑葉粉都能顯著提高草魚肌肉中總的單不飽和脂肪酸含量，特別是油酸，在5%、10%、15% 和20% 桑葉粉添加組中分別提高了4.2%、17.8%、18.6%和13.4%；雖然添加10%、15%和20%的桑葉粉都能顯著降低草魚肌肉中總的多不飽和脂肪酸的含量，添加5%比例的桑葉粉對草魚肌肉中總的多不飽和脂肪酸含量無顯著影響，但是添加不同比例的桑葉粉都能顯著提高亞油酸（C18∶2）和亞麻酸（C18∶3）的含量；添加5%、10%和15%的桑葉粉能顯著提高草魚肌肉中總的不飽和脂肪酸含量，而添加20%的桑葉粉能顯著降低草魚肌肉中總的不飽和脂肪酸含量。

表7 不同添加比例桑葉粉對草魚肌肉不飽和脂肪酸組成的影響Table 7 Effects of different proportions of MLP on unsaturated fatty acid composition in muscle of Ctenopharyngodon idellus

3 討論

3.1 桑葉粉對草魚生長性能的影響

目前，研究人員對水產飼料中用植物蛋白替代魚粉進行了大量探究，發現植物蛋白的替代比例因供試魚種、規格和食性的不同而有所差異［25］。李法見等［22］研究發現，在飼料中添加5%和10%桑葉粉對羅非魚的末重、SGR、PER 和FCR均無顯著影響，這與本研究發現的飼料中添加5%、10%、15%和20%桑葉粉不會影響草魚的生長性能結果相一致。徐韜等［23］在大口黑鱸中研究發現，利用發酵桑葉替代15%的魚粉對大口黑鱸的生長性能不會產生影響，但用30%的發酵桑葉替代魚粉會抑制大口黑鱸的生長。同樣，在胭脂魚的研究中發現少量添加桑葉粉對胭脂魚的生長性能沒有顯著影響，但添加量達到9%后，可明顯降低魚體的生長指標，提高餌料系數［26］。同樣，在雜交鱧高脂飼料中添加低水平（7.5%）的發酵桑葉不會影響其特定生長率、蛋白質效率和飼料系數，但添加高水平（15%）發酵桑葉會抑制雜交鱧的生長［27］。以上研究結果表明，不同種屬的魚，對桑葉粉的添加比例具有特異性，這可能是由于不同種屬的魚類對桑葉中單寧和植酸等抗營養因子的耐受能力不同，而發酵可以有效降低桑葉中抗營養因子的含量，能提高不同魚類對桑葉營養物質的利用程度。本研究結果表明，飼料中添加不超過20%的桑葉粉不影響中規格草魚的生長性能。

3.2 桑葉粉對草魚肌肉品質的影響

肌肉是魚體的主要營養部位，肌肉中蛋白質和脂肪的含量是衡量其品質的重要參數。研究表明，飼料中添加5%和10%桑葉粉對羅非魚的粗蛋白和粗脂肪含量無顯著影響［22］。用發酵桑葉粉替代15%和30%的魚粉后對大口黑鱸全魚粗蛋白和粗脂肪沒有顯著影響［23］。但對印度囊鰓鲇的研究表明，只有添加適量的桑葉粉才能顯著提高肌肉中粗蛋白和粗脂肪的含量，但添加量過高或過低對肌肉蛋白質和脂肪含量無影響［28］。同樣，在巴塔野鯪［29］和南亞野鯪［30］的研究中也發現，只有添加適量的桑葉粉才能顯著提高肌肉中粗蛋白和粗脂肪的含量。本研究發現，在飼料中添加10%的桑葉粉能顯著提高草魚肌肉中的蛋白質和脂肪含量；而添加5%的桑葉粉能顯著提高草魚肌肉中的蛋白質含量，但對脂肪的含量無顯著影響；添加15%的桑葉粉對草魚肌肉中的蛋白質含量無顯著影響，但能顯著提高脂肪含量；添加20%的桑葉粉能顯著提高草魚肌肉中的蛋白質含量，但顯著降低脂肪含量。這表明不同魚類對于桑葉的耐受能力存在差異，不同的桑葉粉添加比例對草魚肌肉的營養成分也會有不同影響。

根據聯合國糧農組織/世界衛生組織（FAO/WHO）提出的標準，優質蛋白質中EAA/TAA比值約為40%，而EAA/NEAA 比值應大于60%［31］。本研究發現，各試驗處理和對照草魚之間，EAA/TAA 比值均在40%左右，沒有顯著差異。除了15%桑葉粉添加組草魚有顯著差異外，其他處理與對照相比，EAA/NEAA 沒有顯著差異。同時，不同試驗處理草魚的EAA/NEAA 比值都超過80%。此外，飼料中添加10%、15%和20%的桑葉粉，草魚肌肉中呈味氨基酸、必需氨基酸、半必需氨基酸和總氨基酸的含量均顯著高于對照。可見，添加桑葉粉的試驗處理草魚肌肉中的氨基酸組成符合WHO/FAO 提出的優質蛋白質標準，是營養價值很高的動物蛋白源。

魚類肌肉品質還可以通過質構特性進行分析和評價［32-33］。本研究采用質地剖面分析法（TPA）模擬人的口腔咀嚼運動對草魚背肌進行質地測定，從而獲得硬度、彈性、咀嚼力等質構特性參數［34］。胡芬等［35］對淡水魚肉的質構指標進行主成分分析，發現硬度和彈性是影響肌肉品質的主要質構指標。一般來說，魚肉的肉質變硬，彈性增強，品嘗的口感會更好［35］。目前，水產飼料中添加桑葉粉后對魚類肌肉質構特性的影響尚未見報道。但在畜禽研究中發現，發酵桑葉能有效提高雜交牛的肌肉嫩度［21］；在育肥豬中研究表明，飼糧中添加桑葉粉能夠改善肌肉中的大理石紋，并且降低肌肉中的總膽固醇含量，從而提高肌肉品質［14］；在胡須雞日糧中添加桑葉和發酵桑葉均可提高胡須雞的肌肉嫩度，改善雞肉品質［16］。本研究發現，與對照相比，飼料中添加5%的桑葉粉能顯著提高草魚背肌的硬度、黏性、咀嚼力和回復性，但對肌肉彈性、內聚力和剪切力無顯著影響；而添加10%、15%和20%的桑葉粉對肌肉硬度、彈性、黏性、咀嚼力、回復性和剪切力等均無顯著影響，僅對內聚力等個別指標有顯著影響。可見，在飼料中添加低水平（5%）的桑葉粉對草魚肌肉質構特性的改善作用更明顯。

3.3 桑葉粉對草魚肉質風味的影響

研究表明，肌肉中游離氨基酸和脂肪酸的含量是魚肉風味的主要影響因素，特別是鮮味氨基酸的含量［36］。其中，天冬氨酸和谷氨酸為鮮味特征性氨基酸；而甘氨酸和丙氨酸為甘味特征性氨基酸［37］。谷氨酸對魚的風味作用最重要，其次是甘氨酸［38］。本研究發現，飼料中添加10%、15%和20%的桑葉粉均可顯著提高草魚肌肉中鮮味氨基酸的含量。其中，谷氨酸和甘氨酸的含量均顯著高于對照。谷氨酸含量最高，各試驗處理都超過2.72%，其次是天冬氨酸和賴氨酸。谷氨酸不僅能夠改善風味，還參與多種生理活性物質的合成，是腦組織生化代謝中的重要氨基酸［39］。有研究表明，魚類肌肉中鮮味氨基酸的合成是通過調節相關酶的合成，從而改變三羧酸循環以及糖酵解等途徑來實現［39］，而桑葉中的黃酮［40］和1-脫氧野尻霉素（DNJ）［41］能夠調控小鼠肝臟中糖酵解途徑中酶的合成。因此，飼料中添加的桑葉粉可能通過其活性成分調控魚體相關酶的合成，進而促進鮮味氨基酸的合成。

肌苷酸是一種在核糖核酸（RNA）中發現的核苷酸。研究表明，肌苷酸是畜禽肌肉中產生鮮味的重要物質，對提升肉質鮮味具有重要作用［42-43］。肌苷酸也是魚肉中重要的呈鮮味物質［44］，能提供核糖參與美拉德反應，是重要的風味前體物質［45］。本研究發現，飼料中添加5%、10%和20%的桑葉粉都能夠顯著提高草魚肌肉中肌苷酸的含量，分別提高72.3%、176.8%和82.8%，但添加15%的桑葉粉顯著降低草魚肌肉中肌苷酸的含量，該結果與黃傳書等［46］在草魚中的研究結果基本一致。這說明在飼料中添加適量的桑葉粉有助于提高草魚肌肉肌苷酸的含量，改善其肉質風味。

此外，肌肉中脂肪酸的含量與組成也會影響其風味和嫩度等［47］。魚肉中普遍含有較高比例的MUFA 和PUFA［48］。MUFA 中具有代表性的是油酸（C18∶1），它具有降低低密度脂蛋白膽固醇的效果，能預防動脈硬化［49］。PUFA 具有廣泛的生物功能，主要包括亞油酸（C18∶2）、亞麻酸（C18∶3）和花生四烯酸（C20∶4）等［49］。本研究發現，飼料中添加5%、10%、15%和20%的桑葉粉都能夠顯著提高草魚肌肉中單不飽和脂肪酸的含量，特別是油酸，分別提高了4.2%、17.8%、18.6%和13.4%，同時顯著提高亞油酸（C18∶2）和亞麻酸（C18∶3）等多不飽和脂肪酸的含量。該結果與黃傳書等［46］在草魚中的研究結果一致。目前許多研究表明，不飽和脂肪酸具有多種保健功能，能夠明顯地降低血脂和血壓，也具有抗炎、抗衰老、抗腫瘤和免疫調節作用，還能夠顯著降低心血管疾病的發病率［50］。因此，在草魚飼料中添加適量桑葉粉能提高草魚肌肉中的不飽和脂肪酸含量，使其具有更高的食用價值和保健功能。

4 結論

本研究探究了飼料中添加不同比例桑葉粉對草魚中魚的生長性能、肌肉品質和肉質風味的影響。結果顯示，飼料中添加5%、10%、15%和20%的桑葉粉不影響中規格草魚的生長性能，但與對照相比，能夠顯著提高草魚肌肉中蛋白質、肌苷酸、風味氨基酸和不飽和脂肪酸等的含量，改善其肉質風味。尤其是添加10%的桑葉粉，對提高肌肉中蛋白質、肌苷酸、鮮味氨基酸和不飽和脂肪酸等營養物質和風味物質含量的作用最明顯。