復合動植物蛋白質飼料對大口黑鱸生長性能、肌肉品質及氮、磷排放的影響

謝帝芝 陳漢毅 徐 超 麻永財 李孟孟 葉儒鍇 李遠友

(華南農業大學海洋學院，嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室，廣州 510642)

魚類不僅給人類提供了高質量的蛋白質，還提供了n-3長鏈多不飽和脂肪酸(n-3 HUFA)、維生素和礦物質，是全球食品籃子的重要組成部分。2015年，全球人均魚類消費量達到20.2 kg，且將以0.3%的增長率持續升高[1]。從1950年到2016年，全球魚產品的年均產量(包括捕撈量和養殖產量)由1 900萬t增長到1.69億t，其中養殖魚產量約占魚類總產量的50%，到2030年，該指標將達到60%～70%[2]。然而，過去20年的全球年均漁業捕撈量已接近天然漁業資源的生產極限[1]。因此，人類對魚產品的需求將更依賴于水產養殖業的發展。

隨著水產養殖業的快速發展，作為水產養殖產業鏈發展的基礎——水產飼料行業也得以蓬勃發展。同時，海洋禁漁和環保政策的實施，進一步促進了水產飼料的普及率。作為水產配合飼料的重要原料，蛋白質含量高、氨基酸平衡的魚粉是水產飼料的理想蛋白質源。但是，全球魚粉產量有限，年均約500萬t[1]；同時，魚粉的供應又受到氣候和金融因素的影響。因此，資源有限且供應不穩定的魚粉，已無法持續滿足不斷增長的水產配合飼料業的需求，尋找合適的替代蛋白質源成為水產養殖業的研究熱點之一。大量研究表明，豆粕、花生粕、雞肉粉、肉骨粉和昆蟲粉等傳統的陸生動物或植物蛋白質源，以及微生物蛋白和餐飲殘渣發酵蛋白等新型蛋白質源可應用到水產養殖中[3-5]。然而，單一植物或動物蛋白質源因存在營養不平衡、抗營養因子等負面因素，過量替代魚粉后導致飼料利用率低，影響養殖魚類健康生長[6]。因此，具有營養更均衡、適口性強等優點的復合動植物蛋白質源備受水產飼料行業研究者們的關注[7-9]。

大口黑鱸(Micropterussalmoides)又名加州鱸，屬鱸形目，具有肉質鮮嫩、細刺少、攝食兇猛、長勢迅速、可馴化食用配合飼料等特點。近年來，大口黑鱸年產量高達40多萬t，已成為我國重要的淡水經濟魚類之一。然而，同其他肉食性魚類一樣，大口黑鱸對蛋白質的需求量較高(45%～50%)，其商品飼料中魚粉添加量高達40%～50%，導致商品飼料的定價普遍較高(1.1～1.3萬元/t)，養殖利潤空間小；同時，當冰鮮魚價格低時，更多養殖戶選擇冰鮮魚做餌料，這嚴重限制了大口黑鱸養殖業的可持續健康發展。近期，本課題組研發出2種復合動植物蛋白質飼料(包含發酵豆粕和水解豆粕在內的幾種陸生動物和植物蛋白質源按不同比例構成)——CProⅠ和CProⅡ，研究顯示其可有效地替代鱸形目的肉食性海水魚——卵形鯧鲹(Trachinotusovatus)配合飼料中40%～80%的魚粉，且可顯著降低其氮、磷排放[10-11]。為探討CProⅠ和CProⅡ在大口黑鱸(鱸形目)中的應用效果，本試驗以大口黑鱸商品飼料和冰鮮魚為對照，研究復合動植物蛋白質飼料CProⅠ和CProⅡ對大口黑鱸生長性能、肌肉品質以及氮、磷排放的影響，以期為開發經濟高效的大口黑鱸配合飼料提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

以包括發酵豆粕和水解豆粕在內的幾種陸生動物和植物蛋白質源按不同比例配制的復合動植物蛋白質飼料CProⅠ或CProⅡ[10-11]及魚粉為蛋白質源，以脂肪粉[12](含40.0%膨化玉米粉與60.0%復合油，復合油由魚油、豆油、油菜籽、紫蘇油和磷脂以及少量乳化劑、抗氧化劑混合而成)為脂肪源，配制2種等氮(粗蛋白質含量約為48.0%)等脂(粗脂肪含量約為12.0%)的試驗飼料(D1、D2)，其組成及營養水平見表1。飼料原料經粉碎后過60目篩，用攪拌機均勻混合后封裝于密封塑料袋中，并放置在-20 ℃貯存。投喂前，在稱量后的粉料中加入30%左右水，揉合均勻，使其具備一定黏性與彈性，然后使用軟顆粒機將其制成長條形沉性顆粒，直徑相當于大口黑鱸口徑的1/4～1/3，飼料顆粒大小隨大口黑鱸生長階段進行調整。同時以大口黑鱸商品飼料(D3)和冰鮮魚(包括青天蘭、鯷魚等海水野雜魚，D4)為對照飼料，其營養水平見表1。

表1 飼料組成及營養水平(風干基礎)

1.2 試驗魚和試驗設計

大口黑鱸幼魚購于佛山市順德區東民水產養殖有限公司，并于佛山市晴朗水產養殖科技有限公司的養殖池中馴養2周，期間采用商品飼料和試驗飼料等比例混合的飼料投喂。養殖試驗開始前，禁食24 h，經0.01% MS-222麻醉后，選取大小均勻、健康的大口黑鱸幼魚600尾[初始體重(11.83±0.12) g]，隨機分配至12個水族缸(直徑1.5 m，高2.0 m)中，每缸50尾魚，每種飼料投喂3缸，進行為期8周養殖。養殖期間，每天飽食投喂4次(08:00、12:00、16:00和20:00)。為保持良好的水質狀況，每天換水1次(換水量為總體積的1/2)；每天除投料、換水外，其余時間持續充氣增氧，使水體溶氧濃度高于6 mg/L，溫度在(23±1) ℃，pH保持在7.0±0.4，氨氮濃度低于0.2 mg/L。

1.3 樣品采集

養殖試驗開始前，取8尾魚，經液氮速凍后保存于-80 ℃冰箱中，用于后續的初始樣品成分分析。養殖試驗結束后，禁食24 h，試驗魚經0.01% MS-222麻醉后逐一稱重，統計終末體重；從每缸隨機取3尾魚，采用尾靜脈取血，并分離其肝臟、肌肉，于液氮中速凍，保存于-80 ℃冰箱中，供后續指標分析；每缸另隨機取3尾魚，稱量其內臟團、肝臟重，計算肝體比和臟體比；每缸另隨機取4尾魚，分別用于肌肉品質以及肌肉和全魚常規成分測定。

1.4 常規成分測定

飼料、全魚和肌肉的粗水分、粗灰分、粗蛋白質和粗脂肪分別采用常壓干燥法(GT/T 6435—2014)、馬弗爐灼燒法(GB/T 6438—2007)、凱氏定氮法(GB/T 6432—2018)、索氏抽提法(GB/T 6433—2006)測定，磷含量采用鉬黃顯色光度法(GB/T 6437—2002)測定。

1.5 血清生化指標以及血清和肝臟抗氧化指標測定

測定前，冷凍的血清和肝臟樣本先于4 ℃解凍。血清中總膽固醇(T-CHO)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、甘油三酯(TG)含量以及堿性磷酸酶(AKP)活性，血清和肝臟中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性、總抗氧化能力(T-AOC)及丙二醛(MDA)含量均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定，測定步驟參見相關試劑盒說明書。

1.6 肌肉質構特性和可食用品質測定

肌肉質構特性測定指標包括剪切力、硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、回復性，采用質構儀(Universal TA型，上海騰拔儀器科技有限公司)測定。選定試驗魚背肌，在TPA模式下，裝載TA 25/1000圓柱形探頭，測試前速度2.00 mm/s，測試速度1.00 mm/s，測試后速度2.00 mm/s，壓縮比75%，探頭2次壓縮間隔2 s，測定上述肌肉質構特性指標。

肌肉的可食用品質包括熟肉率(COP)和持水率(WHC)。肌肉熟肉率測定：取約5 g背肌置于煮沸的水中，5 min后取出，采用濾紙吸干表面水分，冷卻后稱重，熟肉和生肉重量比率即為肌肉熟肉率。肌肉持水率測定：取約5 g背肌置于定性濾紙上，其上覆蓋另一張濾紙，用1 kg砝碼擠壓5 min后稱取肌肉的質量，所含水分占原肌肉百分比即為肌肉持水率。

1.7 計算公式

魚體增重率、特定生長率、飼料系數、肝體比、臟體比和存活率以及氮、磷儲存效率和總氮、總磷排放量等指標參照以下公式計算：

增重率(WGR，%)=100×(終末體重-初始體重)/初始體重；特定生長率(SGR,%/d)=100×(ln終末體重-ln初始體重)/養殖天數；飼料系數(FCR)=魚體濕增重/采食干飼料重；存活率(SR,%)=100×試驗結束時活魚數/試驗開始時活魚數；肝體比(HSI,%)=100×肝臟重/終末體重； 臟體比(VSI,%)=100×內臟團重/終末體重；肥滿度(CF,g/cm3)=100×終末體重/終末體長3；蛋白質效率(PER,%)=100×(終末體重-初始體重)/(飼料投喂量×初始魚體粗蛋白質含量)；肌肉熟肉率(%)=100×煮熟肌肉質量/生肌肉質量；肌肉持水率(%)=100×(失水后肌肉質量-失水前肌肉質量)/失水前肌肉質量；氮儲存效率(NRE,%)=100×(終末體重×終末魚體粗蛋白質含量-初始體重×初始魚體粗蛋白質含量+死魚體重×初始魚體粗蛋白質含量)/(飼料投喂量×飼料粗蛋白質含量)；磷儲存效率(PRE,%)=100×(終末體重×終末魚體磷含量-初始體重×初始魚體磷含量+死魚體重×初始魚體磷含量)/(飼料投喂量×飼料磷含量)；總氮排放量(TNW,g/kg增重)=1 000×(飼料投喂量×飼料粗蛋白質含量)×(1-氮儲存效率/100)/[(終末體重+死魚體重-初始體重)×6.25]；總磷排放量(TPW,g/kg增重)=1 000×(飼料投喂量×飼料磷含量)×(1-磷儲存效率/100)/(終末體重+死魚體重-初始體重)。

1.8 統計分析

試驗數據以平均值±標準誤(mean±SE)表示，采用SPSS 21.0軟件的ANOVA程序進行方差分析，并用Duncan氏法進行多重比較，以P<0.05作為差異顯著標準。

2 結果與分析

2.1 生長性能

分析各組大口黑鱸的生長性能指標(表2)后發現，各組間試驗魚的存活率和臟體比無顯著差異(P>0.05)。與D3組和D4組相比，D2組的增重率、特定生長率和肥滿度雖然有下降趨勢，但差異不顯著(P>0.05)，且飼料系數和肝體比分別顯著低于D4和D3組(P<0.05)。D1組的增重率、特定生長率顯著低于D4組(P<0.05)，但與D2和D3組無顯著差異(P>0.05)。以上結果說明，含CProⅡ飼料對大口黑鱸的促生長效果與商品飼料和冰鮮魚相當，且同時可降低飼料系數和肝體比，有利于大口黑鱸的健康和提高養殖效益。

表2 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的生長性能

2.2 全魚和肌肉常規成分

由表3可知，在全魚常規成分方面，各組間的水分、粗灰分和磷含量無顯著差異(P>0.05)，D1和D2組粗蛋白質含量顯著高于D3和D4組(P<0.05)，而其粗脂肪含量顯著低于D4組(P<0.05)。在肌肉常規成分方面，各組間的水分、粗脂肪和粗灰分含量無顯著差異(P>0.05)，但D1、D2組的粗蛋白質含量較高，且顯著高于D3組(P<0.05)。以上結果說明，含CProⅠ和CProⅡ飼料有助于提高大口黑鱸肌肉的粗蛋白質含量，改善肌肉營養品質。

表3 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的全魚和肌肉常規成分(干物質基礎)

2.3 血清生化指標

各組大口黑鱸的血清生化指標結果見表4。與D3組相比，D1、D2組血清HDL-C、T-CHO、TG含量無顯著變化(P>0.05)，而LDL-C含量顯著降低(P<0.05)；與D4組相比，D1、D2組血清HDL-C和TG含量無顯著變化(P>0.05)，但T-CHO、LDL-C含量與AKP活性顯著降低(P<0.05)。

表4 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的血清生化指標

2.4 血清和肝臟抗氧化指標

各組大口黑鱸的血清和肝臟抗氧化指標見表5。各組間血清和肝臟SOD和CAT活性無顯著差異(P>0.05)。在血清抗氧化指標方面，與D3組相比，D1、D2組血清T-AOC和MDA含量均顯著降低(P<0.05)；與D4組相比，D1、D2組血清T-AOC無顯著變化(P>0.05)，但MDA含量顯著降低(P<0.05)。在肝臟抗氧化指標方面，與D3和D4組相比，D1、D2組肝臟T-AOC無顯著變化(P>0.05)，但MDA含量明顯降低，且顯著低于D4組(P<0.05)。

表5 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的血清和肝臟抗氧化指標

2.5 肌肉質構特性和可食用品質

各組大口黑鱸的肌肉質構特性和可食用品質見表6。不同飼料對大口黑鱸肌肉硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、回復性和熟肉率的影響較少，各組間無顯著差異(P>0.05)。相比于D3和D4組，D1、D2組肌肉剪切力顯著降低(P<0.05)，肌肉持水率顯著升高(P<0.05)。上述結果說明含CProⅠ和CProⅡ飼料有利于提高大口黑鱸肌肉的嫩度。

表6 飼喂不同飼料8周后大口黑鱸的肌肉質構特性和可食用品質

2.6 氮、磷儲存效率以及總氮、總磷排放量

各組大口黑鱸的氮、磷儲存效率以及總氮、總磷排放量見圖1。與D4組相比，D1、D2組的氮、磷儲存效率均顯著升高(P<0.05)(圖1-A、圖1-B)，總氮、總磷排放量均顯著降低(P<0.05)(圖1-C、圖1-D)。D1和D2組的氮儲存效率和總氮排放量與D3組無顯著差異(P>0.05)(圖1-A、圖1-C)，但磷儲存效率顯著升高(P<0.05)(圖1-B)，總磷排放量顯著降低(P<0.05)(圖1-D)。以上結果表明，含CProⅠ和CProⅡ飼料更有利于養殖水環境保護。

數據柱標注不同字母表示顯著差異(P<0.05)。

3 討 論

本研究探討了復合動植物蛋白質飼料CProⅠ和CProⅡ作為蛋白質源應用于在大口黑鱸養殖中的可行性。基于對大口黑鱸生長性能、抗氧化指標、肌肉品質以及氮、磷排放等指標的測定結果，發現含CProⅡ飼料(D2組)具有和冰鮮魚和商品飼料一樣的促生長效果，且其有利于提高肌肉的粗蛋白質含量和嫩度，以及養殖水環境保護，說明CProⅡ可作為飼料蛋白質源應用于大口黑鱸養殖中。

在大口黑鱸養殖生產中，養殖后期易出現脂肪肝，因此被行業稱為“天生的脂肪肝患者”。一般認為，這種現象是因為其配合飼料中粗脂肪和粗蛋白質含量較高，而高密度養殖條件下，高脂肪和蛋白質飼料易造成養殖魚肝臟脂肪蓄積異常、免疫力下降、代謝紊亂等癥狀。研究表明，大口黑鱸對飼料蛋白質和脂肪的適宜需求量分別為48%～51%和12%[23-24]。本研究中，含CProⅠ和CProⅡ飼料的蛋白質和脂肪水平都在適宜范圍內，飼喂含CProⅠ和CProⅡ飼料的大口黑鱸血清LDL-C和T-CHO含量顯著低于飼喂商業飼料和冰鮮魚(蛋白質和脂肪水平超出適宜范圍)的大口黑鱸，且其肝體比顯著低于飼喂商業飼料的大口黑鱸。朱婷婷等[23]研究發現，飼料脂肪水平由5.76%升高到11.05%或17.65%，大口黑鱸血清中T-CHO和低密度脂蛋白(LDL)含量均顯著升高，當脂肪水平大于11.05%時，其肝臟脂肪積累增多。當機體脂肪代謝紊亂，肝臟脂肪異常蓄積，易發生氧化應激，導致肝細胞受損。當機體肝臟受損時，與脂質、蛋白質等代謝有關的AKP的活性會顯著升高[25]。本研究中，D1和D2組血清AKP活性顯著低于飼喂商品飼料和冰鮮魚的2個對照組。這與其他研究結果基本一致，隨著飼料脂肪水平的升高，大口黑鱸和羅非魚血清中AKP活性表現為升高的趨勢[23,25]。SOD和CAT是生物抗氧化酶的重要組成酶類，同T-AOC和MDA作為評價機體抗氧化能力和氧化損傷程度的重要指標[26-27]。本研究中，2個試驗組(D1和D2組)大口黑鱸血清和肝臟SOD和CAT活性以及T-AOC與2個對照組(D3和D4組)無顯著差異,而其血清和肝臟MDA含量顯著低于飼喂冰鮮魚的對照組，分析原因可能是由于冰鮮魚中的脂肪被腐敗氧化產生有害物質，而長期投喂冰鮮魚易導致魚體肝臟抗受損，造成組織中MDA含量增多[28]。以上結果表明，含CProⅠ和CProⅡ飼料更有利于維持大口黑鱸肝臟健康。

肌肉的基本營養成分、質構特性、可食用品質是評價肌肉品質的重要參考指標。相比于商品飼料和冰鮮魚，以復合動植物蛋白質飼料CProⅠ或CProⅡ為蛋白質源配制的飼料顯著提升了大口黑鱸全魚和肌肉粗蛋白質含量，其原因可能是商品飼料在粗蛋白質含量高于大口黑鱸適宜的蛋白質需求量[24]，導致多余的蛋白質通過脫氨基的作用分解供能，降低了魚體蛋白質利用率，最終導致魚體蛋白質沉積量下降[29]。駱藝文[30]在軍曹魚(Rachycentroncanadum)上的研究發現，隨著飼料蛋白質水平的升高，蛋白質效率和蛋白質儲積率反而下降。相比于D3和D4組，D1和D2組大口黑鱸肌肉硬度、咀嚼性、膠著性、彈性和回復性等質構特性以及熟肉率無顯著變化。相似結果也出現在大菱鲆相關研究中，酶解動物軟骨蛋白粉、小麥粉、豆粕等動植物蛋白質源替代40%魚粉對大菱鲆肌肉硬度、咀嚼性和彈性等質構特性沒有顯著影響[6]。大口黑鱸以魚肉鮮嫩著稱，相比于商品飼料和冰鮮魚，含CProⅠ和CProⅡ飼料可顯著降低肌肉剪切力，提高其持水率，進一步提升了魚肉的嫩度。

優質環保飼料已成為現代生態漁業可持續發展的重要保障，其不僅能夠促進魚類的生長，還能保護環境或減輕養殖環境壓力。氮、磷排放是水產養殖中水富營養化的主要原因，可通過制定符合水產養殖品種營養需求的標準降低氮、磷排放[31]。本研究中含CProⅡ飼料試驗組的生長效果與商品飼料和冰鮮魚對照組一致，且其總氮排放量顯著低于冰鮮魚對照組，總磷排放量顯著低于商品飼料和冰鮮魚對照組。含CProⅡ飼料能顯著降低大口黑鱸氮、磷排放的原因：1)含CProⅡ飼料的粗蛋白質含量(48.90%)更接近大口黑鱸適宜的蛋白質需求量[28]，而冰鮮魚和商品飼料的粗蛋白質含量分別為58.18%和53.95%，已有研究顯示飼料蛋白質水平過高會提高硬骨魚類血氨水平，產生大量氨氮代謝物，造成水體污染[32-33]；2)含CProⅡ飼料的磷含量(0.59%)更接近大口黑鱸適宜的磷需求量(0.66%)[34]，比冰鮮魚和商品飼料分別低23.58%和53.17%。相似的是，將羅非魚飼料中磷含量從1.20%降至0.80%，可使養殖水體磷含量降低55%，且不影響動物的生長性能[35]。以上結果表明，相對于商品飼料和冰鮮魚，本研究配制的含CProⅡ飼料的環境效益更高。

4 結 論

相比于商品飼料和冰鮮魚，含CProⅡ飼料對大口黑鱸具有一樣的促生長效果，且更有利于維持肝臟健康(較低的肝體比和肝臟MDA含量)；此外，含CProⅡ飼料可進一步提高大口黑鱸肌肉粗蛋白質含量和鮮嫩度，提高氮、磷儲存效率，降低氮、磷排放，減少對蛋白質資源的浪費和對環境的污染。以上結果表明，以CProⅡ為蛋白質源配制的飼料對大口黑鱸具有良好的促生長效果，且在肌肉品質以及養殖環境效益上都優于商品飼料與冰鮮魚，可應用于大口黑鱸養殖。