黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸生長性能、形體指標、體成分及營養(yǎng)物質沉積率的影響

彭 凱 蕭鴻發(fā) 莫文艷 王國霞* 黃燕華

(1.廣東省農業(yè)科學院動物科學研究所，廣州 510640；2.廣東省畜禽育種與營養(yǎng)研究重點實驗室，廣州 510640；3.農業(yè)農村部華南動物營養(yǎng)與飼料重點實驗室，廣州 510640；4.廣州飛禧特生物科技有限公司，廣州 510640；5.仲愷農業(yè)工程學院健康養(yǎng)殖創(chuàng)新研究院，廣州 510225)

水產飼料習慣以魚粉作為主要的動物性蛋白質原料，然而近年來魚粉資源的匱乏以及價格持續(xù)不斷的上漲，迫使飼料工業(yè)不得不尋求魚粉的替代品，以確保水產養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展。植物性蛋白質原料(如豆粕、雜粕等)由于蛋白質含量低、氨基酸組成不平衡、存在抗營養(yǎng)因子、缺乏魚粉特殊功能成分(如牛磺酸、羥脯氨酸)等原因[1-2]，達不到魚粉應用效果，往往造成飼料適口性差、動物生產性能下降以及腸道炎癥等問題[3]。在過去的十幾年時間，對昆蟲蛋白的研究及其在水產飼料中替代魚粉的應用受到國際社會的廣泛關注。魚類有采食昆蟲作為生物餌料的天性，昆蟲蛋白具有良好的適口性，可作為水產動物良好的蛋白質和脂肪來源，甚至富含幾丁質、月桂酸等生物活性成分[4-6]，是較為理想的魚粉替代品。

黑水虻(Hermetiaillucens)屬于雙翅目水虻科腐生性昆蟲，又名亮斑扁角水虻，黑水虻能夠利用畜禽糞便和生活垃圾產生高價值的動物性蛋白質和油脂，其生物轉化率高、繁殖周期短、生長速度快、適口性好，因此被廣泛應用于城市環(huán)境治理和飼料工業(yè)。黑水虻幼蟲粉必需氨基酸模式與魚粉十分相似，適合作為動物蛋白質原料[7]。研究表明，黑水虻幼蟲粉可部分或完全替代魚粉，且對水產動物的生長性能和飼料營養(yǎng)物質消化率無負面影響[3,8-13]。本課題組前期研究表明，黑水虻幼蟲粉替代飼料中50%的魚粉不影響花鱸的生長性能，但顯著增加了全魚脂肪沉積，且損壞了肝臟和腸道組織結構[13]。Wang等[3]報道，脫脂黑水虻蟲粉替代飼料中64%的魚粉不影響花鱸的生長性能，但顯著降低了花鱸全魚粗灰分含量和灰分沉積率。陳曉瑛等[14]研究表明，黑水虻幼蟲粉替代飼料中40%的魚粉顯著降低了黃顙魚的生長性能，增加了全魚粗脂肪含量和脂肪沉積率，但對全魚粗蛋白質和粗灰分沉積率無顯著影響。這說明飼料中添加黑水虻幼蟲粉替代魚粉對水產動物的生長性能及營養(yǎng)物質沉積的影響不同，可能歸因于動物品種及黑水虻蟲粉替代魚粉比例的不同。

加州鱸(Micropterussalmoides)，又名大口黑鱸，原產于北美洲，是我國南方養(yǎng)殖的優(yōu)質肉食性淡水魚類之一。近年來，受消費者青睞，加州鱸養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大。2019年，全國加州鱸養(yǎng)殖產量近50萬t[15]，在促進我國漁業(yè)增效和水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中起重要支撐作用。黑水虻蟲粉替代魚粉已經在花鱸上進行了研究[3,13]，但其在加州鱸上的應用效果仍未見報道。因此，本試驗以加州鱸為試驗動物，主要研究黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸生長性能、形體指標、體成分及營養(yǎng)物質沉積率的影響，旨為黑水虻幼蟲粉替代魚粉及其在加州鱸養(yǎng)殖中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

試驗用魚粉為秘魯魚粉，營養(yǎng)成分含量(干物質基礎)如下：粗蛋白質66%、粗脂肪8%、粗灰分15%。試驗用黑水虻幼蟲粉由餐廚有機物養(yǎng)殖的8日齡鮮蟲制成，其營養(yǎng)成分含量(干物質基礎)如下：粗蛋白質48.3%、粗脂肪19.5%、粗灰分11.5%、幾丁質6.0%。黑水虻幼蟲粉的氨基酸含量(干物質基礎)與胡俊茹等[13]的報道一致。基礎飼料中魚粉含量為45%，在基礎飼料中分別添加0、4.64%、9.28%、13.92%和18.56%黑水虻幼蟲粉，替代0(G0，作為對照)、7.5%(G7.5)、15.0%(G15)、22.5%(G22.5)和30.0%(G30)的魚粉，配制5種等氮等脂試驗飼料。試驗飼料組成及營養(yǎng)水平如表1所示。所有飼料原料過60目標準篩，混合均勻后通過SLX-80型雙螺桿擠壓機制成2.0 mm顆粒飼料，55 ℃烘干后冷卻至室溫，于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 試驗飼料組成及營養(yǎng)水平(干物質基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

續(xù)表1項目Items飼料DietsG0G7.5G15G22.5G30營養(yǎng)水平Nutrientlevels3)粗蛋白質Crudeprotein50.4250.9150.5450.7250.80粗脂肪Crudelipid9.479.159.059.179.20粗灰分Ash11.1010.9210.4810.6710.88

1.2 試驗設計與飼養(yǎng)管理

選擇初始體重約為4.9 g的健康加州鱸魚苗525尾，隨機分為5組，每組3個重復，每個重復35尾，隨機分配到15個圓柱形玻璃纖維桶(直徑80 cm×高70 cm，容積為350 L)，分別投喂5種試驗飼料。采取飽食投喂方式，于每天08:00和18:00分別投喂1次，每天記錄飼料投喂量、死亡情況及水質情況，試驗期為62 d。試驗期間水質指標為：水溫27～30 ℃，溶解氧濃度>6.0 mg/L，氨氮濃度<0.10 mg/L，亞硝酸鹽濃度<0.01 mg/L，pH 7.6～7.9。

1.3 樣品采集與分析

飼喂62 d后停止投料，禁食24 h后采集樣品。統(tǒng)計每缸中試驗魚的數(shù)量和重量。每缸隨機取10尾魚，采用40 mg/L的MS-222麻醉劑進行麻醉，測量魚體重量和體長。每缸隨機取6尾魚進行解剖，剝離內臟團，分離肝臟、腸道、胃及腹腔脂肪。每缸隨機取4尾魚，稱重后置于65 ℃烘干，用于全魚體成分分析。

飼料和全魚樣品的常規(guī)營養(yǎng)指標參照國標方法檢測，其中水分含量采用105 ℃常壓干燥法(參照GB/T 6435—1986)測定，粗蛋白質含量采用凱氏定氮法(參照GB/T 6432—1994)測定，粗脂肪含量采用乙醚抽提法(參照GB/T 6432—1994)測定，粗灰分含量采用550 ℃灼燒法(參照GB/T 6438—1992)測定，鈣含量采用乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法(GB/T 6436—2002)測定，總磷含量采用鉬黃比色法(GB/T 6437—2002)測定。

1.4 指標計算

存活率(SR，%)=100×
終末尾數(shù)/初始尾數(shù)；攝食量(FI，g/尾)=攝食飼料總量(g)/[(初始尾數(shù)+終末尾數(shù))/2]；增重率(WGR，%)=100×[終末體重(g)-初始體重(g)]/初始體重(g)；特定生長率(SGR，%/d)=100×[ln終末體
重(g)-ln初始體重(g)]/飼養(yǎng)天數(shù)；飼料系數(shù)(FCR)=攝食飼料總量(g)/[終末
體重(g)-初始體重(g)]；蛋白質效率(PER，%)=100×[終末體重(g)-初始體重(g)]/[攝入飼料總量(g)×
飼料粗蛋白質含量(%)]；肥滿度(CF，g/cm3)=100×
體重(g)/體長(cm)3；臟體比(VSI，%)=100×內臟重(g)/體重(g)；腸體比(ISI，%)=100×腸重(g)/體重(g)；肝體比(HSI，%)=100×肝臟重(g)/體重(g)；胃體比(GSI，%)=100×肝臟重(g)/體重(g)；腹脂率(IFR，%)=100×腹腔
脂肪重(g)/體重(g)；蛋白質沉積率(PR，%)=100×[終末體重(g)×
終末魚體粗蛋白質含量(%)-初始
體重(g)×初始魚體粗蛋白質
含量(%)]/[攝入飼料總量(g)×
飼料粗蛋白質含量(%)]；脂肪沉積率(LR，%)=100×[終末體重(g)×
終末魚體粗脂肪含量(%)-初始體重(g)×
初始魚體粗脂肪含量(%)]/[攝入飼料總
量(g)×飼料粗脂肪含量(%)]；灰分沉積率(AR，%)=100×[終末體重(g)×
終末魚體粗灰分含量(%)-初始體重(g)×
初始魚體粗灰分含量(%)]/[攝入飼料總
量(g)× 飼料粗灰分含量(%)]；鈣沉積率(CR，%)=100×[終末體重(g)×
終末魚體鈣含量(%)-初始體重(g)×初始
魚體鈣含量(%)]/[攝入飼料總量(g)×
飼料鈣含量(%)]；磷沉積率(PR，%)=100×[終末體重(g)×
終末魚體總磷含量(%)-初始體重(g)×
初始魚體總磷含量(%)]/[攝入
飼料總量(g)×飼料總磷含量(%)]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件中單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏均值多重比較法對試驗結果的差異顯著性進行分析處理。先對數(shù)據(jù)進行方差齊性檢驗，若不滿足方差齊性，則采用Dunnett-T3檢驗法進行多重比較。試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準誤(mean±SE)表示，顯著性水平為P<0.05。

2 結 果

2.1 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸生長性能的影響

由表2可知，5組加州鱸存活率均大于94%，各組間無顯著差異(P>0.05)。與G0組相比，G30組飼料系數(shù)顯著升高(P<0.05)，蛋白質效率顯著降低(P<0.05)。各組間加州鱸攝食量、終末體重、增重率及特定生長率無顯著差異(P>0.05)。

表2 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸生長性能的影響Table 2 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on growth performance of Microptenus salmoides

2.2 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸形體指標的影響

由表3可知，與G0組相比，G7.5和G15組臟體比顯著升高(P<0.05)，G15、G22.5和G30組腸體比顯著升高(P<0.05)，G30組肝體比顯著降低(P<0.05)。各組間加州鱸肥滿度、胃體比及腹脂率無顯著差異(P>0.05)。

表3 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸形體指標的影響Table 3 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on physical indexes of Microptenus salmoides

2.3 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸體成分的影響

由表4可知，與G0相比，G15和G22.5組全魚粗灰分和鈣含量顯著下降(P<0.05)。各組間加州鱸全魚水分、粗蛋白質、粗脂肪及總磷含量無顯著差異(P>0.05)。

表4 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸體成分的影響(濕重基礎)Table 4 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on body composition of Microptenus salmoides (wet weight basis) %

2.4 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸營養(yǎng)物質沉積率的影響

由表5可知，與G0組相比，G15和G22.5組鈣沉積率顯著下降(P<0.05)。各組間加州鱸蛋白質、脂肪、灰分及磷沉積率無顯著差異(P>0.05)。

表5 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸營養(yǎng)物質沉積率的影響Table 5 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on nutrient retention rates of Microptenus salmoides %

3 討 論

3.1 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸生長性能的影響

黑水虻幼蟲粉替代魚粉及其對生長性能的影響已在建鯉[11]、鏡鯉[16]、花鱸[3,13]、黃顙魚[12,17]、雜交鱧[18]、虹鱒[10]、非洲鯰魚[19]、大西洋鮭[20]、凡納濱對蝦[21-22]等水產動物上進行了研究，但目前還未見其在加州鱸上應用效果的研究。本試驗研究了黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸生長性能的影響，結果表明黑水虻幼蟲粉替代飼料30%的魚粉不影響加州鱸的存活率、攝食量、增重率和特定生長率，但顯著增加了飼料系數(shù)，降低了蛋白質效率。這說明飼料中添加黑水虻幼蟲粉不影響飼料適口性，但替代30%魚粉對加州鱸的生長性能產生了不利影響。黑水虻幼蟲粉替代魚粉也被報道對大菱鲆[23]、西伯利亞鱘[24]、黃顙魚[12]和凡納濱對蝦[22]的生長具有抑制作用。黑水虻幼蟲粉替代飼料中30.0%的魚粉降低了加州鱸的生長性能，可能歸因于黑水虻幼蟲粉含有的幾丁質成分。幾丁質能夠抑制消化道中營養(yǎng)物質的吸收，從而降低水產動物的生長性能[25-26]。本試驗中G30組飼料中幾丁質的含量為1.1%，但即使飼料中1%含量的幾丁質也能夠抑制大西洋鮭的攝食量和生長性能[27-28]。Wang等[22]研究表明，飼料中幾丁質含量為2.1%(幾丁質來源于黑水虻蟲粉)時顯著降低了凡納濱對蝦的生長性能。Kroeckel等[23]報道，黑水虻蟲粉替代魚粉使飼料中幾丁質含量升高，1.6%～7.3%的幾丁質含量顯著降低了飼料中蛋白質和脂肪的消化率，抑制了大菱鲆的生長。

3.2 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸形體指標的影響

形體指標是評價魚體生長與健康的重要指標，當臟體比、肝體比、腸體比、腹脂率等形體指標增加時，內臟器官可能因為炎癥或脂肪沉積而出現(xiàn)肥大現(xiàn)象，不僅影響內臟器官的生理功能，還會降低飼料利用率[29]。較低的肝體比表明魚體的肝臟負荷可控制在其自身肝功能調節(jié)的范圍內，從而避免肝病或脂肪肝的形成[30]。本試驗結果表明，黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸肝體比的影響表現(xiàn)為隨魚粉替代量增加先增加后降低的趨勢。在30.0%替代比例下，魚體肝體比顯著下降，說明適量添加黑水虻幼蟲粉有益于促進加州鱸肝臟健康。與肝體比相反，黑水虻幼蟲粉替代魚粉顯著增加了腸體比，說明飼料中添加黑水虻幼蟲粉可能會影響加州鱸的腸道發(fā)育，具體原因有待進一步研究。腹部是魚類脂肪沉積的主要部位，腹脂率是評價魚體脂肪代謝和健康的重要指標，代表體內脂肪在腹腔中的沉積率。本試驗結果表明，黑水虻幼蟲粉替代魚粉不影響加州鱸的腹脂率，這與Wang等[3]在花鱸上的研究結果相似。王國霞等[17]在黃顙魚上的研究表明，脫脂黑水虻幼蟲粉替代60%魚粉顯著降低了魚體腹脂率，歸因于黑水虻幼蟲粉含有的幾丁質干擾了膽固醇的吸收并抑制了脂肪沉積。本試驗與王國霞等[17]的研究結果存在差異，可能是由于試驗動物品種和黑水虻幼蟲粉添加量不同造成的。

3.3 黑水虻幼蟲粉替代魚粉對加州鱸體成分和營養(yǎng)物質沉積率的影響

體成分是魚類營養(yǎng)學研究的主要內容之一，是評價魚類營養(yǎng)及生長狀況的重要指標。本試驗結果表明，黑水虻幼蟲粉替代魚粉不影響加州鱸全魚水分、粗蛋白質和粗脂肪含量，這與本課題之前在花鱸上的研究結果[3,13]一致。相似的研究結果也在建鯉[11,31]、虹鱒[32]、尖齒鱸[10]、黃顙魚[12,33]等水產動物上進行了報道。前人研究表明，黑水虻幼蟲粉替代魚粉可降低虹鱒[10]、黃顙魚[33]和花鱸[3]的全魚粗灰分含量。本試驗結果表明，黑水虻幼蟲粉替代飼料中15.0%和22.5%的魚粉顯著降低了加州鱸全魚粗灰分和鈣含量。黑水虻幼蟲粉替代魚粉降低全魚粗灰分含量可能歸因于鈣含量的下降。然而，飼料中添加黑水虻幼蟲粉替代魚粉并不影響虹鱒[5]、建鯉[31]、凡納濱對蝦[4]和黃顙魚[17]的全魚粗灰分含量。即使是同一品種，黑水虻幼蟲粉替代魚粉對水產動物全魚粗灰分含量的影響效果也不同，如Renna等[10]報道脫脂黑水虻幼蟲粉替代飼料中25%的魚粉(基礎飼料中魚粉含量為600 g/kg)可降低虹鱒全魚粗灰分含量，但Dumas等[5]研究表明脫脂黑水虻幼蟲粉替代飼料中100%的魚粉(基礎飼料中魚粉含量為200 g/kg)不影響虹鱒全魚粗灰分含量，Hu等[33]研究表明黑水虻幼蟲粉替代飼料中30%的魚粉(基礎飼料中魚粉含量為300 g/kg)可降低黃顙魚全魚粗灰分含量，但王國霞等[17]報道脫脂黑水虻幼蟲粉替代飼料中60%的魚粉(基礎飼料中魚粉含量為250 g/kg)不影響黃顙魚全魚粗灰分含量。以上研究結果不一致的原因可能是由于動物品種、黑水虻蟲粉添加量以及黑水虻幼蟲的來源和化學組成(采食不同基質的黑水虻蟲粉，或全脂與脫脂黑水虻蟲粉)不同。本試驗中，黑水虻幼蟲粉替代魚粉降低了加州鱸的鈣沉積率，可能歸因于全魚鈣含量的下降。Hu等[33]報道，昆蟲外骨骼中鈣、磷等礦質鹽含量豐富，黑水虻蟲粉替代魚粉可以改變黃顙魚機體中礦物質含量。黑水虻蟲粉對加州鱸體內鈣沉積的調控作用及機理有待進一步深入研究。

4 結 論

綜上所述，飼料中添加黑水虻幼蟲粉替代30.0%魚粉可顯著增加加州鱸的飼料系數(shù)和腸體比，降低蛋白質效率和肝體比；飼料中添加黑水虻幼蟲粉替代15.0%和22.5%的魚粉可顯著降低加州鱸全魚粗灰分和鈣的含量，抑制體內鈣的沉積。