肉骨粉添加微胶囊蛋氨酸替代鱼粉对凡纳滨对虾生长、饲料表观消化率及体成分的影响

牛化欣 , 过世东

(1. 江南大学 食品学院, 江苏 无锡 214122; 2. 内蒙古民族大学 动物科技学院, 内蒙古 通辽 028000)

肉骨粉添加微胶囊蛋氨酸替代鱼粉对凡纳滨对虾生长、饲料表观消化率及体成分的影响

牛化欣1,2, 过世东1

(1. 江南大学 食品学院, 江苏 无锡 214122; 2. 内蒙古民族大学 动物科技学院, 内蒙古 通辽 028000)

选用均初始体质量为0.91 g的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)540尾, 随机分为6个处理组,每组设3个重复, 每个重复30尾。用肉骨粉(meat and bone meal, MBM)替代日粮中0、20%、40%、60%、80%和100%的鱼粉, 分别添加不同梯度微胶囊蛋氨酸(microencapsulated DL-methionine, MM)配制成6种等氮饲料投喂凡纳滨对虾55 d。结果表明： MBM添加MM替代60%鱼粉对对虾增重率和SGR无显著影响(P＞0.05), 对虾对各试验饲料的饲料系数和蛋白质效率无显著影响(P＞0.05), 而替代 80%和100%鱼粉对对虾增重率、SGR、饲料系数和蛋白质效率有显著影响(P＜0.05); MBM添加MM替代鱼粉后对对虾体成分、体氨基酸含量和蛋白质含量无明显影响(P＞0.05)。在MBM高水平替代鱼粉饲料中添加 MM可通过平衡对虾饲料必需氨基酸, 提高了对虾对饲料的表观消化率, 而不影响对虾的生长和体营养成分, 降低了对虾饲料的成本。

肉骨粉; 微胶囊蛋氨酸; 表观消化率; 凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)

鱼粉具有必需氨基酸和脂肪酸含量高, 碳水化合物含量低, 适口性好, 抗营养因子少以及能够被养殖动物很好的消化吸收等特点, 一直是水产饲料中不可或缺的优质蛋白源。在一些水产饲料中如对虾饲料, 鱼粉的添加量一般均高于 30%使饲料蛋白含量达到40%左右[1]。但鱼粉供给低于需求和昂贵的价格限制了鱼粉在水产饲料中的应用, 因此动植物蛋白替代鱼粉的研究已有国内外大量报道[2]。

肉骨粉替代部分鱼粉在水产饲料中的应用已有一些研究报道, 研究者认为在异育银鲫(Carassius auratus gibelio)[3]和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)[4]等饲料中, 肉骨粉替代鱼粉的适宜比例为30%左右。更高的替代比例会降低水产动物的生长,这是由于蛋氨酸是肉骨粉替代鱼粉在水产饲料中的第一限制性必需氨基酸所致, 影响了对蛋白质的消化和吸收利用。在肉骨粉替代鱼粉饲料中添加含量不足的晶体或包被氨基酸对一些鱼类生长的影响已有研究[5], 而对虾能有效吸收但不能有效利用晶体氨基酸的原因也已探明[6], 但在对虾饲料中的应用还未有报道。因此本试验以肉骨粉添加微胶囊蛋氨酸等氮饲料中替代不同水平的鱼粉, 考察了各组饲料对凡纳滨对虾生长、饲料表观消化率及体成分的影响, 以期更高水平添加微胶囊晶体氨基酸替代鱼粉,为对虾饲料的科学配制和实际生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及饲料配制

选用凡纳滨对虾540尾, 暂养10 d后称均初始体质量约为0.91 g。分6个处理组, 每处理设3个重复, 每重复30尾, 分别放养在水容积为100 L玻璃钢桶中。基础饲料配方及营养成分见表1和表2, 按表 2将各原料混合和粉碎, 使其全部通过 80目筛;微量成分采取逐级扩大法添加与大原料混合均匀后,用双螺杆制粒机挤压成1.5 mm粒径的颗粒饲料, 65℃风干后放入-20℃冰箱中冷冻备用。

1.2 试验设计与饲养管理

试验共分 6组, 分别投喂 6种等氮饲料 D-0、D-20、D-40、D-60、D-80和 D-100。采用循环沙滤水系统, 每天投饲 3次, 投饲量约为体质量 8%, 并根据摄食情况调整, 各桶投饲量保持一致水平。养殖周期为55 d, 水温为(27±2)℃, pH 7.6～8.1, 盐度为24～28, 溶解氧＞5.5 mg/L。

表1 鱼粉和肉骨粉主要营养成分和必需氨基酸组成Tab. 1 Proximate composition of and essential amino acids in FM and MBM

表2 试验饲料原料组成及其必需氨基酸含量(干物质基础, %)Tab. 2 Composition of and essential amino acid contents in the trial diets (dry matter basis,%)

1.3 样品收集和分析

试验前后分别取对虾计数和称重。试验结束后,每桶取 5尾对虾, 于-65℃冰箱冷藏, 用于体成分分析。试验20 d后进行对虾粪便的收集, 投喂30 min后, 把残饵和粪便排除干净, 再过 45 min后用虹吸的方法把粪便收集, 然后用淡水缓慢冲洗 3次置于培养皿中, 65℃烘干后低温保存, 连续收集约20 d。饲料、粪便和对虾肌肉干物质105℃失重法测定, 蛋白质测定采用凯氏定氮法, 粗脂肪用氯仿甲醇法测定[7], 灰分是在 550℃马福炉中灼烧法测得, 氨基酸用安捷伦公司的Agilent 1100 Series高效液相色谱仪测定, TiO2含量用Richter等[8]方法测定。

1.4 测定指标

存活率(%)=(虾收获尾数/虾投放尾数)×100;

增重率(%)=[(末均质量－初均质量)/初均质量]×100;

特定生长率(SGR, %/d)=[(ln末均质量－ln初均质量)/55]×100;

饲料系数(FCR, %)=饲料摄食量/(末均质量－初均质量);

蛋白质效率(PER, %)=[(末均质量－初均质量)/摄食蛋白量];

饲料干物质表观消化率(%) = 100×(1－饲料中TiO2%/粪便中TiO2%);

光伏清洗机器人吸附行走机构的吸盘与电池板表面具有局部柔性，但总体看来，局部柔性对整个光伏清洁机器人受力状况影响很小。为了简化模型的受力分析，在建立力学模型前，假设认为光伏清洁机器人是刚体[2]。清洁机器人为刚体的受力状况可简化为平面力系(图1)。清洁机器人以速度v 在光伏面板上做匀速直线运动，忽略空气阻力。

饲料蛋白质表观消化率(%)=100×[1－(饲料中TiO2%/粪便中TiO2%)×(粪便中粗蛋白量/饲料中粗蛋白量)];

饲料脂肪表观消化率(%)=100×[1－(饲料中TiO2%/粪便中 TiO2%)×(粪便中粗脂肪/饲料中粗脂肪)];

1.5 数据处理

数据处理与分析采用 SPSS17.0分析软件进行ANOVA单因子方差分析和 Duncan’s多重检验进行,以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结 果

2.1 鱼粉、肉骨粉、各饲料营养成分和必需氨基酸组成

鱼粉和肉骨粉营养成分和必需氨基酸组成有些不同(表1)。肉骨粉必需氨基酸比鱼粉必需氨基酸要低, 特别是蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸。各饲料组成、营养水平和必需氨基酸组成见表2。

2.2 肉骨粉替代对凡纳滨对虾生长性能和饲料利用的影响

各组对虾成活率为90%～100%。各组对虾生长性能和饲料利用见表3。D-20组生长性能最优。D-80组和D-100组WGR、SGR显著低于其他各组(P＜0.05),D-20组WGR和SGR高于D-0组、D-40组和D-60组, 但各组之间无显著差异(P＞0.05)。随着替代水平上升, FCR有升高趋势, 而PER有下降趋势。与D-80组和D-100组比较, 其他各组FCR和PER差异显著(P＜0.05)。

2.3 凡纳滨对虾对饲料干物质、粗蛋白和粗脂肪表观肪消化率

凡纳滨对虾对各饲料干物质、粗蛋白和粗脂肪表观消化率的测定结果如表 4所示。与 D-80组和D-100组比较, 其他各组粗蛋白表观消化率差异显著(P＜0.05)。D-0组、D-20组、D-40组与 D-60、D-80组、D-100组之间粗脂肪表观消化率差异显著(P＜0.05)。

表3 肉骨粉替代对凡纳滨对虾生长性能和饲料利用的影响Tab. 3 Growth and feed utilization of shrimp fed on the experimental diets

表 4 凡纳滨对虾对肉骨粉替代饲料干物质、粗蛋白和粗脂表观肪消化率Tab. 4 Apparent digestibility coefficients of dry matter,protein and lipid of the diets for shrimp

2.4 肉骨粉替代对凡纳滨对虾体成分的影响

由表 5可知, 各组间对虾体成分水分、粗脂肪和灰分含量没有显著差异(P＞0.05)。D-80组与其他各组粗蛋白含量差异显著(P＜0.05), 而其他各组之间差异不显著(P＞0.05)。

表 5 养殖 55天后不同肉骨粉替代水平饲料对凡纳滨对虾体成分的影响Tab. 5 Carcass proximate composition (%, wet weight basis) of shrimp fed on diets after 55 days

2.5 肉骨粉替代对凡纳滨对虾体氨基酸组成的影响

由对虾体氨基酸组成测定结果可知, 除天冬氨酸(6.2～7.0%/100 g 蛋白)、谷氨酸(11.9～12.3%/100 g蛋白)、甘氨酸(5.8～6.3%/100 g蛋白)、半胱氨酸(0.28～0.79%/100 g蛋白)和脯氨酸(3.7～4.9%/100 g蛋白)外, 饲料不同肉骨粉替代水平对凡纳滨对虾体成分氨基酸组成及含量无明显影响, 各氨基酸质量分数： 丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸分别约为 2.5、1.3、2.4、5.6、4.9 、2.3 、3.8 、3.1、3.2 、5.2和5.6 %/100 g蛋白。

3 讨 论

3.1 肉骨粉营养及必需氨基酸利用

Tan等[4]用粗蛋白质量分数为 51.43%肉骨粉在凡纳滨对虾饲料替代鱼粉, 结果表明替代 60%以下的鱼粉对对虾生长和饲料利用没有显著影响, 但是替代鱼粉超过 60%影响对虾的生长和饲料的利用。而Crisantema等[9]用CP质量分数为53.7%肉骨粉替代鱼粉超过 35%对凡纳滨对虾生长则有影响。这是由于肉骨粉的必需氨基酸诸如蛋氨酸、赖氨酸和异亮氨酸的质量分数不足导致饲料氨基酸不平衡, 从而影响了对虾对蛋白质的消化和吸收利用。相对鱼粉, 肉骨粉CP质量分数和必需氨基酸总量略低, 在100g粗蛋白中鱼粉 CP和 TEAA分别为 65.44%和30.06%, 肉骨粉 CP和 TEAA分别为 54.38%和19.74%。由肉骨粉EAA分析可知, 蛋氨酸是肉骨粉第一限制性必需氨基酸。Millamena等[10]研究表明：海水对虾在日粮中蛋氨酸的需要量是0.89%。但有研究表明, 某些鱼类[11]和对虾[12]利用晶体氨基酸的效率低于利用结合蛋白质的效率。可利用微胶囊技术包被晶体氨基酸[13], 进行缓释氨基酸在对虾体内的吸收利用。Chen等[14]研究表明, 在饲料中应用cellucose acetate phthalate)或 glycerol monostearate包被的 L-精氨酸微胶囊, 与未添加或添加晶体氨基酸组相比, 明显地加快了斑节对虾幼体生长速度, 降低了饲料系数。因此为了在对虾日粮中更高含量肉骨粉来替代鱼粉, 根据对虾EAA的需要及利用效果必须添加微胶囊氨基酸。

3.2 肉骨粉替代对凡纳滨对虾生长和饲料利用的影响

在本试验凡纳滨对虾研究结果表明, 肉骨粉添加微胶囊蛋氨酸可以高水平替代鱼粉, 替代 60%的鱼粉对凡纳滨对虾的生长性能和饲料利用没有不利影响。D-0组和D-20组对虾增重率和生长速度较快,D-0饲料系数最低和蛋白质效率最高。D-40、D-60组依次次之, 高水平替代的D-80、D-100组对虾生长慢, 饲料及蛋白质效率也低。事实上, 对虾饲料中必需氨基酸平衡有利于日粮营养物质的利用效率。对初均质量为0.91 g对虾养殖55 d后, 其末均体质量没有显著差异(D-100组除外)。 D-0组、D-20组、D-40组和D-60组增重率和特定生长率均高于D-80组和D-100组。从各组饲料必需氨基酸/粗蛋白可知,6种等氮饲料EAA/CP略有不同, 随着替代水平的升高而降低, D-0组最高为 54.04%, D-100组最低为42.00%。即使能满足对虾的生长需要, 也不能获得最佳生长性能, 其原因可能是肉骨粉蛋白源中脂肪的饱和度较高影响了对虾适口性; 肉骨粉等动物副产品中高含量的灰分降低了对虾对一些营养素的利用,从而导致对虾的生长下降。

3.3 肉骨粉替代对凡纳滨对虾表观消化率影响

Crisantema等[9]用猪肉粉部分替代鱼粉, 随着替代水平为 25%～65%的升高, 而凡纳滨对虾对其饲料干物质、粗蛋白和粗脂肪表观消化率皆下降, 分别为 77.77%～70.37%、82.28%～73.47%和 88.77%～83.76%。在本试验中, 凡纳滨对虾对各饲料干物质、粗蛋白和粗脂肪表观消化率结果皆是随着替代水平的升高, 表观消化率在下降, 但干物质、粗蛋白和粗脂肪表观消化率值均高于以上研究结果。其原因是本试验在肉骨粉替代不同水平的日粮中添加了不同梯度的微胶囊蛋氨酸, 消除了蛋氨酸在对虾肉骨粉替代鱼粉日粮中的限制, 从而提高了表观消化率。然而, 即使在高水平替代中添加高梯度的微胶囊蛋氨酸其消化率也不能达到低水平替代, 这是由于随着肉骨粉替代水平的升高, 各饲料灰分的含量在升高所致。

3.4 肉骨粉替代对凡纳滨对虾成分和氨基酸组成的影响

在55 d试验中, 肉骨粉添加微胶囊蛋氨酸替代鱼粉水平影响对虾(湿体质量)水分、体脂肪和灰分不显著。随着替代水平的升高对虾体蛋白有下降趋势,且 D-100组除外与其他各组差异显著。而对虾体灰分随着替代水平的升高有升高的趋势, 但差异不显著。这一结果与Tan等[4]研究结果一致。从对虾氨基酸测定结果可见, 除天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸和脯氨酸外, 饲料不同肉骨粉替代水平对凡纳滨对虾体成分氨基酸组成及含量无明显影响。

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Effects of dietary meat and bone meal with microencapsulated methionine on the growth, apparent digestibility and body composition of the shrimp (Litopenaeus vannamei)

NIU Hua-xin1,2, GUO Shi-dong1
(1. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, 214122, China; 2.School of Animal Science and Technology, Inner Mongllia University for the Nationalties, Tongliao 028000, China)

Apr., 02, 2009

Meat and bone meal; microencapsulated methionine; apparent digestibility; Litopenaeus vannamei

A study was conducted to evaluate the effects of different levels of dietary particulate meat and bone meal (MBM) supplemented with microencapsulated DL-methionine (MM) on the growth, digestibility of feed nutrients, feed utilization, body composition of the shrimp (Litopenaeus vannamei). Five hundred and forty shrimps were randomly divided into 6 treatment groups in triplicate and were fed on six iso-nitrogenous diets formulated by replacing equal nitrogenous fish meal with MM-supplemented MBM by 0, 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%for 55 days. Specific growth rates (SGR), digestibility of feed nutrients and feed utilization showed no significantly differences among shrimps when diets contained up to 60% of MM-supplemented MBM (P ＞0.05), However, such parameters were significantly lower (P ＜ 0.05) for shrimps fed on diets containing 80%-100% of MM-supplemented MBM. Compositions of crude protein, crude lipid and amino acids of shrimps among all groups at the end of the trial were not significantly affected (P ＞ 0.05) by trial diets. It is concluded that MM-supplemented MBM is an acceptable alternative animal protein source, which enhances sapparent digestibility of feed nutrients and decreases feed cost.

S96

A

1000-3096(2010)03-0015-06

2009-04-02;

2009-07-20

江苏科技厅项目(BA2007089)

牛化欣(1978-), 男, 山东鄄城人, 博士研究生, 主要从事主要水产动物饲料与营养研究, E-mail： niuhuaxin@163.com; 过世东, 通信作者, 电话： 0510-8532 9036, E-mail： guosd@jiangnan.edu.cn

(本文编辑： 康亦兼)