建鲤对 6种非常规蛋白质原料中营养物质的表观消化率

梁丹妮 姜雪姣 刘文斌＊ 鲁康乐 乔秋实

(1.南京农业大学动物科技学院,江苏省水产动物营养重点实验室,南京 210095;2.南京农业大学资源与环境科学学院,南京 210095)

近年来,随着水产养殖规模的扩大,作为优质蛋白质源的鱼粉因受资源及价格的限制,供应日益紧张,使得寻找和利用其他廉价蛋白质原料替代鱼粉的研究受到广泛关注,并已成为国内外水产饲料研究的热点之一。我国作为农业大国,饲料原料品种丰富多样,但优质蛋白质饲料原料缺乏,在水产行业中尤其突出。同时,由于各种饲料原料的产地、加工工艺等因素不同,使得其营养价值不同。因此,研究鱼类对一些非常规蛋白质饲料原料的利用率显得格外重要。这不仅能适当缓解对国外鱼粉过分依赖的现状,还能降低养殖成本、减轻对生态环境的污染。饲料原料的表观消化率不仅可以评价蛋白质源的饲用潜力[1],而且可指导高营养、低污染鱼类配合饲料的配制[2]。

建鲤(Cyprinus carpio var.Jian)是中国水产科学研究院淡水渔业研究中心人工育成的我国第1个遗传性状比较稳定的优良鱼类养殖新品种。它属于杂食性鱼类,与现有鲤鱼品种相比,能普遍增产 30%以上,是我国最主要的鲤鱼养殖品种之一。水产饲料中常用的几种蛋白质原料有鱼粉、豆粕、花生粕、菜籽粕和棉籽粕等,且有大量研究报道了多种鱼类对这几种蛋白质原料的表观消化率[1,3-5],而有关鱼类对蚕蛹粉(silkworm pupa meal,SPM)、蛋白肽 (protein peptide,PP)、玉米蛋白粉(corn gluten meal,CGM)等非常规蛋白质原料的表观消化率的研究还较缺乏。因此,本试验以建鲤为试验动物,拟测定 6种非常规蛋白质原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、总磷和总能的表观消化率,为配制高营养、低污染、低成本的建鲤配合饲料提供依据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验所选 6种非常规蛋白质原料分别为血粉(blood meal,BM)、蚕蛹粉、膨化羽毛粉(expanded feather meal,EFM)、酶解羽毛粉(hydrolyzed feather meal,ZFM)、蛋白肽、玉米蛋白粉,上述试验原料均购于江苏金坛饲料有限公司,其营养水平及氨基酸组成见表 1。

表 1 6种非常规蛋白质原料的营养水平及氨基酸组成(干物质基础)Tab le 1 Nutrient levels and am ino acid composition of six kinds o f non-conventionalprotein ingredients(DM basis) %

1.2 试验设计

试验用建鲤购于中国水产科学研究院无锡淡水渔业研究中心宜兴养殖基地。正式试验前,以不含三氧化二铬(Cr2O3)的基础饲料饱食投喂。经过 1周的驯化后,挑选出体格健壮、规格一致[平均体重为(220.53±4.67)g]的建鲤 210尾,随机分成 7组(每组 3个重复,每个重复 10尾),其中 1组为对照组,投喂基础饲料,另外 6组为试验组,分别投喂 1种试验饲料。

试验饲料由 70%基础饲料和30%试验原料组成,并添加 0.5%的 Cr2O3为外源指示剂。基础饲料组成及营养水平见表 2。所有原料经过粉碎后过 60目筛,通过制粒机加工成粒径为 4mm的颗粒饲料,常温风干后置于 4℃冷藏保存备用。

表 2 基础饲料组成及营养水平(干物质基础)Table 2 Composition and nutrient levels of basal diet(DM basis) %

1.3 饲养管理与样品采集

养殖试验在室内玻璃纤维水箱(3.0 m×0.8 m×0.8 m)中进行。水温为(27.0±0.8)℃,pH在 6.2～7.5,氨氮 ＜0.05 mg/L,溶氧 ＞5.0mg/L,整个养殖阶段不间断充氧。每天投喂2次 (07：30和 15：30),投饵后 1 h后清除残饵,记录采食量并观察排粪情况。

正式试验 3 d后开始收集粪样,在投饵后 4～5 h为建鲤排粪的高峰期,采用虹吸法收集此时间段内新鲜、成形的粪便,然后置于 65℃烘箱中2 h,取出后装入自封袋 4℃保存。

1.4 指标测定与计算方法

本试验中,干物质、灰分含量根据 AOAC方法测定;粗蛋白质含量采用半微量凯氏定氮法测定;粗脂肪含量采用索氏抽提法测定;总磷含量采用钼黄比色法测定;总能采用氧弹测热法测定;氨基酸组成采用全自动氨基酸分析仪(日立 L-8900型)测定;铬含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测定。

饲料(包括基础饲料和试验饲料)中营养物质的表观消化率计算公式如下：

式中：Scr为饲料中 Cr2O3的含量(%);Fcr为粪便中 Cr2O3的含量(%);Si为饲料中某营养成分的含量(%);Fi为粪便中某营养成分的含量(%)。

待测原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、总磷、总能及必需氨基酸的表观消化率计算公式为：

式中：Di为待测原料中某营养成分的表观消化率(%);DT为试验饲料中某营养成分的表观消化率%;DR为基础饲料中某营养成分的表观消化率(%);WR为摄取的试验饲料中基础饲料的重量(g);WT为摄取的试验饲料的重量(g);XR为基础饲料中某营养成分的含量(%);XT为试验饲料中某营养成分的含量(%)。

1.5 数据分析与处理

试验数据采用 SPSS 16.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA),若差异显著(P＜0.05),则进行 Duncan氏多重比较,结果以平均值 ±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、总磷和总能的表观消化率

建鲤对 6种非常规蛋白质原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、总磷和总能的表观消化率见表 3。

6种蛋白质原料中干物质的表观消化率在63.11%～94.57%,按高低顺序依次为玉米蛋白粉、酶解羽毛粉、血粉、蛋白肽、膨化羽毛粉和蚕蛹粉,其中玉米蛋白粉显著高于其他待测原料(P＜0.05),血粉和酶解羽毛粉显著高于蚕蛹粉、膨化羽毛粉和蛋白肽(P＜0.05)。

6种蛋白质原料中粗蛋白质的表观消化率在66.51%～92.85%,以玉米蛋白粉的粗蛋白质表观消化率为最高,达到 92.85%,显著高于其他待测原料(P＜0.05),随后依次为血粉、蚕蛹粉、蛋白肽和酶解羽毛粉,四者之间差异不显著(P＞0.05),而膨化羽毛粉的粗蛋白质表观消化率仅为66.51%,显著低于其他待测原料(P＜0.05)。

6种蛋白质原料中粗脂肪的表观消化率在66.48%～88.32%,其中玉米蛋白粉、蚕蛹粉和蛋白肽显著高于血粉、膨化羽毛粉和酶解羽毛粉(P＜0.05),其他待测原料间差异不显著(P＞0.05)。

6种蛋白质原料中总磷的表观消化率在29.04%～98.92%,其中玉米蛋白粉高达98.92%,显著高于其他待测原料(P＜0.05),蛋白肽、膨化羽毛粉、蚕蛹粉分别为 54.13%、52.27%和 45.46%,三者之间差异不显著(P＞0.05),最差为酶解羽毛粉,仅为 29.04%,显著低于其他待测原料(P＜0.05)。

6种蛋白质原料中总能的表观消化率在58.67%～91.92%,其中玉米蛋白粉最高,显著高于其他待测原料(P＜0.05),而膨化羽毛粉最低,显著低于其他待测原料(P＜0.05),其他待测原料按高低顺序依次为酶解羽毛粉、血粉、蚕蛹粉和蛋白肽。

表 3 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、总磷和总能的表观消化率Table 3 Apparent digestibility of DM,CP,EE,TP and GE in six kinds of non-conventional protein ingredients for Jian carp %

2.2 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中必需氨基酸的表观消化率

由表 4可知,各待测原料中总氨基酸的表观消化率要高于其粗蛋白质的表观消化率,但趋势一致,其中最高值和最低值分别出现在玉米蛋白粉和膨化羽毛粉上。玉米蛋白粉中各必需氨基酸和总氨基酸的表观消化率均较高,其中蛋氨酸表观消化率最高(93.75%),而赖氨酸最低(76.69%)。6种蛋白质原料中精氨酸的表观消化率普遍高于80%(除膨化羽毛粉),而膨化羽毛粉、酶解羽毛粉和蛋白肽中赖氨酸的表观消化率都较低,显著低于血粉、蚕蛹和玉米蛋白粉。

3 讨 论

3.1 试验方法对饲料原料中表观消化率测定的影响

本试验以 1龄建鲤为试验动物,但由于研究的鱼类品种、生长阶段等不同,所得结果可能会与其他研究结果存在差异。根据相关报道[7-8]比较各种收粪方法,并参考 Shipton等[9]和周志刚等[10]的试验,本试验采用虹吸法,在建鲤排粪高峰期收集有包膜、完整和新鲜的粪样。

试验饲料根据 Cho等[11]提出的“70%基础饲料 +30%待测原料”配制,而不采用单一原料。这样能较好的满足试验动物的营养需要,使所得试验结果更接近鱼类的营养消化需求。但 Cho等[11]所提出的饲料原料营养成分消化率计算公式[饲料原料营养成分的表观消化率 =(试验饲料营养成分的消化率 -0.7×基础饲料营养成分的消化率)/(1-0.7)]不准确。该公式没有考虑试验原料营养成分对试验饲料营养成分及表观消化率的贡献,这样就没有消除基础饲料和试验饲料中被测营养成分含量不同对试验原料营养成分表观消化率测定结果的影响。而本试验采用游文章等[6]所改进的计算公式进行表观消化率的计算,使试验结果更准确、科学。

表 4 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中必需氨基酸的表观消化率Table 4 Apparent digestibility of essential am ino acids in six kinds of non-conventional protein ingredients for Jian carp %

3.2 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中干物质、粗脂肪、总能的表观消化率

干物质的消化率反映了鱼类对饲料原料的整体消化水平,它与饲料中粗纤维、灰分含量及蛋白质、脂肪和碳水化合物等营养物质的吸收有关。Robert等[12]研究表明,饲料中粗纤维和灰分含量过高会降低水产动物对饲料的干物质消化率。刘玉良等[13]、梁丹妮等[4]研究表明,饲料中粗纤维含量与总消化率呈明显的负相关。本试验中测得建鲤对 6种蛋白质原料的干物质的表观消化率差异较大,在 63.11%～94.57%,其中以玉米蛋白粉最高。这主要与玉米蛋白粉中碳水化合物和粗纤维含量低有关[14-15],且玉米蛋白粉中粗脂肪和总能的表观消化率都较高,这也说明建鲤能较好的利用玉米蛋白粉这种饲料原料。

建鲤对 6种非常规蛋白质原料中粗脂肪的表观消化率不同,其中玉米蛋白粉、蛋白肽和蚕蛹粉均高于 85%,这与其他鱼类研究结果一致[13]。而对血粉、膨化羽毛粉和酶解羽毛粉中粗脂肪的表观消化率较低,特别是羽毛粉。这些动物性蛋白质原料可能在加工过程中受高温等影响使得脂肪分解变质,进而不能被建鲤所利用。

3.3 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中粗蛋白质、必需氨基酸的表观消化率

本试验结果表明,建鲤对不同的蛋白质原料中粗蛋白质的表观消化率差异很大,这主要取决与原料的营养成分和加工工艺[7]。建鲤对玉米蛋白粉中粗蛋白质的表观消化率最高,达 92.85%,这与任泽林等[16]的研究结果一致。少数鱼类对玉米蛋白粉有较好的消化能力[17],这可能也是与玉米蛋白粉的抗营养因子含量少,其中碳水化合物和粗纤维含量低[14-15]有关。但陈建明等[5]、林仕海等[18]在花鱼和草鱼上试验所得玉米蛋白粉中粗蛋白质的表观消化率较低,这主要跟玉米蛋白粉的加工工艺不同有关。本试验所用蛋白肽是棉籽粕经酶解后干燥的产物,而建鲤对它的粗蛋白质的表观消化率为 76.58%,说明建鲤能较好利用蛋白肽中的粗蛋白质。动物性蛋白质原料中,蚕蛹粉中粗蛋白质的表观消化率为 78.76%,这与其他研究所得结果相近,相关报道指出鲤鱼[16]、青鱼[13]、花鲈[19]对蚕蛹粉中蛋白质的表观消化率分别为 73.55%、82.40%和 85.04%。建鲤对血粉、膨化羽毛粉和酶解羽毛粉的粗蛋白质的表观消化率分别为 79.70%、66.51%和75.64%,这些畜禽加工副产品的蛋白质表观消化率往往与加工工艺有关。Cho等[11]报道,虹鳟对喷雾干燥的血粉的蛋白质消化率高达 99%,而烘干的仅 16%。羽毛粉蛋白质含量在 85%以上,但由于含有大量的二硫键而不被动物消化吸收利用,其营养价值取决于加工工艺,如果加工方式不同,其产品的消化率也会有所差异[20]。

从必需氨基酸表观消化率的结果中可看出,建鲤对不同蛋白质原料的氨基酸表观消化率不同,对同一蛋白质原料中不同氨基酸的表观消化率也有差异,但蛋白质原料中总氨基酸的表观消化率与其蛋白质表观消化率的变化趋势一致,这与叶元土等[21]所得结论一致。本试验中玉米蛋白粉中各必需氨基酸的表观消化率普遍较高,这可能是由于玉米蛋白粉中含硫氨基酸和亮氨酸含量较高,使得含玉米蛋白粉的试验饲料中氨基酸组成更平衡[22],进而建鲤对玉米蛋白粉中粗蛋白质和各必需氨基酸的表观消化率要高。而建鲤对膨化羽毛粉中粗蛋白质的表观消化率最低,仅66.51%,结合必需氨基酸来看,其各必需氨基酸的表观消化率也都较低。这可能是由于羽毛粉中氨基酸组成不平衡,其赖氨酸、蛋氨酸和组氨酸含量较低[23],进而影响整体的营养价值。从本试验中所用的 3种羽毛粉来看,不同的加工工艺所得的产品,其营养价值也不同。从各必需氨基酸来看,精氨酸的表观消化率普遍较高,而赖氨酸的表观消化率较低,这可能与精氨酸与赖氨酸之间存在拮抗作用有关[24]。Kaushik等[24]报道,随饲料中精氨酸的增加,虹鳟对精氨酸的消化率增加,而赖氨酸的消化率降低。

3.4 建鲤对 6种非常规蛋白质原料中总磷的表观消化率

本试验中建鲤对待测原料中总磷的表观消化率较高,其中玉米蛋白粉达 98.92%,这远高于其他研究所报道的罗非鱼为 28.20%[25]和斑点叉尾鮰为 25.00%[26]的结果。蛋白肽的总磷的表观消化率为 54.13%,这与蛋白肽的加工过程有关。蛋白肽是由棉粕通过酶解、高温等过程而制得,而酶解过程可能使植酸部分分解,提高了有效磷的含量。

4 结 论

①建鲤对部分非常规蛋白质原料的表观消化率较高,配制建鲤的饲料时,在满足营养需求的前提下,可以适量添加这些非常规蛋白质原料。

②建鲤能很好的消化吸收玉米蛋白粉,因此它可作为建鲤饲料中的优质蛋白质源,且在生产中可适量替代鱼粉。

③羽毛粉由于加工工艺的不同,产品的营养价值不同,建鲤对其的表观消化率也有较大的差异,因此使用时应进行营养价值的评定。

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