菜籽粕替代鱼粉对银鲫生长性能及饲料利用率的影响

张 杰 王四维 陈泽涛 过世东

(江南大学食品学院1，无锡 214122)

(无锡中粮工程科技有限公司2，无锡 214035)

鱼粉作为一种营养全面的蛋白饲料源，已普遍应用于水产饲料，但是近年来鱼粉供应紧张，价格不断上涨，限制了水产饲料的可持续发展，因此，寻找廉价的鱼粉替代蛋白原料已成为水产饲料研究热点。

菜籽粕来源广泛，价格低廉，我国年产菜籽饼粕约7.50 × 106t［1］，菜籽粕的粗蛋白质量分数为35% ～39%，是具有潜力的水产饲料蛋白源。菜籽粕在水产饲料中已经有广泛的研究与应用。但是菜籽粕因其利用率低、赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸的缺乏及抗营养因子的存在而使其在水产饲料中的添加量受到限制。改善菜籽粕的这些缺陷是提高其在水产饲料中添加量的关键。很多研究表明在饲料中添加必需氨基酸可以改善饲料中必需氨基酸的不足，并且提高鱼类对饲料的蛋白质利用效率［2－4］。另外使用现在已经成熟的挤压膨化技术，可以提高鱼类对植物蛋白饲料的利用率［5－6］，降低饲料中不可溶性纤维素的含量［7－8］，同时对饲料中的抗营养物质也有一定的破坏作用［9］。本次试验以银鲫(Carassius auratus)为饲养对象，研究挤压膨化技术和环模制粒技术制作的饲料中菜籽粕替代0%(对照组)、25%、50%、75%的鱼粉对银鲫生长及饲料利用率的影响，以探求更好地利用菜籽粕和提高银鲫饲料质量的新途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

银鲫:无锡市本地养殖场，为当年池塘养殖鱼种。豆粕、菜籽粕、小麦粉、豆油:无锡三里桥粮油市场;国产鱼粉、氯化胆碱、晶体赖氨酸、晶体蛋氨酸:无锡大江中盛生物科技有限公司;三氧化二铬(分析纯，饲料中添加量为0.5%):国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验设备

Buhler－180试验颗粒机(环模孔径2.0 mm):布勒机械制造有限公司;DS32－Ⅱ型双螺杆挤压机:济南赛信膨化机械有限公司;水产养殖及循环水处理系统:青岛中科海水处理设备工程有限公司;HJ－20型螺带混合机:无锡中亚粮机厂;全套标准筛:浙江上虞市五四纱筛厂;9FQ－20型高速锤式粉碎机:北京燕京牧机公司二厂;Agilent1100氨基酸专用高效液相色谱仪:美国Agilent公司。

1.3 试验饲料

用菜籽粕分别替代饲料中0%、25%、50%和75%的鱼粉，配制成4种等氮(粗蛋白33%)、等能(总能19 kJ/g)饲料。饲料原料粉碎后过60目筛，采用逐级扩大法添加微量成分，饲料混合均匀后分别用环模制粒机和挤压膨化机制成硬颗粒饲料和膨化饲料。挤压膨化机螺杆转速为105 r/min，机筒温度(进料段—中间段—出料段):90℃—130℃—130℃。制作好的饲料置于－21℃下贮藏。试验饲料配方及营养成分如表1所示。

表1 试验饲料配方和营养成分

1.4 试验设计和饲养管理

购回的鱼经过一周的驯养后，选取大小均匀(43.5±6)g、身体健壮的鱼种405尾，分成8个组，每组3个重复，每个重复15尾鱼。所有水族箱在半开放式循环养殖系统中，采用人工光照，每天8:00开灯，晚上20:00关灯，以充分曝气的自来水为水源，每周定期清理水箱。养殖水流入蓄水池经过过滤、沉淀、增氧、控温后由水泵抽回各箱中，养殖水温保持(20±2)℃。每天在8:30、13:30、18:30各投喂1次饲料，投喂量为鱼体重的1%左右。详细记录每天的摄食量，饲养试验为期50 d。

1.5 饲料营养成分的测定

根据配方混合饲料原料后，随机取出3 g左右，测定饲料营养成分，每种饲料2个重复。利用直接干燥法测定水分(GB/T 5009.3—2003);凯氏定氮法测定粗蛋白的含量(GB/T 5009.5—2003);索氏抽提法测定粗脂肪的含量(GB/T 5009.6—2003);灼烧法测定粗灰分的含量(GB/T 5009.4—2003)。

1.6 氨基酸的测定

样品处理:颗粒饲料粉碎后过60目，取250 mg左右样品于水解管内。养殖结束后，取银鲫背部侧鳞线以上的肌肉用匀浆机捣碎后随机取500 mg左右样品于水解管内。向上述水解管中加入6 mol/L的HCl溶液8 mL，抽真空封管，放入110℃的烘箱中水解22 h。水解液全部转移到已编号的25 mL容量瓶，用超纯水洗涤3次并定容。摇匀后用2层滤纸过滤至10 mL小烧杯，取1 mL至25 mL小烧杯，放入真空干燥器内抽真空，过夜，干燥后取出加入0.02 mol/L的 HCl溶液1 mL，静置1 h，搅拌均匀后直接倒入1.5 mL离心管内，10 000 r/min离心10 min，取400 μL至Agilent专用样品瓶内，编号测定。

色谱条件:色谱柱:250 mm ×4.6 mm，i.d.(内径)液膜厚度5 μm;柱温:40 ℃;流速:1.0 m/min;紫外检测器波长:338 nm。

1.7 生长性能的测定

养殖50 d后，停止投喂饲料24 h，对每箱的鱼进行称重，计算总的饲料投喂量、末重(FBW)、特定生长率(SGR)、蛋白质效率(PER)及饲料系数(FCR)，计算公式:

式中:T为养殖时间/d;WT为养殖第T天鱼体平均重/g;W0为鱼体平均初重/g;Wf为投喂饲料的总重/g;NW0为试验前鱼体总重/g;NWT为试验结束后鱼体总重/g;Np为饲料中粗蛋白的质量分数%;Ag为鱼体氨基酸的增加量/g;Ai为氨基酸的摄入量/g。

1.8 表观消化率的测定［10］

试验结束前2周，在每次投饵30 min后，清理出箱底的残饵及粪便，3 h后用虹吸管收集成型、饱满的粪便，连续收集2周。将饲料和粪便样品分别用直接干燥法、凯氏定氮法测定干物质、粗蛋白的含量。

表观消化率的测定采用Cr2O3指示剂法，用湿式灰分定量法测定Cr2O3的含量。饲料表观消化率计算公式如下:

表观消化率=［1－(粪便中某成分的含量×饲料中指示剂的含量)/(饲料中某成分的含量×粪便中指示剂的含量)］×100%

1.9 数据分析

试验结果以平均值±标准差表示，用SPSS16.0软件进行双因素方差分析，若影响显著(P＜0.05)，则采用Duncan进行多重比较分析。

2 结果分析

2.1 银鲫的生长及饲料利用率

试验银鲫的初重(g)、末重(g)、特定生长率(%)、蛋白质效率及饲料系数见表2。

表2 菜籽粕替代鱼粉对银鲫生长及饲料利用的影响

在硬颗粒饲料组中，25%和50%菜籽粕替代组的末重与对照组无显著差异(P＞0.05)，75%菜籽粕替代组的末重与对照组间出现显著差异(P＜0.05);25%和50%菜籽粕替代组的特定生长率和蛋白质效率与对照组差异不显著(P＞0.05)，75%菜籽粕替代组的特定生长率和蛋白质效率显著低于对照组(P＜0.05);25%菜籽粕替代组的饲料系数与对照组没有显著差异(P＞0.05)，50%和75%菜籽粕替代组的饲料系数显著高于对照组(P＜0.05)。

在膨化饲料组中，末重、特定生长率、蛋白质效率和饲料系数在各组间均不存在显著差异(P＞0.05)。

综合表2结果可以知道，膨化饲料组对照组具有最高的末重、特定生长率、蛋白质效率和最低的饲料系数，且膨化饲料各组银鲫的末重、特定生长率、蛋白质效率和饲料系数均与硬颗粒饲料组中对照组无显著差异(P＞0.05)。双因素分析结果显示增加菜籽粕替代水平会显著降低银鲫末重、蛋白质效率及饲料系数(P＜0.05);膨化饲料加工工艺能显著改善银鲫末重、蛋白质效率及饲料系数(P＜0.05)。

2.2 银鲫对饲料的表观消化率

银鲫对饲料干物质及粗蛋白的表观消化率如表3。

在硬颗粒饲料组中，25%菜籽粕替代组中饲料干物质和粗蛋白的表观消化率与对照组无显著差异(P＞0.05)，50%和75%菜籽粕替代组中饲料干物质和粗蛋白的表观消化率均显著低于对照组(P＜0.05);在膨化饲料组中，25%和50%菜籽粕替代组中饲料干物质和粗蛋白的表观消化率与对照组差异不显著(P＞0.05)，75%菜籽粕替代组中饲料干物质和粗蛋白的表观消化率显著低于对照组(P ＜0.05)。

综合表3中的结果可以知道，膨化饲料组对照组具有最高的饲料干物质和粗蛋白的表观消化率，且膨化饲料组各组的饲料物质和粗蛋白的表观消化率均与硬颗粒饲料组中对照组无显著差异(P＞0.05)。双因素分析结果显示菜籽粕替代水平对饲料干物质和粗蛋白的表观消化率有显著影响(P＜0.05);饲料加工工艺对饲料干物质和粗蛋白的表观消化率有显著影响(P＜0.05)。

表3 菜籽粕替代鱼粉对饲料表观消化率的影响/%

2.3 银鲫必需氨基酸的沉积率

不同饲料饲喂银鲫后银鲫氨基酸沉积率如表4。由表4可以看出，随着饲料中菜籽粕替代量的增加，银鲫必需氨基酸的沉积率均呈现下降的趋势。银鲫对蛋氨酸的沉积率最高，其次是赖氨酸，银鲫对组氨酸的沉积率最低。不同饲料组中各种必需氨基酸的沉积率均能发现显著变化(P＜0.05)。双因素分析结果显示膨化饲料加工工艺可以显著提高银鲫对除组氨酸外其他8种必需氨基酸的沉积率(P＜0.05);替代水平显著影响银鲫对除苯丙氨酸外其他8种必需氨基酸的沉积率(P＜0.05)。

3 结果与讨论

3.1 菜籽粕替代鱼粉对银鲫生长及饲料利用率的影响

菜籽粕是一种具有潜力的水产蛋白饲料源，在水产饲料中的合理应用可以降低饲料的成本而不会对鱼类的生长和饲料利用率产生明显的影响［11－14］。本次试验条件下，硬颗粒饲料中菜籽粕替代25%的鱼粉不会对银鲫的生长和饲料利用率产生显著的影响;膨化饲料中菜籽粕替代75%的鱼粉不会显著影响银鲫的生长和饲料利用率。但菜籽粕过量使用也会阻碍鱼类的生长和饲料利用率［15－16］。本试验表明，硬颗粒饲料中菜籽粕替代50%和75%的鱼粉后，银鲫的生长受到明显的抑制，饲料系数显著升高。菜籽粕与鱼粉相比缺乏赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸［17］，鱼类的生长主要是蛋白质在鱼体内的积累，而蛋白质的积累是通过氨基酸的合成实现的，必需氨基酸的缺乏会导致氨基酸组成的不平衡，从而阻碍蛋白质在鱼体内的积累，这是菜籽粕过量替代鱼粉后银鲫生长受阻、饲料利用率下降的原因之一。另外菜籽粕中还含有硫甙葡萄糖苷、单宁等抗营养因子，这些抗营养因子会损害鱼类的生理机能［18］，还会抑制鱼类的食欲，这些也是菜籽粕过量替代鱼粉后银鲫生长受阻、饲料利用率下降的原因。本次试验结果也显示膨化饲料中菜籽粕替代75%的鱼粉不会显著影响银鲫的生长和饲料利用，而硬颗粒饲料中菜籽粕替代50%的鱼粉就会显著抑制银鲫的生长和饲料利用，这表明挤压膨化加工可以改善高菜籽粕含量饲料的品质。

3.2 菜籽粕替代鱼粉对饲料表观消化率的影响

消化率是评价饲料品质的重要指标。对大黄鱼、青鱼、花鲈的研究显示，它们对菜籽粕的干物质和粗蛋白的表观消化率均低于鱼粉［19－21］。本试验显示，随着菜籽粕替代鱼粉量的增加，银鲫对饲料干物质和粗蛋白的表观消化率均有降低的趋势。这主要是由于:(1)菜籽粕中粗纤维含量较高，而鱼类缺乏利用和分解粗纤维的酶类;(2)菜籽粕中含有多种抗营养因子，如植酸能与饲料中的铁、镁、钙、磷等结合形成不能被肠道吸收的螯合物，从而降低这些必须矿物质的吸收率，其还可以与蛋白质碱性基团结合，从而抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，降低蛋白质的有效利用率，酚类物质如单宁也会与酶类结合，使其变性，从而影响鱼类对饲料的消化率;(3)菜籽粕必需氨基酸组成不平衡，与鱼粉相比缺乏赖氨酸、蛋氨酸等必须氨基酸，氨基酸组成的不平衡会降低鱼类对菜籽粕中蛋白质的转化率。

表4 菜籽粕替代鱼粉对银鲫必需氨基酸沉积率的影响/%

本试验也显示，相同配方的饲料，膨化饲料组的银鲫对饲料的表观消化率要高于硬颗粒饲料组。与硬颗粒饲料组中对照组相比，膨化饲料中菜籽粕替代75%的鱼粉不会显著降低银鲫对饲料的表观消化率，而硬颗粒饲料中菜籽粕替代50%的鱼粉就会显著降低银鲫对饲料的表观消化率。这是由于:(1)挤压膨化过程中的高温、高压、高湿及激烈的机械作用会使蛋白质变性，蛋白质分子的紧密结构被破坏，结构变得疏松，增加了对酶的敏感性，从而能促进蛋白质的生物酶解，增加蛋白的消化率［22］;(2)挤压膨化过程中的特殊环境会破坏糖类分子间的结构，如使淀粉变性而易于消化，降低不可溶性粗纤维的含量，增加可溶性粗纤维的含量［23］;(3)挤压膨化过程对饲料原料内部的抗营养因子也会产生明显的作用，降低其对动物抗营养作用［24］。

3.3 菜籽粕替代鱼粉对银鲫必需氨基酸沉积率的影响

必需氨基酸的沉积率能够反映饲料蛋白质必需氨基酸组成平衡性的好坏。试验结果显示，随着菜籽粕对鱼粉替代量的增加，银鲫必需氨基酸的沉积率呈现降低的趋势。这是由于菜籽粕中缺乏赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸。通过补充晶体氨基酸或许可以改善饲料氨基酸的平衡，但晶体氨基酸能否被鱼类利用还有待研究。试验通过添加晶体赖氨酸和蛋氨酸补充菜籽粕替代鱼粉后饲料中赖氨酸和蛋氨酸的减少，但银鲫的生长和饲料利用未得到明显的改善，因此银鲫对晶体氨基酸的研究还需进一步研究。试验也显示，相同配方的饲料，膨化饲料组的银鲫必需氨基酸沉积率高于硬颗粒饲料组。挤压膨化增加蛋白质的消化率，一定程度上改善了氨基酸的平衡，是导致膨化组必需氨基酸沉积率高于硬颗粒饲料组的主要原因。

4 结论

菜籽粕替代银鲫饲料中适量的鱼粉是可行的，但过量则会抑制银鲫的生长和饲料利用。利用挤压膨化加工技术则可以显著提高银鲫饲料中菜籽粕替代鱼粉的量，且不会对银鲫生长及银鲫对饲料利用能力产生明显的影响。

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