豆粕和花生粕部分替代鱼粉添加四种添加剂对凡纳滨对虾饲料表观消化率的影响

2014-02-27黄燕华王国霞李永娟曹俊明

饲料工业 2014年20期

■陈冰齐飞，2 黄燕华王国霞李永娟，2 李林曹俊明

（1.广东省农业科学院动物科学研究所广东省动物育种与营养公共实验室广东省畜禽育种与营养研究重点实验室，广东广州510640；2.华中农业大学水产学院，湖北武汉430070）

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）俗称南美白对虾，是当今世界养殖产量最高的三大虾类之一，在我国的养殖产量占对虾养殖总产量的80%以上，对饲料中鱼粉的需求水平在30%左右[1]。由于鱼粉原料资源量的下降和环境保护的要求，以及市场供求关系等影响，导致了鱼粉价格不断上涨，越来越制约鱼粉在对虾饲料中的使用。因此，提高凡纳滨对虾对植物蛋白源的利用率，节约鱼粉资源和降低饲料成本，是凡纳滨对虾大规模养殖中亟待解决的重要课题。豆粕和花生粕具有来源广、蛋白质含量高等优点，被认为是替代水产动物饲料中鱼粉的适宜植物蛋白源，但由于适口性较差、抗营养因子和氨基酸不平衡等，限制了其对鱼粉的替代水平[2]。

本实验室前期研究结果表明，豆粕和花生粕分别与包膜赖氨酸和蛋氨酸、复合芽孢杆菌、植酸酶、核苷酸混合物组合替代部分鱼粉，能提高凡纳滨对虾的生长性能和饲料利用率，但对饲料营养成分表观消化率的影响有待进一步研究。为此，本文以豆粕和花生粕替代部分鱼粉为基础饲料，分别添加上述四种添加剂，以三氧化二钇为指示剂，分析了凡纳滨对虾对饲料干物质、粗蛋白质、粗脂肪、磷、能量和氨基酸的表观消化率。

1 材料和方法

1.1 试验饲料

包膜赖氨酸（L-lysine含量为40%）和包膜蛋氨酸（DL-met含量为50%）、晶体赖氨酸（L-lysine含量为78.8%）和晶体蛋氨酸（DL-met含量为99%）均由广州飞禧特水产科技有限公司提供；枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌由湛江粤海饲料有限公司提供，其中益生菌含量为109CFU/g；植酸酶（2 500 U/g）由广东溢多利生物科技股份有限公司提供；核苷酸混合物（Amp⁃Na2：GmpNa2：CmpNa2：UmpNa2=1：1：1：1，总核苷酸含量为62%）由南京兆凯生物科技公司提供。

以含23%鱼粉、22%豆粕和18%花生粕的饲料为基础饲料（G0），其组成及营养水平见表1。在基础饲料中分别添加0.212%包膜赖氨酸和0.084%包膜蛋氨酸（G1）、1%复合芽孢杆菌制剂（地衣芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌=1：1）（G2）、0.04%植酸酶（G3）、0.62%核苷酸混合物（G4）配制4种试验饲料。通过在G0、G2、G3和G4添加0.108%晶体赖氨酸和0.042%晶体蛋氨酸使5种饲料赖氨酸和蛋氨酸含量相同。原料经粉碎过60目筛，以0.04%的三氧化二钇（Y2O3）为指示剂，采用逐级扩大法添加微量成分混合均匀后用SLX-80型双螺杆挤压机制成1.5 mm的颗粒饲料，60℃下烘干，自然冷却后放入密封袋中，置于-20℃冰箱中保存备用。

表1 基础饲料配方及营养水平（干重）

1.2 试验虾及饲养管理

试验虾来源于广东省中山市正大虾苗场，在实验室分别投喂五种饲料，体质量约为12 g时，开始消化率饲养试验。每种饲料设4个平行，每个平行20尾虾，采用饱食投喂的方式，时间为8:00、14:00和20:00。养殖水源为天然海水用自来水稀释后，经砂滤、消毒，试验期间盐度5‰~8‰，水温24~30℃。养殖过程中不断充氧曝气，溶解氧>7 mg/l、氨氮<0.2 mg/l、亚硝酸氮<0.02 mg/l，pH值7.25~7.87。自然光照。饲养试验时间为2013年9月10日至10月22日。

1.3 样品采集

在分别投喂含Y2O3的5种饲料7 d后，开始收集粪便。投饲40 min后收集残饵，投饲1.5 h后用虹吸法收集粪便，并用镊子挑选外表带有包膜的完整粪便，65℃烘干，在-20℃冰箱中保存备用。各缸收集约10 g的粪便以供分析。

1.4 样品分析

水分含量采用105℃烘箱干燥法(GB/T6435—1986)、粗蛋白含量采用凯氏定氮法(GB/T6432—1994)、粗脂肪含量采用乙醚抽提法(GB/T6433—1994)、灰分含量采用550℃灼烧法(GB/T6438—1992)、磷的含量采用分光光度法（GB/T6437—2002）。氨基酸组成采用Waters高效液相色谱仪测定。饲料及粪便中Y2O3含量在广州测试分析中心用等离子体光谱仪(SPEC⁃TRO CIOSCCD)测定。能量含量采用氧弹量热仪(IKA—C2000)测定。

基础饲料和试验饲料干物质、营养成分的表观消化率计算公式如下：

饲料干物质表观消化率(%)＝100×(1-饲料中Y2O3含量/粪便中Y2O3含量)；

饲料营养成分表观消化率(%)＝100×[1-(饲料中Y2O3含量/粪便中Y2O3含量）×(粪便中营养成分含量/饲料中营养成分含量)]。

1.5 数据统计

结果用“平均数±标准差（Mean±SD）”表示。采用SPSS 17.0软件进行方差分析（One-Way ANOVA），利用Duncan's法多重比较进行组间显著差异分析，差异显著性水平为P<0.05。

2 结果

2.1 干物质和营养物质的表观消化率（见表2）

表2 各组干物质、粗蛋白质、粗脂肪、磷和能量的表观消化率(%)

由表2可知，与G0组比，G1、G2、G3组和G4组干物质表观消化率和粗脂肪表观消化率显著升高(P<0.05)，并且分别在G3组和G4组达到最大值。G2组和G3组的粗蛋白质表观消化率显著高于其他各组(P<0.05)，并且在G2达到最大值，G3次之。G2组的磷表观消化率最高，除了与G3组不存在显著性差异外(P>0.05)，与其他组都存在显著性差异(P<0.05)；各组对虾的能量表观消化率与G0组相比分别升高14.8%、12.1%、9.4%和7.7%，但差异未达到显著水平(P>0.05)。

2.2 各组氨基酸的表观消化率（见表3）

表3 各组氨基酸的表观消化率(%)

由表3可知，各组中氨基酸的表观消化率基本都在85%以上，必需氨基酸总和的表观消化率大于非必需氨基酸总和的表观消化率。氨基酸的表观消化率的变化趋势与粗蛋白质表观消化率相似。与G0相比，G2所有氨基酸、G3除脯氨酸和酪氨酸外和G4除赖氨酸、精氨酸、丝氨酸和酪氨酸外的氨基酸的表观消化率显著升高（P<0.05），G1除苯丙氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、脯氨酸和半胱氨酸外的剩余氨基酸表观消化率无显著差异（P>0.05）。

3 讨论

3.1 豆粕和花生粕替代部分鱼粉饲料中添加四种物质对饲料干物质和营养成分表观消化率的影响

本研究结果表明，在22%豆粕、18%花生粕和23%鱼粉饲料中分别添加包膜蛋氨酸和赖氨酸、复合芽孢杆菌、植酸酶、核苷酸混合物能提高凡纳滨对虾对饲料干物质、粗蛋白质、粗脂肪、磷和氨基酸的表观消化率，各组间的影响存在差异。其中，芽孢杆菌组的表观消化率相对较高，其次是植酸酶组、核苷酸组和氨基酸组。在饲料中添加适量的芽孢杆菌制剂能够促进凡纳滨对虾的生长和提高消化酶活性[3]，从而提高饲料的消化率[4]。於叶兵等(2007)[5]研究报道，在斑节对虾(Penaeus monodon)饲料中添加3.0×109CFU/kg的芽孢杆菌时，能显著提高饲料干物质、粗蛋白、粗脂肪和磷的表观消化率，但随着添加量的减少或增大，各营养物质的表观消化率都有降低的趋势。付天玺等（2008）[6]在奥尼罗非鱼（Oreochromis niloticus×O.au⁃reus）饲料中添加1.0×1011CFU/kg的凝结芽孢杆菌能显著提高饲料干物质和粗蛋白的表观消化率，而添加量在3.0×1011CFU/kg和6.0×1011CFU/kg时，干物质和粗蛋白的表观消化率有降低的趋势。本试验结果与这些报道相似，可能是因为在饲料中添加适量的芽孢杆菌可以提高肠道有益菌的数量和改善肠道菌群平衡[7]，增强消化酶的活力[3]，从而提高饲料的消化吸收率。推测其原因可能是：在正常情况下，动物肠道微生物种群及其数量处于一个相对稳定的动态平衡，当饲料中芽孢杆菌过少时，其在肠道内不容易定植、增殖，过多时芽孢杆菌反而会破坏这种平衡，最终导致体内菌群比例发生失调[8]。也有学者研究发现，芽孢杆菌胞外产物具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性[9]，过量的芽孢杆菌在鱼虾肠道产生过量的胞外产物，有可能对机体内源酶活性产生影响或者抑制其分泌，从而在整体上降低了水产动物对营养物质的分解作用。王爱民等（2006）[10]报道，在饲料中添加适量的外源酶会促进异育银鲫（Carassiusauratus gibelio）内源酶的分泌，同时也提高饲料的表观消化率。余丰年等(2000)[11]发现，添加植酸酶促进了异育银卿对饲料中营养物质消化吸收，提高增重率；饲料中添加植酸酶能够有效地提高虹鳟（Oncorhynchus mykiss）对植酸磷的利用率，对饲料磷的消化率也从58.6%提高到68.1%[12]。本试验中，植酸酶组对虾的干物质、粗蛋白质、粗脂肪和磷的表观消化率都明显提高，总能的表观消化率也有升高的趋势，但差异不显著。这与以上的研究结果一致。主要原因是植酸及其水解不完全产物对动物胃肠道分泌的消化酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活性都有抑制作用，甚至可以导致消化酶的失活[13]。另外，植酸与纤维素结合，形成植物细胞壁成分，影响细胞内各种养分的释放与消化利用，并且植酸可与饲料中蛋白质、糖等物质结合，在消化道内对动物体的消化酶产生不良影响，使整个饲料养分利用率降低。从理论上讲，植酸酶水解植酸释放磷的同时，可以将与植酸络合的蛋白质释放出来，便于消化道分泌的各种蛋白酶作用，同时还可以释放与植酸结合的内源性蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，从而使消化利用率提高。王锐等（2008）[14]研究发现，添加外源核苷酸可显著提高异育银鲫幼鱼肝胰腺和肠道中淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶的活性。Burrells等[15]报道，在大西洋鲑（Salmo salar）饲料中添加0.3%核苷酸混合物，可明显增加肠皱褶高度，并且显著提高肠皱襞基底膜厚度和肠道表面积。本试验中，核苷酸混合物组试验结果与对照组比，除了干物质和粗脂肪的表观消化率显著提高外，其它各种营养物质的表观消化率也均有所提高，但差异性不显著。核苷酸能使肠道黏膜核酸和蛋白质含量增加，并且能促进肠绒毛的生长及提高肠壁厚度，同时还能促进肠道微生物菌群的生长繁殖和脂肪的代谢，从而提高凡纳滨对虾对营养物质的消化、吸收和利用的能力。Alam等（2005）[16]研究了晶体及包膜赖氨酸和蛋氨酸在以豆粕为主的日本对虾（Penaeus japonicus）饲料中的应用效果，同时补充包膜赖氨酸和蛋氨酸可显著的促进对虾的生长，特定生长率显著提高，而补充晶体赖氨酸和蛋氨酸则没有这样的效果。王爱民等（2006）[17]研究发现，饲料中氨基酸平衡对异育银鲫增重具有显著改善作用，并有提高其对饲料干物质、蛋白质及磷利用率的趋势。

本试验中，包膜氨基酸组干物质和粗脂肪消化率显著升高，这与上述研究结果相似。可能是通过添加包膜氨基酸使之达到平衡以及减少在水中的溶失，提高饲料的利用率，另外蛋氨酸也能提高肠道脂肪酶活性，从而促进凡纳滨对虾对脂肪的消化吸收[18]。

3.2 豆粕和花生粕替代部分鱼粉饲料中添加四种添加剂对饲料氨基酸表观消化率的影响

本试验中，凡纳滨对虾对氨基酸的表观消化率的变化趋势与粗蛋白质表观消化率相似，芽孢杆菌组氨基酸的表观消化率最高，其次是植酸酶组、核苷酸混合物组和包膜氨基酸组。各氨基酸的消化率也基本都高于85%，这与Akyiyama等（1989）[19]关于凡纳滨对虾对鱼粉的结果相近，该作者研究得出鱼粉各氨基酸的消化率均在78%以上；Yang等（2009）[20]对鱼粉的研究也表明，除丝氨酸、天冬氨酸、酪氨酸和半胱氨酸的消化率较低外，其他氨基酸的消化率均高于80%。与其他组相比，G2大部分氨基酸差异性显著升高。这可能是因为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的代谢物具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，同时还与产生降解非淀粉多糖酶的能力有关，这些酶类在降解饲料养分的同时，也能大大减少或消除饲料中非淀粉多糖等抗营养因子的不利影响[21]。同时，益生菌的蛋白酶或肽酶组成的蛋白酶系统，能分解蛋白质和多肽为游离氨基酸，在使饲料养分更易消化的同时，益生菌自溶后释放的细胞内容物能为畜禽提供更多营养，从而提高能量、蛋白质的利用率和畜禽的生产性能。植酸酶可以有效降低植酸对蛋白质和肠道蛋白酶等物质的螯合作用，从而提高机体对蛋白质和氨基酸的利用率。Kornegay等(2002)[22]研究表明，在缺乏氨基酸肉鸡饲料中添加不同水平的植酸酶和随着植酸酶添加量的增加除蛋氨酸和脯氨酸外，其他氨基酸消化率随之提高。Cheng等(2004)[23]在以豆粕-明胶-糊精为基础的虹鳟半纯合饲粮中添加2 000 U/g或4 000 U/g植酸酶时，与不添加植酸酶的日粮相比，除了组氨酸、亮氨酸和甘氨酸没有影响外，其他氨基酸的表观消化率均显著提高；在以豆粕-鱼粉-面筋为基础的虹鳟饲料中添加500 U/g的植酸酶可以提高干物质、粗蛋白和除色氨酸、酪氨酸以外的大多数氨基酸的表观消化率。本试验中，除酪氨酸和脯氨酸外，植酸酶组其他氨基酸的表观消化率相比于对照组也显著提高，与上述研究结果基本一致。核苷酸混合物组氨基酸的表观消化率相对于对照组显著升高(除赖氨酸、精氨酸、丝氨酸、酪氨酸除外)。核苷酸及其代谢产物在许多生物过程中有着重要的作用，其中包括影响肠道的发育。小肠中的细胞代谢非常迅速，需要大量的核苷酸用于DNA和RNA的合成。虽然核苷酸作为必需营养素，小肠能从氨基酸和其它体物中合成，但合成量有限，因此外源核苷酸的添加，有利于小肠发挥最佳的功能，加强对营养物质的利用[24]。包膜氨基酸组的氨基酸的表观消化率也有升高，但和对照组相比大多数差异不显著，可能是添加包膜氨基酸对氨基酸的消化利用影响不显著，具体原因有待进一步研究。饲料氨基酸消化吸收的数据是配制高效对虾饲料最重要的影响因素之一，以氨基酸的消化率为指标来评价饲料的质量已得到越来越多的关注。