大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中营养物质的表观消化率及添加胆汁酸和酶制剂对其产生的影响

田 莹 何 艮 周慧慧 王 旋 麦康森

(中国海洋大学水产学院，农业部水产动物营养与饲料重点实验室，青岛266003)

大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中营养物质的表观消化率及添加胆汁酸和酶制剂对其产生的影响

田 莹 何 艮*周慧慧 王 旋 麦康森

(中国海洋大学水产学院，农业部水产动物营养与饲料重点实验室，青岛266003)

本试验旨在研究大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中干物质、粗蛋白质、氨基酸和总能的表观消化率，以及在玉米蛋白粉中分别添加胆汁酸(纯度≥30%)和酶制剂[中性蛋白酶(1×105U/g)和木瓜蛋白酶(4×105U/g)组成的复合酶，二者活性比为2∶1]对其营养物质表观消化率的影响。首先配制基础饲料，试验饲料由70%的基础饲料和30%的待测蛋白质源[未进行任何处理的玉米蛋白粉(CGM)、添加胆汁酸的玉米蛋白粉(CGMB)和添加酶制剂的玉米蛋白粉(CGME)]组成。所有饲料均添加0.1%的三氧化二钇(Y2O3)为外源指示剂。将初始体重为(13.00±0.01) g大菱鲆幼鱼随机分为4组，每组3个重复，每个重复40尾鱼，分别投喂相应饲料2周后采用后肠挤压法收集粪便。养殖周期为10周。结果表明：3种不同处理形式的玉米蛋白粉中干物质、粗蛋白质、总氨基酸、总能的表观消化率分别为25.99%～43.34%、48.62%～60.72%、48.41%～67.67%、35.07%～52.34%，且总氨基酸与粗蛋白质表观消化率的变化趋势一致。其中，大菱鲆幼鱼对CGMB中各营养物质的表观消化率均最高，显著高于CGM和CGME(P<0.05)，且CGMB中干物质、粗蛋白质、总氨基酸、总能的表观消化率较CGM分别提高了17.35%、12.10%、19.26%、17.27%；大菱鲆幼鱼对CGME中各营养物质的表观消化率也得到改善，其干物质、粗蛋白质、氨基酸、总能的表观消化率较CGM分别提高了9.53%、4.37%、4.29%、12.25%，效果显著(P<0.05)。由结果可知，添加胆汁酸和酶制剂均能够提高大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中营养物质的表观消化率。

大菱鲆幼鱼；玉米蛋白粉；胆汁酸；酶制剂；表观消化率

目前胆汁酸作为饲料添加剂应用广泛。胆汁酸是胆汁的重要组成成分，是胆固醇代谢过程中产生的一系列固醇类物质，具有较强的表面活性，能降低油水两相间的表面张力，促进脂类乳化，扩大脂肪和脂肪酶的接触面积，加速脂类的消化吸收[11]。研究发现，在牛蛙饲料中添加胆汁酸提高了饲料干物质、粗脂肪及粗蛋白质的表观消化率[12]；在断奶仔猪饲粮中加入胆汁酸显著提高脂肪摄入量的同时，氮摄入量和氮贮存量也显著增加[13]。从上述研究结果可推知胆汁酸对蛋白质的消化率有提高作用。

酶制剂是高效生物催化剂，具有提高饲料利用率、消除抗营养因子、提高动物生长速度等作用，且无不良残留，是一种天然、安全的饲料添加剂，在畜禽饲料上的应用已取得了巨大的成功[14]。然而，水产动物营养生理和饲料加工条件有别于畜禽动物，影响了饲用酶制剂在水产动物饲料中广泛应用的步伐。但也有许多研究显示，使用酶制剂能提高水产动物的消化能力、促进其对营养物质的利用和提高其生长。陈建明等[15]发现在青鱼(MylopharyngodonpiceusRichardson)饲料中添加中性蛋白酶可以显著提高饲料粗蛋白质的表观消化率；刘文斌等[16]报道酶制剂可改善异育银鲫(Carassiusauratusgibelio)对饲料中蛋白质的消化吸收；刘善庭等[17]发现在玉米蛋白粉中添加中性蛋白酶很大程度上提高了羔羊对玉米蛋白粉中干物质和粗蛋白质的表观消化率。

目前水产动物上关于胆汁酸和酶制剂影响玉米蛋白粉中营养物质表观消化率的研究较少，故本试验在研究大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中营养物质的表观消化率的基础上，探讨添加胆汁酸及酶制剂对大菱鲆幼鱼利用玉米蛋白粉的影响，以期为玉米蛋白粉的高效利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

玉米蛋白粉是玉米淀粉加工中的副产物，购自七好生物科技有限公司，含有60%以上的粗蛋白质及少量的淀粉、纤维素及维生素等营养成分。

胆汁酸购自青岛赫普达商贸有限公司，纯度≥30%。

根据饲料加工工艺以及玉米蛋白粉和蛋白酶自身特点，本试验采用由中性蛋白酶(1×105U/g)和木瓜蛋白酶(4×105U/g)组成的复合酶作为酶制剂，酶制剂中中性蛋白酶和木瓜蛋白酶活性比为2∶1[18]。

1.2试验饲料

首先配制可满足大菱鲆幼鱼基本营养需求的基础饲料，然后将玉米蛋白粉与基础饲料按照3∶7的比例混合制成3种试验饲料，混合过程中1种试验饲料不做任何处理(其中的待测蛋白质源命名为CGM)，1种添加1.0%胆汁酸(其中的待测蛋白质源命名为CGMB)，1种添加0.1%酶制剂(其中的待测蛋白质源命名为CGME)。所有饲料中均添加了0.1%的三氧化二钇(Y2O3)作为外源指示剂来测定大菱鲆幼鱼对CGM、CGMB及CGME中干物质、粗蛋白质、氨基酸以及总能的表观消化率。基础饲料组成及营养水平见表1。各种饲料原料均需粉碎后过60目筛，粉碎好的原料按饲料配方由小到大逐级混匀，然后加入油脂与适量的水揉匀后制粒。饲料经45 ℃烘箱烘约12 h后置于-20 ℃冰箱密封保存。

1.3试验鱼与养殖管理

养殖试验在青岛胶南亿海丰水产品有限公司进行，试验用大菱鲆幼鱼购自烟台市莱州养殖场。正式试验开始以前，先将大菱鲆幼鱼放置在循环水养殖系统中暂养，喂食商业饲料，以使其逐渐适应试验环境。

适应环境后，先将大菱鲆幼鱼饥饿24 h，然后称重记录，挑选出规格一致、活力较好的试验鱼[平均体重为(13.00±0.01) g]随机分到12个桶中，每桶40尾鱼，在室内流水系统中进行养殖。每3桶为1组，每种饲料随机投喂1组试验鱼。试验开始前，先用基础饲料投喂各组试验鱼1周，随后各组分别投喂相对应的饲料。养殖期间每天分2次(07:00和19:00)投喂大菱鲆幼鱼至表观饱食，摄食后换水70%左右，以保证优良的水质。养殖周期为10周，每天控制水温在18～20 ℃，盐度在30‰～33‰，pH在7.5～8.0，亚硝酸盐浓度不超过0.1 mg/L，氨氮浓度不超过0.1 mg/L，溶氧浓度大于7 mg/L。

表1 基础饲料组成及营养水平(干物质基础)

1)鱼粉购自七好生物科技有限公司(中国山东)。Fish meal obtained fromQihaoBio-Tech Co., Ltd. (Shandong, China).

2)维生素预混料为每千克饲料提供The vitamin premix provided the following per kg of the diet：VB10. 025 g，VB20.045 g，VB60.020 g，VB120.010 g，VK30.010 g，肌醇 inositol 0.800 g，泛酸钙 calcium pantothenate 0.060 g，烟酸 niacin acid 0.200 g，叶酸 folic acid 0.020 g，生物素 biotin 0.060 g，VA 16 000 IU，VD32 500 IU，VE 0.240 g，VC 2.000 g，微晶纤维素 microcrystalline cellulose 16.473 g。

3)矿物质预混料为每千克饲料提供The mineral premix provided the following per kg of the diet：MgSO4·7H2O 1.200 g，CuSO4·5H2O 0.010 g，FeSO4·H2O 0.080 g，ZnSO4·H2O 0.050 g，CoCl2(1%) 0.050 g，Ca(IO3)2(1%) 0.060 g，Na2SeO3(1%) 0.020 g，沸石粉 zeolite powder 18.485 g。

4)复合诱食剂组成Composition of composite attractant:甜菜碱 lycine∶二甲基-丙酸噻亭 DMPT∶甘氨酸 glycine∶丙氨酸 alanine∶5-磷酸肌苷 inosine 5-phosphate=4∶2∶2∶1∶1。

5)营养水平为测定值。Nutrient levels were measured values.

1.4样品收集

采用后肠挤压法收集粪便样品，暂养期间观察大菱鲆幼鱼饱食后各个时间段排便量情况，确定饱食5 h后为收集粪便最佳时间。在正式投喂2周后开始收集粪便。先用丁香酚(1∶10 000)麻醉大菱鲆幼鱼，接着用纱布擦干大菱鲆幼鱼表面水分，排出尿液之后在肛门前3 cm处轻轻挤压两侧，收集粪便于10 mL离心管中，放于-20 ℃冷冻保存。每天收集2桶试验鱼的粪便，每桶试验鱼2次收集粪便时间间隔1周，以保证大菱鲆幼鱼能够恢复到正常的生理条件。

1.5指标测定与计算方法

本试验中，干物质含量采用105 ℃常压干燥法测定，粗灰分含量采用550 ℃灼烧法测定，粗蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，粗脂肪含量采用索氏抽提法测定，总能采用氧弹热量计测定，Y2O3含量采用高频电感耦合等离子体发射光谱法测定，氨基酸含量采用日式L-8900自动氨基酸分析仪测定。

饲料(基础饲料或试验饲料)和待测蛋白质源(CGM、CGMB或CGME)中各营养物质物质表观消化率的计算公式[19-20]如下：

ADC=100×(1-Md/Mf)；ADCd=100×[1-(Nf/Nd)×(Md/Mf)]；ADCi=[ADCt×(0.7×Nr+0.3×Ni)-0.7×Nr×ADCr)]/(0.3×Ni)。

式中：ADC为饲料(基础饲料或试验饲料)中干物质的表观消化率(%)；Md为饲料(基础饲料或试验饲料)中Y2O3含量(%)；Mf为粪便中Y2O3含量(%)；ADCd为饲料(基础饲料或试验饲料)中某营养物质的表观消化率(%)；Nd为饲料(基础饲料或试验饲料)中对应营养物质的含量(%)或总能值(J/mg)；Nf为粪便中对应营养物质的含量(%)或总能值(J/mg)；ADCi为待测蛋白质源(CGM、CGMB或CGME)中某营养物质的表观消化率(%)；ADCt为试验饲料中对应营养物质的表观消化率(%)；ADCr为基础饲料中对应营养物质的表观消化率(%)；Nr为基础饲料中对应营养物质的含量(%)或总能值(J/mg)；Ni为待测蛋白质源(CGM、CGMB或CGME)中对应营养物质的含量(%)或总能值(J/mg)。

1.6数据分析与处理

试验数据采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，如果差异显著(P<0.05)，则进行Turky’s多重比较，试验所得数据以平均值±标准误来表示。

2 结果与分析

大菱鲆幼鱼对3种不同处理形式的玉米蛋白粉中各营养物质的表观消化率如表2所示。

大菱鲆幼鱼对3种不同处理形式的玉米蛋白粉中干物质的表观消化率为25.99%～43.34%。其中，CGMB中干物质表观消化率最高，与CGME及CGM差异显著(P<0.05)，较CGM提高了17.35%；此外，CGME中干物质表观消化率也显著高于CGM(P<0.05)，较CGM提高了9.53%。

大菱鲆幼鱼对3种不同处理形式的玉米蛋白粉中粗蛋白质的表观消化率为48.62%～60.72%。其中，CGMB中粗蛋白质的表观消化率最高，与CGME及CGM差异显著(P<0.05)，较CGM提高了12.10%；此外，CGME中粗蛋白质的表观消化率也显著高于CGM(P<0.05)，较CGM提高了4.37%。

大菱鲆幼鱼对3种不同处理形式的玉米蛋白粉中总氨基酸的表观消化率为48.41%～67.67%，且3种不同处理形式的玉米蛋白粉中总氨基酸的表观消化率与其粗蛋白质的表观消化率变化趋势一致。3种不同处理形式的玉米蛋白粉中，CGMB中各氨基酸和总氨基酸的表观消化率均为最高，必需氨基酸以赖氨酸的表观消化率最高，为78.98%，显著高于CGME及CGM(P<0.05)；CGME中总氨基酸的表观消化率次之，显著高于CGM(P<0.05)。CGMB和CGME中总氨基酸的表观消化率较CGM分别提高了19.26%、4.29%。

大菱鲆幼鱼对3种不同处理形式的玉米蛋白粉中总能的表观消化率为35.07%～52.34%。其中，CGMB中总能的表观消化率最高，与CGME及CGM差异显著(P<0.05)，较CGM提高了17.27%；此外，CGME中总能的表观消化率也显著高于CGM(P<0.05)，较CGM提高了12.25%。

表2 待测蛋白质源中各营养物质的表观消化率

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Values in the same row with different small letter superscripts indicated significant difference (P<0.05).

3 讨 论

3.1试验饲料的配制及试验方法的选择

本试验在保证满足大菱鲆幼鱼基本营养需求的前提下，采用Cho等[21]的方法，即待测蛋白质源取代30%基础饲料配制成试验饲料，使得基础饲料和待测蛋白质源的比例为7∶3。因为Cho等[21]的计算方法并没有考虑到摄取的待测饲料原料中营养成分对试验饲料中营养成分消化率的影响，故本试验待测蛋白质源中各营养物质的表观消化率的计算采用游文章等[20]在Cho等[21]方法的基础上改进后的计算方法(具体公式见1.5部分)，提高了测定结果的准确度，使测定结果更可靠。

本试验的研究对象是大菱鲆幼鱼，所得结果可能会因鱼的品种、生长周期和试验方法的选择等因素不同而与其他研究有所差异。由于本试验的主要目的是测定待测蛋白质源中各营养物质的表观消化率，在考虑粪便收集方式对结果影响的基础上，同时参照我国水产行业标准对鱼类营养物质消化率测定的要求，选取后肠挤压法[22-24]收集粪便样品。

为了探究添加胆汁酸和酶制剂对玉米蛋白粉中营养物质表观消化率的影响，本试验制作了3种试验饲料并测定了3种不同处理形式的玉米蛋白粉中营养物质的表观消化率。

3.2大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中营养物质的表观消化率

饲料蛋白质源中蛋白质的质量是决定其营养价值的首要因素，而消化率是评定饲料蛋白质源中营养成分可利用性的重要指标。本试验从蛋白质和能量的角度，对不同处理形式的玉米蛋白粉中干物质、粗蛋白质、氨基酸和总能的表观消化率进行了测定，以探讨其在大菱鲆饲料中的利用价值。其中，干物质的表观消化率反映了鱼类对饲料原料总体的消化率水平，其高低与饲料中纤维素含量及蛋白质、脂肪等营养物质的吸收程度有关[25]。本试验中，大菱鲆幼鱼对CGM的干物质表观消化率为25.99%，这与Wei等[26]和杨传哲等[27]在大菱鲆上的研究结果相似。干物质表观消化率较低可能与玉米蛋白粉中的粗纤维会加快食糜在消化道内的移动和鱼类缺乏相应的纤维素以及醇溶蛋白含量较高不容易被鱼体消化利用有关。

蛋白质是鱼类营养的重要成分，而鱼类对饲料蛋白质的消化率是判断原料可利用性的重要指标[28]。本试验测得CGM中粗蛋白质表观消化率为48.62%，与Wei等[26]和杨传哲等[27]等在大菱鲆上的研究结果相似，与在虹鳟[29]、军曹鱼(Rachycentroncanadum)[30]、建鲤(Cyprinuscarpiovar. Jian)[31]和凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)[32]上的研究结果相差较大，可能与试验鱼的种类有关。

氨基酸是组成蛋白质的基本单位，对蛋白质的需要其本质上就是对氨基酸的需要，氨基酸的表观消化率直接反映了蛋白质源中蛋白质的质量。本试验测得CGM中总氨基酸表观消化率为48.41%，与粗蛋白质的表观消化率相近，这与在银鲈(Bidyanusbidyanus)[33]、青鱼[34]和建鲤[31]上得出的研究结果一致。

总能的表观消化率反映了鱼类对待测原料中蛋白质、脂肪和糖类的综合利用能力。本试验测得CGM中总能的表观消化率为35.07%，与Wei等[26]在大菱鲆上的研究结果(36.08%)相近，与杨传哲等[27]在大菱鲆上的研究结果(46.28%)存在差异，可能与玉米蛋白粉的品质有关。大西洋鳕(Gadusmorhua)[35]和黑鲈(Micropterussalmoides)[36]对玉米蛋白粉中总能的表观消化率分别为82.70%和76.50%，本试验结果与此有较大差异，这可能跟试验鱼的种类、玉米蛋白粉的加工方式以及品质有关。

3.3添加胆汁酸对玉米蛋白粉中营养物质表观消化率的影响

3.4添加酶制剂对玉米蛋白粉中营养物质表观消化率的影响

为了探究酶制剂对玉米蛋白粉中营养物质表观消化率的影响，依据陈列芹等[18]的研究，本试验以木瓜蛋白酶和中性蛋白酶活性比2∶1的复合酶制剂为外源酶制剂研究其对玉米蛋白粉中营养物质表观消化率的影响。结果发现，添加酶制剂使玉米蛋白粉的干物质、粗蛋白质及总能的表观消化率得到显著改善，个别氨基酸的表观消化率有下降趋势，但总氨基酸的表观消化率显著提高。关于添加蛋白酶显著提高饲料原料中营养物质的表观消化率的研究报道很多。刘善庭等[17]研究发现，在饲粮中添加中性蛋白酶可在很大程度上提高羔羊对玉米蛋白粉中干物质及粗蛋白质的表观消化率。钟国防等[44]研究发现，在饲料中添加饲用复合酶可使尼罗罗非鱼(Oreochromisnilotica)的饲料总消化率和粗蛋白质的表观消化率提高。Lin等[45]在奥尼罗非鱼(Oreochromisniloticus×O.aureus)植物原料型饲料中添加饲用复合酶后发现饲料中粗蛋白质、总能、粗脂肪和干物质的表观消化率均显著提高，这与本试验所得结果相似。饲料中添加酶制剂可加大蛋白酶对饲料营养成分的消化分解，尤其是幼小动物，饲料中添加外源酶可以补充内源酶的不足，使饲料中常规营养成分分解成小分子物质，有利于肠胃的消化吸收，效果更为明显[46]。本试验中的饲料配方中的蛋白质源除鱼粉外以玉米蛋白粉为主，玉米蛋白粉富含不溶性醇溶蛋白，而蛋白酶制剂可不同程度地分解这些蛋白，综合提高玉米蛋白粉中各营养物质表观消化率。

4 结 论

① 添加胆汁酸可以显著提高大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中干物质、粗蛋白质、总氨基酸、总能的表观消化率。

② 添加酶制剂可以显著提高大菱鲆幼鱼对玉米蛋白粉中干物质、粗蛋白质、总氨基酸、总能的表观消化率。

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*Corresponding author, professor, E-mail: hegen@ouc.edu.cn

(责任编辑 菅景颖)

Nutrient Apparent Digestibility Coefficients of Corn Gluten Meal for Juvenile Turbot (Scophthalmus maximus L.) and Effects of Adding Bile Acid and Enzyme Preparation on Them

TIAN Ying HE Gen*ZHOU Huihui WANG Xuan MAI Kangsen

(The Key Laboratory of Aquaculture Nutrition and Feed, Ministry of Agriculture, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

This experiment was conducted to determine the apparent digestibility coefficients (ADCs) of dry matter (DM), crude protein (CP), amino acid (AA) and gross energy (GE) of corn gluten meal, and the effects of adding bile acid (purity≥30%) and enzyme preparation [compound enzyme which was composed of neutral protease (1×105U/g) and papain (4×105U/g), and the activity ratio of them was 2∶1] on ADCs of nutrients in corn gluten meal. A basal diet was prepared firstly, and then the test diets were prepared which contained 70% basal diet and 30% test feed ingredients [untreated corn gluten meal (CGM), corn gluten meal supplemented with bile acid (CGMB), and corn gluten meal supplemented with enzyme preparation (CGME)]. All diets were added 0.1% yttrium trioxide as an exogenous indicator. Juvenile turbot with the average body weight of (13.00±0.01) g were randomly divided into 4 groups with 3 replicates in each group and 40 fish in each replicate. The fish in different group were fed with the corresponding diet, and fecal samples were collected with the method of squeezing the hindgut after 2 weeks. The feeding period was 10 weeks. The results showed that the ADCs of DM, CP, total AA and GE of three protein sources were 25.99% to 43.34%, 48.62% to 60.72%, 48.41% to 67.67%, and 35.07% to 52.34%, respectively. The ADC of total AA of each protein source presented the similar tendency with the ADC of CP. CGMBshowed the highest ADCs of all nutrients for juvenile turbot, which were significantly higher than those of CGM and CGME(P<0.05), and the ADCs of DM, CP, total AA and GE of CGMBwere increased by 17.35%, 12.10%, 19.26% and 17.27%, respectively, compared with CGM; the ADCs of all nutrients of CGMEfor juvenile turbot were also improved, the ADCs of DM, CP, total AA and GE of CGMBwere increased by 9.53%, 4.37%, 4.29% and 12.25%, respectively, compared with CGM, and the effects were significant (P<0.05). The results indicate that adding bile acid and enzyme preparation all contribute to the improvement of ADCs of nutrients of corn gluten meal for juvenile turbot.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2017,29(9)：3211-3219]

juvenile turbot; corn gluten meal; bile acid; enzyme preparation; apparent digestibility coefficient

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.09.024

2017-03-02

公益性行业专项(201303053)——替代鱼用饲料中鱼粉的新蛋白源开发利用技术

田 莹(1991—)，女，河南新乡人，硕士研究生，从事水产动物营养与饲料学研究。E-mail： 15527262478@163.com

*通信作者：何 艮，教授，博士生导师，E-mail： hegen@ouc.edu.cn

S963

：A

：1006-267X(2017)09-3211-09