江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼生长性能、相关生化指标的影响*

2019-06-21梁萌青徐后国卫育良张庆功李本相廖章斌

渔业科学进展 2019年3期

郭斌梁萌青徐后国卫育良张庆功李本相廖章斌

(1.中国水产科学研究院黄海水产研究所青岛 266071；2.上海海洋大学水产与生命学院上海 201306)

植物蛋白质具有来源广、产量稳定、价格低廉等优点，一直作为替代鱼粉的蛋白质来源，但由于植物蛋白质含有抗营养因子(赵晓丹,2015)，并缺乏鱼类所需的一些必需氨基酸和促生长成分，并不能完全替代鱼粉。海藻是海洋中的一类自养植物，与陆生植物相比，海藻含有丰富的矿物质、维生素、海藻多糖、不饱和脂肪酸、游离氨基酸以及具有诱食作用的一些物质，可以补充陆生植物蛋白质大量替代鱼粉所造成的营养缺乏(常巧玲等,2006; 李人光等,2009)。

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)是目前主要的东方鲀养殖种类之一，其鱼肉鲜美，营养丰富，具有高蛋白、低脂肪的特点，有极高的经济价值。红鳍东方鲀对蛋白质的需求量较高，有研究表明，红鳍东方鲀对饲料中蛋白质的需求在 40%～50% (Kimet al,2009;王淑敏,2008)。目前红鳍东方鲀的人工养殖技术已经比较成熟，但对红鳍东方鲀营养需求和配合饲料的研究滞后，研发高效低成本的专用配合饲料成为东方鲀产业发展的关键。本研究以常见的 2种低值海藻[江蓠(Gracilaria verrucosa)、浒苔(Enteromorpha prolifera)]和2种工业下脚料(海带提取褐藻胶后的藻渣、土曲霉发酵生产衣康酸后的菌渣)与植物蛋白质配合成混合植物蛋白质替代红鳍东方鲀幼鱼饲料中部分鱼粉，探究其对红鳍东方鲀幼鱼生长性能、血清和肝脏生化指标和体组成的影响，以期为海藻及工业下脚料在红鳍东方鲀饲料中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验饲料

实验共配制6种等氮、等脂的实验饲料，以含鱼粉60%为对照组1和含45%鱼粉为对照组2，分别以10%的江蓠、浒苔、藻渣(海带提取褐藻胶后的废渣)、菌渣(土曲霉发酵生产衣康酸后的废渣)与植物蛋白质配合后替代鱼粉对照组1中30%的鱼粉。所有原料粉碎后过80目筛网，按配方称量，逐级混匀，然后加鱼油混匀，加30%水搅拌均匀，用制粒机制成直径为2 mm的颗粒饲料，55℃鼓风干燥12 h后置于-20℃冷库保存。江蓠、浒苔、藻渣和菌渣的常规营养成分见表1，实验饲料组成及营养水平见表2，实验饲料氨基酸组成见表3。

表1 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣的常规营养成分 (干物质基础，%)Tab.1 Proximate nutritional components of G.verrucosa,E.prolifera,algae residue and fungi residue (DM basis,%)

1.2 饲养管理

养殖实验在山东省烟台市天源水产有限公司进行，实验所用红鳍东方鲀幼鱼购自山东省海阳市黄海水产有限公司。实验开始前先使用对照组饲料暂养7 d，使其适应养殖环境和饲料的大小、硬度。实验采用自然光照，养殖模式为流水养殖，水源为自然海水，水温为14～25℃，溶氧浓度为5.5 mg/L左右，盐度为35左右，pH为7.5～8.0。

实验开始前停食24 h，然后随机选取健康、规格一致的红鳍东方鲀幼鱼，初始体重为(17.33±0.55) g，随机分配到18个容积为150L的塑料养殖桶中，每个桶中投放25尾。将18个养殖桶随机分为6组，每组3个养殖桶，每组随机投喂1种实验饲料。养殖实验期间每天早、中、晚各表观饱食投喂1次，投喂0.5 h后对每个桶内的残饵计数，根据每100粒饲料的平均质量，计算残饵质量。养殖28 d后养殖桶换为500 L大桶，换桶没有造成鱼死亡。实验时间为 2017年8月～2017年10月，养殖周期共56 d。

1.3 样品采集与分析

实验开始前随机取20尾红鳍东方鲀幼鱼作为初始鱼，用于常规营养成分分析。实验结束后，饥饿24 h，对每桶鱼进行计数、称重。每桶随机取3尾鱼，尾静脉取血，用 1%肝素钠抗凝，4℃静置 4 h后3500 r/min离心10 min，取上层血清，置于液氮中保存；采血后的鱼称重并测量体长，解剖分离内脏团和肝脏并称重，计算肥满度、肝体比和脏体比，取肝脏置于液氮中保存。每桶另随机取3尾鱼用于体成分分析。

饲料和鱼体常规营养成分分析参考AOAC(1995)的方法。其中，水分含量测定采用105℃烘干至恒重法，粗蛋白质含量测定采用凯氏定氮法(VELP凯氏定氮仪，UDK-142 Automatic Distillation Unit，意大利)，粗脂肪含量测定采用索氏抽提法，以石油醚作为抽提液(SOXTEC2050 FOSS脂肪测定仪，瑞典)，粗灰分含量采用马弗炉(550℃)灼烧6 h测得。

肝脏中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)、溶菌酶(LZM)活性以及血清中超氧化物歧化酶(SOD)、ACP、AKP、GOT、GPT、LZM 活性和丙二醛(MDA)含量均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒进行测定。

饲料中氨基酸组成的测定参考GB/T 18246-2000的方法，使用L-8900全自动氨基酸分析仪(Hitachi，日本)测定。检测了饲料中9种必需氨基酸、8种非必需氨基酸和牛磺酸的含量，色氨酸因酸水解破坏而未检测。

表2 实验饲料配方及营养组成(干物质基础，%)Tab.2 Formula and nutrient composition of experimental diets (DM basis,%)

1.4 计算公式

成活率(Survival rate，SR，%)=100×终末鱼尾数/初始鱼尾数；

摄食率(Feed intake，FI，%/d)=100×摄食饲料干重/[实验天数×(初始体重+终末体重)/2]；

特定生长率(Special growth rate，SGR，%/d)= 100×(ln终末体重-ln初始体重)/实验天数；

饲料效率(Feed efficiency ratio，FER)=(终末体重- 初始体重)/摄食饲料干重；

蛋白质沉积率(Protein productive value,PPV,%)=100×鱼体蛋白质沉积量/总饲料蛋白质摄入量；

蛋白质效率(Protein efficiency ratio,PER)=(终末体重-初始体重)/总饲料蛋白质摄入量；

肝体比(Hepatosomatic index,HIS,%)=100×肝脏重/体重；

脏体比(Viscerosomatic index,VSI,%)=100×内脏团重/体重；

肥满度(Condition factor,CF)=100×体重/体长3(体重单位：g；体长单位：cm)。

表3 实验饲料氨基酸组成(干物质基础，%)Tab.3 Amino acid composition of experimental diets (DM basis,%)

1.5 数据统计分析

实验数据使用SPSS 17.0软件进行处理，采用单因素方差分析(One-way ANOVA)程序进行方差分析，若存在显著差异(P＜0.05)，则采用 Duncan氏法进行组间的多重比较。结果以平均值±标准误(Mean±SE)表示。

2 结果

2.1 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼生长性能的影响

江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼生长性能的影响如表4所示。各组红鳍东方鲀幼鱼的存活率介于80%～90%，藻渣组显著高于对照组2 (P＜0.05)，与对照组 1、江蓠、浒苔和菌渣组无显著差异(P＞0.05)；浒苔组 SGR最高，显著高于含 60% 鱼粉的对照组 1、45%鱼粉的对照组 2、江蓠、藻渣和菌渣组(P＜0.05)，藻渣组显著高于对照组2和江蓠组(P＜0.05)，与对照组 1组和菌渣组无显著差异(P＞0.05)；对照组2和菌渣组饲料摄食率显著高于对照组1和江蓠组(P＜0.05)，与浒苔和藻渣组无显著差异(P＞0.05)；对照组 1、浒苔组饲料效率显著高于对照组2和菌渣(P＜0.05)，与江蓠和藻渣组无显著差异(P＞0.05)；对照组1的蛋白质沉积率和蛋白质效率显著高于对照组2和菌渣组(P＜0.05)，与江蓠、浒苔和藻渣组无显著差异(P＞0.05)。

藻渣组肝体比显著高于对照组1、对照组2、江蓠和菌渣组(P＜0.05)，与浒苔组无显著差异(P＞0.05)；藻渣组脏体比显著高于对照组 2(P＜0.05)，与对照组1、江蓠、浒苔和菌渣组无显著差异(P＞0.05)；各组的肥满度无显著差异(P＞0.05)。

表4 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼生长性能和形体指标的影响 Tab.4 Effects of fish meal replacement by G.verrucosa,E.prolifera,algae residueand fungi residue on the growth performance and physical parameters of juvenile tiger puffer

2.2 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼血清和肝脏生化指标的影响

江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀血清和肝脏中GPT和GOT活性的影响如表5所示。各组血清和肝脏中 GPT和 GOT活性均无显著差异(P＞0.05)。

江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼血清和肝脏非特异性免疫和抗氧化指标的影响如表6所示。对照组1血清ACP活性显著高于对照组2和浒苔组(P＜0.05)，与江蓠、藻渣和菌渣组无显著差异(P＞0.05)；江蓠和藻渣组血清AKP活性显著高于对照组 1、对照组 2和菌渣组(P＜0.05)，与浒苔组无显著差异(P＞0.05)；浒苔组血清溶菌酶活性显著高于江蓠组(P＜0.05)，与对照组1、对照组2、藻渣和菌渣组无显著差异(P＞0.05)；各组血清中 MDA含量和SOD活性均无显著差异(P＞0.05)。

各组肝脏ACP活性无显著差异(P＞0.05)；对照组2和菌渣组肝脏 AKP活性显著高于对照组 1 (P＜0.05)，与江蓠、浒苔和藻渣组无显著差异(P＞0.05)；对照组2和江蓠组肝脏溶菌酶活性显著高于对照组1、藻渣和菌渣组(P＜0.05)，与浒苔组无显著差异(P＞0.05)。

2.3 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼体组成的影响

江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼体组成的影响如表7所示。各组鱼体的水分含量均无显著差异(P＞0.05)；菌渣组鱼体粗蛋白质含量显著高于藻渣组(P＜0.05)，与对照组1、对照组2、江蓠和浒苔无显著差异(P＞0.05)；浒苔和藻渣组鱼体粗脂肪含量显著高于对照组2(P＜0.05)，与对照组1、江蓠和菌渣组无显著差异(P＞0.05)；浒苔和菌渣组鱼体灰分含量显著低于江蓠组(P＜0.05)，显著高于藻渣组(P＜0.05)，与对照组 1和对照组 2无显著差异(P＞0.05)。

表5 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼血清和肝脏中GPT和GOT活性的影响Tab.5 Effects of fish meal replacement by G.verrucosa,E.prolifera,algae residue and fungi residue on GPT and GOT activities in serum and liver of juvenile tiger puffer

表6 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼血清和肝脏非特异性免疫和抗氧化指标的影响Tab.6 Effects of fish meal replacement by G.verrucosa,E.prolifera,algae residue and fungi residue on the serum and liver non-specific immune and antioxidant indices of juvenile tiger puffer

表7 江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼体组成的影响(湿重基础，%)Tab.7 Effects of fish meal replacement by G.verrucosa,E.prolifera,algae residue and fungi residue on the body composition of juvenile tiger puffer (Wet weight basis,%)

3 讨论

在以往的植物蛋白替代鱼粉的研究中，肉食性鱼类饲料中植物蛋白替代鱼粉的比例较低。大菱鲆(Scophthalmus maxima)饲料中植物蛋白可以替代17%～21%的鱼粉而不影响其生长性能和饲料效率(Dayet al,2000; 陈超等,2012)；豆粕可以替代饲料中16%的鱼粉而不影响花鲈(Lateolabrax japonicus)生长(王国霞等，2014)；菜籽粕可以替代饲料中 13.5%的鱼粉而不影响虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的生长性能和饲料利用(崔存河等,2016)。在对红鳍东方鲀的研究中发现，豆粕可以替代饲料中13%左右的鱼粉而不影响红鳍东方鲀生长(Kikuchiet al,2009; Limet al,2011)。在本研究中，江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组鱼粉含量为30%，但生长性能均优于含45%鱼粉的对照组2，并且浒苔组生长显著高于含60%鱼粉的对照组1，表明以江蓠、浒苔、藻渣和菌渣配合植物蛋白替代鱼粉能够促进红鳍东方鲀生长。这与目前已报道的在饲料中添加海藻可以促进眼斑拟石首鱼(Sciaenops ocellatus)、大菱鲆、大黄鱼(Pseudosciaena crocea)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)等生长的研究结果相似(李雅婷等,2016; 卢青等,2015; Asino,2010; 彭素晓等,2017)。

海藻对水产动物生长性能的促进，一方面可能是由于海藻中含有的一些具有诱食作用的物质(如DMSP 等)增加了摄食量(邹仕庚等,2005；王亮,2012)，促进了生长。本研究中，江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组摄食率均高于对照组1，说明江蓠、浒苔、藻渣和菌渣对红鳍东方鲀均能起到一定诱食作用。另一方面，海藻中含有的牛磺酸可能补充了陆生植物蛋白替代鱼粉后的牛磺酸缺乏。本研究中，江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组饲料中鱼粉含量为30%，牛磺酸含量却均不低于含45%鱼粉的对照组2，说明江蓠、浒苔、藻渣和菌渣补充了一定的牛磺酸，这可能也是江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组生长性能并未降低的原因之一。江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组饲料必需氨基酸中苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸的含量均低于对照组1和对照组2、苯丙氨酸含量均高于对照组1和对照组2，而江蓠、浒苔和藻渣组生长均优于对照组2，这提示江蓠、浒苔和藻渣组中的苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸含量可能基本满足了红鳍东方鲀生长，而浒苔组生长最好，可能与浒苔组饲料中最高的苯丙氨酸含量有关(表3)，具体红鳍东方鲀对必需氨基酸的需求量有待进一步研究。江蓠、浒苔和藻渣中的海藻多糖对红鳍东方鲀生长也可能具有促进作用，有研究报道了饲料中添加海藻多糖可以促进珍珠龙胆石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀×E.lanceolatus♂) (林建斌等,2017)、黄颡鱼(Pelteoobagrus fulvidraco) (杨晴等,2014)、鲫鱼(Carassius auratus) (耿中雷等,2017)的生长，由于本研究并未对海藻中的多糖进行测定，因此具体原因还需要进一步研究。而菌渣对红鳍东方鲀生长的促进可能也与真菌菌体中的多糖有关，真菌细胞中含有壳聚糖等多糖。有研究表明，饲料中添加壳聚糖可以促进星斑川鲽(Platichthys stellatus)幼鱼(王际英等,2013)、俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti) (肖艳翼等,2017)生长。

作者之前对江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代大菱鲆饲料中鱼粉的研究中，江蓠、藻渣和菌渣可以替代含60%鱼粉的对照组中 35%的鱼粉而不影响大菱鲆生长，而浒苔组则显著降低了大菱鲆生长(郭斌等,2018)。浒苔组实验结果与本研究中红鳍东方鲀的实验结果不同，可能与红鳍东方鲀和大菱鲆之间营养需求和消化道组织结构不同等有关。大菱鲆消化道存在胃、前肠、中肠和后肠的分化，胃黏膜有许多褶皱，有发达的胃腺(崔龙波等,2008)；红鳍东方鲀消化道仅有胃与小肠的分化，小肠前、中、后部区分不明显，胃不含胃腺，仅有分泌细胞(丛娇日等,1998)，并且有研究发现红鳍东方鲀胃中蛋白酶在酸性条件下活性极低，而在pH=6时有峰值(万蓁蓁,2005)。红鳍东方鲀生活习性也与大菱鲆不同，红鳍东方鲀适宜水温更高，红鳍东方鲀最适水温为28℃ (张云等,2010)，而大菱鲆最适水温为18℃ (李文龙等,2017)，红鳍东方鲀游动摄食更频繁，消化速度更快，食物在肠道停留时间更短。红鳍东方鲀这些生理上的特点可能与其摄食率高、饲料效率低存在联系，而本实验浒苔组生长较好的具体原因还需要进一步研究。

GPT和GOT是鱼类氨基酸代谢中的2个关键酶，它们在肝脏中活性的高低反映了氨基酸代谢程度的强弱和肝脏功能的正常与否(严俊丽等,2016)。本研究中，江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组红鳍东方鲀肝脏GPT和GOT活性均低于对照组1，但并无显著差异，说明江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉后虽然改变了饲料中氨基酸的组成，降低了饲料必需氨基酸含量，但并没有显著影响红鳍东方鲀对氨基酸的代谢。正常情况下血清中GPT和GOT含量很少，当肝脏组织受损时，细胞膜通透性发生改变，GPT和GOT会进入血液，导致血清中GPT和GOT活性上升(严俊丽等,2016)。本研究中，江蓠、浒苔和藻渣组血清GPT和GOT均低于对照组1，说明江蓠、浒苔、藻渣替代鱼粉对红鳍东方鲀幼鱼的肝脏没有造成不良影响。MDA是多不饱和脂肪酸被超氧阴离子自由基过氧化而产生的脂质过氧化物，具有细胞毒性，在生物体内可引起细胞代谢及功能障碍，血清中MDA的含量间接反映组织细胞的氧化损伤程度(周胜强等,2013; Jainet al,2001)。SOD 对机体氧化与抗氧化平衡起着重要作用，能清除超氧阴离子自由基，保护细胞免受损伤。本研究中，江蓠、浒苔、藻渣和菌渣组血清MDA含量和SOD活性与对照组1和对照组2均无显著差异，说明江蓠、浒苔、藻渣和菌渣替代鱼粉对红鳍东方鲀鱼体的抗氧化能力没有造成不良影响。

溶菌酶是无脊椎动物非特异性免疫的重要组成部分之一，能通过水解革兰氏阳性菌细胞壁中的肽聚糖而使之细胞裂解，从而杀灭病原微生物(何瑞鹏等,2017)。本研究中，浒苔、藻渣、菌渣组红鳍东方鲀血清溶菌酶活性高于对照组1和对照组2，江蓠和浒苔组肝脏溶菌酶活性高于对照组1，说明江蓠、浒苔、藻渣和菌渣对提高红鳍东方鲀非特异性免疫力具有一定作用，而对照组1、藻渣和菌渣组肝脏溶菌酶活性显著低于对照组2的原因尚不明确，还需要进一步研究。