禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆生长、消化和抗氧化力的影响

2020-09-02潘世会张钰婷白楠谷珉

乡村科技 2020年22期

潘世会李庆张钰婷白楠谷珉

（山东大学（威海）海洋学院，山东威海264200）

随着社会的发展，人们对鱼产品的需求量越来越大。2020年联合国粮农组织的统计报告显示，1961—2017年，全球食用鱼消费量以每年3.1%的速度增长，而其他动物蛋白消费增长率仅为2.1%（肉类、奶制品和牛奶等），这种增长率几乎是世界人口增长速度的2倍（世界人口增长率1.6%）。2020年联合国粮农组织发布数据显示，2018年全球鱼类产量达1.79亿t，经济产值高达4 010亿美元，其中水产养殖的鱼产品达8 200万t，占世界总产量的46%，相应的经济产值高达2 500亿美元。传统水产养殖或使用鲜杂鱼直接饲养水产动物；或捕捞鳕鱼、沙丁鱼、鲭鱼等制成鱼粉后作为原料生产水产配合饲料，进而饲养水产动物。然而，随着世界渔业资源的衰减，世界渔业和水产养殖部门采取了相应的措施，制定海洋资源捕捞配额，保护海洋和海洋资源。近年来，鱼粉资源供需紧张，鱼粉价格较高，严重限制了水产行业发展。因此，对于整个水产行业来说，寻找可替代鱼粉的优质蛋白原料变得越来越重要。

禽肉骨粉（Poultry By-product Meal，PBM）是屠宰场、肉食品加工厂等加工产品时剩余的碎肉、骨、内脏和其他废弃物以及不适于人类直接食用的禽类躯体，经高温、干燥、粉碎而成的粉状饲料。其营养丰富（蛋白质在30%～55%，脂肪含量8%～18%，赖氨酸1%～3%）、价格低廉（3 500～7 000元/t），深受人们的关注。目前，禽肉骨粉在水产动物饲养中的应用有了一定的研究进展，研究表明禽肉骨粉可以替代石首鱼饲料中67%的鱼粉，替代日本黑鲈（Black Sea Bass）饲料中40%的鱼粉，替代澳洲尖吻鲈饲料中20%的鱼粉，在鲤鱼饲料中可以添加35%而不影响养殖动物的生长和饲料利用。但更高比例的添加或替代鱼粉，将对养殖动物的生长和饲料利用产生不利影响。另外，养殖动物的消化、免疫和抗氧化力等相关指标也是评判蛋白源质量优劣的重要指标。目前，关于禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆幼鱼生长、消化、免疫和抗氧化力影响的研究较少。本试验在大菱鲆幼鱼配合饲料中添加不同比例的禽肉骨粉，通过测定大菱鲆生长、消化、免疫和抗氧化力等相关指标，以期探究禽肉骨粉替代大菱鲆幼鱼饲料中鱼粉的适宜比例，并为禽肉骨粉在水产动物饲养中的应用提供科学的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

根据大菱鲆幼鱼的营养需求，以鱼粉（Fish Meal，FM）为蛋白源，小麦粉为糖源，鲱鱼油、鱼油和卵磷脂为脂肪源，配制成粗蛋白为48%、粗脂肪为12%的基础组饲料；以PBM分别替代基础组中0.0%、25.0%、37.5%和50.0%的鱼粉，最终制得4种等氮等脂的配合饲料，分别命名为PBM0、PBM25、PBM37和PBM50。

配置前，饲料配方中所有的固体原料过0.18 mm筛，按比例手工初步混匀后，加入立式混合机（进杰，YG-3KG）中混合均匀。将混合均匀的饲料取出加入适量水并搅拌均匀，揉挤成团，用挤条机加工成2 mm的硬颗粒饲料（常温干燥后，置于-20℃冰箱内保存）。

1.2 试验动物及饲养管理

试验场所为山东省海阳市黄海水产有限公司，试验大菱鲆幼鱼（同一批次，体格健壮）由该公司提供。正式试验开始前，将大菱鲆幼鱼放置养殖系统内投喂PBM0饲料暂养2周。养殖系统为室内循环水系统，养殖桶高70 cm、直径80 cm，容积300 L，循环水流速度为2.0 L/min。

正式试验开始时，挑选体表完好、活泼、健壮的大菱鲆幼鱼（3.90 g±0.02 g），随机分4组（3个重复/组，30尾鱼/重复）。每组分别以4种饲料表观饱食投喂，早晚各一次（07:00和17:00），试验周期8周。期间每日观察大菱鲆的健康状况及监控水温、溶氧和摄食等情况，并做好相关记录。试验水源为水温12～16℃、pH值7.8～8.2、盐度28～30的自然海水。

1.3 样品采集、指标测定和计算公式

1.3.1 样品采集。养殖试验结束时，禁食24 h，对所有试验鱼用丁香酚（1∶1 000，上海试剂有限公司）麻醉后，称取终末体质量和测量体长。每桶随机抽取8尾大菱鲆，尾静脉采集血液，4℃条件下离心（4 729 r/min，10 min）获得血浆，置于-80℃冰箱中保存。从上述大菱鲆中随机选取4尾，解剖后迅速采集肠道及肝脏，并做好肠道及肝脏质量的记录。将剩余4条鱼于冰上解剖，迅速剥离肠道，清除肠系膜上的脂肪组织，并用PBS缓冲液清洗干净后放入液氮罐中速冻，之后置于-80℃冰箱保存，用于后续酶活力测定。

1.3.2 大菱鲆肠道刷状缘膜酶及免疫酶测定。以10 vol（w/v）生理盐水将肠道样本均质，于4℃条件下离心（5 287 r/min，20 min，）收集上清液，用于后续酶活力的测定。刷状缘膜酶、免疫和抗氧化酶均采用南京建成生物公司试剂盒测定，相关的测定流程参考GU Min（2017，2018）的方法。

1.3.3 生长指标计算与统计方法。增重率（Weight Gain Rate，WGR）/%=（Wt-W0）×100/W0；特定生长率（Specific Growth Rate，SGR）/%=（LnWt-LnW0）×100/t。其中，Wt表示终末体质量（g），W0表示初始体质量（g），t表示养殖天数（d）。

1.3.4 统计分析。数据采用SPSS24.0进行统计和分析。生长、消化、免疫和抗氧化力等数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA）。如果各处理组间差异显著（P＜0.05），采用Turkey进行多重比较。最终数据采用“平均数±标准误（M±SE）”表示，并用小写字母于数据右上角标注显著性差异（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆生长性能的影响

大菱鲆的质量增加量在PBM35组和PBM0组无显著性差异（P＞0.05）；但随着PBM比例的增加，大菱鲆的增重率有明显的下降趋势，且PBM37、PBM50组较PBM0组有显著性差异（P＜0.05）。大菱鲆的特定生长率随着PBM替代水平的增高，呈现的变化趋势与WGR相似。

2.2 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆刷状缘膜酶、免疫和抗氧化力的影响

2.2.1 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆刷状缘膜酶活性的影响。由表1可知，随着PBM替代水平的增高，PBM0、PBM25、PBM37和PBM50处理组间的AKP、MAL和LAP活力无显著性差异（P＞0.05）。

2.2.2 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆免疫酶活性的影响。由表2可知，PBM0、PBM25、PBM37和PBM50处理组间的LZM和ACP活力并无显著性差异（P＞0.05）。

2.2.3 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆抗氧化酶活性的影响。PBM替代鱼粉对大菱鲆抗氧化酶活性的影响，结果如表3所示。随着PBM替代水平的提高，不同处理组的SOD、CAT、GSH和MDA活力均呈现上升趋势，其中PBM25与PBM0组无显著性差异（P＞0.05），PBM37和PBM50组呈显著上升（P＜0.05）；不同处理组间GPX、INOS和GR无显著性差异（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆生长性能的影响

生长指标是评判新型原料作为水产配合饲料原料优劣的重要指标，其中增重率和特定生长率是一线工作人员首要关注的重要指标。配合饲料中添加适量的某种新型原料不会抑制养殖动物的生长，甚至可以促进动物的生长；而当某种原料添加量超过养殖动物的耐受范围时，其生长性能受到抑制，最终会影响养殖效益，甚至威胁养殖动物的生命。本试验结果表明，PBM替代25%的鱼粉，不会显著影响大菱鲆的增重率（P＞0.05）。但是，随着PBM替代鱼粉比例的增加，大菱鲆的生长性能呈下降趋势，且PBM37和PBM50组较对照组有显著性差异（P＜0.05）。这与Hernández C等的研究结果不同。Hernández等研究发现利用PBM分别替代红鲷鱼饲料中25%、50%、75%、90%的鱼粉，饲养红鲷12周后发现，各替代组的生长情况较对照组差异不显著（P＞0.05）［1］。

这种结果产生的原因可能是不同种鱼类对PBM的耐受能力不同。在不影响养殖动物的生长性能的条件下，PBM可以替代日本黑鲈饲料中40%的鱼粉，可以替代鲫鱼饲料中的66%鱼粉，可以替代军曹鱼饲料中60%的鱼粉，可以在鲳鱼饲料中添加10%，可以替代虹鳟饲料中33%的鱼粉。综上，可能由于不同种鱼类的营养代谢机理不同，导致PBM在不同鱼类饲料中添加的适宜比例不同。

这也可能是不同饲料中赖氨酸、蛋氨酸和牛磺酸等含量不同。虽然禽肉骨粉氨基酸丰富，但是其赖氨酸、蛋氨酸的含量较鱼粉低。不同种动物对赖氨酸、蛋氨酸的需求不同，而赖氨酸和蛋氨酸分别是水产动物的第一、第二限制性氨基酸，缺乏这两种氨基酸往往会造成水产动物生长性能下降。牛磺酸是一种功能性氨基酸，具有多种生理作用，在水产品中含量较高，而在禽肉骨粉中含量相对较少。Rossi等研究表明，在PBM完全替代鱼粉组中额外补充赖氨酸、蛋氨酸和牛磺酸可以显著提高鲳鱼的增重率（P＜0.05）［2］。Aydin等研究表明，在补充赖氨酸、蛋氨酸和牛磺酸的条件下，尼罗罗非鱼随着PBM的替代比例增加，其生长性能也呈上升趋势，PBM替代50%的鱼粉时尼罗罗非鱼生长性能达到最大值［3］。Karapanagiotidis等也得到了相似的结果，在50%PBM替代鱼粉饲料中加入赖氨酸和蛋氨酸，海鲷的生长性能较未添加赖氨酸和蛋氨酸同比例替代组好［4］。综上可知，PBM相对缺乏赖氨酸、蛋氨酸和牛磺酸，可能是导致其在不同鱼类饲料中应用效果不同、限制其更高比例替代鱼粉的重要原因。

表1禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆肠道刷状缘膜酶活性的影响

表2禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆免疫酶活性的影响

表3禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆抗氧化酶活性的影响

3.2 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆刷状缘膜酶和免疫酶的影响

动物肠道刷状缘膜具有消化和吸收营养物质的功能，其麦芽糖酶反映肠道内糖类的消化情况，碱性磷酸酶主要负责肽类、脂类等的转运。本试验结果表明，PBM替代25%、37.5%、50%的鱼粉，不会影响大菱鲆消化和免疫功能。这与敬婷［5］和Mohammadi［6］等的研究报道一致。而其他蛋白源替代鱼粉时，养殖动物的消化和免疫酶活性可能会受到影响。饲喂羽扇豆会降低金头鲷肠道刷状缘膜内的麦芽糖酶活性，原因是羽扇豆中碳水化合物的含量更高，进而影响其相关糖类代谢。玉米蛋白粉含有丰富的碳水化合物，当其高比例添加至饲料中时，会显著降低大菱鲆肠道刷状缘膜酶、溶菌酶和酸性磷酸酶活性。

原料中的抗营养因子也会影响养殖动物肠道刷状缘膜酶活性，添加高比例的豆粕替代鱼粉时，会诱发大菱鲆的肠道炎症，导致大菱鲆肠道刷状缘膜酶活性下降。而豆粕去除抗营养因子时，可以提高其在饲料中的添加量。大量的研究证明，植物蛋白（如玉米蛋白粉、豆粕等）替代鱼粉时，由于植物蛋白源中的抗营养因子含量较多，对养殖动物的生长性能、消化和肠道健康易造成负面影响。而本试验研究结果表明，添加50%以下的PBM不会影响大菱鲆肠道刷状缘膜酶活性，进而可以验证PBM可能含有较少的碳水化合物和抗营养因子，是一种有潜力的新型蛋白源。

3.3 禽肉骨粉替代鱼粉对大菱鲆抗氧化酶活性的影响

鱼类的抗氧化酶对机体免疫防御方面有着重大的意义，在应对机体抗氧化损伤和维持生物体内氧化还原平衡中发挥重要作用。抗氧化系统主要包括非酶类抗氧化剂和酶类抗氧化剂，其中酶类抗氧化剂主要包括过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）等，非酶类抗氧化剂包括维生素C、维生素E、谷胱甘肽等。丙二醛（MDA）是多不饱和脂肪酸过氧化物的降解产物，与脂蛋白交联有毒性作用，可作为过氧化作用的标志物。当其含量过高时，可引起机体内超氧阴离子自由基累积。其中，SOD是广泛存在于人和哺乳动物体内的一种抗氧化的金属蛋白酶，能催化机体内的超氧阴离子自由基歧化反应，进而生成氧和过氧化氢。其在氧化与还原平衡中起到至关重要的作用，与很多疾病的发生、发展密不可分。而还原型谷胱甘肽（GSH）属于谷胱甘肽的一种，是保护酶和其他蛋白质巯基的一种抗氧化剂，在对维持巯基酶的活性和红细胞膜的稳定性有重要作用。GR在谷胱甘肽抗氧化系统中可以促进GSH的再生。通过CAT和GPX的调节作用，可以将体内的过氧化氢和GSH转变为液态水和氧化型的谷胱甘肽。当机体发生或即将发生氧化损伤时，通过上述一系列生理生化途径，可以消除机体内代谢所产生的超氧自由基阴离子，减轻或免除机体抗氧化损伤和维持生物体内氧化还原平衡。本试验结果显示，随着PBM替代水平的提高，不同处理组的SOD、CAT、GSH和MDA水平均呈现上升的趋势，并且PBM37和PBM50组呈显著上升（P＜0.05）。这表明PBM高比例的替代鱼粉，会对大菱鲆抗氧化免疫力产生负面影响。Wang等用40%肉骨粉替代鱼粉时发现，乌苏鱼肝脏中MDA含量明显增加［7］；易新文等以鸡肉粉替代鱼粉对卵形鲳鲹影响的研究表明，鸡肉粉高比例替代鱼粉，会导致养殖动物体内GSH显著增加（P＜0.05）［8］，与本试验结果一致。