饲料蛋白水平对池塘养殖脊尾白虾生长、生理指标和体组成的影响

范陈伟，姜晓东，何先林，吴旭干,

（1. 上海海洋大学水产与生命学院/农业农村部鱼类营养和环境生态研究中心，上海 201306；2. 上海海洋大学水产与生命学院/上海水产养殖工程技术研究中心/水产科学国家级实验教学示范中心，上海 201306）

【研究意义】脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda），又称小白虾、迎春虾，具有繁殖力强 、抗逆性好、生长快和摄食广的优点，在我国沿海诸省广泛养殖，是我国重要的经济养殖虾类之一[1-2]。脊尾白虾食性杂，在人工养殖条件下，可摄食动植物性饵料、有机碎屑和人工配合饲料，最喜食沙蚕、小虾、小蟹、牡蛎和冰鲜杂鱼等动物性饵料[2]。这些饵料资源有限，需耗费大量人力，而且摄食后残留的饵料极易污染养殖水体引发病害，不仅影响养殖经济效益，还会对生态环境造成不良影响[3]。由于养殖习惯、饵料价格、营养需求研究滞后和推广不足等原因，目前尚未有针对脊尾白虾营养需求开发的专用配合饲料，常用其他水产动物饲料甚至畜禽配合饲料代替投喂，营养要素不均衡往往导致养殖对象生长缓慢、抗病能力低下、出肉率低等问题，因此迫切需要研发符合脊尾白虾营养需求的人工配合饲料[4]。

【前人研究进展】蛋白质是决定虾类生长发育及配合饲料性能的首要营养素[5]。饲料中蛋白水平对鱼虾类的生长有重要影响：当饲料中蛋白水平过低时，鱼虾类生长受阻，生长速度降低，若机体摄入蛋白长期不足，易引起消化机能障碍，甚至导致生命活动受阻；饲料蛋白水平过高，机体会承受更大的代谢负担而不利于生长，且蛋白含量较高的残饵易污染养殖水环境，进而影响鱼虾类正常生长[6-7]。因此，有必要开展脊尾白虾饲料的适宜蛋白水平研究。曹梅等[8]研究发现，饲料中粗蛋白含量为45.05 %时脊尾白虾生长速度最快。索帅[9]研究表明，蛋白水平为39%的饲料可以满足脊尾白虾的生长以及维持机体正常的非特异性免疫功能。【本研究切入点】以上研究均为基于特定生长阶段的室内养殖试验，试验周期较短，并无包含脊尾白虾的整个生长阶段（包括受精卵阶段）。因此试验结果存在一定局限性。【拟解决的关键问题】鉴于此，本研究在室外水泥池中投放相同质量与数量的亲虾，自行繁殖与养成，比较不同蛋白水平对脊尾白虾生长、生化指标和体组成的影响，探究池塘养殖脊尾白虾的饲料最适蛋白水平，进一步完善和补充脊尾白虾生长阶段对营养的需求，为适口饵料与高效配合饲料的开发提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 饲料配制

供试饲料以鱼粉、豆粕和菜粕等作为主要蛋白源，以鱼油、猪油和豆油作为主要脂肪源，采用面粉和纤维素调节饲料的总能量水平，配制蛋白水平分别为30%、34%、38%和42%的4种等脂等能饲料。所有饲料原料粉碎后过250 μm筛，按照表1的饲料配方称取原料，混合机混合均匀，用小型膨化机制备粒径分别为1.2 mm和2.0 mm、长约2.0 mm的沉性膨化饲料，室温冷却风干后，-20 ℃保存备用。

表1 试验饲料配方和营养组成Table 1 Formulations and nutrition composition of the experimental diets（%）

1.2 试验设计与养殖管理

试验设4个处理，每个处理3次重复，每个重复1个室外水泥池塘（长×宽×深=14 m×12 m×1.2 m），养殖池位于上海海洋大学如东河蟹遗传育种中心。脊尾白虾繁殖周期较短，繁殖和养成均在同一池塘中进行，通常采用投放一定重量的亲本让其在池塘中自行繁殖和养成。本试验按照生产性常规做法，在每个养殖池中放入市场购得的规格接近（平均2.5 g/尾）的脊尾白虾亲虾1 kg，每池混合投放400尾，雌雄各半。

试验期间，每天8:00和16:00进行投喂，投喂量约占体质量的3%～5%，上午投喂量占40%，下午投喂量占60%。具体投喂量须根据水温、天气和残饵情况适当调整，每个池中放入1个食台，投喂2 h后观察和记录残饵情况。试验于2018年7月中旬正式开始，至11月中旬结束，共持续4个月。7月中旬至8月底投喂1.2 mm粒径饲料，9月上旬至11月中旬投喂2.0 mm粒径饲料。养殖期间，水泥池水位为1.0～1.5 m，随着养殖进程逐步加深水位。每周定期检测水质指标，并根据水质情况不定期换水，每次换水10%～30%，使水体pH值为7.0～9.0、平均溶氧＞4 mg/L、亚硝酸浓度＜0.15 mg/L和氨氮＜0.5 mg/L。每15 d全池泼洒消毒剂或微生态制剂调节水质。采用温度记录仪每半小时自动记录1次池塘水温，根据池塘溶解氧情况适时开启增氧机进行增氧。

1.3 样品采集

试验结束前停食1 d，每个池中随机采集500 g左右的成虾，用干毛巾擦干体表水分后，用电子天平（精确度0.01 g）称重，然后计脊尾白虾的个体数量，用于计算该池脊尾白虾的平均体质量。随后从每个池中随机取40尾脊尾白虾，取出其肝胰腺和肌肉后称重，计算肝胰腺指数（hepatosomatic index，HSI，%）和出肉率（%）。另外从每个池随机取100尾左右的个体，取出肝胰腺和肌肉样品用于后续常规分析。所有肝胰腺和肌肉分别装入自封袋后于-40 ℃冰箱中保存备测。肝胰腺指数和出肉率计算公式如下所示：

1.4 生理指标测定

随机合并每个池100尾脊尾白虾的肝胰腺，称取0.2 g左右的肝胰腺合并样，加入1 mL预冷的生理盐水后用T10B微型匀浆器（德国IKA公司）匀浆30 s，在4℃、12 000 r /min条件下离心20 min，取上层清液后再次离心，合并上清液用于后续分析。采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、碱性磷酸酶（AKP）、酸性磷酸酶（ACP）的活性以及总蛋白（TP）、总游离氨基酸（TFAA）、尿素氮（BUN）、葡萄糖（Glu）、丙二醛（MDA）的含量。

1.5 常规生化分析

随机取每个池50尾脊尾白虾的肝胰腺和肌肉合并为1个肝胰腺样品和1个肌肉样品，冻干后用于常规生化分析。采用冷冻干燥法测定饲料、肝胰腺和肌肉中的水分含量，采用凯氏定氮法测定样品中的粗蛋白含量，550 ℃灼烧法测定样品中的灰分含量[10]；参考Folch等[11]的方法，采用氯仿∶甲醇＝2∶1（体积比）提取总脂并测定其含量。

1.6 数据统计分析

采用 SPSS 17.0软件统计分析试验数据。采用Levene法检验所有数据的方差齐性，当不满足齐性方差时对百分比数据进行反正弦或平方根处理。采用ANOVA对试验结果进行方差分析，采用Duncan's法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 饲料蛋白水平对脊尾白虾体质量、肝胰腺指数和出肉率的影响

由表2可知，各饲料组脊尾白虾的生长性状无明显差异。随着饲料中蛋白水平的提高，脊尾白虾体质量和出肉率分别稳定在2.33 g和49.00%左右，其中2#饲料组个体的肝胰腺指数比其他各组高20.72%～30.84%，但差异不显著。

2.2 饲料蛋白水平对脊尾白虾肝胰腺、肌肉常规生化组成的影响

测定结果（表3）显示，各饲料组脊尾白虾肝胰腺中水分和粗蛋白含量相对稳定，平均值分别为65.50%和14.00%。1#饲料组个体肝胰腺中粗脂肪含量高于4#饲料组个体（26.58%），但显著不差异。此外，3#饲料组个体肝胰腺中的灰分含量显著高于1#、2#饲料组，并大体表现出随着蛋白水平的提高而逐渐增加的趋势。

各饲料组肌肉中的水分和粗蛋白含量也较为稳定，平均值分别为77.50%和20.40%。饲料中不同蛋白水平对肌肉中粗脂肪和灰分含量影响较大，随着饲料中蛋白水平的增加，肌肉中粗脂肪含量呈下降趋势，而灰分含量呈上升趋势，其中2#饲料组个体肌肉中粗脂肪含量显著高于4#饲料组，3#饲料组个体肌肉中灰分含量显著高于1#饲料组。

表2 饲料蛋白水平对脊尾白虾体质量、肝胰腺指数和出肉率的影响Table 2 Effects of dietary protein levels on body weight, HSI and fillet yield of Exopalaemon carinicauda

表3 饲料蛋白水平对脊尾白虾肝胰腺、肌肉常规生化组成的影响（%，湿重）Table 3 Effects of dietary protein levels on biochemical compositions in hepatopancreas and muscle of Exopalaemon carinicauda（%, wet weight）

2.3 饲料蛋白水平对脊尾白虾肝胰腺生理代谢指标的影响

表4显示，不同饲料组脊尾白虾肝胰腺中GOT和SOD活性均表现显著差异，随着饲料中蛋白水平的增加，GOT与SOD活性均呈下降趋势，且2#饲料组GOT与SOD的活性均明显高于3#饲料组。2#饲料组肝胰腺中TFAA含量以及GPT、GOT、SOD、AKP和ACP活性均高于其他饲料组。

3 讨论

3.1 饲料蛋白水平对脊尾白虾生长及组织系数的影响

蛋白质是水生动物生长发育过程中重要的营养物质[12-13]。虾蟹类甲壳动物蜕壳周期短，生长速度快，饲料中一旦缺乏蛋白质就会导致其生长缓慢及体质量降低；但如果饲料蛋白含量过高，除了增加养殖成本外，还会增大养殖对象的机体负担，最终影响其生长与发育[14]。大部分探讨甲壳动物饲料最适蛋白水平的研究表明，虾类生长性能随着饲料中粗蛋白水平一定范围内的逐渐增加而呈上升趋势，生长性能达到最大值后随着饲料粗蛋白水平的增加而下降[8,15-16]。一些研究表明，当饲料蛋白的添加量在一定范围内时，养殖对象的生长差异不显著，但当蛋白水平低于或超过该范围时，其生长性能快速下降[17]。在本试验中，不同饲料组脊尾白虾的最终体质量无显著差异，可能是本试验设计的蛋白梯度在脊尾白虾的适宜水平范围内，说明30%的蛋白水平即可满足脊尾白虾的生长需求。

表4 饲料蛋白水平对脊尾白虾肝胰腺生理代谢指标的影响Table 4 Effects of dietary protein levels on physiological metabolic indexes in hepatopancreas of Exopalaemon carinicauda

肝胰腺指数和出肉率等组织系数是评价甲壳动物食用价值的重要指标，且在一定程度上可以反映甲壳动物的营养储存状况[18]。本试验中，虽然34%蛋白组个体的肝胰腺指数比其他组高20.72%～30.84%，但各组间差异不显著，并且各组出肉率均稳定在49.00%左右，与南美白对虾（Litopenaeus vannamei）和克氏原螯虾（Procambarus clarkii）的研究结果类似[19-20]，表明饲料中蛋白水平对甲壳动物肝胰腺指数和出肉率的影响较小。

3.2 饲料蛋白水平对脊尾白虾生理代谢指标的影响

肝胰腺是甲壳动物氨基酸代谢的主要场所，含有多种有关氨基酸合成代谢的重要酶类[21-22]。谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）是参与甲壳动物肝胰腺内氨基酸合成与分解过程的两种重要转氨酶，其活性可以反映甲壳动物氨基酸的代谢强度，衡量肝功能的健康程度[23]。对脊尾白虾肝胰腺转氨酶活性分析表明，随着饲料蛋白水平在适宜范围内升高，肝胰腺中GOT和GPT的活力也随之增加，且均在饲料蛋白水平为34%时达到最大，表明脊尾白虾体内蛋白质的代谢能力增强。但当饲料蛋白水平高于34%后，二者活性均明显下降，与已有部分鱼类上的研究结果相一致[24-25]，说明在摄食低蛋白水平饲料时，为了提高蛋白质的吸收利用率，脊尾白虾通过增强肝胰腺中转氨酶活性来促进氨基酸代谢，从而提高机体对氨基酸吸收利用。当饲料蛋白水平过高时，长期的高蛋白摄入量对鱼虾体肝脏代谢产生压力，导致肝受损，大量GOT和GPT渗入血液中，肝胰腺中的GOT、GPT含量降低，因此本试验脊尾白虾出现肝胰腺 GPT 和GOT 含量在高蛋白组（38%～42%）持续降低的现象[26]。

总蛋白（TP）含量反映了饲料中蛋白质的营养水平以及机体对蛋白质的消化吸收效率[27]。饲料中蛋白含量从30%增加至34%后，肝胰腺TP小幅上升，但饲料中蛋白含量从34%增加至42%期间，肝胰腺TP几乎保持不变，说明蛋白水平超过需要量时，脊尾白虾不能对其有效消化吸收，总蛋白TP含量并不增高[28]。有研究表明，尿素氮（BUN）含量的高低可以反映动物体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况，较低的尿素氮含量表明氨基酸平衡好，机体中合成蛋白质的效率高[29]。本试验中，34%蛋白组尿素氮的浓度最低，表明脊尾白虾对该水平的蛋白质利用效率较高，这与该组肝胰腺中总游离氨基酸（TFAA）含量最低相吻合。

超氧化物歧化酶（SOD）是生物体内重要的一种抗氧化酶，可以让氧自由基失去活性，使各组织不受损伤[30]。酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（AKP）是两种重要的非特异性磷酸水解酶，在参与蛋白和脂质代谢、免疫防御和抗氧化过程中具有重要作用[31-32]，因此，测定SOD、AKP和ACP的活性可以整体反映脊尾白虾的免疫及抗氧化性能。一般认为适当提高配合饲料中蛋白水平可提高甲壳动物免疫抗氧化性能，而蛋白过量会影响机体代谢和各种酶的合成，阻碍其发挥免疫抗氧化功能[9]。夏苏东等[33]研究发现，凡纳滨对虾血清中SOD活性随饲料蛋白水平的增加而增加，并在47%时达到最大；谢国驷等[34]研究表明，日本沼虾（Macrobrachium nipponense）肝胰腺中AKP活力同样随着蛋白质的增加先上升后下降。本研究脊尾白虾肝胰腺中SOD、AKP和ACP活力均随着饲料蛋白的增加而上下波动，且均为34%蛋白水平时活力最高，说明34%的蛋白含量可以诱导激活脊尾白虾抗氧化系统[9]，增强机体免疫力。丙二醛 （MDA） 是脂质发生过氧化反应的代谢产物之一，其含量高低反映了氧化胁迫和过氧化反应，含量过高则反映机体免疫力下降[35]。本研究发现，34%蛋白组脊尾白虾肝胰腺中的MDA含量相对较低，表明该组肝胰腺中的脂质过氧化程度较小，与该组免疫抗氧化能力较好相吻合。

3.3 饲料蛋白水平对脊尾白虾组织常规生化组成的影响

肝胰腺和肌肉等可食组织的常规组成是评价脊尾白虾营养价值的重要指标[36]，虽然本试验中不同蛋白水平饲料对脊尾白虾可食组织的水分和蛋白含量没有显著影响，但对其粗脂肪和灰分含量影响显著。随着饲料蛋白水平的升高，脊尾白虾肝胰腺中灰分含量大体呈上升趋势，说明适宜的蛋白水平有利于壳质形成与钙质沉积[15]。与之相反，脊尾白虾肝胰腺中粗脂肪含量随着饲料蛋白含量的增加一直处于下降趋势，这一结果与光倒刺鲃（Spinibarbus hollandi Oshima）[37]、台湾泥鳅（Taiwan Loach）[38]和异齿裂腹鱼（Schizothorax）[39]等鱼类的研究结果一致。刘立鹤等[40]研究表明，在较高蛋白水平（36%～52%）下，随着蛋白水平提升，南美白对虾虾体的粗脂肪含量呈降低趋势。张琴等[41]在方格星虫（Sipunculus nudus）的研究中发现，低蛋白水平饲料组通过提高糖含量达到能量平衡，饲料中含糖量越高，机体脂含量也越高。这可能是本试验脊尾白虾肝胰腺中粗脂肪含量与饲料蛋白水平呈负相关的原因。

4 结论

综上所述，本试验对脊尾白虾在不同蛋白梯度下的生长、生理以及体组成进行了研究，虽然设定的蛋白梯度未对脊尾白虾的生长性状产生明显影响，但发现脊尾白虾在34%的蛋白水平下表现出最佳的生理状况及免疫抗病性能，超氧化物歧化酶（SOD）、谷草转氨酶（GOT）等抗氧化和蛋白代谢指标的活力高于其他3个蛋白梯度，随蛋白水平的增加，生理代谢指标并没有显著增长的趋势。因此，研究初步认为，池塘养殖条件下脊尾白虾饲料中适宜的蛋白含量为34%左右。