花鲈对七种蛋白质原料的表观消化率

程云旺，鲁康乐，王 玲，宋 凯，张春晓

(厦门市饲料检测与安全评价重点试验室，集美大学水产学院，福建厦门 361021)

花鲈(Lateolabraxmaculatus)，又称七星鲈，隶属于硬骨鱼纲的鲈形目鲈亚目鮨科(Serranidae)花鲈属(Lateolabrax)，是一种凶猛的肉食性鱼类，其肉质鲜美、生长快、对温度和盐度的适应性广，是我国内陆和沿海重要养殖鱼类之一。近年来，由于渔业资源衰退和鱼粉需求量增加，国内外鱼粉市场出现严重的供不应求状况[1-2]。因此，寻找适合花鲈的优质动植物蛋白源至关重要。动物副产物中均含有丰富的蛋白质，常见的有羽毛粉、血球蛋白粉、鸡肉粉和昆虫蛋白等[3]，其蛋白质水平高，且不含抗营养因子，是潜在的鱼粉替代源[4]。植物蛋白虽然价格低廉，但常含多种抗营养因子，在水产饲料中的应用受到限制[5-7]。已有研究发现，经过一定处理能够去除植物蛋白中的部分抗营养因子，提高其利用率[8-10]，常见的有大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白和脱酚棉籽蛋白等[11-12]。

饲料原料的组成成分通常只能反映某些营养物质的含量，而鱼类对不同饲料原料的营养物质的消化和吸收存在差异。消化率是评价饲料营养价值的重要指标之一[13]，同时也是饲料配方设计的重要依据，对于节约饲料成本和提高饲料的利用率有重要作用。本实验分别测定花鲈对羽毛粉、血球蛋白粉、鸡肉粉、黄粉虫粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白和脱酚棉籽蛋白七种饲料原料的干物质、粗蛋白、氨基酸、总钙及总磷的表观消化率，以期为花鲈人工配合饲料配方设计提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验饲料

以鱼粉和豆粕为主要蛋白源，鱼油和豆油为主要脂肪源，三氧化二钇(Y2O3)作为外源指示剂，并补充矿物质和维生素等配制基础饲料，其配方与营养组成见表1。分别以质量分数为70%的基础饲料和30%的水解羽毛粉(hydrolyzed feather meal，HFM，福建圣农实业有限公司)、血球蛋白粉(spray dried blood meal，SDBM，上海杰隆生物制品股份有限公司)、鸡肉粉(poultry by-product meal，PBM，福建圣农实业有限公司)、黄粉虫粉(tenebrio meal，TM，山东郎氏虫业有限公司)、脱酚棉籽蛋白(low gossypol cottonseed meal，CM，湖南欣瑞生物科技有限公司)、大豆分离蛋白(soy protein isolate，SPI，山东禹王生态食品有限公司)、大豆浓缩蛋白(soy protein concentrate，SPC，山东禹王生态食品有限公司)七种蛋白原料配置成7种试验饲料。所有饲料原料均粉碎后过60目筛，并按比例定量后逐级混匀，然后再加入40%的水搅拌均匀，制成直径为5.0 mm的颗粒饲料，于电热鼓风干燥箱45 ℃烘干12 h后，储存在-20 ℃冰箱中备用。所用待测原料营养及氨基酸组成见表2。

表1 基础饲料组成及营养水平(干物质基础)Tab.1 Formulation and proximate chemical composition of basal diets(dry-matter basis) %

(2)维生素混合物为每千克饲料提供：VB1 10 mg；核黄素 8 mg；盐酸吡哆醇 10 mg；VB12 0.2 mg；VK 310 mg；肌醇 100 mg；泛酸钙 20 mg；烟酸 50 mg；叶酸 2 mg；生物素 2 mg；VA(50万IU) 400 mg；VD3 5 mg；VE(50万IU) 100 mg；抗坏血酸多聚磷酸酯 500 mg；乙氧基喹啉 150 mg；次粉 8.6328 g

(3)粗蛋白、粗脂肪、粗灰分为实测值。

表2 待测原料营养水平及氨基酸组成(干物质基础)Tab.2 Nutrient levels and amino acids composition of test ingredients(dry-matter basis) %

1.2 实验设计

养殖实验在集美大学水产实验场进行。试验鱼购自漳州市诏安县某鲈育苗场，为同一批繁育的鱼苗，鱼苗运回后暂养2周。暂养期间，先用基础饲料喂养两周。正式实验开始时，花鲈饥饿24 h，选取平均体重为(54.3±1.5) g的健康花鲈240尾，随机分配到24个室内循环水养殖缸内(直径为70 cm，高120 cm，流速控制在1.5 L/min)，每缸10尾鱼。实验缸随机分8组，每组3个平行，其中对照组试验鱼投喂基础饲料，试验组分别投喂7种实验饲料。养殖用水为曝气自来水，养殖期间，水温为(31±1) ℃，溶解氧≥6 mg/L，每天饱食投喂两次(8:00和17:00)，投喂30 min后清除残饵和粪便，换水1/3。

1.3 样品收集

试验开始一周后，开始收集粪便。于每次投喂4 h 后，用虹吸法收集养殖缸底的粪便，挑选包膜完整的粪便，60 ℃烘干后，用研钵研磨成粉末状，105 ℃烘干至恒重，放置在-20 ℃冰箱中保存。

1.4 样品的测定

原料、饲料和粪便样品中水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量的测定参照AOAC(2005)的测定方法。样品水分测定采用105 ℃常压烘箱干燥法，粗蛋白测定采用杜马斯燃烧法(Rapid N EXCEED，德国)，粗脂肪的测定采用索氏抽提法(无水乙醚为提取溶剂)，样品粗灰分采用马弗炉550 ℃灼烧法，样品的氨基酸含量参考GB/T 5009.124-2016的方法测定[14]。

原料、饲料及粪便中三氧化二钇、钙和磷的含量采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES,Prodigy 7,LEEMAE LABS USA)测定。

1.5 计算公式

试验饲料和基础饲料的干物质、粗蛋白、总钙、总磷和氨基酸的表观消化率计算公式参考文献[15]。

1.6 数据统计与分析

所有试验数据采用SPSS 22.0 统计软件进行one-way ANOVA分析，并用Duncan氏法进行多重比较，差异显著水平为P<0.05。所有数据用平均值±标准误(Mean±SE)表示。

2 结果

2.1 花鲈对七种原料干物质的表观消化率

表3所示花鲈对七种饲料原料干物质的表观消化率由高到低排序为血球蛋白粉>鸡肉粉>大豆分离蛋白>大豆浓缩蛋白>脱酚棉籽蛋白>黄粉虫粉>水解羽毛粉。其中，花鲈对水解羽毛粉的干物质消化率显著低于其他六种原料。花鲈对脱酚棉籽蛋白和黄粉虫粉间干物质表观消化率无显著性差异，但皆显著低于鸡肉粉、血球蛋白粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白。花鲈对鸡肉粉、血球蛋白粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白间干物质表观消化率无显著性差异。

表3 花鲈对七种饲料原料中干物质、粗蛋白、总钙和总磷的表观消化率Tab.3 Apparent digestibility of dry matter,crude protein,Ca and P in seven ingredients for L.maculatus %

2.2 花鲈对七种原料粗蛋白的表观消化率

从表3可见，花鲈对七种饲料原料中粗蛋白质的表观消化率为71.18%～95.64%，其中，血球蛋白粉>鸡肉粉>大豆分离蛋白>大豆浓缩蛋白>黄粉虫粉>脱酚棉籽蛋白>水解羽毛粉。花鲈对水解羽毛粉的粗蛋白表观消化率最低。花鲈对水解羽毛粉、黄粉虫粉和脱酚棉籽蛋白的粗蛋白表观消化率无显著性差异，显著低于对血球蛋白粉、鸡肉粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的粗蛋白表观消化率。花鲈对血球蛋白粉的粗蛋白消化率最高，显著高于其他六种原料。

2.3 花鲈对七种原料总钙和总磷的表观消化率

花鲈对鸡肉粉和黄粉虫粉的总钙的表观消化率分别为30.39%和42.65%，两者间无显著差异。其他五种原料未获得有效的总钙表观消化率数据。花鲈对五种饲料原料中总磷的表观消化率为38.40%～76.04%，由高到低分别为大豆分离蛋白>脱酚棉籽蛋白>大豆浓缩蛋白>鸡肉粉>黄粉虫粉。花鲈对黄粉虫粉、大豆浓缩蛋白和鸡肉粉的总磷表观消化率无显著差异，显著低于脱酚棉籽蛋白和大豆分离蛋白。花鲈对脱酚棉籽蛋白和大豆分离蛋白的总磷的表观消化率无显著差异。水解羽毛粉和血球蛋白粉未获得有效的总磷的表观消化率数据。

2.4 花鲈对七种原料氨基酸的表观消化率

表4可见，花鲈对血球蛋白粉中氨基酸的利用率最高(86.66%～100%)，其中异亮氨酸的表观消化率最低。花鲈对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的氨基酸消化率较高，分别为93.52%～97.15%和89.01%～98.50%。花鲈对鸡肉粉中氨基酸消化率为67.56%～87.05%，组氨酸的消化率最低。花鲈对羽毛粉中氨基酸的表观消化率较低，其中丙氨酸的利用率最低，蛋氨酸利用率最高。花鲈对脱酚棉籽蛋白中氨基酸消化率最低的为丙氨酸，最高的是精氨酸。除了蛋氨酸的消化率之外，花鲈对黄粉虫粉中氨基酸的消化率最低，均低于83.10%。

表4 花鲈对七种饲料原料中氨基酸的表观消化率(干物质基础)Tab.4 Apparent digestibility of amino acid in seven ingredients for L.maculatus %

3 讨论

3.1 花鲈对七种饲料原料干物质的表观消化率

干物质的表观消化率反映了动物对饲料原料的总体消化能力。本实验中，花鲈对血球蛋白粉的干物质表观消化率最高，为85.25%。贠彪[16]研究发现，花鲈对喷雾干燥血球粉的干物质消化率为91.18%。Niu等[17]研究表明，用血球蛋白粉完全替代凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)饲料鱼粉时，血球蛋白粉的干物质消化率高于80%。而许建刚等[18]的研究发现，鲤(Cyprinuscarpio)对喷雾干燥血球蛋白粉和膨化血粉的干物质、粗蛋白和氨基酸的消化率都高于普通血粉，说明血液加工方式可能会影响血液产品的消化率，本试验所用血球蛋白粉经高压均质和喷雾干燥所得，这种加工方式可能是其获得较高干物质消化率的原因[17]。羽毛粉具有很高粗蛋白质含量，且资源丰富，但其蛋白质主要以角质蛋白的形式存在，即便经过高温、高压，其水解也可能不完全，难以被动物消化吸收[15]。本研究发现，花鲈对水解羽毛粉的干物质和粗蛋白表观消化率最低，分别为56.88%和71.18%，由于水解羽毛粉的粗蛋白含量较高(92.65%)，因此其低干物质和粗蛋白消化率可能是由于羽毛粉中水解不完全的角蛋白造成的。本实验结果表明，花鲈对鸡肉粉的干物质表观消化率较高为82.86%，贠彪[16]发现在26～28 ℃条件下，初始体重为25 g花鲈对鸡肉粉的干物质的表观消化率为89.01%，虽然试验温度和花鲈初始体重不同，但花鲈对鸡肉粉干物质表观消化率相似，说明鸡肉粉是花鲈优质的蛋白源。本实验中花鲈对黄粉虫和脱酚棉籽蛋白的干物质表观消化率较低，分别为69.24%和68.74%。黄粉虫体壁含有丰富的甲壳素，而甲壳素可能会降低饲料中营养物质的消化率[19]。因此，花鲈对黄粉虫粉的较低的干物质消化率可能是原料中较高的甲壳素导致的。鱼类肠道缺乏纤维素酶，因此饲料纤维素不易被鱼类消化吸收，且高浓度的纤维素会降低原料的干物质消化率[20]。因此，花鲈对脱酚棉籽蛋白的低干物质消化率可能是原料中较高的纤维素导致的。本研究中花鲈对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的干物质消化率分别是78.23%和78.08%。与本实验结果相似，斜带石斑鱼(Epinepheluscoioides)对大豆浓缩蛋白的干物质消化率为70.36%[21]。说明，大豆蛋白是鱼类优质的植物蛋白源。

3.2 花鲈对七种饲料原料粗蛋白的表观消化率

在本研究中，花鲈对血球蛋白粉的粗蛋白的表观消化率最高，达95.64%。贠彪[16]研究也发现，花鲈对喷雾干燥血球粉的粗蛋白表观消化率较高，为91.82%，而鲤对血球蛋白粉的粗蛋白表观消化率更高，达100%[18]，说明喷雾干燥的血球蛋白是花鲈优质蛋白源。本实验中花鲈对水解羽毛粉的粗蛋白表观消化率最低为71.18%。Davies等[22]研究也发现，欧洲鲈(Dicentrarchuslabrax)对水解羽毛粉的蛋白消化率也较低，为67.2%，然而金头鲷(Sparusaurata)和大菱鲆(Scophthalmusmaximus)对水解羽毛粉中的蛋白消化率更低，分别为21.5%和46.6%。这可能是由于羽毛粉的水解程度差异造成的，提示今后应加强羽毛粉水解工艺的研究，以提高该原料的利用率。本实验中，花鲈对鸡肉粉的粗蛋白的表观消化率为90.61%。在贠彪[16]的研究中也发现，花鲈对鸡肉粉的粗蛋白的表观消化率为92.44%，本实验结果与之相似。本实验中，花鲈对黄粉虫粉和脱酚棉籽蛋白的粗蛋白表观消化率较低，分别为74.51%和74.39%。与干物质表观消化率相似，饲料中的甲壳素含量也是导致黄粉虫粉粗蛋白消化率较低的主要原因[23]。罗琳等[24]的研究中发现，在水温25 ℃条件下，初始体重5 g的花鲈对脱酚棉籽蛋白的粗蛋白的消化率较高，在90%以上，远高于本研究的结果，这可能是水温差异、鱼苗规格差异及脱酚棉籽蛋白的质量差异导致的。本研究中，花鲈对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的粗蛋白的表观消化率分别为89.11%和87.13%。有研究发现，欧洲鲈[25]和吉富罗非鱼(GIFTOreochromis)[26]对大豆浓缩蛋白的粗蛋白的表观消化率均在95%以上，这说明鱼类能够很好地利用大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白。

3.3 花鲈对七种饲料原料总钙和总磷的表观消化率

水产动物对矿物质的吸收利用受动物种类、生理状态、矿物质元素的化学状态、饲料营养成分等因素的影响。本试验中，花鲈对鸡肉粉的磷的表观消化率为42.88%。贠彪[16]的研究发现，花鲈对鸡肉粉的磷的表观消化率为59.05%，高于本实验结果。本研究发现，花鲈对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的磷的表观消化率分别为76.04%和51.24%。董晓慧等[26]研究发现，吉富罗非鱼对大豆分离蛋白的磷的表观消化率较高(95.9%)，而对大豆浓缩蛋白的磷的表观消化率较低(49.5%)。Dias等[25]在欧洲鲈的研究中发现，两种大豆浓缩蛋白的磷的表观消化率较低(25.9%和28.1%)。造成这种差异的原因有四点：一可能是由于鱼种不同，其分泌的胃液组成不同，消化能力不同[27]；二可能是由于饲料组成和营养水平不同；三可能是由于养殖环境的不同，如水温、养殖环境等；四可能是原料加工工艺的差异造成的。本试验中，部分原料中钙、磷的含量很低，导致没有获得其可靠的消化率数据。目前有关鱼类对蛋白原料的钙的消化率的研究较少，但是钙是鱼体的重要组成元素，同时饲料中含量过高还会影响其他矿物质元素的吸收和利用。在鸡[28]和猪[29]的研究中发现，饲料中钙含量提高会降低其对镁的吸收和利用。因此，水产动物钙营养生理也应得到重视。

3.4 花鲈对七种饲料原料的氨基酸的表观消化率

在本实验的七种蛋白原料中，花鲈对原料氨基酸的消化率的变化与对蛋白质消化率的变化基本一致(除异亮氨酸外)。花鲈对血球蛋白粉的氨基酸的表观消化率最高，其中异亮氨酸的消化率最低(86.66%)。Stone等[30]发现澳大利亚银鲈(Bidyanusbidyanus)能够很好地利用血球蛋白粉的氨基酸，但血球粉中异亮氨酸和亮氨酸不平衡导致异亮氨酸的消化率较低(80%)，而亮氨酸的消化率较高(92.9%)，本试验得到的结果与之相似。本研究结果显示，血球蛋白粉干物质和粗蛋白的表观消化率也最高，因此，血球蛋白粉是一种优质的可替代鱼粉的动物性蛋白源。本实验中，花鲈对水解羽毛粉的氨基酸的消化率为70.45%～80.99%，与贠彪[17]在花鲈中的研究结果(53.29%～114.72%)有所差异。本实验中，花鲈对鸡肉粉的氨基酸的表观消化率为67.56%～87.05%。Davies等[22]研究发现，欧洲鲈、金头鲷、大菱鲆对鸡肉粉的氨基酸表观消化率分别为70.5%～96.0%、54.6%～92.1%、46.8%～87.7%，本实验结果与之相似。本实验中，花鲈对脱酚棉籽蛋白的氨基酸的表观消化率为67.41%～91.97%。薛敏等[12]研究表明，鲤对新疆产脱酚棉籽蛋白的氨基酸的表观消化率很高，在95%以上；相比较而言，西伯利亚鲟(Acipenserbaeri)对脱酚棉籽蛋白的9种必需氨基酸的表观消化率较低，但也在80%以上；南美白对虾(Penaeusvannamei)对脱酚棉籽蛋白的氨基酸的表观消化率则相对较低。这说明不同种类的水生动物或不同的原料产地都会影响原料的利用率。本实验中花鲈对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的氨基酸的表观消化率较高，均高于89.01%。吉富罗非鱼幼鱼[26]对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的氨基酸的表观消化率也均在95%以上，但斜带石斑鱼[21]对大豆浓缩蛋白的氨基酸消化率较低(75.22%～92.91%)，这可能是鱼种不同、养殖环境、饲料营养水平差异导致的。本研究发现花鲈对大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的干物质和粗蛋白的表观消化率也较高，因此可以将大豆作为替代鱼粉的植物性蛋白源。

4 结论

综上所述，花鲈对七种饲料原料中干物质、粗蛋白和氨基酸的表观消化率以血球蛋白粉最好，鸡肉粉、大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白次之，脱酚棉籽蛋白、黄粉虫粉和水解羽毛粉较差。因此，血球蛋白粉和鸡肉粉可以作为花鲈的优质动物蛋白源，大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白可以作为花鲈的优质植物蛋白源，水解羽毛粉、脱酚棉籽蛋白和黄粉虫粉在花鲈饲料中添加量不宜过高。