饲料蛋白质水平与加工工艺对凡纳滨对虾生长性能、体组成及体色的影响

2021-06-09胡兵

中国饲料 2021年11期

胡兵

（福建天马科技集团股份有限公司，福建福州350308）

随着水产养殖业迅猛发展，饲料效率低、水稳定性差等造成饲料浪费和水污染的问题越来越受到人们的关注。目前的研究主要集中于研发提高饲料效率的饲料配方以及投喂策略方面，对于饲料的加工过程关注较少（Gao等，2019a）。饲料加工技术主要包括粉碎、混合、预处理、造粒和干燥。颗粒饲料和膨化饲料是经过不同的饲料加工过程制作的两种不同饲料。相比于颗粒饲料，膨化饲料的加工需要更高的温度、湿度和压力（Lundblad等，2012）。同时，膨化饲料具有更好的水稳性，可降解一些不稳定的抗营养因子，且具有较高的可消化性（Glencross等，2011；Singh等，2007；Rout和Bandyopadhyay，1999）。目前，颗粒饲料和膨化饲料在水生动物中的应用效果存在一定的差异。研究表明，膨化饲料可有效提高金头鲷（Sparus aurata）和银鲈（Bidyanus bidyanus）的生长和饲料利用（Venou等，2009；Booth等，2002）。然而，以颗粒饲料和膨化饲料饲喂斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）却得到了相似的生长性能（Xu等，2017）。因此，有必要探寻颗粒饲料和膨化饲料对不同水产养殖物种的影响，以期完善并优化水产饲料的精准配方。

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）是虾类养殖业中最具商业价值的品种之一，其产量占全球总产量的70%以上（Bardera等，2021）。随着其养殖量的提升，对饲料的需求也逐年攀升。通常来讲，蛋白质沉积速率决定了动物的生长速率，对水生动物的生长发育起着关键作用（Cai等，2020）。此外，随着全球环境保护意识的加强，降氮减排，势在必行。因此，提高蛋白利用率，减少蛋白浪费，具有非常重要的意义。目前虽然已有研究报道了饲料不同蛋白质水平对凡纳滨对虾生长和生理的影响，但是在不同蛋白质水平下，颗粒饲料和膨化饲料对凡纳滨对虾生长性能、体营养组成及体色的影响研究鲜见报道，本研究以期为凡纳滨对虾配合饲料的优化提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料本试验以进口鱼粉、虾粉、去皮豆粕、花生粕和面粉为主要蛋白源，分别配制蛋白质质量分数为41%、43%和46%的膨化饲料（E41、E43、E46）和颗粒饲料（P41、P43、P46）。饲料组成及营养水平见表1。原料经粉碎机粉碎后过80目筛，将原料按配方均匀混合，之后加入鱼油和水混匀。膨化饲料采用布勒125双螺杆膨化机进行制备。颗粒饲料采用宜大530F虾料机进行制备。制备好的饲料破碎成适宜大小放入-20℃冰箱保存备用。

1.2 试验动物及饲养管理本试验在唐山水产研发基地进行。试验选用初始体重为（2.5±0.0）mg，规格一致，活力良好，无疾病的凡纳滨对虾1440尾，随机分成6个处理组，每组设置4个重复，每个重复60尾对虾。试验用虾先在100升塑料水箱中暂养一周，之后进行养殖试验。分别投喂上述6种试验饲料。日投喂量为对虾体重的5%，日投饵次4次（7:00、11：00、15:00、19:00）。试验期间，水温为26～28℃、盐度为30‰～31‰、pH为8.1～8.2、溶解氧含量大于7 mg/L、亚硝酸盐浓度小于0.01 mg/L。

1.3 样品采集养殖试验分别在第15、30、45天和60天计算每个养殖水箱中虾的数量以及称取总重量，用于计算成活率和增重率。此外，在60 d养殖试验结束后，将试验对虾饥饿24 h，每个养殖水箱随机挑选4尾虾，分别称量体重并测量体长及肝胰腺重，用于计算肥满度和肝体比。另取4尾置于-80℃冰箱保存，用于体营养组成分析。另取8尾虾进行体色分析。相关的计算公式如下：

表1 试验饲料组成及营养水平（干物质基础）%

增重率/%=[终末体重（g）-初始体重（g）]/初始体重（g）×100；

存活率/%=终末虾尾数/初始虾尾数×100；

肥满度/（g/cm3）=体重（g）/体长（cm3）；

肝胰腺指数/%=肝胰腺重（g）/体重（g）×100。

1.4 指标测定与分析饲料及对虾体营养组成按照AOAC（1995）国际标准方法分析。将样品在105℃烘干后，通过重量分析计算水分含量；将样品置于550℃的马弗炉中6 h，通过重量分析测定灰分含量。采用索氏提取法测定粗脂肪含量；粗蛋白质含量用全自动凯氏定氮仪（2300-Auto-analyzer；FOSS，美国）进行分析。

本试验采用色差计（三恩驰SC-10）测定各处理虾体煮熟后，头胸甲后第一个体节侧面的色度变化，以L、a和b值表示。L值表示从0（纯黑色）到100（纯白色）的亮度，a值（红色）表示从绿色到红色的色度，b值（黄色）表示从蓝色到黄色的色度。

1.5 数据统计试验数据用SPSS 21.0以双因素方差分析方法进行分析。不同蛋白质水平处理之间的显著性采用单因子方差分析进行分析，若差异显著则进行Duncan’s多重比较。膨化饲料与颗粒饲料处理采用独立样本T检验进行分析。差异显著水平为P＜0.05。结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果

2.1 生长性能饲料不同蛋白质水平下，膨化饲料和颗粒饲料两种不同的饲料加工工艺对凡纳滨对虾增重率的影响如图1所示，其中在第15天时，无论是饲料不同蛋白质水平还是不同饲料加工工艺（颗粒饲料和膨化饲料）均未显著影响对虾的增重率（P＞0.05）。在第30、45天和60天时，无论是饲喂颗粒饲料还是膨化饲料，饲料43%和46%蛋白质处理下对虾的增重率均显著高于41%蛋白质处理组（P＜0.05）。在第30天时，饲料41%蛋白质水平的条件下，颗粒饲料组对虾的增重率显著低于膨化饲料组（P＜0.05）；在第45天时，饲料41%和46%蛋白质水平的条件下，颗粒饲料组对虾的增重率也显著低于膨化饲料组的对虾（P＜0.05）；在第60天时，在41%和43%蛋白质水平下，膨化饲料组对虾的增重率均显著高于颗粒饲料组（P＜0.05）。

图1 不同试验饲料对凡纳滨对虾增重率的影响

2.2 形体指标与体营养组成饲料不同蛋白质水平下，膨化饲料和颗粒饲料两种不同的饲料加工工艺对凡纳滨对虾形体指标的影响如表2所示，本试验中凡纳滨对虾的肝胰腺指数在各饲料处理之间无显著性差异（P＞0.05）。然而，无论是在膨化饲料还是颗粒饲料的条件下，饲喂46%蛋白质对虾的肥满度均显著高于41%蛋白质处理组（P＜0.05）。

饲料不同蛋白质水平下，膨化饲料和颗粒饲料两种不同的加工工艺对凡纳滨对虾体营养组成的影响如表3所示，其中凡纳滨对虾全虾体水分和灰分含量不受饲料蛋白质、加工工艺以及二者交互作用的影响（P＞0.05）。但是全虾体粗脂肪水平受饲料不同加工工艺因素的显著影响（P＜0.05）。无论是饲喂颗粒饲料还是膨化饲料，43%和46%饲料蛋白质水平处理下对虾的体粗蛋白质含量显著高于41%蛋白质处理组（P＜0.05）；同时，在41%和43%饲料蛋白质处理条件下，膨化饲料组对虾的粗蛋白质含量显著高于颗粒饲料组（P＜0.05）。全虾体水分、粗脂肪和灰分含量在处理组之间无显著性差异（P＞0.05）。

表2 不同试验饲料对凡纳滨对虾体形体指标的影响

表3 不同试验饲料对凡纳滨对虾体营养组成的影响%

2.3 体色变化饲料不同蛋白质水平下，膨化饲料和颗粒饲料两种不同的饲料加工工艺对凡纳滨对虾体色的影响如表4所示，当饲喂颗粒饲料时，饲料43%和46%蛋白质水平组的L*值显著高于41%蛋白质水平处理组，且L*值受饲料蛋白质水平因素的显著影响（P＜0.05）；凡纳滨对虾体表红色受饲料蛋白质水平和加工工艺（膨化饲料和颗粒饲料）因素的显著影响（P＜0.05）；无论是在膨化饲料还是颗粒饲料的条件下，饲料43%和46%蛋白质水平处理组对虾体表a*值显著高于41%蛋白质水平处理组（P＜0.05）；同时，在不同蛋白质水平下，颗粒饲料处理组对虾体表a*值显著高于膨化饲料处理组（P＜0.05）；对虾体表b*值在各处理组之间无显著性差异（P＞0.05）。

表4 不同试验饲料对凡纳滨对虾体体色的影响

3 讨论

3.1 饲料不同蛋白质水平与加工工艺对凡纳滨对虾生长性能的影响蛋白质是水生动物饲料中最重要的必需营养素之一，对水生动物的生长发育起着至关重要的作用（Yadata等，2020）。本试验研究结果发现，从第30天开始，饲喂43%和46%蛋白质水平凡纳滨对虾的增重率明显高于饲喂41%蛋白质水平的对虾。这与Gao等（2019b）和Tu等（2015）的研究结果类似，即随着饲料蛋白质水平的增加，水生动物的增重率也随之增加，接着趋于平稳。同样，在0.5 g的凡纳滨对虾幼虾中发现，当饲料中蛋白质水平低于37.11%时，随着蛋白质水平的增加，对虾的增重率显著提高；而在37.11%～49.03%时，虽然增重率也表现出上升的趋势，但各处理组之间无显著性差异（郑昌区，2012）。本试验中，饲料43%和46%蛋白质水平相较于41%蛋白质水平仍可显著促进凡纳滨对虾的生长，这可能是由于本试验所用凡纳滨对虾的规格较小。在幼体阶段，对虾可能需要更多的蛋白质以满足自身快速生长发育的需要。然而，也有一些研究表明，饲料中蛋白质水平过高或过低均不利于水生动物的生长（余含等，2019；李勇等，2004）。饲料中蛋白质缺乏会导致一些必需氨基酸摄入不足，从而抑制水生动物的生长；而当蛋白质水平过量时，会加重肝脏的代谢负担，进而影响蛋白质的利用率，抑制其生长（余含等，2019）。造成这种差异的原因可能是由于不同的水产养殖物种、试验环境及饲料原料的质量等。因此，有必要建立凡纳滨对虾在不同生长阶段与不同条件下的精准营养数据库。此外，本研究发现，在养殖试验60 d结束后，在41%和43%蛋白质水平下，膨化饲料的促生长效果要明显优于颗粒饲料。这与以往的研究结果类似（陈团等，2018；闫仲双等，2002；吴秀峰等，2000）。同时，在实际生产中，膨化饲料对水生动物的促生长效果也往往优于非膨化饲料（陈团等，2018；胡学峰等，2007）。这可能是由于膨化饲料加工需经过高温和高压等条件的流程，使得饲料中的一些不稳定的抗营养因子被分解破坏，并使得蛋白质结构伸展疏松，利于蛋白质的消化吸收；同时，高温过程也会杀灭一些有害微生物，保护动物的健康（吴立敏和胡重江，2006）。然而，本试验中46%蛋白质水平条件下，膨化饲料和颗粒饲料对凡纳滨对虾增重率无显著影响。这可能是由于膨化饲料加工高温导致饲料维生素被破坏缺失，过高的蛋白质水平更易与还原糖之间发生非酶促反应（即美拉德反应），造成营养素的缺失。今后可考虑在此水平下提高维生素水平或减少淀粉含量以降低负面效应（陈团等，2018）。

3.2 饲料不同蛋白质水平与加工工艺对凡纳滨对虾体营养成分及形体指标的影响目前，有关饲料蛋白质水平对水生动物体蛋白沉积之间的关系仍存在一些争议。例如，李二超等（2008）研究表明，凡纳滨对虾体粗蛋白质含量与饲料蛋白质水平呈正相关关系。Singha等（2020）同样也发现，吉富罗非鱼体蛋白质含量随饲料蛋白质水平的提高显著上升。同样，本试验也发现了类似的结果，即无论是膨化饲料还是颗粒饲料，43%和46%蛋白质水平处理组的对虾体粗蛋白质含量显著高于41%蛋白质水平处理组。相反，一些研究表明，饲料不同蛋白质水平并不会影响水生动物的体蛋白质含量（Cai等，2020；Lalramchhani等，2020）。造成这种差异的原因可能是由于不同的养殖品种、养殖环境以及饲料蛋白源导致的。此外，本试验发现，在41%和43%蛋白质水平下，饲喂膨化饲料相比于饲喂颗粒饲料会显著提高对虾体蛋白质的含量。这与陈团等（2018）的研究结果一致。这可能是由于膨化饲料加工过程中高温使得蛋白质结构伸展疏松并消除了一些饲料中存在的不稳定抗营养因子，促进了蛋白质的吸收与利用。本试验中，在两种饲料加工工艺条件下，对虾肥满度均随饲料蛋白质水平的提高而呈上升趋势。这与郑昌区（2012）的研究结果类似。同时，这也与本试验中生长的结果相一致。

3.3 饲料不同蛋白质水平与加工工艺对凡纳滨对虾体色的影响甲壳类动物的颜色通常影响消费者接受度和市场价格（Ma等，2019）。L*值越大，说明亮度越高，颜色越鲜亮。a*值越大，说明体表颜色更红。试验结果表明，饲喂颗粒饲料的条件下，43%和46%蛋白质水平处理组相较于41%蛋白质水平处理组具有更高的L*值。这意味着提高蛋白质水平可提升凡纳滨对虾的色泽。同样，无论在颗粒饲料还是膨化饲料的条件下，饲料中43%和46%蛋白质水平均可明显增加对虾体表a*值。这说明，饲喂更高水平蛋白质的对虾体表更红。崔培等（2012）研究表明，蛋白质水平对锦鲤皮肤中类胡萝卜素的变化有一定的影响。虾青素是对虾和其他甲壳动物体内最重要的色素（约占类胡萝卜素的86%～89%）（王海芳和朱基美，2016）。因此，本研究中对虾体表a*值（红度）的提高可能是由于饲料蛋白质参与了对虾体内虾青素或类胡萝卜素的积累过程，具体的作用过程还有待进一步研究。然而，饲喂颗粒饲料相比于膨化饲料，对虾体表也会更红。这可能是由于膨化饲料在加工过程中，高温破坏了一些饲料中的维生素，进而导致膨化饲料对体色的提升效果欠佳。