新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉对泥鳅生长性能、肠道消化酶和菌群的影响

张海涛，张坤琳，黄金昌，朱广琴，李云龙，张振玲

(1. 徐州生物工程职业技术学院，江苏 徐州 221006；2. 江苏中煤长江生物科技有限公司，江苏 徐州 221000)

随着我国水产养殖规模的迅速扩大，水产配合饲料的使用量日益增加，鱼粉作为水产饲料中最重要的蛋白质原料，需求和使用量大幅增长，同时全球渔业资源有限，特别是今年受疫情影响，鱼粉的价格一直居高不下，造成水产动物饲料的成本增加。为此，寻求一种优质、价廉和供应量大的鱼粉替代蛋白源，成为了突破水产养殖成本瓶颈的关键[1-2]。

蝇蛆粉(maggot meal)是一种新型优质的昆虫蛋白源，其蛋白质含量丰富，占干物质的50%～60%；脂肪含量高，占干物质的10%～29%；富含多种微量元素、矿物质和维生素等营养物质，氨基酸含量相对均衡，并含有几丁质、抗菌蛋肽、凝集素和溶菌酶等免疫活性物质，营养较全面[3-4]。有部分学者将蝇蛆粉或提取物作为替代鱼粉的蛋白源或添加剂添加到水产饲料中，研究其对水产动物的影响。研究发现，利用蝇蛆粉部分替代鱼粉饲喂尼罗罗非鱼(Oreochromisniloticus)[5]，可提高其可生长性能；曹俊明等[6]等在研究凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)时也有相似发现。目前，只有部分水产养殖场将蝇蛆作为新鲜饵料投喂养殖鱼虾，究其原因是蝇蛆存在大规模实际生产中成本较高，且产品稳定性差、难持续性供应等问题。因此，实现蝇蛆蛋白可持续性产业化，是使其能大规模供应饲料企业的关键。

厨余主要来源于城镇生产生活场所产生的食物残渣或废料，主要是易被微生物分解利用的有机废弃物，也是城市生活垃圾的重要组成部分。若能合理利用、变废为宝，开发出新型蛋白饲料，既能带来较好的经济效益，也能缓解城市发展的环保压力。新型厨余发酵蛋白饲料是一种新型蛋白质源，其以麸皮、玉米粉为辅料，将自制降解厨余复合菌剂(乳酸杆菌、芽孢杆菌和酵母菌等)接种到经分选、脱水、去油、粉碎处理后的厨余上，制成蝇蛆生长培养基，控制温湿度、密度、光度和厚度等特定生物环境，经发酵后，将蝇蛆连同培养料和降解厨余益生菌一并加工成饲料添加剂添加到水产配合饲料中。新型厨余发酵蛋白饲料既能有效避免蝇蛆粉价格高、可持续性供应难等问题，也完美保留了蝇蛆的营养价值。

泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)味道鲜美，且其有蛋白含量高、脂肪含量低等营养特点，受到消费者的青睐，是我国主要的特种经济水产养殖鱼类[7]。但2019年以来，受国际经济和新冠疫情双层压力下，泥鳅出口受阻，价格下行压力逐渐增大，养殖户急需通过降低饲养成本，提高养殖利润。本文以泥鳅为研究对象，在基础饲料中以新型厨余发酵蛋白饲料替代不同比例的鱼粉，分析这一变化对泥鳅生长性能、肠道消化酶和菌群的影响，从而科学评估新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉的可行性，旨在研究出一种质优价廉的新型特种水产饲料。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验用新型厨余发酵蛋白饲料(徐州水产工程技术研究中心提供)粗蛋白含量为55.48%，粗脂肪含量为14.5%，水分含量为9.1%，灰分含量为9.32%，钙含量为0.98%，总磷含量为1.09%。本试验其他饲料原料也均由徐州水产工程技术研究中心提供。

将810尾泥鳅幼鱼于水产养殖实验室水族箱内饲喂2周，后随机分为6组，每组3个重复，每个重复45尾，试验时间50 d。用新型厨余发酵蛋白饲料等蛋白质替代对照组饲料中0%、20%、40%、60%、80%和 100%的鱼粉，配制6种等氮等能试验饲料(Ⅰ组～Ⅵ组)，其中Ⅰ组为对照组。饲料中水分含量采用GB/T 6435—2014《饲料中水分的测定》；粗蛋白质含量采用GB/T 6432—2018《饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法》；粗脂肪含量采用GB/T 6433—2006《饲料粗脂肪测定方法》；钙含量采用GB/T 6436—2018《饲料中钙的测定》；总磷含量采用GB/T 6437—2018《饲料中总磷的测定分光光度法》进行测定。采用BXT-ZDHW-8A氧弹量热仪(德国巴谢特)测定各组饲料总能。饲料中氨基酸组成采用酸水解法前处理后，利用Biochrom-30氨基酸自动测定分析仪(英国百康)测定。各组基础饲料配方及营养成分见表1，鱼粉、新型厨余发酵蛋白饲料及各组饲料氨基酸组成见表2。

表1 基础饲料配方及化学成分

表2 饲料氨基酸组成(干物质基础) %

1.2 样品采集与测定

试验每天记录投饲量和死亡情况。试验结束后停喂24 h，测定各组泥鳅的体长和体重分别，统计泥鳅的尾数，计算各生长指标。取各组织样品：取出泥鳅的内脏，称重；分离肠道并称重，测量泥鳅肠道长度，收集其内容物，后分前肠、中肠和后肠。将所取样品放入-80 ℃超低温冰箱中待测。

1.3 统计分析

肠体指数=肠重/体重×100%；

肠长指数=肠长/体长×100%；

内脏指数=内脏重/体重×100%；

摄食量=投饲总量/[(初始尾数+终末尾数)/2]；

蛋白质效率=(终末体重+死亡体重-初始体重)/摄入蛋白质量×100%。

增重率、特定生长率、饲料系数和存活率等指标的计算参照张海涛等[2]的试验方法。参照陈灵涵等[8]方法测定前肠、中肠和后肠中胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力；肠道菌群测定参照杜宗君等[9]的试验方法。

采用SPSS 20.0对试验所得数据进行单因子方差分析(ANOVA)，若出现组间差异显著，则进行Tukey多重比较，显著水平为P<0.05；用“平均值±标准误”表示试验结果。

2 结果

2.1 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅生长性能的影响

从表3可看出，各试验组终末体重随着新型厨余发酵蛋白饲料的增加先上升后下降，其中Ⅳ组最高，为(4.44±0.02)g，显著高于其他各组(P<0.05)，Ⅲ组和Ⅳ组无显著性差异(P>0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组泥鳅的增重率(WGR)和特定生长率(SGR)无显著性差异(P>0.05)，但显著高于其他各处理组(P<0.05)，Ⅱ组、Ⅴ组、Ⅵ组和对照组之间差异不显著(P>0.05)。各试验组泥鳅摄食量(FI)差异不显著(P>0.05)。各组FC的顺序为Ⅰ组>Ⅵ组>Ⅱ组>Ⅴ组>Ⅲ组>Ⅳ组，但各处理之间无显著性差异(P>0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组之间蛋白质效率(PER)无统计学差异(P>0.05)，但Ⅳ组均显著高于其他各组(P<0.05)。各组饲料SR在79.70%～97.04%，各替代组均显著高于对照组(P<0.05)。

表3 新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉对泥鳅生长性能的影响

2.2 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅肠道消化酶活性的影响

由表4可见，泥鳅前肠中胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性均随着饲料中鱼粉替代量的增加呈先上升后下降的趋势，均在Ⅳ组(60%替代组)最高，分别为477.92 μg/(g·min)、4.65 μg/(g·min)、18.55 mg/(g·min)。Ⅲ组(40%替代组)和Ⅳ组(60%替代组)之间前肠和中肠胰蛋白酶活性无统计学差异(P>0.05)，但60%替代组均显著高于其他各组(P<0.05)；Ⅱ组、Ⅴ组、Ⅵ组和Ⅰ组之间前肠胰蛋白酶活性差异不显著(P>0.05)。Ⅲ组和Ⅳ组之间前肠脂肪酶活性无统计学差异(P>0.05)，但显著高于其他各试验组(P<0.05)；各饲料组中肠脂肪酶活性无显著性差异(P>0.05)。泥鳅前肠淀粉酶活性的顺序是Ⅳ组>Ⅲ组>Ⅴ组>Ⅱ组>Ⅰ组>Ⅵ组，但各处理组之间差异不显著(P>0.05)；各饲料组中肠淀粉酶活性差异不显著(P>0.05)。新型厨余发酵蛋白饲料替代不同比例鱼粉后对泥鳅后肠中胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性均无显著影响(P>0.05)。

表4 新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉对泥鳅肠道消化酶活性的影响

2.3 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅肠道发育的影响

由表5可见，随新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉比例的升高，各处理组泥鳅肠体指数(IWI)和肠长指数(ILI)呈先升高后降低的趋势，均在Ⅳ组(60%替代组)达最高值，分别为1.45%、49.32%；而内脏指数(VSI)则相反，Ⅳ组值最低，为3.51%。Ⅳ组泥鳅IWI值与Ⅲ组之间无显著性差异(P>0.05)，但Ⅳ组显著高于其他各处理组(P<0.05)，而Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅰ组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅳ组和Ⅲ组之间泥鳅ILI和VSI值无显著性差异(P>0.05)，但两组ILI值显著高于其他各试验组(P<0.05)，VSI值显著低于其他各处理组(P<0.05)；Ⅱ组、Ⅴ组和Ⅰ组之间ILI值无显著差异(P>0.05)，Ⅱ组和Ⅰ组之间VSI值差异不显著(P>0.05)。

表5 新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉对泥鳅肠道发育的影响 %

2.4 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅肠道主要菌群的影响

由表6可见，随着新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉比例的增加，泥鳅肠道双歧杆菌和乳酸杆菌数量先上升后降低，均在Ⅳ组最高，分别为8.66 lgCFU/g、7.91 lgCFU/g；而泥鳅肠道大肠埃希菌数量随着饲料中鱼粉替代量的增加呈先下降后上升的趋势，Ⅳ组最低，为5.66 lgCFU/g。Ⅱ组～Ⅵ组之间泥鳅肠道双歧杆菌、乳酸杆菌和大肠埃希菌数量无显著性差异(P>0.05),但Ⅱ组～Ⅵ组泥鳅肠道双歧杆菌和乳酸杆菌数量均显著高于对照组(P<0.05)，而大肠埃希菌数量均显著低于对照组(P<0.05)。

表6 新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉对泥鳅肠道主要菌群的影响 lgCFU/g

3 讨论

3.1 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅生长性能的影响

在本试验条件下，随着新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉的比例增加，泥鳅生长性能呈先上升后平稳的趋势，可见新型厨余发酵蛋白饲料替代不同比例的鱼粉后对泥鳅生长性能有促进作用；通过数据分析发现，以WGR、SGR和PER为评价指标，新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉的最适宜比例为40%～60%之间。这可能是因为，新型厨余发酵蛋白饲料是蝇蛆和益生菌共生发酵蛋白原料，无抗营养因子，蝇蛆本身的营养价值得以保留，且接近鱼粉的各营养指标。

在本试验中，各处理组泥鳅的存活率均比较高，但分析数据发现，新型厨余发酵蛋白饲料按不同比例替代鱼粉后提高了泥鳅的存活率。原因可能是，新型厨余发酵蛋白饲料具有调节免疫机能的生命活性物质(如抗菌肽、凝集素等)，这些活性物质提高了泥鳅机体的免疫力，从而提高了泥鳅的存活率，这和黄鳝(Monopterusalbus)研究结果相似[10]。

3.2 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅肠道消化酶活性的影响

本试验结果表明，随着饲料中鱼粉替代量的增加，泥鳅前肠中胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性均呈先上升后下降的趋势，均在60%替代组达最高值，但60%和40%替代组无显著性差异，这在一定程度上表明新型厨余发酵蛋白饲料替代适量的鱼粉后，泥鳅的胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性得以提高，也是泥鳅生长性能提高的侧面体现。可能原因是新型厨余发酵蛋白饲料中含有大量的乳酸杆菌、芽孢杆菌等益生菌菌群，可有效保持泥鳅肠道微生态平衡，提高消化酶活性，刺激泥鳅生长。张锦华等[11]研究鲤鱼时也有相似发现。Ziaei-Nejad等[12]研究凡纳滨对虾时发现，饲料中含有益生菌生长性能提高的机理可能与消化酶活性的提高有关；Salinas等[13]另外发现利用复合菌群比单一菌种能更有效提高凡纳滨对虾生长和免疫性能。新型厨余发酵蛋白饲料如何维持肠道微生态平衡的机理还有待进一步研究。

3.3 新型厨余发酵蛋白饲料对泥鳅肠道发育和主要菌群的影响

本研究发现，随着饲料中新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉的比例增加，泥鳅IWI值、ILI值、肠道双歧杆菌和乳酸杆菌数量呈先升高后降低的趋势，而VSI值和肠道大肠埃希菌数量则呈先降低后升高的趋势。在本试验条件下，以肠道发育和主要菌群数量为评价指标，替代鱼粉的较为适宜比例为40%～60%之间。这种试验结果出现的原因可能有两个，一种原因可能与新型厨余发酵蛋白饲料含有的蝇蛆壳聚糖、蝇蛆肽、凝集素等生命活性物质提高了泥鳅的免疫性能有关；另一种可能是由于新型厨余发酵蛋白饲料含有的益生菌优化了泥鳅肠道微生态环境所造成的结果，具体原因还需进一步研究。

4 结论

新型厨余发酵蛋白饲料替代泥鳅饲料中的部分鱼粉，能有效提高泥鳅的生长、泥鳅消化酶活力，优化泥鳅肠道微生态环境，是一种质优价廉的新型复合蝇蛆蛋白源。在本试验条件下，结合生长性能、消化酶活力和饲料成本等评价指标，得出泥鳅配合饲料中新型厨余发酵蛋白饲料替代鱼粉的最佳比例为60%。