蚯蚓在水产饲料中的应用研究

■ 徐歆歆 纪贝贝 卢荣华

（河南师范大学水产学院，河南新乡 453000）

近年来，有关水产饲料中鱼粉等蛋白源替代的问题一直是国内外学者和业界重点关注的问题[1]。鉴于资源量及可获得性等原因，用于替代鱼粉的大部分蛋白质来源于豆科植物、油料种子和谷物蛋白等植物蛋白源[2]，但是植物蛋白源存在诸多限制性因素，如适口性差、氨基酸不平衡、抗营养因子多和纤维含量高等问题[3-4]。因此，寻找新型且可持续利用的蛋白源尤为重要。

蚯蚓属于环节动物门，寡毛纲，是一类营土栖生活的低等无脊椎动物。目前全世界已发现的蚯蚓有4 000 余种，且存活历史高达6 亿多年[5-7]。蚯蚓具有生长周期短、食性广泛及营养价值高等特点，多数生命活动如摄食、消化、排泄、运动及自身黏液的分泌等均可在土壤中进行[8]。蚯蚓对畜禽粪便及废弃物具有较强的分解利用能力，可将畜禽粪便中的有机物进行转化合成多种营养物质，其自身拥有较高的蛋白质含量（干物质中粗蛋白约占60%）及优质的脂肪酸组成，是制作高蛋白食品及饲料的潜在资源[9]。此外，蚯蚓粪富含大量的微生物及有机物，被广泛用作花卉培养和土壤改良剂等[10]。亦有研究指出基础日粮中添加3%的蚯蚓粪使肉鸡腹泻率降低74.2%，肉鸡体重提高10.3%[11]。基于蚯蚓对畜禽粪便的转化能力及营养特性，可发现蚯蚓在环境保护、土壤优化及饲料行业等领域具有重要作用。文章主要综述了蚯蚓的营养价值及其在水产饲料中的应用研究进展，以期为相关领域提供更多的参考资料。

1 蚯蚓的营养价值

蚯蚓粉干物质中的粗蛋白含量一般为53.5%～65.1%，最高可达71.0%，有研究发现蚯蚓中氨基酸的种类可检测到17 种，与鱼粉较为接近，必需氨基酸的含量为 30.65%，其中精氨酸（约为鱼体蛋白的3 倍）、色氨酸（约是血粉的4倍、牛肝脏的7倍）及赖氨酸（约是猪肉的4.6 倍）的含量尤为突出[12-15]。蚯蚓粉干物质中的脂质含量约6%～11%，不饱和脂肪酸含量高，而不饱和脂肪酸在血脂代谢、心脑血管疾病、抗癌等方面发挥重要作用[9]。蚯蚓粉中矿物质及维生素含量也较为丰富，如磷的含量为豆粕的2～3 倍，并且动物对蚯蚓体内磷的利用率高达90%[16]。鲜蚯蚓（100 mg）含维生素B10.5 mg，维生素B22.5 mg[17]。蚯蚓原液（100 mL）含维生素A 1.164 mg、维生素E 3.164 mg、维生素C 28.8 mg，蚯蚓原液中（1 kg）含钙111 mg、钠70.8 mg、铁7.62 mg、硒0.2 mg[18]。随着蚯蚓研究热度的增加及研究工艺的发展，目前从蚯蚓体内已分离出多种有益组分，例如抗菌、抗凝、抗肿瘤等小肽、激素、酶（胆碱酯酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和植酸酶）等对动物健康发挥重要作用的生物活性物质[19-20]。因此，基于蚯蚓的营养价值及功能特性，可发现蚯蚓是一种优质的潜在饲料蛋白源。

2 蚯蚓在水产饲料中的应用现状

2.1 蚯蚓粉对肉食性水产动物生长的影响

目前，有关蚯蚓在水产饲料中的研究报道较多，如包括蚯蚓粉、蚯蚓鲜虫、蚯蚓原液及蚯蚓粪等在内的多种蚯蚓产品均可应用于水产动物。其中蚯蚓粉在水产饲料中的研究最为广泛[21-23]。1983 年，Tacon等[23]研究发现蚯蚓粉在肉食性的鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）日粮中对鱼粉的替代超过50%会显著抑制其生长。1984 年，Stafford 等[22]指出蚯蚓粉替代10%的鱼粉对鳟鱼生长无负面影响。而Gomes[21]在1995 年却发现鳟鱼摄食饲喂含蚯蚓粉的饲料后（蚯蚓粉添加75%以内）鱼体末重与商品料组无显著性差异。上述研究显示蚯蚓粉在鳟鱼配合饲料中的添加比例差异较大，而蚯蚓的品种、蚯蚓所摄食培养基质的营养水平及水产养殖条件等因素的差异均可引起蚯蚓粉的添加比例发生变化[24]。蚯蚓粉在非洲鲶（Clarias gari⁃epinus）日粮中替代25%的鱼粉时与鱼粉组相比，其末重提高了29.75%[25]。长丝异鳃鲶（Heterobranchus lon⁃gifilis）日粮中添加7.5%到25%的蚯蚓粉，鱼体的特定生长率与鱼粉组无显著性差异，但添加水平过高会抑制其生长[26]。另外，蚯蚓粉与鸡内脏、大豆废弃物（25%∶25%∶5.95%）、蚯蚓粉与蝇蛆粉（2∶5）按照比例搭配后也均可饲喂非洲鲶[27-28]。Vital 等[29]在暗副鳢幼鱼（Parachanna obscura）中发现，蚯蚓粉替代50%的鱼粉可使其末重增长38.13%、蛋白质效率和蛋白质沉积率分别提高46.59%、182.35%。因此，结合蚯蚓粉对肉食性水产动物生长的影响，建议在肉食性水产动物中蚯蚓粉替代鱼粉的水平不宜超过50%。

2.2 蚯蚓粉对杂食性及草食性水产动物生长的影响

关于蚯蚓粉在杂食性水产动物的研究也有较多报道[30-32]。有研究发现鲤（Cyprinus carpioL.）日粮中蚯蚓粉替代70%的鱼粉蛋白可显著提高鱼体的生长性能（较对照组相比末重可提高8.6%）、蛋白质沉积率（较对照组提高11.43%）[31]。而Mi 等[30]的研究表明当蚯蚓粉和蚯蚓粪搭配使用时，可显著降低蚯蚓粉的添加量，即15.1%的蚯蚓粉和1.8%的蚯蚓粪同时使用时对鲤生长的影响与鱼粉组无显著性差异。露斯塔野鲮幼鱼（Labco rohita）摄食含蚯蚓粉的日粮后其生长效果优于摄食蚯蚓浆或蘑菇粉的幼鱼[15,33]。而含蚯蚓粉（替代21.6%的鱼粉）配制的大鳞副泥鳅（Para⁃phyloach macrolepidus）日粮不仅对鱼体的生长及存活率没有负面影响，还能显著改善鱼肉品质，预防肝损伤及脂质过氧化的发生[34]。蚯蚓粉在罗氏沼虾（Mac⁃robrachium rosenbergii）日粮中添加量在40%以内时，其生长与对照组无显著性差异[35]，而Chiu 等[36]在南美白对虾（Litopenaeus vannamei）的研究中指出蚯蚓经发酵后可替代80%的鱼粉。目前，有关蚯蚓粉在草食性水产动物中的研究整体较少，仅有程静等[37]的研究表明，蚯蚓粉可替代鱼粉的25%，并使草鱼肌肉中粗蛋白的含量提高12.32%，必需氨基酸指数提高7.73%。以上研究表明，不同水产动物对蚯蚓粉的适应能力有差异，肉食性、杂食性及草食性水产动物相比，肉食性水产动物对蚯蚓粉的利用能力高于杂食性及草食性水产动物。因此，结合蚯蚓粉对水产动物生长的影响，建议在杂食性水产动物日粮中蚯蚓粉对鱼粉的替代水平在25%左右。

此外，蚯蚓粉对包括虹鳉（Poecilia reticulat）、金鱼（CarassiusauratusLinnaeus）、尾纹半线脂鲤（Hemi⁃grammus caudovittatus）等观赏鱼的生长性能、繁殖能力及存活率也有有益作用[38-39]。

2.3 蚯蚓粉对水产动物摄食能力及免疫力的影响

有报道指出蚯蚓自身散发的特殊气味可使水产动物食欲增强并优化饲料的适口性，提高水产动物摄食量及饲料利用率[40-42]。秦博等[41]发现5%的蚯蚓粉可显著提高异育银鲫（Carassiusauratus gibelio）的摄食率。3%的蚯蚓粉对黄鳝（Monopterus albus）的摄食也有明显的引诱效果[42]。杂交鲟（Hybrid sturgeon）、中国对虾（Fenneropenaeus chinensis）也均有类似的报道[43-44]。也有少数研究指出蚯蚓粉中的蚯蚓素、类血小板活化因子以及抗菌肽等生物活性物质可提高水产动物的免疫力[45-46]。例如，草鱼日粮中7.5%的蚯蚓粉可显著提高血清中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及溶菌酶的活性，进而增强草鱼免疫力[45]。25%以内的蚯蚓粉可强烈抑制鲤血液中肿瘤坏死因子和补体 C3的水平[46]。蚯蚓粉可显著提高大鳞副泥鳅的碱性磷酸酶活性[34]。另外，蚯蚓体腔液对嗜水气单胞菌及巨型芽孢杆菌非常敏感，抗菌肽、蚯蚓素等活性物质对致病性微生物具有较强的抵抗力，因此可以用于水产动物疾病的防治[4]。

2.4 鲜蚯蚓对水产动物生长、健康及肌肉品质的影响

鲜蚯蚓是一种多汁的、高蛋白原料，用鲜蚯蚓每日投喂凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）与每日投喂商品料组相比，凡纳滨对虾的抗菌活力、酚氧化酶活力显著增强[47]。以鲜蚯蚓投喂亲虾则可显著改善亲虾的成活率、产卵量及卵的孵化率[48]。徐捷等[49]在饲料中分别添加5%及5.7%的鲜蚯蚓饲养尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus），鱼体增重率比对照组提高85.21%及49%。鲜蚯蚓也可增强清水江杂交鲤（Cyp⁃rinus carpic haematopterusTemminck et schegel）F1 代的肌肉嫩度，但对肌肉鲜味的影响较小[50]。在杂交鲟（Acipenser sturio Linnaeus）中采用新鲜蚯蚓饱食投喂至150 d 时，其肌肉蛋白水平及含肉率分别提高23.32%、17.70%[51]。鲜蚯蚓作为辅助饲料在龟（Testu⁃dinoidea）、鳖（Trionyx sinensis）、蛙（Myobatrachidae）、螃蟹（Granchio）等特种水产动物中的养殖效果也比较理想，可使甲鱼肉质更加鲜美[52-55]。以上研究表明，鲜蚯蚓的使用对水产动物的生长、健康、成活率及肌肉品质等方面均有较好的作用。

2.5 蚯蚓粪对水产动物生长的影响

此外，蚯蚓粪也是一种有潜力的新型饲料原料[29]。蚯蚓粪中含有大量的蚯蚓卵、小蚯蚓，其干物质中粗蛋白约为10%，谷氨酸、天冬氨酸含量较为丰富，并含有大量的生物酶[56]。铁、铜、锌、磷、钾、镁、钼、硼、锰等矿物质元素也较高，铁、铜作为酶合成的离子中心，对肠道消化酶的合成与分泌具有重要影响[40，57]。蚯蚓粪中也含有一定腐殖酸，腐殖酸对动物肠道黏膜具有保护作用[58]。从结构上来说，蚯蚓粪较蓬松，吸附性强，能吸附饲料中的抗营养因子或毒素，对鱼类赖以生存的水环境具有改善作用[56，59]。程宁[60]的研究指出蚯蚓粪投喂田螺（Cipangopaludia vivipar⁃rus）可显著提高田螺的重量及成活率。38.86%蚯蚓粪及1.14%蚯蚓粉结合使用后，革胡子鲶（Clarias lazera）的产量及成活率分别提高127%、64.27%[61]。异育银鲫日粮中添加5%蚯蚓粪使其增重率提高29.75%、饵料系数降低23.77%，存活率提高75%[62]。尼罗罗非鱼在基础饲料中添加1.14% 蚯蚓粉及38.86%蚯蚓粪混合物配制成颗粒饵料后，结果显示罗非鱼产量比对照组提高了22.40%[63]。另外，不同水平蚯蚓粪对草鱼肌肉品质也有改善作用[37]。综合来看，蚯蚓粪可用于替代动植物蛋白，并促进动物生长、节约养殖成本、提高经济效益（详见表1）。

3 总结与展望

2012年，我国农业部制定的《饲料原料目录》中已将蚯蚓及昆虫加工产品记载其中[64-65]。2017 年，欧盟也通过允许包括蚯蚓在内的7 种非常规原料的加工产物在水产动饲料中使用的法案。蚯蚓作为一种优质的饲料原料，已在不同食性的水产动物中加以应用，如鳟、鲤、草鱼、鲶和泥鳅等。目前的研究表明，一定水平的蚯蚓产品可以提高水产动物生长性能，但蚯蚓产品在水产饲料中应用时仍有许多注意事项。

首先是蚯蚓自身的质量问题。蚯蚓自身养分与培养基质的营养组成有较大的相关性，当培养基质中含有较多的硬物时，为了更好的适应环境，蚯蚓体表的几丁质含量就会升高，而过高含量的几丁质会抑制水产动物的消化利用能力[66-67]。蚯蚓在养殖过程中对农药和重金属也有较强的富集作用。因此，在饲喂水产动物时要进行安全卫生（沙门氏菌、大肠杆菌等）、重金属含量的检测[68-69]。针对以上相关问题，也需及时对蚯蚓产品的质量进行评估，明确其营养参数，制定行业标准为产业化奠定基础。

其次是关于蚯蚓饲料化的研究多数集中在蚯蚓粉、蚯蚓粪及新鲜蚯蚓中，不同培养基质养殖出的蚯蚓产品在同一养殖品种中的对比数据有限，相关的添加剂量及实验结果差异较大，也缺乏相应的对比研究。同时，也需要充分进行蚯蚓功能性产品的开发，例如抗菌肽、壳聚糖、酶。另外，不同的加工方式也会影响蚯蚓的营养价值，高温处理不仅会造成成本过高，也会减少蚯蚓体内的生物活性物质的含量，而冷冻或者新鲜蚯蚓则不利于产品的运输及保存。因此，深度结合发酵、酶解、冷冻干燥等不同工艺处理蚯蚓，挖掘其潜能，加强对蚯蚓资源的研发及开发，也是目前蚯蚓资源饲料化进程中亟待考虑的重要研究方向。