克氏原螯虾配合饲料黏合剂的黏合性能研究

摘要：为筛选出生产虾蟹类水产颗粒饲料用黏合剂，选择海藻酸钠、明胶、膨润土、羧甲基纤维素钠4种黏合剂，用于小批量制作克氏原螯虾（Procambarus clarkii）颗粒饲料，并评价了其耐水性，溶失率及对克氏原螯虾摄食率的影响。养殖实验结束后，对添加不同黏合剂的饲料在水中的稳定性和溶失率进行观察和计算，并且通过比较不同黏合剂对克氏原螯虾摄食率的影响，以此作为指标来筛选出适宜克氏原螯虾饲料的黏合剂。结果显示，四种黏合剂耐水时间分别为45′24″、31′53″、37′09″、32′26″，其中海藻酸钠的耐水性能最好，在水中溶失率最小（26.21%）；明胶溶失率最大（58.42%）。经过7 d的投喂，发现用海藻酸钠作为黏合剂对克氏原螯虾的摄食率影响较小，适口性较好。研究结果表明，四种黏合剂在相同添加量的情况下，海藻酸钠耐水性能最好，溶失率最小，是实验饲料小批量生产条件下虾蟹类颗粒饲料比较适合的黏合剂。

关键词：黏合剂；颗粒饲料；黏合性能；克氏原螯虾（Procambarus clarkii）

中图分类号：S963.7 文献标志码：A

随着水产养殖业的发展，市场对水产饲料的需求也在不断增加。为提高饲料利用率、降低养殖成本，通常要求水产颗粒饲料具有一定的耐水性。其中鱼类颗粒饲料在水中的稳定性应不小于0.5 h，虾蟹类颗粒饲料在水中的稳定性应不小于2 h，才能让养殖动物尽可能地摄食，减少养分流失，从而提高饵料利用率[1-2]。粘合剂又称之为赋形剂，是指在制作和生产颗粒饲料的过程中将各种饲料成分黏合，有助于颗粒黏结，增加生产能力，延长制粒机环模寿命，减少运输或贮藏过程中的粉化现象和改善饲料品质，而添加于饲料中以提高饲料产品市场竞争的物质[3]。研究发现应用于水产饲料中的黏合剂种类有很多，按照来源可分为天然黏合剂和人工化学合成黏合剂，前者根据来源类别又可分为陆生植物类、海藻类、动物类以及矿物质类，各类常用的黏合剂分别为淀粉、海藻酸钠、明胶和膨润土；后者多为高分子化合物，诸如脲甲醛、脲醛树脂、聚乙烯醇、聚丙烯酸等，其中以羧甲基纤维素钠用途最广[4]。由于黏合剂的种类繁多，在生产中如何对其进行筛选仍未得到广泛共识。

目前虾蟹类饲料多选用膨化饲料，其高温调制工艺使淀粉糊化，耐水性好，不再额外添加黏合剂[5-6]。但膨化饲料的生产工艺较高、器械昂贵，一般科研院所不具备生产膨化饲料的条件。因此，一般实验研究都采用小型制粒设备压制颗粒饲料，但其制作工艺（温度，压力，环模）决定了生产的颗粒饲料耐水性能差，溶失率较高，不利于实验开展。因此，在实验研究中，小型制粒设备制粒配方黏合剂的选择显得尤为重要。该实验选用4种常用黏合剂，测定了其对饲料的黏合效果以及对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）摄食率的影响，旨在筛选出适合实验室内制作虾蟹类颗粒饲料的黏合剂，以期能够在实验室内小批量生产实验专用饲料提供参考数据。

1材料与方法

1.1饲料制作

根据黏合剂的不同种类选择了4种（海藻酸钠、明胶、膨润土、羧甲基纤维素钠）常用的黏合剂作为实验材料。4种粘合剂均为市售品，纯度均大于99%。实验用饲料配方见表1。各组原料经粉碎机（皇代800Y，永康市铂欧五金制品有限公司）粉碎，然后通过80目筛，精确称量，充分混匀，加入适量的水。采用制粒机（NBS-150，河南赞西机械有限公司）制成粒径为2.0 mm的颗粒饲料，60℃烘干，-20℃保存直到使用。

1.2耐水性能检测

将制备的5种饲料，分别放入5个装满水（250 mL）的烧杯中。期间为模拟虾蟹的夹食行为，用镊子轻提饲料，并观察其外形变化并记录所耗时间。

1.3溶失率计算

每种饲料称取2.0 g，放置250 mL装满水的烧杯中，静置20 min后，捞起烘干称重，计算溶失率。

溶失率=（M1－M2）/M1×100%

其中：M1为入水前饲料干重；M2为浸泡后饲料干重。

1.4不同黏合剂添加对克氏原螯虾摄食效果

克氏原螯虾购自荆州市荆州区万金小龙虾养殖专业合作社，将其放入实验室有遮蔽物的水族箱（长0.8 m×宽0.5 m×高0.4 m，有效养殖水体积约120 L）内暂养2周。每天早晚（9：00，21：00）饱食投喂商业沉性膨化饲料（蛋白质≥30％、脂肪≥3％、粗灰分≤22％、粗纤维≤10％，某饲料公司），投喂2 h后用虹吸法清除缸底残饵和粪便。

暂养结束后，随机挑选附肢健全，体重相近（6.0±0.5）g的克氏原螯虾。每缸10尾虾，每组设置3个重复实验。分组后24 h，不进行任何投喂。然后，各组将投喂实验制备饲料，投喂量和时间与暂养期间相同。投0.5 h后吸出未被摄食的饲料，在60℃烘干称重，用于计算日摄食率。

日摄食率=N1/W×100%

其中：N1为日摄食量；W为虾的体重。

养殖实验将持续一周，为保持水质良好，每日换水量约为养殖水体积的1/3，养殖用水为充分曝气自来水，其间用气泵增氧使水体溶氧＞5 mg/L，氨氮，亚盐未检测到。

1.5数据处理

实验数据均表示为平均值±标准差（Mean±SD），利用SPSS 26.0对数据进行单因素方差分析，以P＜0.05表示差异显著，最后用Origin 2022b软件绘图。

2结果

2.1添加不同黏合剂的饲料耐水性测定

将5种饲料投入到盛水烧杯后，其外观物理变化见表2。对照组投入到水中后，31 s就开始吸水膨胀，5 min全部分散溶失。相比于对照组，另外4种黏合剂饲料在水中的稳定性大幅度提高，其中以海藻酸钠耐水性能最好，直至45 min才全部溶解散开。

2.2添加不同黏合剂的饲料溶失率测定

由图1可知，各组饲料在水中浸泡20 min后，实验组的溶失率均显著低于对照组（P＜0.05）。其中海藻酸钠组的溶失率最低，仅为26.21%±1.71%，显著低于其他组（P＜0.05）。对照组溶失率最高，达100%，明胶组与羧甲基纤维素钠组的溶失率无显著性差异（P＞0.05），分别为58.42%±1.87%和50.00% ± 2.21%。

2.3添加不同黏合剂的饲料对克氏原螯虾的摄食效果比较

经停食后再投喂7 d，添加不同黏合剂的饲料对克氏原螯虾的摄食影响见图2。随着投喂时间的延长，克氏原螯虾对各组饲料的摄食率出现下降趋势。其中，海藻酸钠组第4天的摄食率显著下降（P＜0.05），4 d～7 d摄食率无显著性差异（P＞0.05）；明胶组分别在第3天、第5天的摄食率显著下降（P＜0.05）；膨润土组分别在第3天、第4天、第5天的摄食率显著下降（P＜0.05）；羧甲基纤维素钠组变化趋势最明显，第2天开始摄食率出现明显的下降趋势，持续到第4天，其间每天摄食率都显著降低（P＜0.05），第6天显著下降（P＜0.05），6 d～7 d天无显著性差异（P＞0.05）。从投喂时间上来看，在投喂第2天时，羧甲基纤维素钠组的摄食率已显著低于其他黏合剂组的摄食率，5 d～7 d海藻酸钠组的摄食率显著高于其他组（P＜0.05）。

3讨论

3.1不同黏合剂对克氏原螯虾饲料耐水性能的影响

在饲料配制过程中，要考虑到养殖对象的生活习惯及摄食习性。水生动物与畜禽动物的生活习性大不相同，其在饲料投喂过程中有水环境介质，因此在制作水产饲料时需要考虑饲料在水中的耐水性能；虾蟹类动物通过缓慢啃食并且通过步足夹取将食物送入口器中，所需时间更长，所以虾蟹类饲料对其硬度和溶失率有较高的要求。黏合剂的使用保障了饲料在水中的完整性，增大了水生动物摄食的概率，提高了饲料的利用效率，减少了因残饵导致水质恶化造成的养殖动物死亡。然而，不同黏合剂其黏合性能也存在差异，特别制作甲壳动物的颗粒饲料，其黏合剂选择就显得尤为重要[7-8]。在该研究中，饲料在水中的耐水性能时长最久只有45 min，而对照组只有5 min，远低于行业虾蟹类至少2 h的耐水时间要求，这可能与原料粉碎程度和小型设备加工工艺有关[6]。但是在相同的制作条件下，海藻酸钠的黏合性能优于其他黏合剂。这与姜小敏等[9]研究中明胶保形时间长于海藻酸钠的结果不一致，这可能是因为加入饲料中的明胶状态不同所致。

3.2不同黏合剂对克氏原螯虾饲料溶失率的影响

虾蟹类水生动物摄食缓慢，饲料在水体过早地溶失不利于虾蟹的摄食，导致饲料利用率下降，营养流失，养殖水体恶化[10-11]。黏合剂的添加能够有效减缓饲料的溶失，提高水产动物摄食率。该研究发现添加了黏合剂的饲料组中，海藻酸钠组黏合效果最好，投喂20 min后溶失率最小，明胶组溶失率最大。同时，在饲料的制作过程中发现海藻酸钠组的饲料表面致密光滑，明胶组饲料表面略显粗糙，其黏合性能不如海藻酸钠[12]。可能是明胶组增加了其与水的接触面积，使其更容易在水中溶失。

3.3不同黏合剂对克氏原螯虾摄食效果的影响

黏合剂因其内部结构和添加剂量与饲料的适口性以及营养性存在一定的关联性。通常黏合剂添加量越高，其他营养成分会相应降低，适口性会变差，不利于动物的摄食；相反，剂量越少，营养成分的占比越多，适口性会更好，但黏合效果较差，饲料易于溶失，导致摄食率降低[13]。该研究针对同一添加剂量，不同黏合剂对克氏原螯虾的适口性研究，通过比较发现克氏原螯虾对海藻酸钠组饲料摄食率最高，经过一周的投喂，其摄食率变化较小，而羧甲基纤维素钠组变化幅度较大，表明克氏原螯虾更倾向于摄食含有海藻酸钠的饲料。可能是在该研究条件下，以海藻酸钠为黏合剂做出来的饲料黏合程度更高，不易溃散，克氏原螯虾更易摄食饲料。此外，海藻酸钠是从海藻的细胞壁中提取出来的天然多糖，具有一定的营养价值，同时还能够提高饲养动物的免疫功能，可作为一种食用型添加剂[14]。董颖超等[15]比较了不同黏合剂对西伯利亚鲟（Acipenser baerii）仔鱼生长的影响，结果发现海藻酸钠组的仔鱼的成活率和特定生长率均高于羧甲基纤维素钠组。进一步说明了海藻酸钠在饲料中的添加不仅可以提高饲料的保形效果，还具有一定的营养功能。

4结论

该实验研究表明，选用海藻酸钠作为小批量实验饲料生产的颗粒饲料黏合剂，其耐水性能最好，溶失率最低；在模拟虾蟹的夹食过程中发现，添加海藻酸钠饲料组不易夹断，黏合效果较好。且海藻酸钠饲料组对克氏原螯虾的摄食率影响较小，是虾蟹类颗粒饲料较为理想的黏合剂。

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Study on the bonding properties of compound feed binder of Procambarus clarkii

ZHAO Xueru1， FANG Liu1， FAN Wenhao1， LIU Yulin1， LIU Haijun2， LIN Fawen2

（1.College of Animal Science and Technology， Yangtze University， Wetland Ecology and Agricultural Use Engineering Research Center， Ministry of Education， Jingzhou 434200， Hubei China; 2.Zhanxiang Feed Group Co.， LTD.， Jingzhou 434000， Hubei China）

Abstract：In order to screen out the adhesives for the production of shrimp and crab aquatic pellet feed， four adhesives， sodium alginate， gelatin， bentonite and sodium carboxymethyl cellulose， were selected for the production of pellet feed of Procambarus clarkii in small batch. The water resistance， dissolution loss rate and its effect on the feeding rate of Procambarus clarkii were evaluated. After the culture experiment， the stability and dissolution loss rate of feed added with different adhesives in water were observed and calculated， and the effects of different adhesives on the feeding rate of Procambarus clarkii were compared， and the adhesives suitable for Procambarus clarkii feed were selected as indicators. The results showed that the water resistance time of the four kinds of adhesives was 45′24″， 31′53″， 37′09″and 32′26″， respectively. Sodium alginate had the best water resistance and the lowest dissolution loss rate in water （26.21%）. The loss of gelatin was the highest （58.42%）. After 7 days of feeding， it was found that sodium alginate as a binder had little effect on the feeding rate of Procambarus clarkii， and the palatability was better. The results showed that sodium alginate had the best water resistance and the lowest dissolution rate under the same dosage of the four kinds of adhesives， which was suitable for shrimp and crab pellet feed under the condition of small batch production of experimental feed.

Keywords： adhesive; pelleted feed; bonding performance; Procambarus clarkii

文章编号：1674-2419（2024）05-0529-06

作基金项目：教育部湿地生态与农业利用工程研究中心项目（KF202318）；湖北省教育厅百校联百县项目（BXLBX0312）；2022年荆州市科技计划项目；特种水产生物发酵饲料与功能饲料关键技术研发（企业委托项目）。

作者简介：赵雪茹（2000- ），女，硕士研究生。研究方向：特种水产饲料与营养。E-mail： xiaozhao008791@163.com。

作者简介：方刘（1986- ），男，博士，副教授。研究方向：水产动物营养与饲料学。E-mail： fangliu@yangtzeu.edu.cn。