曹逸銘， 高勤峰??， 董雙林， 鞠文明， 唐曉波

(1.海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國海洋大學(xué))， 山東 青島 266003; 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室，海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過程功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266235; 3.好當(dāng)家集團(tuán)科研處，山東 威海 264300)

虹鱒(Oncorhynchusmykiss)屬鮭形目(Salmoniformes)鮭科(Salmonidae)大麻哈魚屬(Oncorhynchus)，為典型的冷水性魚類。因其肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富、易加工、無肌間刺，富含蛋白質(zhì)[1]及對(duì)人體有益的DHA和EPA[2]深受消費(fèi)者喜愛。虹鱒是世界第三大鮭科魚類養(yǎng)殖品種。虹鱒的攝食生理受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注，尤其是有關(guān)虹鱒的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪和必需脂肪酸等營養(yǎng)要素的研究[3]。蛋白質(zhì)是水產(chǎn)飼料中重要的原料之一[4]，也是國內(nèi)外營養(yǎng)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一[5]。魚粉是最好的蛋白質(zhì)來源，但是因?yàn)槿澜绱蠓秶牟稉坪褪芙┠甓驙柲嶂Z現(xiàn)象的影響[6]，魚粉已經(jīng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展，所以尋找代替魚粉的替代源迫在眉睫。有研究表明，豆粕可以部分或全部替代魚粉作為蛋白源[7]，而且豆粕來源廣泛且價(jià)格低廉的植物性蛋白源被認(rèn)為是魚粉的最佳替代源。同樣肉骨粉作為動(dòng)物蛋白也是替代魚粉的理想來源，相對(duì)于豆粕有比較平衡的氨基酸組成[8]。

氮是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中重要元素之一，氮收支在衡量魚類對(duì)于飼料的利用情況中起到了關(guān)鍵的作用[9]。同時(shí)在魚類研究中氮收支可以起到了解魚類飼料轉(zhuǎn)換、養(yǎng)殖環(huán)境保護(hù)和蛋白質(zhì)利用的作用。目前，氮收支的研究多見于軍曹魚(Rachycentroncanadum)[10]、黑鯛(Acanthopagrusschlegelii)[11]、 羅非魚(Oreochromis

niloticus)[12]等。目前國內(nèi)大部分研究選擇用單一蛋白源替代魚粉，并且著眼于魚的生長性能[13]、血液生化指標(biāo)[14]、消化代謝酶[15]和免疫性能[16]等影響。但是關(guān)于用動(dòng)植物混合蛋白部分替代魚粉后的飼料對(duì)于養(yǎng)殖環(huán)境的影響很少報(bào)道。近幾年隨著對(duì)黃海冷水團(tuán)的發(fā)展，深海高密度網(wǎng)箱養(yǎng)殖發(fā)展前途廣闊[17]，更需要在這種高度集約化的養(yǎng)殖環(huán)境下在保證產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下減少對(duì)水體的污染。但是我國的虹鱒深海養(yǎng)殖還處于一個(gè)初級(jí)階段，還有許多技術(shù)上的問題需要去完善，需要更多的研究作為理論指導(dǎo)。因此，本研究旨在探討飼料中肉骨粉和豆粕替代魚粉對(duì)于虹鱒生長和氮收支的影響以優(yōu)化虹鱒飼料配方，致力于優(yōu)化飼料配方，達(dá)到低成本、高收益的效果。做到飼料的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益平衡，減少對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的污染提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)飼料

以魚粉、肉骨粉和豆粕為主要蛋白源，魚油和大豆卵磷脂為主要脂肪源，按不同比例配制成4種等氮(粗蛋白43.8%)等脂(粗脂肪15.1%)的實(shí)驗(yàn)飼料。以混合蛋白(肉骨粉和豆粕等氮1∶1混合)分別部分替代實(shí)驗(yàn)飼料中0(D1)、10%(D2)、30%(D3)和50%(D4)的魚粉(見表1)。將粉碎過的飼料原料過60目篩，按照計(jì)算好的比例采用逐級(jí)擴(kuò)大的原則將原料充分混合均勻，將稱量好的魚油、大豆卵磷脂進(jìn)行二次混合均勻，油脂顆粒過篩，用精度0.5 g的電子天平(G&G, DT500)精確稱量氯化膽堿，并溶于水中與原料充分混合后用自動(dòng)制料機(jī)制粒，將飼料顆粒放入55 ℃烘箱中6 h烘干后于-20 ℃冰箱中冷藏備用。

表1 飼料配方表(飼料干重)Table 1 Formulation of experimental diets(dry matter%) /%

注：a.魚粉66.55%蛋白，10.71%脂肪。a.Fishmeal contains 66.55% protein, 10.71% fat.

b.豆粕42.9%蛋白，1.56%脂肪。b.Soybean meal contains 42.9% protein, 1.56% fat.

c.肉骨粉61.2%蛋白，8.27%脂肪。c.Meat and bone meal contains 61.2% protein, 8.27% fat.

d.玉米蛋白粉65.71%蛋白，1.51%脂肪。d.Corn gluten meal contains 65.71% protein, 1.51% fat.

e.礦物質(zhì)、維生素預(yù)混物為青島瑪斯特生物有限公司提供，多維、多礦分別用微晶纖維素稀釋。e.Minerals and vitamin premixes are supplied by Qingdao Master Biotech Co., Ltd., and multi-dimensional and multi-minerals are diluted with microcrystalline cellulose.

f.防霉劑：富馬酸/丙酸鈣=1∶1。f.Mold inhibitor: Fumaric acid / calcium propionate = 1∶1.

g.誘食劑：甘氨酸/甜菜堿=1∶3。g.Lunar agent: glycine / betaine = 1∶3.

1.2 飼養(yǎng)管理

實(shí)驗(yàn)所用對(duì)象為虹鱒幼魚，取自山東日照萬澤豐漁業(yè)有限公司鮭鱒魚類育苗基地，規(guī)格為(46±0.23)g，全部為健康大小均一的個(gè)體。于2017年8月1日在中國海洋大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。馴養(yǎng)一周后，挑選健康無病的虹鱒幼魚96尾，將96尾虹鱒隨機(jī)分配4個(gè)組，每個(gè)組3個(gè)重復(fù)。實(shí)驗(yàn)用魚養(yǎng)殖在水族箱(60 cm×40 cm×30 cm)中，養(yǎng)殖期間水溫控制在(16±0.5)℃，光照保持12L∶12D,日投餌2次(上午8:30和下午15:00),日換水一次，換水量為養(yǎng)殖水體的1/2，保證溶解氧大于5 mg/L。每天及時(shí)收集殘餌糞便。養(yǎng)殖周期21 d，幼魚成活率100%。

1.3 樣品采集

在實(shí)驗(yàn)開始前隨機(jī)取10尾魚保存在-80℃冰箱中備用待分析。每天投喂前收集糞便，投喂0.5h后收集殘餌，收集的殘餌糞便當(dāng)天及時(shí)放在烘箱中60℃烘干后放在干燥器中備用。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前停止投喂，用MS-222麻醉后將水族箱中的所有魚進(jìn)行稱重并記錄。每個(gè)處理組隨機(jī)選取9尾魚進(jìn)行取樣，隨后將樣品用液氮處理保存在-80℃冰箱中供分析用。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

全魚、飼料以及糞便中氮含量的測定用元素分析儀Vario EL Ⅲ測得N含量后，再得到蛋白質(zhì)含量(6.25×N)，每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)平行。

實(shí)驗(yàn)期間測定虹鱒的攝食率(Feed rate,FR, %/d)、增重率(Weight gain rate,WGR, %)、肥滿度(Condition factor,CF, g/cm3)、飼料系數(shù)(Feed coefficient,FC)、特定生長率(Specific growth rate,SGR,%/d-1)。預(yù)先測定飼料的溶失率，以準(zhǔn)確計(jì)算魚的實(shí)際攝食量，公式如下：

攝食率(FR, %/d)=100×攝食量/[(初始體重+終末體重)/2]/天數(shù)；

增重率(WGR, %)=(終末體重-初始體重)/初始體重×100；

肥滿度(CF, g/cm3)=體重/體長3×100；

消化率(Apparent digestibility rate,ADR, %)=(攝食量-糞便重量)/攝食量；

飼料系數(shù)(FC)=(攝食飼料量/終末體重-初始體重)；

特定生長率(SGR, %/d)=100×(lnWt-lnW0)/t。

魚類的氮收支方程為：CN= FN+ GN+ UN，式中CN為從食物中獲取的氮，F(xiàn)N為糞便當(dāng)中損失的氮，GN為魚體積累的氮，UN為排泄損失的氮，排泄氮可以通過差減法得出(UN=CN-FN-GN)[18]。在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析前檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否呈正態(tài)分布以及方差齊性，用Duncan多重比較法分析，以P<0.05表示為有顯著相關(guān)性。使用Excel 2003和SPSS 10.0 軟件進(jìn)行計(jì)算、作圖和統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 飼料中不同蛋白源對(duì)虹鱒生長的影響

方差分析結(jié)果表明，4個(gè)處理組的初始體重和終末體重差異不顯著(P>0.05)(見表2)。虹鱒幼魚的攝食率方面，D2(10%)和D3(30%)組攝食率顯著高于其他2組(P<0.05)。D2(10%)組的增重率最高，而肥滿度方面D1(0%)和D2(10%)組相比于替代比例較大的D3(30%)和D4(50%)組表現(xiàn)出更高的肥滿度。特定生長率方面，D3(30%)和D4(50%)< D1(0%)(P<0.05)。相較于其他3組，D2(10%)組有最低的飼料系數(shù)和相對(duì)較高的特定生長率。

表2 飼料中不同蛋白源對(duì)虹鱒生長性能的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)Table 2 Effect of different protein sources in feed on rainbow trout growth performance (Mean ± S.D.)

注：不同的上標(biāo)字母表示平均值差異顯著(P<0.05)。

Note:Means with different superscriptions represent significant difference (P<0.05).

2.2 飼料中不同蛋白源對(duì)虹鱒氮收支的影響

從表3飼料中不同蛋白源虹鱒的氮收支情況來看，4個(gè)處理組的攝食氮之間無顯著差異(P>0.05)，D2(10%)組的排糞氮顯著高于其他3組(P<0.05)，而從生長氮和吸收氮來看，都呈現(xiàn)出D1(0%)和D2(10%)比D3(30%)和D4(50%)高且差異顯著(P<0.05)。整個(gè)氮收支過程中最重要的排泄氮，D1(0%)和D2(10%)要顯著低于其他2組(P<0.05)。

表3 飼料中不同蛋白源條件下虹鱒的攝食氮、排糞氮、生長氮、排泄氮(mg·g-1·d-1)、吸收氮和氮收支方程Table 3 Food nitrogen (CN)，faeces nitrogen(FN)，growth nitrogen(GN)，excretion nitrogen(UN)， absorb nitrogen(AN) and nitrogen budget of rainbow trout at different protein sources

注：不同的上標(biāo)字母表示平均值差異顯著(P<0.05)。

Note:Means with different superscriptions represent significant difference (P<0.05).

根據(jù)攝食氮、排糞氮、生長氮和排泄氮值整合出氮收支方程如表4所示。從表4中可以看出，對(duì)于每一個(gè)處理組來說，從食物中攝取的氮大部分都用于生長保留在了體內(nèi)(>50%), 4個(gè)處理組隨著魚粉替代水平的增加用于生長的氮含量逐漸減少且4組之間差異顯著(P<0.05)。攝食氮中一部分的氮隨著拍糞和排泄過程排出體外，然而在排糞和排泄中，排泄作用占絕大部分比例。所以氮排泄是整個(gè)氮收支過程中的主要損失途徑。通過氮收支方程可以發(fā)現(xiàn)隨著魚粉的替代量增加，攝食氮中儲(chǔ)存在魚體內(nèi)的比例越來越小。D2(10%)組的攝食氮中損失的排糞氮最多，明顯高于其他3組，且差異顯著(P<0.05)。

表4 飼料中不同蛋白源條件下虹鱒的氮收支情況(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)Table 4 Nitrogen budget of rainbow trout fed diets with different protein sources (mean±S.D.) /%

注：不同的上標(biāo)字母表示平均值差異顯著(P<0.05)。

Note:Means with different superscriptions represent significant difference (P<0.05).

3 討論

實(shí)驗(yàn)階段虹鱒幼魚對(duì)配合飼料表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。在所有的處理組中虹鱒的終末體重差異不顯著(P>0.05)，從約46 g增加到了約59 g。在以往的研究中表明部分替代魚粉對(duì)虹鱒幼魚的生長沒有顯著的影響。Yang等[19]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)豆粕替代魚粉含量達(dá)到60%時(shí)不會(huì)對(duì)虹鱒的生長產(chǎn)生顯著的影響。Pongmaneerat, Watanabe等[20]用脫脂豆粕替代63%白魚粉對(duì)生長沒有影響。類似的結(jié)果在其他文獻(xiàn)中出現(xiàn)過，如尖吻鯛(Diploduspuntazzo)[21]，金頭鯛(Sparusaurata)[22],歐洲鱸(Dicentrarchuslabrax)[23]等。也有文獻(xiàn)報(bào)道過用10%肉骨粉替代魚粉不會(huì)對(duì)虹鱒的生長產(chǎn)生影響[24]。黎慧等[25]發(fā)現(xiàn)用肉骨粉和大豆分離蛋白替代魚粉超過60%會(huì)使黑鯛幼魚胃蛋白酶活顯著降低。在徐奇友等[26]的研究中表明用大豆分離蛋白和肉骨粉1∶1混合替代10%～20%的魚粉不會(huì)影響虹鱒的生產(chǎn)性能。

從攝食率和增重率來看，10%替代組最高，依次是全魚粉組、30%和50%替代組。出現(xiàn)這種結(jié)果最主要的原因可能是因?yàn)轱暳系倪m口性。豆粕作為植物性蛋白源，雖然蛋白質(zhì)含量較高而且價(jià)格低廉易獲得，但是適口性和消化率以及氨基酸平衡性依然存在很大的問題[27]。而且大豆蛋白中含有很多抗?fàn)I養(yǎng)因子，也會(huì)破壞飼料的適口性，從而降低魚類的攝食率，抑制其生長。從消化率方面來看，隨著魚粉替代比例的增加，幼魚的消化率呈現(xiàn)降低的趨勢，且處理組之間差異顯著(P<0.05)。Storebakken等[28]認(rèn)為喂食含有豆粕的飼料后生長性能和飼料利用率較差可能是因?yàn)榈湍芰康南瘦^低，某些礦物質(zhì)和氨基酸的缺乏。這種對(duì)豆粕的利用方面淡水魚和海水魚差別較大，相比于淡水性魚類，海水性魚類對(duì)豆粕這種植物性蛋白質(zhì)耐受性較差。而肉骨粉作為動(dòng)物性蛋白，其脂肪的飽和度較高，從而影響了魚類的適口性，而且灰分較高導(dǎo)致對(duì)一些營養(yǎng)素的利用下降從而影響了肉骨粉單獨(dú)作為蛋白源的利用[29]。在本實(shí)驗(yàn)中也可以看出超過30%的替代量之后虹鱒幼魚的攝食率顯著下降。然而需要注意的是，10%替代魚粉組的魚攝食率、增重率和特定生長率都更高。這可能是由于飼料中豆粕、肉骨粉以及魚粉等蛋白源之間的互補(bǔ)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了必需氨基酸的平衡[30]。相對(duì)于全魚粉飼料，少量的其他蛋白源替代魚粉會(huì)提高魚類的攝食率和終末體重，在他人的研究中也出現(xiàn)了類似的結(jié)果。Yamamoto T等[31]用不同比例的豆粕替代魚粉發(fā)現(xiàn)20%替代量的飼料在攝食率和增重上比全魚粉效果要好。在動(dòng)植物蛋白源混合替代魚粉的實(shí)驗(yàn)中也有類似的結(jié)果，F(xiàn)eng等[32]用不同的動(dòng)植物蛋白替代魚粉喂養(yǎng)虹鱒發(fā)現(xiàn)，混合蛋白組的虹鱒攝食率要高于全魚粉組。而本實(shí)驗(yàn)中用肉骨粉和豆粕1∶1混合代替10%魚粉生長效果較好，這表明同時(shí)使用豆粕和肉骨粉效果較好。肉骨粉在動(dòng)物必須的一些生長因子方面和魚粉很相似，例如：維生素含量較高、碳水化合物含量較低等，Watanabe等[33]發(fā)現(xiàn)虹鱒可以在一定程度上很好的適應(yīng)肉骨粉，這恰好彌補(bǔ)了豆粕的不足。相比較而言10%的替代量并不高，還是主要以魚粉為主要蛋白源，能夠滿足虹鱒幼魚的基本生長需求。但是隨著替代量的增加，將無法很好的解決適口性和抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響，降低了幼魚對(duì)蛋白的吸收效率，虹鱒幼魚得不到生長所需的蛋白質(zhì)而導(dǎo)致生長緩慢。

從魚類利用蛋白質(zhì)方面來看，魚類通過攝食的方式獲得的蛋白質(zhì)構(gòu)成了攝食氮(CN)，食物中一部分蛋白質(zhì)經(jīng)過魚類消化吸收后且沒有損失的部分合成為機(jī)體的組成成分構(gòu)成了生長氮(GN)，蛋白質(zhì)中的另一部分用于分解代謝產(chǎn)生能量維持機(jī)體的正常生命活動(dòng)，代謝的最終產(chǎn)物最終會(huì)排出體外構(gòu)成了排泄氮(UN)，而食物中尚未被消化吸收的則以糞便的形式排出構(gòu)成了排糞氮(FN)。崔奕波[34]等提出了氮收支方程：CN= FN+ GN+ UN。在本研究中，隨著豆粕和肉骨粉替代量的增加，排泄氮的量有不斷增大的趨勢((0.062±0.031)～(0.751±0.141)mg·g-1·d-1)，但全魚粉組和10%替代組之間差異不顯著(P>0.05)，替代量超過10%后排泄氮的量差異顯著(P<0.05)。通常來說，隨著豆粕[19]和肉骨粉[35]替代水平的增加，氮排泄和氮損失會(huì)增加,這恰好印證了本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。值得注意的是，虹鱒幼魚的消化率隨著肉骨粉和豆粕添加量的增加逐漸降低。而實(shí)驗(yàn)中氮排泄和損失的增加，最主要的原因可能是因?yàn)殡S著替代水平的提高消化率逐漸降低所造成的。在本實(shí)驗(yàn)中可以看出幼魚的消化率隨著魚粉替代水平的升高而逐漸下降((95.33±0.07)%～(92.93±0.07)%)。而之所以10%替代組和全魚粉組之間差異不顯著可能是因?yàn)樘娲谋壤⒉皇呛芨?，在排泄氮方面并沒有呈現(xiàn)出顯著的差異。在Wang等[36]的研究中提出魚類攝入過量或不平衡的氨基酸會(huì)使其不能很好的利用從而增加氨氮的排泄。因此，氨基酸的不平衡也可能是造成氮排泄和損失的一個(gè)主要原因。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)， 10%替代組有更佳的生長趨勢，而且在氮排放方面和全魚粉組差異不顯著(P>0.05)。在今后的研究中，可以研究不同替代比例對(duì)不同規(guī)格的虹鱒的生長和氮收支的影響。

4 結(jié)語

在淡水養(yǎng)殖環(huán)境下，虹鱒幼魚日糧中用豆粕和肉骨粉替代10%魚粉具有更好的生長趨勢和較低的氮排泄含量，表現(xiàn)出較高的飼料經(jīng)濟(jì)效益和較好的環(huán)境生態(tài)效益。因此，在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和改善養(yǎng)殖環(huán)境的大背景下，調(diào)整和完善飼料配方不僅僅要考慮對(duì)虹鱒生長的影響，更要從生態(tài)環(huán)境的角度去考量和評(píng)判。