劉慧玲 ,閆方權(quán) ,吳世林 ,秦海鵬 ,楊世平
(1.廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,廣東省水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物病原生物學(xué)及流行病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物病害控制廣東省普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 湛江 524088;2.廣州智特奇生物科技股份有限公司,廣東 廣州 510000)
魚粉是水產(chǎn)飼料原料中最優(yōu)質(zhì)的蛋白源,隨海洋漁業(yè)資源逐漸衰竭,魚粉的數(shù)量逐年減少,價(jià)格大幅上升。開發(fā)利用其他蛋白,尋找廉價(jià)高效的蛋白原料,全部或部分替代魚粉,降低飼料成本,是當(dāng)前一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。豆粕的蛋白質(zhì)含量高、價(jià)格便宜、資源豐富,因其存在胰蛋白酶抑制因子等抗?fàn)I養(yǎng)因子,限制了其在飼料中的大量應(yīng)用。豆粕在發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)價(jià)值發(fā)生極大的變化,蛋白質(zhì)含量提高,小分子肽類增加,各類抗?fàn)I養(yǎng)因子被去除,更加適合動(dòng)物攝食[1]。豆粕發(fā)酵或酶解后,低分子蛋白的含量大幅提高,且胰蛋白酶抑制因子等抗?fàn)I養(yǎng)因子得到了徹底消除[2]。發(fā)酵豆粕能改善斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能和對(duì)飼料的利用率[3],提高肉雞肌肉產(chǎn)率[4]和改善雞蛋品質(zhì)[5]。在對(duì)蝦養(yǎng)殖中,已有利用發(fā)酵豆粕替代魚粉的報(bào)道[6-9]。替代部分魚粉后,并未發(fā)現(xiàn)對(duì)凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)增重率、體肌肉組成等產(chǎn)生顯著影響[6-8],但過高的替代水平會(huì)降低對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能和飼料利用率[7]。發(fā)酵豆粕適量替代魚粉可提高凡納濱對(duì)蝦的免疫力,但替代量過高,也會(huì)引起機(jī)體的過度應(yīng)激[9]。該試驗(yàn)以凡納濱對(duì)蝦為研究對(duì)象,在凡納濱對(duì)蝦配合飼料中用酶解豆粕蛋白替代部分魚粉,研究酶解豆粕蛋白對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能的影響,旨在為酶解豆粕蛋白替代魚粉在凡納濱對(duì)蝦以及其他蝦類的商品飼料中使用提供參考。
酶解豆粕蛋白為廣州智特奇生物科技股份有限公司通過特殊工藝制備(商品名為唐吉訶德蛋白),其粗蛋白含量為56.0%、粗脂肪為2.6%,水分為8.0%,灰分為7.0%。魚粉為秘魯進(jìn)口魚粉。試驗(yàn)用水為未經(jīng)過沉淀、過濾的自然海水。
飼料配方中用 0、7.40%、14.80%、22.20%、30.20%的酶解豆粕蛋白分別替代基礎(chǔ)配方中0、25%、50%、75%和100%的魚粉制成5種等氮、等脂的飼料。試驗(yàn)飼料的蛋白源由魚粉、酶解豆粕蛋白、豆粕、花生粕、酵母粉和蝦粉等組成。飼料原料全部經(jīng)粉碎,過80目篩,微量成分采取逐級(jí)擴(kuò)大法添加,與大原料混合均勻后(水分添加25%~30%左右),擠壓成1.2 mm粒徑的顆粒飼料,60℃烘干(水分8%~10%)備用。飼料配方及營(yíng)養(yǎng)成分含量見表1。
表1 試驗(yàn)飼料配方%
試驗(yàn)對(duì)蝦為該實(shí)驗(yàn)室自行培育的同一批健康的凡納濱對(duì)蝦幼蝦,初始體質(zhì)量為(1.10±0.02)g,試驗(yàn)前暫養(yǎng)1周。
試驗(yàn)在廣東海洋大學(xué)東海島海洋生物基地室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行。將對(duì)蝦隨機(jī)分為5組,每組設(shè)3個(gè)平行,每個(gè)平行40尾。試驗(yàn)在0.5 m3的玻璃纖維鋼桶中進(jìn)行,分別投喂5種不同飼料,投喂量為體質(zhì)量的 5%~10%,在 08:00、14:00、20:00 各投喂 1次,根據(jù)對(duì)蝦攝食情況做相應(yīng)調(diào)整。每天觀察對(duì)蝦攝食、蛻殼、生長(zhǎng)情況,并記錄投喂量、水溫、pH值、鹽度等水質(zhì)參數(shù)。試驗(yàn)期間,根據(jù)對(duì)蝦生長(zhǎng)狀況、攝食情況,相應(yīng)調(diào)節(jié)投飼量。每天吸污和換水1次,換水量為20%。試驗(yàn)期間水溫為(28.3±0.86)℃,鹽度為 27.3±0.1,pH 值為 8.12±0.04,試驗(yàn)時(shí)間為 56 d。
試驗(yàn)28 d和56 d時(shí),稱重計(jì)數(shù)。每桶隨機(jī)選取處于蛻皮間期的5尾對(duì)蝦,取對(duì)蝦的肝胰腺、中腸(去除腸道內(nèi)容物),并稱重,然后置于冰箱中(-80℃)保存。分析時(shí)將樣品按其質(zhì)量的9倍加入生理鹽水(4℃,pH值7.0),低溫下用玻璃勻漿器勻漿,再以4 000 r/min,4℃,離心20 min,取上清液測(cè)定酶活性。蛋白酶活性的測(cè)定采用福林—酚試劑法,在40℃下每分鐘水解酪蛋白產(chǎn)生1 μg酪氨酸,定義為1個(gè)蛋白酶活力單位(U)。淀粉酶活性和脂肪酶活性采用南京建成生物工程研究所試劑盒測(cè)定。
隨機(jī)選取處于蛻皮間期的8尾對(duì)蝦進(jìn)行蝦體成分分析。將全蝦樣品在105℃下烘干至恒重分別測(cè)定水分含量;采用凱氏定氮法測(cè)定蝦體蛋白含量。
增重率(WG)(%)=100×(Wt-W0)/W0;
特定生長(zhǎng)率(SGR)(%/d)=100×[ln(Wt)-ln(W0)]/t;
飼料系數(shù)=F/(Wt-W0);
蛋白質(zhì)效率(PER)(%)=100×(W0-Wt)/蛋白質(zhì)攝入量。
式中:W0為每桶的初始平均體質(zhì)量(g);Wt為終末平均體質(zhì)量(g);t為養(yǎng)殖的天數(shù)(d);F 為是消耗的飼料干物質(zhì)的量(g)。
結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS Statistics 21統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(Oneway ANOVA),并結(jié)合Duncan法進(jìn)行多重比較,以P<0.05表示差異具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
由表2可知,養(yǎng)殖28 d時(shí),酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦體質(zhì)量、WG和SGR影響顯著(P<0.05),而對(duì)存活率無(wú)顯著影響(P>0.05)。WG以對(duì)照組最高,替代25%組次之,替代100%組最低;對(duì)照組、替代25%組的WG顯著高于替代75%組和替代100%組(P<0.05)。對(duì)照組、替代25%組和替代50%組間差異不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
由表3可知,養(yǎng)殖56 d時(shí),酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦體質(zhì)量、WG、SGR和存活率影響顯著(P<0.05)。WG以對(duì)照組最高,替代25%組次之,替代100%組最低;對(duì)照組的WG顯著高于替代75%組和替代100%組(P<0.05);對(duì)照組、替代25%組和替代50%組間差異不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而存活率以替代25%組最高,對(duì)照組次之,替代100%組最低;替代25%組的存活率比對(duì)照組高5.83%,且顯著高于替代75%組和替代100%組(P<0.05),但對(duì)照組、替代25%組和替代50%組間無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
表2 酶解豆粕蛋白替代魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦28 d生長(zhǎng)的影響
表3 酶解豆粕蛋白替代魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦56 d生長(zhǎng)的影響
由表4可知,酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦飼料系數(shù)和PER影響顯著(P<0.05),而對(duì)體蛋白含量無(wú)顯著影響(P>0.05)。28 d飼料系數(shù)和56 d飼料系數(shù)均以對(duì)照組最低,替代25%組次之,替代100%組最高;對(duì)照組的飼料系數(shù)顯著低于替代75%組和替代100%組(P<0.05)。飼料系數(shù)和PER在對(duì)照組、替代25%組和替代50%組間均無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
由表5可知,酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦肝胰腺和腸道的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活力有顯著的影響(P<0.05)。替代25%組肝胰腺蛋白酶活力顯著高于其他組(P<0.05),替代50%組次之,替代100%組最低。而酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉卻顯著降低了對(duì)蝦腸道中蛋白酶活力(P<0.05)。各酶解豆粕蛋白組的肝胰腺和腸道的淀粉酶活力均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。對(duì)照組肝胰腺的脂肪酶活力與替代25%組、替代50%組和替代75%組間無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
表4 酶解豆粕蛋白替代魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦體成分和飼料利用情況的影響
表5 酶解豆粕蛋白替代魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦消化酶活性的影響
許多研究表明,豆粕經(jīng)過深加工之后(發(fā)酵)適量替代飼料中的魚粉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)無(wú)顯著影響[6-9]。冷向軍等[6]研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵豆粕可取代飼料中魚粉用量的20%,而不會(huì)對(duì)凡納濱對(duì)蝦體增重率、體肌肉組成產(chǎn)生顯著影響。楊耐德等[7]發(fā)現(xiàn)發(fā)酵豆粕替代魚粉量小于33.33%時(shí),對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能和飼料利用率無(wú)顯著影響,過高的替代水平會(huì)降低對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能和飼料利用率。李貴生等[8]發(fā)現(xiàn)使用發(fā)酵雜粕等氮替代10%魚粉飼養(yǎng)凡納濱對(duì)蝦,與對(duì)照組相比,對(duì)蝦的生長(zhǎng)均無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。劉韜等[9]研究發(fā)現(xiàn),8%~12%發(fā)酵豆粕替代魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響。該試驗(yàn)中,養(yǎng)殖前期(28 d)和后期(56 d),酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦的體質(zhì)量、增重率和特定生長(zhǎng)率影響顯著(P<0.05),且隨替代率的增加,各指標(biāo)均逐漸下降,但當(dāng)酶解豆粕蛋白替代魚粉量不超過50%時(shí),不同養(yǎng)殖階段的增重率和特定生長(zhǎng)率與對(duì)照組均無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),這說明該種工藝制備的酶解豆粕蛋白與其他發(fā)酵豆粕一樣,改善了豆粕的品質(zhì),更加符合對(duì)蝦生長(zhǎng)的需要。而同時(shí),在本試驗(yàn)過程中,觀察發(fā)現(xiàn)各組之間對(duì)蝦的攝食情況有很大不同,投喂酶解豆粕蛋白組的對(duì)蝦,在投喂幾天后對(duì)蝦的攝食速度明顯增加,說明發(fā)酵豆粕的適口性增加,與Visessanguan[11]的研究結(jié)果一致。也有研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加酶解豆粕蛋白可以促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。3.5%大豆酶解蛋白替代日糧中3%的魚粉投喂斷奶仔豬,獲得了最高的試驗(yàn)期末體質(zhì)量、日增重和采食量[3]。異育銀鯽(Carassius auratus gibelio)飼料中添加30%發(fā)酵豆粕,能起到促進(jìn)生長(zhǎng)和改善肝功能的作用[12]。
許多研究證明,發(fā)酵豆粕適量替代飼料中的魚粉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的存活率無(wú)顯著影響[6,9,13-14]。該試驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn),酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉對(duì)凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖前期(28 d)的存活率無(wú)顯著影響(P>0.05),但對(duì)養(yǎng)殖后期(56 d)各組存活率影響顯著(P<0.05)??赡苁窃陴B(yǎng)殖前期時(shí)進(jìn)行對(duì)蝦稱重等操作后,養(yǎng)殖對(duì)蝦受到了嚴(yán)重刺激后,造成了養(yǎng)殖后期對(duì)蝦的存活率出現(xiàn)了組間的顯著差異(P<0.05)。替代魚粉量為25%時(shí),其存活率比對(duì)照組還高5.83%,雖然統(tǒng)計(jì)上無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但在生產(chǎn)中可能有很大意義,可能是酶解豆粕蛋白提高了對(duì)蝦免疫力。劉韜等[9]認(rèn)為發(fā)酵豆粕適量添加,可提高對(duì)蝦免疫相關(guān)酶活力,改變免疫相關(guān)基因的表達(dá),不過替代量過高,會(huì)引起機(jī)體的過度應(yīng)激。Lin等[10]發(fā)現(xiàn)豆粕在替代20%魚粉蛋白質(zhì)時(shí)會(huì)降低凡納濱對(duì)蝦的免疫能力,使用發(fā)酵蛋白能減少這種負(fù)面效應(yīng),但并不能消除。也有研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵豆粕替代28.6%魚粉時(shí),凡納濱對(duì)蝦的成活率顯著提高(P<0.05)[15]。大豆酶解蛋白具有提高斷奶仔豬的血清抗體水平、增強(qiáng)免疫力的作用[3]。
發(fā)酵豆粕替代日本沼蝦(Macrobrachium nipponense)飼料中的25%的魚粉時(shí),其增重率和飼料系數(shù)達(dá)到最佳且優(yōu)于對(duì)照組[16]。劉韜等[9]則發(fā)現(xiàn)過高或過低發(fā)酵豆粕替代魚粉飼料均會(huì)降低凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能,降低飼料效率。該試驗(yàn)中,酶解豆粕蛋白替代不同比例的魚粉蛋白質(zhì)對(duì)凡納濱對(duì)蝦飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)利用率的影響顯著(P<0.05)。28 d飼料系數(shù)和56 d飼料系數(shù)均以對(duì)照組最低。當(dāng)酶解豆粕蛋白替代魚粉量不超過50%時(shí),不同養(yǎng)殖階段的飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)利用率與對(duì)照組間均無(wú)差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這說明凡納濱對(duì)蝦飼料中添加部分酶解豆粕蛋白替代一定量的魚粉,對(duì)飼料利用無(wú)顯著影響,與楊耐德在對(duì)蝦中的研究結(jié)果一致[7]。彭松等[17]在進(jìn)行3種發(fā)酵豆粕試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)分別添加其中兩種發(fā)酵豆粕試驗(yàn)組的飼料系數(shù)顯著高于對(duì)照組(P>0.05),但另一種發(fā)酵飼料卻顯著降低了飼料系數(shù)(P<0.05),說明發(fā)酵豆粕的質(zhì)量存在差異,不同的發(fā)酵豆粕會(huì)表現(xiàn)出不同的效果。
蛋白酶的活力在消化酶中最強(qiáng),說明凡納濱對(duì)蝦具有較高的蛋白質(zhì)消化能力[18]。該試驗(yàn)中的對(duì)蝦蛋白酶活力為肝胰臟顯著大于腸道,說明蛋白酶主要分布于肝胰臟,腸道的蛋白酶活力迅速下降,與黃燕華的研究結(jié)果一致[19]。消化酶活性的高低是評(píng)價(jià)養(yǎng)殖動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化能力的重要指標(biāo)。Feng等[20]研究表明,枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕顯著提高了斷奶仔豬十二指腸胰蛋白酶活性。該試驗(yàn)中,當(dāng)酶解豆粕蛋白替代魚粉量不超過50%時(shí),對(duì)蝦肝胰腺蛋白酶活性顯著提高,淀粉酶活性也在不同程度有所提高。發(fā)酵豆粕也能誘導(dǎo)黃河鯉(Cyprinus carpio-haematopterus)前腸分泌淀粉酶,提高前腸淀粉酶活力[21]。凡納濱對(duì)蝦消化酶活性的提高可能與酶解豆粕蛋白產(chǎn)品中抗?fàn)I養(yǎng)因子的徹底降解、大分子肽含量較低等有關(guān)[22]。本試驗(yàn)中,酶解豆粕蛋白組對(duì)對(duì)蝦腸道蛋白酶的活力顯著低于對(duì)照組,可能與肝胰腺中蛋白酶活力的大幅提高,進(jìn)而降低進(jìn)入腸道食糜的大分子蛋白含量,腸道不需要分泌更多的蛋白酶來消化食物有關(guān)。投喂發(fā)酵豆粕的黃河鯉中腸和后腸淀粉酶活力也出現(xiàn)了下降[21]。袁春營(yíng)等[23]則報(bào)道發(fā)酵豆粕能顯著提高對(duì)蝦肝胰腺和腸道的蛋白酶活力。
綜合考慮對(duì)蝦的生長(zhǎng)性能,飼料系數(shù)、消化酶活性等,酶解豆粕蛋白替代飼料中25%~50%的魚粉含量為宜,不能超過50%,過高的替代比例會(huì)造成對(duì)蝦消化酶活力下降,生長(zhǎng)性能下降,飼料系數(shù)升高。