饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤生长性能的影响

冷向军 罗运仙 李小勤 吴小凤 程 思

（上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室,上海 201306）

近年来,随着鱼粉资源的减少与价格的上扬,寻求替代鱼粉的蛋白源已成为饲料学的重要研究课题。替代蛋白源与鱼粉相比,常缺乏一种或多种必需氨基酸,尤其是赖氨酸、蛋氨酸,不能满足鱼类生长需要,因而常需在饲料中添加合成氨基酸来解决这一问题。但在水产饲料中添加晶体氨基酸的效果并不确定,鱼类能否有效利用晶体氨基酸仍存在一些争议。研究发现,在虹鳟[1]、大菱鲆[2]、牙鲆[3]、西伯利亚鲟[4]饲料中补充晶体氨基酸可有效促进其生长,但在草鱼[5]、鲤[6]、异育银鲫[7]、鲫[8]上的试验则表明添加晶体氨基酸对其生长无改善作用。

通常认为,鱼类对晶体氨基酸利用效果不佳的原因与晶体氨基酸的高溶失性[9]以及吸收速度过快所导致的与蛋白源氨基酸利用不同步[10]等因素有关。氨基酸经微囊化或包膜后不仅可以提高水产饲料中游离态氨基酸的稳定性,还可以通过减缓氨基酸的释放速率来降低吸收速度,提高利用率[11-12]。

本试验以鲤（Cyprinus carpio）为研究对象,在实用饲料基础上,降低鱼粉用量,同时以晶体或微囊形式补充限制性氨基酸——赖氨酸、蛋氨酸,考察其对鱼体生长性能与血浆总游离氨基酸、总蛋白及体成分的影响,为氨基酸在水产饲料中的合理应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

氨基酸产品由佛山市海纳川药业有限公司提供。晶体赖氨酸为赖氨酸盐酸盐（Lys◦HCl）,赖氨酸有效含量为78%,微囊赖氨酸中赖氨酸的有效含量为39%;晶体蛋氨酸为DL-蛋氨酸（DL-Met）,蛋氨酸有效含量为98%,微囊蛋氨酸中蛋氨酸的有效含量49%。微囊氨基酸的壁材以C12、C14饱和脂肪酸为主,囊壁厚度为5～20μm。各氨基酸产品均通过60目筛。

试验鲤购于山东省淡水水产研究所,暂养1周后选择体重为（5.0±0.5）g、体质健壮的鱼种480尾,随机分为4组,每组3个重复,以重复为单位随机分到12口水泥试验池中,每池放鱼40尾。

1.2 试验设计与试验饲料

以鱼粉含量15%（前期）和10%（后期）的饲料作为高鱼粉饲料（高鱼粉组）,在同期高鱼粉饲料基础上分别将鱼粉含量降为10%（前期）和5%（后期）,相应增加菜籽粕、棉籽粕,得低鱼粉饲料（低鱼粉组）。在低鱼粉饲料基础上分别添加晶体氨基酸（赖氨酸、蛋氨酸）和微囊氨基酸（赖氨酸、蛋氨酸）,并使赖氨酸、蛋氨酸水平与高鱼粉饲料一致,得晶体氨基酸饲料（晶体氨基酸组）和微囊氨基酸饲料（微囊氨基酸组）。每组试验鱼饲喂1种饲料,各组饲料粗蛋白质水平保持基本一致。前期和后期饲料组成和营养水平分别见表1、表2。

表1 前期饲料组成及营养水平（风干基础）Table 1 Composition and nutrient levels of diets in prophase（air-dry basis）%

1.3 饲养管理

试验在上海海洋大学特种水产养殖场内进行,养殖时间共56 d,分2个阶段进行:1～28 d投喂前期饲料,29～56 d投喂后期饲料。水泥试验池规格为3.0m×1.7m×1.2m,池水深0.8 m,为静水养殖;每天不间断充气,每天投喂4次（08:00、11:00、14:00、17:00）,投喂量为鱼体体重的5%～10%,各组保持基本一致的投喂量,以15 m in内食完为宜（通常在投饲后5 min已无残饵,在特殊情况下,若投饲后30 min仍有残饵,则将残饵虹吸出、烘干,从投饲量中扣除,以求得准确的摄食量）。每3 d以虹吸管吸去底部污物,更换1/4水量。养殖期间水温为22～30℃,pH为7.6±0.4,溶解氧为6.7～7.4m g/L,氨氮≤0.2 m g/L。

表2 后期饲料组成及营养水平（风干基础）Table 2 Composition and nutrient levels of diets in later stage（air-dry basis）%

1.4 测定指标及方法

1.4.1 晶体和微囊氨基酸溶失率的测定

取蒸馏水100 m L,加入2.00 g晶体或微囊氨基酸,摇匀后在25℃水浴中静置5m in,过滤取上清液,采用茚三酮法测定溶失于水中的氨基酸量,以计算溶失率。

1.4.2 生长性能

试验开始及养殖第28天、第56天称每组鱼体重,计算增重率（WGR）、特定生长率（SGR）、饲料系数（FCR）、成活率（SR）。计算公式如下:

式中:Wt、W0分别为终末鱼体重和初始鱼体重;IF为试验期内饲料摄入量;t为试验天数,Nt、N0分别为终末鱼尾数和初始鱼尾数。

1.4.3 鱼体肌肉成分测定

养殖试验结束后,每池随机选取鲤5尾,剪取背侧肌肉,于-20℃冰箱中保存,分别测定肌肉粗蛋白质（凯氏定氮法）、粗脂肪（索氏抽提法）、粗灰分（550℃灼烧法）及水分（105℃烘干法）含量。

1.4.4 血浆总游离氨基酸和总蛋白含量测定

养殖试验结束后,分别在投喂后0、1、2、3、4、5 h每池取鱼5尾,尾静脉取血1.5 m L,用1%肝素钠溶液作抗凝剂,4 000 r/m in离心10 m in,取上清液即血浆,于-20℃保存待测。采用总氨基酸测试盒测定血浆总游离氨基酸含量,采用总蛋白定量测试盒（考马斯亮兰法）测定血浆总蛋白含量,上述测试盒均购于南京建成生物工程研究所。

1.5 数据处理及分析

试验结果用平均值±标准差表示,采用SPSS 11.0分析软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA）,对差异显著者进行Duncan氏多重比较,P＜0.05表示差异显著。

2 结 果

2.1 晶体和微囊氨基酸的溶失率

对晶体和微囊氨基酸的溶失率测定结果（表3）表明,晶体赖氨酸和蛋氨酸的溶失率分别为69.8%、53.1%,经微囊化后,其溶失率显著降低（P＜0.05）,仅相当于晶体赖氨酸、蛋氨酸溶失率的28.4%、4.9%。

表3 晶体和微囊氨基酸的溶失率Table 3 Dissolve-loss rates of crystalline and m icro-capsulated am ino acids%

2.2 饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤生长性能的影响

养殖28 d后,各组鲤生长性能见表4。摄食高鱼粉饲料的鲤具有最高的增重率（387.1%）、特定生长率（5.66%/d）和最低的饲料系数（1.08）;摄食低鱼粉饲料的鲤具有最低增重率（360.6%）、特定生长率（5.45%/d）和最高饲料系数（1.16）。与低鱼粉组相比,添加晶体氨基酸对鲤的生长性能无显著改善（P＞0.05）;添加微囊氨基酸则可促进鲤生长,鱼体增重率提高了3.85%（P＞0.05）,饲料系数降低了5.17%（P＜0.05）,达到与高鱼粉组基本一致的生长性能。

在饲养的第2阶段（后期）,由于鲤的初始体重不一致,故没有采用增重率指标,而是采用了增重量指标来反映鱼体增重情况。由表5可知,摄食高鱼粉饲料的鲤具有最高的增重量（26.9 g）、特定生长率（2.67%/d）和最低饲料系数（1.30）;摄食低鱼粉饲料的鲤具有最低增重量（23.7 g）、特定生长率（2.51%/d）和最高饲料系数（1.49）。与低鱼粉组相比,添加晶体氨基酸对鲤生长性能并无显著改善（P＞0.05）,而添加微囊氨基酸则可促进鲤生长,鱼体增重量提高了10.13%（P＜0.05）,饲料系数降低了10.74%（P＜0.05）,达到与高鱼粉组基本一致的生长性能。

由表6可知,在整个试验期内,摄食高鱼粉饲料的鲤具有最高增重率（929.7%）、特定生长率（4.16%/d）和最低饲料系数（1.21）;摄食低鱼粉饲料的鲤具有最低增重率（831.6%）、特定生长率（3.98）和最高饲料系数（1.34）。与低鱼粉组相比,添加晶体氨基酸对鲤的生长性能并无显著改善（P＞0.05）;添加微囊氨基酸则可促进鲤生长,鱼体增重率提高了8.67%（P＜0.05）,饲料系数降低了7.46%（P＜0.05）,达到与高鱼粉组基本一致的生长性能。

表4 饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤生长性能的影响（前期）Tab le 4 Effects o f dietary supplementation of crystalline orm icro-capsulated am ino acids on grow th performance o f comm on carp（prophase）

表5 饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤生长性能的影响（后期）Tab le 5 Effects o f dietary supplementation of crystalline orm icro-capsulated am ino acids on grow th performance o f common carp（anaphase）

表6 饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤生长性能的影响（全期）Tab le 6 Effects o f dietary supplementation of crystalline orm icro-capsulated am ino acids on grow th performance o f comm on carp（w hole period）

2.3 饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤肌肉成分的影响

由表7可知,摄食高鱼粉饲料的鲤肌肉粗蛋白质和粗脂肪含量最高,且显著高于摄食低鱼粉饲料的鲤（P＜0.05）。与低鱼粉组相比,饲料中添加晶体或微囊氨基酸后,肌肉粗蛋白质、粗脂肪含量呈不同程度增加,其中微囊氨基酸组的肌肉粗脂肪含量的增加达显著水平（P＜0.05）。在肌肉水分与粗灰分含量方面,各组间无显著差异（P＞0.05）。

表7 饲料中添加晶体或微囊氨基酸对鲤肌肉成分的影响（鲜组织基础）Tab le 7 Effects o f dietary supplementation o f crystalline orm icro-capsulated am ino acids onm uscle com position o f comm on carp（fresh tissue basis）%

2.4 鲤摄食后不同时间段血浆总游离氨基酸含量的变化

由表8可知,鲤摄食高鱼粉饲料、低鱼粉饲料后,血浆总游离氨基酸含量的变化趋势较为一致,即血浆总游离氨基酸含量随时间延长先增加后降低,在摄食后3 h达到高峰,其后则下降;摄食添加晶体氨基酸的饲料后,血浆总游离氨基酸含量的高峰值提前到摄食后2 h,其后下降;而摄食添加微囊氨基酸的饲料后,血浆总游离氨基酸含量的变化趋势与摄食高鱼粉饲料、低鱼粉饲料一致,亦在3 h达到吸收高峰。

表8 鲤摄食后不同时间段血浆总游离氨基酸含量的变化Tab le 8 The changes o f p lasma total free am ino acid content o f comm on carp at dif ferent time after feedingμmol/m L

2.5 鲤摄食后不同时间段血浆总蛋白含量的变化

鲤摄食各组饲料后,血浆总蛋白含量的变化趋势相似,即摄食后先保持平稳,然后其含量缓慢降低,而后迅速上升,在摄食后4 h达到峰值,然后迅速回落（表9）。

表9 鲤摄食后不同时间段血浆总蛋白含量的变化Table 9 The changes of plasm a total protein content o f common carp at different tim e after feeding g/L

3 讨 论

3.1 鱼类对游离氨基酸的利用能力

不同鱼类对游离氨基酸的利用能力不同。一般认为鲑鳟鱼类能有效利用晶体氨基酸[13],而草鱼[5,14]、鲤[6]、鲫[7-8]则不能有效利用晶体氨基酸。本始试验也表明,在饲料中直接添加晶体氨基酸对鲤的生长性能并无显著改善。M urai等[15]认为鲤对晶体氨基酸利用差的原因是由于氨基酸的排泄而减少了用于生长的氨基酸;Lim[16]在范氏对虾试验中发现,饲料中晶体氨基酸溶于水而导致生长变差; Cowey等[10]认为晶体氨基酸吸收过快,不能和饲料蛋白质态氨基酸同步吸收,用来合成蛋白质的氨基酸减少,导致生长效果变差。从本试验的血浆总游离氨基酸含量随摄食后时间变化的过程来看,未添加氨基酸的饲料组血浆总游离氨基酸含量在摄食后3 h达到高峰,而添加晶体氨基酸的饲料组吸收峰值提前,在摄食后2 h达到高峰,这可能是导致生长性能没有改善的重要原因。氨基酸须按一定比例才能合成蛋白质,游离氨基酸的释放速度快,不能与饲料蛋白质态氨基酸同步吸收,添加的氨基酸很快被机体代谢,起不到应有作用。从表3可知,晶体氨基酸的溶失率明显高于微囊氨基酸,这也是造成利用率低的原因。刘永坚等[5]的研究表明,草鱼饲料浸泡10m in后,高达13.2%的晶体赖氨酸溶失于水中;同样,在异育银鲫[7]、斑点叉尾鮰[17]等试验中也发现,饲料中大量晶体氨基酸溶失于水中,导致利用率降低。

3.2 微囊氨基酸对鲤生长性能的影响

为降低游离氨基酸的溶解和吸收速度,增加氨基酸在肠道的滞留时间,将氨基酸进行稳定化处理,可改善氨基酸的添加效果[18]。本试验中,鲤摄食含晶体氨基酸的饲料2 h后,血浆游离氨基酸含量达到峰值,而高鱼粉组、低鱼粉组与微囊氨基酸组则在投喂后3 h达到峰值。冷向军等[19]、陈丙爱等[6]、刘永坚等[5]分别在鲫、鲤、草鱼饲料中添加包膜氨基酸,发现血液游离氨基酸含量出现峰值时间较添加晶体氨基酸组延迟。上述研究结果均表明,氨基酸经微囊或包膜处理后,延缓了吸收速度。

关于稳定化氨基酸对鲤生长性能影响的研究已有一些报道。陈丙爱等[6]在低鱼粉饲料中分别补充淀粉包膜、环糊精包膜的赖氨酸0.20%、蛋氨酸0.07%（均指有效氨基酸）,鱼体增重率分别提高了5.5%、7.1%;在赵春蓉[20]的研究中,饲料中补充稳定化氨基酸使幼建鲤的增重率提高了14%。本试验中微囊氨基酸组增重率比低鱼粉组提高了8.67%、饲料系数降低了7.46%,达到与高鱼粉组基本一致的水平,说明微囊氨基酸能为鲤有效利用,其效果优于晶体氨基酸。出现上述结果的原因可能是氨基酸经微囊化处理后,降低了其溶解和吸收速度,增加了在肠道的滞留时间,可与饲料蛋白质态氨基酸同步吸收,这使得更多氨基酸用于合成蛋白质,促进了生长。

3.3 影响氨基酸利用率的其他因素

由表4、表5可知,在试验前期,在低鱼粉饲料中添加晶体氨基酸后,鱼体生长性能在数值上虽有所提高,但仍显著低于高鱼粉饲料组;但在养殖后期,在低鱼粉饲料中添加晶体氨基酸后,鱼体生长性能虽在数值低于高鱼粉饲料组,但与之已无显著差异。这表明,晶体氨基酸的添加在后期发挥的作用较前期明显,其原因可能是投饲频率的影响。尽管全期投饲频率均为每天4次,但前期鱼体小,客观上对投饲频率的要求高,进入后期后,鱼体重增加,对投饲频率的要求也降低。这也是在养殖生产中鱼苗、鱼种培育阶段的投饲频率高,之后则降低的原因。冷向军等[21]报道,在饲料中添加晶体赖氨酸、蛋氨酸后,将投饲频率由每天3次增加到每天4次,异育银鲫的生长得到显著改善。在本试验后期,投饲频率为每天4次,此时晶体氨基酸的作用效果在一定程度上得到体现。此外,随着鱼体生长,消化系统不断完善,可能对晶体氨基酸的利用会优于幼鱼,这有待于试验的进一步验证。

本试验采用2阶段饲养法,即1～28 d投喂鱼粉含量较高的前期饲料,29～56 d投喂鱼粉含量较低的后期饲料,主要是考虑到经过前4周的养殖后,鱼体重由5.0 g左右增加到23.6 g左右,此时如果继续投喂前期饲料,即便是低鱼粉饲料（鱼粉含量10%,粗蛋白质含量35.46%）,对体重23.6 g左右的鲤而言,营养水平可能已达到或超过了鱼体需求,在已满足了营养需求的基础上补充氨基酸难以观察到改善效应,故在29～56 d时改投鱼粉含量较低的后期饲料,使低鱼粉饲料（鱼粉含量为5%,粗蛋白质含量31.96%）不能满足鱼体需求,在这种情况下补充氨基酸才可观察到可能存在的改善效应。本试验结果已经证明了这点。可见,在进行有关氨基酸添加的试验时,基础饲料的组成和营养水平对于试验结果有着直接的影响。

4 结 论

在低鱼粉饲料中添加晶体氨基酸对鲤的生长性能无显著改善作用,而添加微囊氨基酸则可显著提高增重率,降低饲料系数。

致谢:

本试验得到广东省佛山市海纳川药业有限公司经费资助,特此致谢!

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*Correspond ing au thor,associate professor,E-mail:xqli@shou.edu.cn

（编辑 菅景颖）