饲料中不同动植物蛋白比对大菱鲆营养物质消化率和氮收支的影响

■张红娟 孙敬武 赵庆超 张瑞玲 刘海燕 杨振才

(1.河北师范大学生命科学学院，河北石家庄050024；2.石家庄学院，河北石家庄050035)

我国海域辽阔，是水产养殖大国，目前，水产养殖总产量连续20年世界排名第一[1]。大菱鲆（Scophthalmus maximus）原产于英国，属于底栖冷水性海水鱼类[2]。自1992年引入至今,我国大菱鲆的养殖在北方已经形成了一定规模，并产生了巨大的经济价值。蛋白质作为鱼类营养需要的重要组成部分，不仅直接影响着鱼类生长，还影响鱼的健康和养殖水体的理化性质，进而影响水体的多级利用[3]。大菱鲆属肉食性鱼类，特别依赖于配合饲料中的动物蛋白，尤其是鱼粉。然而，由于资源匮乏，全球范围内鱼粉的供应量出现紧缺，导致鱼粉价格直线飙升，增加了饲料成本。因此，降低配合饲料中动物蛋白的使用量是水产饲料领域亟待解决的一个重要科技问题。提高饲料中植物蛋白的含量是解决这一问题的途径，但植物蛋白存在着氨基酸不平衡、抗营养因子和适口性差的缺点[4]，不能完全替代配合饲料中的动物蛋白。大菱鲆的相关蛋白源研究中也发现，豆粕和玉米蛋白等植物蛋白不能完全替代动物蛋白[5-7]。本文拟利用膨化大豆、发酵豆粕、啤酒酵母、谷朊粉四种植物蛋白源组成的混合植物蛋白替代大菱鲆配合饲料中的动物蛋白,进一步探讨大菱鲆对不同动植物蛋白比的饲料中各营养物质的消化率及氮收支的影响，从而确定适合大菱鲆的动植物蛋白比，为开发健康高效的大菱鲆配合饲料提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

本试验以膨化大豆、啤酒酵母、谷朊粉和发酵豆粕为植物蛋白源，以俄罗斯鱼粉、乌贼肝粉以及美国白鱼粉为动物蛋白源，按照动植物蛋白比为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1配制成四种等氮、等能的饲料，分别称为饲料1、饲料2、饲料3和饲料4。试验所用饲料配方是根据大菱鲆的营养需要配制而成的。其主要原料组成及其主要营养成分如表1所示。所有饲料原料粉碎后过80目筛，在各试验饲料中加入0.5%的Cr2O3作为外源性的指示剂，试验前按料水5∶2比例加水，用制粒机制成直径为6.0 mm的软颗粒，塑料袋密封后置于-20℃冰柜中冷藏储存备用。

1.2 饲养管理

养殖试验在秦皇岛南戴河养殖场进行，正式试验开始前进行为期2周的驯化。正式试验开始时禁食24 h，选取体重为140 g左右的大菱鲆随机分配到12个玻璃钢试验缸（2.4 m×1.2 m×1.1 m）中，每缸48尾鱼，每个试验组3个重复。每天饱足投喂两次（08：00、19：00），试验共进行56 d，养殖用水为深井过滤海水，期间水温保持在12 ℃左右，每日换水3次（06：00、14：00、20：00），每次换水约40%，24 h连续充氧，自然光照加人工光照（14 L∶10 D）。

表1 试验饲料的主要原料组成及营养成分(风干基础)

1.2.1 粪便的收集和处理

在正式试验开始一周以后开始收集粪便。投喂前后及日常管理时，用虹吸管吸取新鲜、饱满、成型的粪便，收集于纱绢袋中，在65℃鼓风干燥烘箱中烘干，放于密封袋中，保存在-20℃冰箱中以备营养组成和Cr2O3分析。

1.2.2 样品的采集与处理

正式试验开始与结束前均禁食24 h，称量并记录各缸大菱鲆的初始体重和尾数及终末体重和尾数。试验开始前和结束后每缸随机取3尾大菱鲆，-20℃冰箱冷冻保存以备后续生化分析。

试验饲料和鱼体营养成分的测定方法：干物质含量采用105℃恒温干燥法测定(GB/T 6435—86)；粗蛋白质含量采用凯氏定氮法(GB/T6432—86)测定;能量采用DJL-9型全自动氧弹式热量计测定。

1.2.3 表观消化率的测定

采用酸消化法，利用Z-2000系列原子吸收分光光度计测定试样中铬的含量,磷含量采用电感偶合等离子质谱仪测定；各营养物质的表观消化率计算公式如下：

氮收支方程中各成分的计算公式如下：

式中：F1——平均每尾鱼干物质摄食总量（g）；

t——生长试验的时间（d）；

Wt——终末体重（湿重，g）；

W0——初始体重（湿重，g）；

ADCcp——蛋白的表观消化率（%）；

Pw1——终末鱼体干物质含量（%）；

Pw0——初始鱼体干物质含量（%）；

Pn1——试验末鱼体的氮含量（%）；

Pn0——试验初鱼体的氮含量（%）；

Pn——饲料的氮含量（%）；

Cn——单位体重氮日摄入率[摄入氮，mg/(d·g)]；

Gn——单位体重氮日生长率[生长氮，mg/(d·g)]；

Fn——单位体重粪便氮日损失率[粪氮，mg/(d·g)]；

Un——单位体重氮日排泄率[尿氮，mg/(d·g)]；

An——单位体重氮日吸收率[吸收氮，mg/(d·g)]。

1.3 数据处理与分析

试验结果表示为“平均值±标准差”，采用Statistica 6.0软件对所得数据进行单因素方差分析，检验显著后作Duncan's法多重比较，以P＜0.05作为差异显著性标准。

2 结果

2.1 不同动植物蛋白比对大菱鲆营养物质消化率的影响(见表2)

方差分析表明，随着动物蛋白比例的升高,各营养物质的表观消化率呈升高趋势，各组之间的干物质消化率和磷消化率均有显著差异（P＜0.05）；饲料1组的能量消化率显著低于其它各组（P＜0.05），其它各组均无显著差异；粗蛋白消化率除饲料2组和饲料3组间无显著差异外，其它均有显著差异（P＜0.05）。

表2 不同动植物蛋白比对大菱鲆营养物质消化率的影响(Mean±S.D.)(%)

2.2 不同动植物蛋白比对大菱鲆氮收支平衡的影响

2.2.1 不同动植物蛋白比对摄入氮、生长氮、粪便氮、排泄氮的影响（见表3）

从表3可以看出，饲料1组的摄入氮显著低于饲料3组和饲料4组（P＜0.05），其它各组的摄入氮无显著差异；饲料4组的粪便氮显著低于其它各组（P＜0.05），饲料3组粪便氮显著低于饲料1组（P＜0.05），其它各组间无显著差异；生长氮和排泄氮在各组之间没有显著差异（P＞0.05)。

表3 不同动植物蛋白比对氮收支平衡各项指标的影响(Mean±S.D.)[mg/(d·g)]

2.2.2 不同动植物蛋白比对大菱鲆氮收支各部分百分比的影响（见表4）

由表4可见，经过方差分析可得，吸收氮占摄入氮的比例达到了显著的差异(P＜0.05)，饲料4组显著高于其它各组，饲料1组显著低于其它各组(P＜0.05)，饲料2组和饲料3组间无显著差异；饲料1组的生长氮占摄入氮的比例显著低于其它各组，其它各组间无显著差异；排泄氮占吸收氮的比例在各组间无显著差异（P＞0.05）。

表4 不同动植物蛋白比对大菱鲆氮收支百分比的影响(Mean±S.D.)(%)

3 讨论

3.1 不同动植物蛋白比对大菱鲆各营养物质消化率的影响

消化率是在水产动物体内对各种营养物质消化能力的一种体现。影响饲料原料消化率的一个重要因素就是植物蛋白。艾庆辉等对南方鲇（Silurus meridionalis Chen)的研究发现，随着大豆蛋白替代率的升高，干物质、蛋白质、能量及脂肪的消化率出现了下降，替代65%时显著降低[8]，这与本试验结果相一致。但王赛等用10%、20%豆粕替代褐点石斑鱼饲料中的鱼粉，粗蛋白消化率却没有显著差异[9]。在Bonaldo等对大菱鲆的研究中，用豆粕、小麦蛋白和玉米蛋白替代鱼粉，干物质消化率、蛋白消化率、能量消化率均随植物蛋白替代含量的增加而降低，但并未达到显著差异水平[7]；Regost等用玉米蛋白粉替代鱼粉的研究中，蛋白消化率和能量消化率均显著下降，但磷的消化率没有显著差异[10]。这些植物蛋白替代动物蛋白后出现的消化率的变化结果的不一致，除了与鱼种有关外，很大程度上与试验中所采用的植物蛋白种类不同有关，但绝大多数植物蛋白替代动物蛋白后会降低营养物质的消化率。这可能是因为植物蛋白中存在各种抗营养因子，蛋白抑制剂对蛋白酶活性产生抑制，植物凝集素对肠道绒毛起到了破坏作用，这些都降低了消化酶的活性，使得营养物质的消化吸收受到严重的阻碍。植物蛋白含量越高，消化吸收阻碍越大，营养利用越低；Ostaszewska T认为，饲料中含有较多的鱼粉更有利于刺激鱼体消化道蛋白酶的分泌，蛋白酶活力越高越有利于饲料中蛋白质的分解，进而影响了饲料中蛋白质的表观消化率[11]。磷的消化率逐渐降低的重要原因是植物蛋白源中磷的主要存在形式是植酸钙镁盐，植酸磷占总磷的60%～80%[12]。水产动物体内缺乏植酸酶，植酸磷无法被消化利用。再加上植酸有很强的螯合能力，可以生成难溶的物质，降低了磷的消化率及矿物元素的吸收利用。

3.2 不同动植物蛋白比对氮收支影响

氮元素是蛋白质的标志性物质，蛋白质的代谢过程与氮元素在体内的再分配情况有着十分密切的关系，可用氮收支结果作为评价饲料质量、饲料消化率和转化效率的重要指标。本试验对大菱鲆体内的氮收支进行了测定，得到其分配模式为：

Dosdat等认为，鱼虾吸收的氮并不是完全用于体生长,而以能量的形式代谢,通过粪、尿、鳃、体表等方式排放到水体中,造成污染[13]。从方程中可以看出，对于摄入的蛋白质，大菱鲆有很强的分解和代谢能力，60%左右的比例都被分解代谢，用于生长的氮约占20%～30%。在真鲷[14]、黑鲷[15]等氮收支中也是排泄氮所占的比例最高。生长氮占摄食氮的比例为氮生长效率，是氮收支中重要的指标，用来衡量水产动物对蛋白质的利用效果。李勇等[16]研究发现,投喂饲料中大约有10%～20%的氮未被鱼摄食而直接溶失到水中,摄入饲料只有约20%～25%的氮和25%～40%的磷用于生长,其余氮、磷均以粪便和代谢物形式排入水环境。本试验的氮生长效率在22%～32%，与其它鱼类的氮分配模式基本相似。本试验中，随着动物蛋白比例的降低使粪氮显著升高，生长氮占摄入氮的比例在1∶1组显著降低，然而排泄氮并未出现显著的差异。这进一步说明动植物蛋白比的降低影响了大菱鲆的氮利用率，其主要原因来源于对蛋白质的消化能力的降低。另外，植物蛋白替代比例过高会加重对水体的氮污染。

4 结论

①饲料中不同动植物蛋白比显著影响了大菱鲆对饲料中各营养成分的利用，各组饲料的干物质消化率、蛋白质消化率、能量消化率和磷消化率随着动植物蛋白比的减少而降低。

②当动植物蛋白比在2∶1以上，氮的生长效率没有受到显著影响，所以本试验中大菱鲆配合饲料中的最适动植物蛋白比为2∶1。