大豆球蛋白对幼鲤生长、饲料利用及肌肉营养成分的影响

吴莉芳，赖红娥，杨欢欢，杨婳，邢秀苹，王洪鹤，秦贵信

(1吉林农业大学动物科技学院，吉林长春 130118;2厦门利洋水产科技有限公司，福建厦门 361012)

大豆球蛋白对幼鲤生长、饲料利用及肌肉营养成分的影响

吴莉芳1，赖红娥1，杨欢欢2，杨婳1，邢秀苹1，王洪鹤1，秦贵信1

(1吉林农业大学动物科技学院，吉林长春 130118;2厦门利洋水产科技有限公司，福建厦门 361012)

【目的】研究大豆球蛋白(Glycinin)对幼鲤生长、饲料利用及肌肉营养成分的影响.【方法】分别以初始体质量为(10.12±0.08)g鲤稚鱼和初始体质量为(116.89±0.13)g鲤幼鱼为试验对象，在控温单循环养殖系统中进行为期8周的饲养试验，鲤稚鱼和幼鱼的饲料等氮(粗蛋白质量分数分别为40%和36%)等能(总能分别是16.9和15.2 MJ/kg)，大豆球蛋白的添加梯度为0、3.0%、6.0%、9.0%、12.0%，每组饲料设3个重复.【结果和结论】在鲤稚鱼和幼鱼的配合饲料中，不同比例添加大豆球蛋白，会导致其生长性能不同程度地下降.鲤稚鱼3.0%、6.0%、9.0%和12.0%组的增质量率和特定生长率显著低于对照组(P＜0.05)，而饲料效率、肥满度、肝体比、脏体比各组之间差异不显著(P＞0.05).鲤幼鱼3.0%组的增质量率、特定生长率、饲料效率与对照组差异不显著(P＞0.05)，6.0%、9.0%和12.0%组的增质量率、特定生长率、饲料效率显著低于对照组(P＜0.05).肥满度、肝体比、脏体比各组之间差异不显著(P＞0.05).另外，随着大豆球蛋白的添加量增加，鲤稚鱼和幼鱼肌肉中粗蛋白含量呈下降趋势.3.0%组鲤稚鱼和幼鱼肌肉中粗蛋白含量与对照组差异不显著(P＞0.05)，6.0%、9.0%和12.0%组均显著低于对照组(P＜0.05).鲤稚鱼和幼鱼肌肉中的水分、粗脂肪、粗灰分含量各组之间差异不显著(P＞0.05).在该试验条件下，鲤稚鱼配合饲料中大豆球蛋白的添加比例不应超过3.0%;鲤幼鱼配合饲料中大豆球蛋白的添加比例不应超过6.0%.

大豆球蛋白;鲤;稚鱼;幼鱼;生长;饲料利用

鱼粉一直是水产饲料的重要蛋白源.但随着集约化水产养殖的发展，鱼粉资源短缺，同时饲料中过多使用鱼粉会造成养殖水体环境的污染［1］.寻求优质的蛋白源替代鱼粉一直是水产饲料领域研究的热点之一.大豆蛋白具有来源广泛、价格低廉、营养价值高、氨基酸组成较为平衡等特点.在水产饲料中被广泛应用.目前，国内外学者在大豆蛋白源替代鱼粉蛋白方面做了大量的研究工作.研究的鱼类主要有虹鳟Oncorhynchus mykiss［2］、大西洋鲑Salmo salar［3-4］、齐口裂腹鱼Schizothorax prenanti［5］、杂交罗非鱼Oreochromis niloticus×O.aureus［6］、埃及胡子鲇Clarias lazera［7］、石斑鱼Epinephelus coioides［8］等.但豆粕等大豆蛋白源中含有胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、大豆抗原蛋白等抗营养因子，会影响动物肠道微生态环境，妨碍对营养物质的消化和吸收［9］.很大程度上限制其在水产饲料领域的开发和利用.其中大豆抗原蛋白是大豆主要抗营养因子之一.大豆球蛋白(Glycinin)和β-伴大豆球蛋白(β-Conglycinin)是免疫原性最强的大豆抗原蛋白，并具有较强的热稳定性，普通的热处理不能灭活其免疫活性.能够引起鱼类消化道过敏反应，造成胃、肠道的免疫损伤，进而引起消化吸收障碍，甚至死亡.因此，大豆抗原蛋白是限制大豆蛋白源在水产饲料中广泛应用的真正瓶颈.目前，饲料中关于大豆抗原蛋白的影响，研究的对象主要集中在犊牛［10］、仔猪［11］、羔羊［12］、鼠［13］等陆生动物上.而对水产动物影响的报道较少.郭林英［14］利用大豆β-伴球蛋白提取物对鲤肠上皮细胞增殖及其功能的影响进行了研究.本试验分别以鲤Cyprinus carpio稚鱼和幼鱼为研究对象，利用分离纯化的大豆球蛋白不同比例添加在其配合饲料中，探讨大豆球蛋白对不同发育时期鲤鱼生长、饲料利用及肌肉营养成分的影响，为合理开发利用大豆蛋白源及大豆抗原蛋白的去除提供依据.

1 材料与方法

1.1 大豆球蛋白的分离纯化

鲤稚鱼和幼鱼配合饲料中添加的大豆球蛋白采用简化膜中间试验方法［15］获得.方法如下：取15 kg脱脂大豆粉，用10倍体积的蒸馏水溶解，pH 8.0，20℃条件下搅拌1 h;5 700 r/min、4℃条件下离心20 min，取上清液，加入0.03 mol/L的NaHSO3，pH 6.0、7℃条件下隔夜保存;然后取出于4℃条件下，9 800 r/min离心20 min，沉淀物中和后用RC-100膜脱盐并喷雾干燥后得到大豆球蛋白.大豆球蛋白的纯度达到85%以上，较好地去除了大豆中其他抗原蛋白的干扰.

1.2 饲料的制备

试验饲料以鱼粉为动物蛋白源，混合油脂［m(玉米油)∶m(鱼油)=1∶1］为脂肪源，糊精、面粉作为饲料糖源，分别配制成5种等氮(粗蛋白质量分数分别为40%和36%)等能(总能分别是16.9和15.2 MJ/kg)的试验饲料.大豆球蛋白的添加梯度为0、3.0%、6.0%、9.0%、12.0%.各原料经粉碎过60目筛，按配方准确称其质量，用电动绞肉机制成粒径1.5和2.5 mm颗粒饲料.晒干后置于-20℃冰箱中保存备用.试验饲料组成及营养成分见表1和表2.

表1 鲤稚鱼饲料配方及营养水平(风干基础)Tab.1 The feed formulation and nutritional level of larval Cyprinus carpio(air-dry basis)

表2 鲤幼鱼饲料配方及营养水平(风干基础)Tab.2 The feed formulation and nutritional level of juvenile Cyprinus carpio(air-dry basis)

1.3 试验鱼及饲养管理

本次养殖试验在吉林农业大学动物室控温单循环系统中进行，试验前预饲15 d，饱食投喂对照组饲料，预饲试验结束后，挑选规格整齐、鳍鳞完整、体质健壮、无畸形，体质量(10.12±0.01)g的鲤稚鱼450尾，体质量(116.89±0.01)g的鲤幼鱼300尾，分别随机放养在15个水族箱中(鲤稚鱼每箱30尾，鲤幼鱼每箱20尾).放养前用20 mg/L的高锰酸钾水溶液药浴10 min，随机选取每3个水族箱为1个试验组.每天投饵2次(上午9：00，下午16：00)，以饱食而无剩料为原则，投饵方式为人工手撒，日投饵率为体质量的3%～5%，每天记录每个水族箱摄食饲料质量.在整个试验过程中，水质保持稳定，水温24～ 26℃，溶解氧5.0～8.0 mg/L，氨氮指标＜0.3 mg/L，养殖试验持续8周.

1.4 样品的收集

试验开始时，测定试验鱼的初始体质量，试验结束后，停食1 d，测定各组试验鱼的终末体质量.每个重复中随机取鱼10尾，分别称量体质量、内脏质量、肝胰脏质量.其中5尾鱼取侧线以上、背鳍以下的肌肉，捣碎，均匀混合.于-20℃冰箱中保存.用以分析测定肌肉营养成分.

1.5 测定分析与计算方法

水分测定采用105℃恒温烘干失重法(GB/ T18654—2008)，粗蛋白测定采用凯氏定氮法(GB/ T18654—2008)，粗灰分测定采用马福炉灼烧法(GB/T18654—2008)，粗脂肪测定采用索氏乙醚抽提法(GB/T18654—2008)，粗纤维测定采用过滤法(GB/T6434—2006).

根据以下公式，计算增质量率、特定生长率、饲料效率、蛋白质效率、肥满度、脏体比和肝体比.

式中，mt、m0分别为终末和初始鱼体质量(g);m为体质量(g);L为体长(cm);t为试验时间(d);mI为摄入干饲料质量(g);wP为饲料粗蛋白质量分数(%);mv为内脏质量(g);mH为肝胰脏质量(g).

1.6 统计分析

数据采用SPSS 17.5软件对鲤生长及肌肉营养成分的主要指标进行方差分析，若方差分析显著，进一步进行LSD和Duncan’s多重比较，分析组间差异显著性.显著性水平设定为P＜0.05.试验数据用平均值±标准差(Mean±SD)表示.

2 结果

2.1 大豆球蛋白对鲤稚鱼和幼鱼生长及饲料利用的影响

表3表明，在鲤稚鱼配合饲料中，当大豆球蛋白添加比例为3.0%、6.0%、9.0%和12.0%时，其增质量率、特定生长率和蛋白质效率均显著低于对照组(P＜0.05)，而饲料效率、肥满度、肝体比和脏体比各组之间差异不显著(P＞0.05).

从表4可以看出，在鲤幼鱼配合饲料中，当大豆球蛋白的添加比例为3.0%时，其增质量率、特定生长率、饲料效率和蛋白质效率与对照组差异不显著(P＞0.05)，而6.0%、9.0%和12.0%组的增质量率、特定生长率、饲料效率及蛋白质效率显著低于对照组(P＜0.05).而肥满度、肝体比和脏体比各组之间差异不显著(P＞0.05).

表3 大豆球蛋白对鲤稚鱼生长及饲料利用的影响1)Tab.3 Effects of soybean antigen of glycinin on the growth and feed utilization of larval Cyprinus carpio

表4 大豆球蛋白对鲤幼鱼生长及饲料利用的影响1)Tab.4 Effects of soybean antigen of glycinin on the growth and feed utilization of juvenile Cyprinus carpio

2.2 大豆球蛋白对鲤稚鱼和幼鱼肌肉营养成分的影响

表5表明，随着大豆球蛋白添加量的增加，鲤稚鱼肌肉中粗蛋白含量呈下降趋势.其中，大豆球蛋白添加比例为3.0%组鲤稚鱼肌肉中粗蛋白含量与对照组差异不显著(P＞0.05)，6.0%、9.0%和12.0%组显著低于对照组(P＜0.05).鲤稚鱼肌肉中的水分、粗脂肪、粗灰分各组之间差异不显著(P＞0.05).

表6表明，随着大豆球蛋白的添加比例增加鲤幼鱼肌肉中粗蛋白含量呈下降趋势.其中，大豆球蛋白添加比例为3.0%组鲤幼鱼肌肉中粗蛋白含量与对照组差异不显著(P＞0.05)，6.0%、9.0%、12.0%组显著低于对照组(P＜0.05).肌肉中的水分、粗脂肪、粗灰分各组之间差异不显著(P＞0.05).

表5 大豆球蛋白对鲤稚鱼肌肉营养成分的影响Tab.5 Effects of glycinin on the nutritional components in the muscle of larval Cyprinus carpio

表6 大豆球蛋白对鲤幼鱼肌肉营养成分的影响Tab.6 Effects of glycinin on the nutritional components in the muscle of juvenile Cyprinus carpio

3 讨论

3.1 大豆球蛋白对鲤稚鱼和幼鱼生长及饲料利用的影响

鱼类的生长是鱼类通过摄食、消化吸收，使食物转化成体长和体质量的增长过程.鱼类的生长与水温、水质、光照及饲料等密切相关.本试验的研究结果表明，在鲤稚鱼和幼鱼的配合饲料中，不同比例添加大豆球蛋白，会导致其生长性能出现不同程度下降.这可能是由于大豆球蛋白能够引起鱼类过敏，导致其肠道结构损伤，从而降低了肠道对营养物质的吸收能力，导致鱼类消化性能降低和生长性能下降.van den Ingh等［16］、Krogdahl等［17］研究发现全脂大豆(FFSB)对大西洋鲑后肠形态结构有一定影响，使后肠上皮杯状细胞数量增加，吸收液泡明显减少甚至缺失，肠上皮的微绒毛缩短，微绒毛囊泡形成增多.张锦秀等［18］报道，当饲料中去皮豆粕(DSBM)替代鱼粉蛋白50%后，幼建鲤Cyprinus carpioJian前肠和后肠的皱襞高度下降.另外，大豆球蛋白能够引起鱼类消化道酶活性降低，导致鱼类消化性能降低，从而影响鱼类的生长及对饲料的利用.Krogdahl等［19］研究发现，与鱼粉组相比，豆粕能够引起虹鳟中肠和后肠上皮刷状缘胞外酶碱性磷酸酶、亮氨酸氨肽酶以及麦芽糖酶、乳糖酶、蔗糖酶活性下降.孙玲［20］报道大豆主要抗原蛋白使不同食性鱼类消化道及消化腺蛋白酶活性出现不同程度的降低.

但在鲤稚鱼配合饲料中，当大豆球蛋白添加比例为3.0%、6.0%、9.0%和12.0%时，其增质量率、特定生长率和蛋白质效率均显著低于对照组(P＜0.05);而在鲤幼鱼配合饲料中，当大豆球蛋白添加比例为6.0%、9.0%和12.0%时，其增质量率、特定生长率、饲料效率及蛋白质效率显著低于对照组(P＜0.05).这可能是由于鲤稚鱼和幼鱼消化道结构发育程度不同，对大豆球蛋白的敏感性不同所致.鲤稚鱼消化器官和免疫器官不发达，消化系统发育尚不成熟，消化机能不完善，消化道中酶的分泌量不足，正常的肠道微生态系统尚未建立，使大量未消化的营养物质留在肠道.因此，大豆抗原蛋白大量进入肠道，在获得免疫耐受力之前，经过一段过敏时期，引起肠道的损伤.Sun等［21］利用大豆球蛋白添加量为0%、2%、4%和8%的日粮连续投喂断奶仔猪，对大豆球蛋白的致敏作用进行了研究，结果表明，随着大豆球蛋白含量的增加，仔猪生长性能明显下降.Rumsey等［22］利用ELISA的方法检测饲料中大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白分别是58.8、34.4 mg/g时，能引起虹鳟肠道结构的变化，生长性能降低.孙泽威等［23］报道了大豆抗原蛋白引起犊牛生长性能和肠道吸收能力下降.

3.2 大豆球蛋白对鲤稚鱼和幼鱼肌肉营养成分的影响

在一定的生长发育阶段，鱼类的肌肉营养成分是相对恒定的，但随着饲料营养成分、养殖环境、养殖技术管理、加工技术等的改变，鱼类的肌肉营养成分会发生相应的变化.鱼体的营养成分是反映鱼类的营养水平和生理状态的主要指标.鱼类饲料营养组成对鱼类生产起着关键性的作用，不同饲料的组成对鱼体的生化组成影响较大.在本试验条件下，随着大豆球蛋白添加比例的增加，鲤稚鱼和幼鱼肌肉中粗蛋白含量呈下降趋势.其中，添加比例为3.0%组鲤稚鱼和幼鱼的肌肉中粗蛋白含量与对照组差异不显著(P＞0.05)，而添加比例为6.0%、9.0%和12.0%组鲤稚鱼和幼鱼肌肉中粗蛋白含量显著低于对照组(P＜0.05).随着大豆球蛋白添加比例的增加，引起鲤稚鱼和幼鱼肌肉中粗蛋白含量不同程度下降，这可能是由于大豆球蛋白影响了鲤鱼消化道组织结构和消化道内的蛋白酶活力，进而影响了体蛋白的沉积.关于大豆抗原蛋白对鱼类肌肉营养成分的影响，报道较少，而关于大豆蛋白源对鱼类体成分的影响报道较多.吴莉芳等［24］研究了大豆抗原蛋白对埃及胡子鲇肌肉营养成分的影响，结果表明，大豆球蛋白的添加量为60 mg/g时，埃及胡子鲇肌肉中粗蛋白含量极显著下降.徐奇友等［25］利用大豆分离蛋白不同比例替代鱼粉，研究了大豆分离蛋白对哲罗鱼Hucho taimen稚鱼生长、体成分和血液主要生化指标的影响，结果表明，随着大豆分离蛋白替代鱼粉比例的增加，鱼体粗蛋白含量显著下降.吴莉芳等［7］研究了不同大豆蛋白源对埃及胡子鲇生长、饲料利用和体成分的影响，结果表明，当全脂豆粉20%替代鱼粉时，埃及胡子鲇肌肉中粗蛋白含量极显著下降.Chou等［26］在军曹鱼Rachycentron canadum幼鱼的饲料中添加10%～60%大豆粉，结果表明，肌肉中脂肪的含量随大豆粉水平的增加而增加，而蛋白质含量表现为降低的倾向，但不是很明显.

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【责任编辑柴焰】

Effects of glycinin on the growth performance，feed utilization and nutritional composition in the young common carp

WU Lifang1，LAI Hong’e1，YANG Huanhuan2，YANG Hua1，XING Xiuping1，WANG Honghe1，QIN Guixin1
(1 Faculty of Animal Science and Technology，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China; 2 Liyang Xiamen Aquatic Technology Company Limited，Xiamen 361012，China)

【Objective】This experiment was conducted to evaluate the effects of glycinin on the growth performance，feed utilization and nutritional composition in the young common carp.【Method】The larval common carp［initial body mass(10.12±0.08)g］and juvenile common carp［initial body mass (116.89±0.13)g］were fed with the semi-refined diets of isonitrogenous(crude protein 40%and 36%)and isocaloric(total energy 16.9 and 15.2 MJ/kg)food for 8 weeks.The fish were replaced with 0，3.0%，6.0%，9.0%，12.0%of glycinin respectively.【Result and conclusion】The results showed that the growth performance of larval and juvenile common carp diversely decreased with different ratios of purified glycinin.The body mass gain and specific growth rate of 3.0%，6.0%，9.0%and 12.0%groups in the larval common carp significantly decreased compared with the control groups(P＜0.05)，but the feed efficiency ratio，condition factor，hepatosomatic index(HI)and viscerasomatic index(VI) had no significant differences(P＞0.05)between the groups.There were no significant differences in the body mass gain，specific growth rate and feed efficiency ratio of 3.0%groups in juvenile common carp compared with the control groups(P＞0.05)，but 6.0%，9.0%and 12.0%groups were significantly higher than that of control groups(P＜0.05).There were no significant differences in the condition factor，hepatosomatic index and viscerasomatic index between groups(P＞0.05).The crude protein content in muscle of larval and juvenile common carp decreased while the increase of replacement ratio on glycinin was observed.There were no significant differences in the crude protein content in muscle of larval and juvenile common carp of 3.0%groups compared with control groups(P＞0.05)，but 6.0%，9.0%and 12.0%groups were significantly lower than that of control groups(P＜0.05).The moisture，crude lipid and ash content in muscle of larval and juvenile common carp had no significant differences between the groups(P＞0.05).Under this experiment condition，the formulations of purified glycinin should be less than 3.0%and 6.0%in the larval and juvenile common carp，respectively.

glycinin;Cyprinus carpio;larval common carp;juvenile common carp;growth performance; feed utilization

S816.4

A

1001-411X(2014)01-0001-06

吴莉芳，赖红娥，杨欢欢，等.大豆球蛋白对幼鲤生长、饲料利用及肌肉营养成分的影响［J］.华南农业大学学报，2014，35(1)：1-6.

2013-04-11优先出版时间：2013-11-07

优先出版网址：http:∥www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.S.20131107.1611.018.html

吴莉芳(1970—)，女，教授，博士，E-mail:wulifang2915@126.com;通信作者:秦贵信(1956—)，男，教授，博士，E-mail:qgx@jlau.edu.cn

吉林省自然科学基金(20101577);吉林省教育厅资助项目(2012043)