杂交鲟对六种蛋白原料的表观消化率

李向松 郭志强 韩 冬 朱晓鸣 杨云霞 金俊琰 解绶启



杂交鲟对六种蛋白原料的表观消化率

李向松1, 2, 3郭志强4韩 冬1, 5朱晓鸣1杨云霞1金俊琰1解绶启1

(1. 中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室, 武汉 430072; 2. 中国科学院大学, 北京 100049; 3. 正大集团农牧食品企业中国(周SVC区), 武汉430074; 4. 中国科学院南海海洋研究所, 广州 510301; 5. 淡水水产健康养殖湖北省协同创新中心, 武汉 430070)

杂交鲟; 动物性蛋白饲料原料; 表观消化率

鲟类为软骨硬鳞鱼, 具有个体大、生长快、适应性强、病害少等优良养殖特点[1]。其肉厚骨软, 味道鲜美, 肉和卵的蛋白质含量高, 是高级营养品, 尤其是用鲟卵加工成的鱼籽酱, 是欧美市场传统的高档食品, 享有“黑色黄金”美称[2]。中国自2000年以来逐渐成为世界上最大的鲟养殖国家, 养殖的主要品种为杂交鲟; 2007—2009年间, 中国38%的鲟产量和35%的鱼子酱产量都来自于杂交鲟的养殖[3]。但是, 到目前为止, 关于鲟配合饲料及营养参数的研究报道比较少, 养殖户普遍采用其他养殖品种的高蛋白和高能量饲料[4], 这种模式不仅造成资源浪费而且对鲟养殖业的可持续发展均不利[3]。

消化率测定既是评定饲料原料营养价值的重要内容, 也是配制营养均衡、成本合理的鱼用饲料的重要依据。很多研究表明, 饵料中的蛋白品质是影响鱼类生长的首要因素, 同种鱼类对不同蛋白原料具有不同的消化率。肉骨粉、猪肉骨粉、家禽副产物粉、血粉、血球粉、羽毛粉等都是动物性产品加工的副产品, 具有蛋白含量高, 价格相对便宜的特点, 养殖鱼类对它们消化率的准确测定对这些动物性蛋白原料在水产养殖中的利用具有十分重要的意义。已有很多学者做了关于这几种原料的消化率研究[5, 6]。但在鲟中, 仅见Liu等[7]研究了西伯利亚鲟对肉骨粉、家禽副产品粉和羽毛粉的消化率。尚未有其他报道关于杂交鲟对上述几种动物性蛋白原料的消化率参数。故本实验旨在以杂交鲟为研究对象, 测定其对肉骨粉等6种动物性蛋白原料的表观消化率, 以期为这些原料在鲟鱼养殖中的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验鱼

实验杂交鲟(俄罗斯鲟×西伯利亚鲟♀)来自湖北天峡鲟业有限公司(湖北省宜都市高坝洲), 均重25.1 g, 在进入实验系统前于水泥池(4 m×2 m×1 m)中暂养一个月, 每天08:00和15:00饱食投喂两次, 1h后吸出缸中粪便和残饵。

1.2 实验养殖系统

实验在湖北天峡鲟业有限公司室内28个水泥池(2.7 m×0.8 m×0.45 m)组成的循环水系统中进行, 每个缸的水流速度为10 L/min。实验期间, 水温维持在(21.4± 0.5)℃范围内, 氨氮浓度小于0.5 mg/L, 溶氧高于5 mg/L, pH约为7.5, 光照为自然光照。

1.3 实验饲料

本实验共有7种实验饲料, 包括1种基础饲料和6种实验饲料, 基础饲料中添加1.43%的Cr2O3为指示剂, 其配方和营养成分见表1。实验原料为肉骨粉(80%牛肉、10%猪肉、10%家禽)、猪肉骨粉、家禽副产物粉、滚筒干燥血粉、滚筒干燥血球粉、水解羽毛粉, 均由美国动物蛋白和油脂提炼协会提供, 其营养成分见表2。实验饲料由70%的基础饲料和30%的待测原料(以干物质计)组成。原料经混合均匀后用饲料颗粒机制成粒径为2 mm的小颗粒饲料, 70℃烘干后储存于–20℃的冰箱中待用。

1.4 饲养管理

将系统28个水泥池随机分成7组, 每组4个重复, 其中1组饲喂基础饲料, 另外6组饲喂实验饲料, 投喂一周后用虹吸法收集各种饲料粪便, 粪便收集在饲喂后4h(经观察鲟鱼在吃食4h后为排粪高峰期)进行, 将粪便用吸管吸入到塑料盆中, 后用吸管吸取包膜完好的粪便条, 收集的粪便样品分别放在28个称量盒中, 70℃烘干, 研磨后放入冰箱中保存以备分析。

表1 基础饲料配方及营养成分

注: 1. 矿物盐预混物(mg/kg饲料): NaCl, 500; MgSO4·7H2O, 7500.0; NaH2PO4·2H2O, 12500.0; KH2PO4, 16000.0;Ca(H2PO4)2·H2O, 10000.0; FeSO4, 1250.0; C6H10CaO6·5H2O, 1750.0; ZnSO4·7H2O, 176.5; MnSO4·4H2O, 81.0; CuSO4·5H2O, 15.5; CoSO4·6H2O, 0.5; KI, 1.5; 玉米淀粉, 225.2; 2. 维生素预混物(mg/kg 饲料): 维生素A, 1.83; 维生素D, 0.5; 维生素E, 10; 维生素K, 10; 烟酸, 100; 核黄素, 20; 维生素B6, 20; 维生素B1, 20; 泛酸钙, 50; 生物素, 0.1; 叶酸, 5; 维生素B12, 20; 维生素C, 100; 肌醇, 100

Note: 1. Mineral premix (mg/kgdiet): NaCl, 500; MgSO4·7H2O, 7500.0; NaH2PO4·2H2O, 12500.0; KH2PO4, 16000.0; Ca(H2PO4)2·H2O, 10000.0; FeSO4, 1250.0; C6H10CaO6·5H2O, 1750.0; ZnSO4·7H2O, 176.5; MnSO4·4H2O, 81.0; CuSO4·5H2O, 15.5; CoSO4·6H2O, 0.5; KI, 1.5; corn starch, 225; 2. Vitamin premix (mg/kgdiet): vitamin A, 1.83; vitamin D, 0.5; vitamin E, 10; vitamin K, 10; niacin, 100; riboflavin, 20; pyridoxine, 20; thiamin, 20; D-calcium pantothenate, 50; biotin, 0.1; folacin, 5; vitamin B12, 20; ascorbic acid, 100; inositol, 100

表2 实验原料营养成分

1.5 样品分析和计算

干燥的饲料和粪便样均碾磨成粉状样品用于化学分析。测定的生化成分包括饲料的粗蛋白、粗脂肪及能量含量; 粪便的粗蛋白及能量含量。以上参数的测定均参照AOAC[8]的方法。干物质含量通过在105℃下烘烤至恒重测得。粗蛋白含量用凯氏定氮仪(2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS TECATOR, Sweden)测定, 粗脂肪用索氏抽提仪(Soxtoc system HT6, Tecator, Haganas, Sweden)以乙醚为溶剂测定, 能值通过Phillipson微量能量计(Phillipson­microbombcalorimeter,Gentry Instrument Inc., Aiken,USA)测定, Cr2O3采用酸消化比色法测定[9]。

饲料干物质、蛋白质和能量表观消化率的计算公式为:

饲料干物质表观消化率(%)=(1–饲料中Cr2O3%/粪便中Cr2O3%)×100;

营养成分表观消化率(%)= [1–(饲料中Cr2O3% ×粪便营养成分%)/(粪便中Cr2O3%×饲料营养成分%)]×100;

实验原料营养成分表观消化率计算公式为[10]:

饲料原料营养成分表观消化率(%)=(实验饲料某营养成分的表观消化率–0.7×基础饲料某营养成分的表观消化率)/(1–0.7)×100。

1.6 数据分析与处理

采用SPSS 17.0对所得数据进行单因素方差分析(One-wayANOVA),若差异显著(<0.05)则对所有数据进行Duncan氏多重比较。

2 结果

本实验测定了杂交鲟对肉骨粉(MBM)、猪肉骨粉(PMBM)、家禽副产物粉(PBM)、滚筒干燥血粉(RBM)、滚筒干燥血球粉(RBCM)和水解羽毛粉(HFEM) 6种动物性蛋白原料的表观消化率。从表4可知, 杂交鲟对PMBM和PBM的干物质表观消化率较高, 其次为RBM和HFEM, MBM和RBCM的干物质表观消化率相较于其他几种原料最低(< 0.05)。从表5可知, 杂交鲟对MBM、PBM和RBM的蛋白表观消化率较高, 其值均在80%以上; HFEM、RBCM和PMBM蛋白表观消化率显著低于其他三种原料(< 0.05), 其中HFEM的蛋白表观消化率最低。从表6可知, 杂交鲟对MBM、PMBM、PBM和RBM的能量表观消化率显著高于RBCM和HFEM (< 0.05)。其中杂交鲟对MBM能量表观消化率值最高, 对RBCM的能量表观消化率值最低。

表3 杂交鲟对六种饲料原料干物质、蛋白质和能量表观消化率

注: 同列数据后的不同字母表示差异显著(<0.05)

Note: Values in the same column with different letters are significantly different (<0.05)

3 讨论

肉骨粉、猪肉骨粉、家禽副产物粉都是动物下脚料的加工副产品, 由于它们含有丰富的蛋白质及较为低廉的价格, 在水产养殖中被利用具有十分广阔的前景, 同时由于消化率的测定结果与饲料原料的来源、加工方式、营养成分及基础饲料配方等因素密切相关[11], 因此各个实验所得结果不尽相同, 本研究中肉骨粉和家禽副产物粉干物质消化率均高于Liu等[7]在西伯利亚鲟中干物质消化率(小于60%), 造成这种差异的原因一方面可能是杂交鲟由于其具有父母本双方的遗传特性在消化吸收方面要优于西伯利亚鲟; 另一方面受原料加工方式及来源不同的影响。本研究中肉骨粉的主要成分来自牛肉, 其粗蛋白含量(56.5%)高于Liu[7]研究中肉骨粉粗蛋白含量(51.9%), 原料及营养成分的差异可导致消化吸收的差异[6]。家禽副产物粉的营养价值随原料来源的不同差异较大, Dong等[12]通过对６个不同厂家生产的家禽副产物粉的营养成分分析表明: 家禽副产物粉的粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量变化范围分别为(56—74)%、(10—19)%和(11—23)%, 而粗蛋白质的表观消化率变化范围为(64—78)%。在本研究中, 肉骨粉干物质消化率显著低于猪肉骨粉和家禽副产物粉的干物质消化率, 相似的结果也出现在Bureau等[13]在对虹鳟的研究中, 当肉骨粉中的主要成分来自牛肉时, 干物质消化率会降低, 造成这种差异主要原因可能与肉骨粉的组成成分有关, 当肉骨粉的主要原料为牛肉时其粗灰分含量显著高于其他原料来源的肉骨粉。不同物种对肉骨粉、猪肉骨粉和家禽副产物粉的消化方面也呈现出了很大的差距; 王文娟等[6]利用肉骨粉和家禽副产物粉饲喂凡纳滨对虾发现蛋白的消化率均低于80%, 相似的结果也出现在Yang[4]的报道中; 有报道指出建鲤对肉骨粉的蛋白消化率也低于70%[5]。杂交鲟相较于这些养殖种类在肉骨粉等的利用上有明显优势, 在目前饲料优质蛋白源资源紧缺, 杂交鲟养殖效益较低的情况下, 如果在杂交鲟的人工配合饲料中能够充分利用这些蛋白资源, 不仅能够降低养殖成本, 还能提高杂交鲟的养殖效益。

血粉是动物屠宰后废弃的清洁、新鲜血液加热变性, 再经压榨除去水分、干燥等工序加工而成的一种动物性蛋白质饲料。血球粉是动物屠宰后的血液在低温处理条件下,经一定工艺分离出血球蛋白, 经一定加工工艺干燥后得到的粉末。国内外关于对这两种蛋白原料在水产养殖和畜禽中利用的研究报道较多, 但到目前为止在鲟鱼中还没有相关的研究报道。本实验研究结果表明, 杂交鲟对血粉具有较高的干物质、蛋白和能量消化率, 但对血球粉却表现出了较低的利用能力。造成这种差异的原因可能与血源的原料来源和加工工艺相关, 本研究中血球粉是从分离的血液细胞经加工干燥制得, 而血粉则是由全血经加工干燥制得, 原料差异可能造成杂交鲟对这两种血液蛋白源消化的差异。Bureau等[13]在对虹鳟的研究中发现, 同样的加工工艺虹鳟对经由血浆加工而成的血粉消化率要显著高于经由全血和血液细胞加工而成的血粉。同时加工工艺可能对这两种血液蛋白原料的消化率产生影响, 血球粉常见的加工工艺是经过喷雾干燥制得, 这种加工工艺所制得的血球粉营养成分保留完整, 鱼体对其的消化率高。而在本研究中两种原料都是经过滚筒干燥制得, 这种加工工艺可能对血球粉的营养成分破坏较为严重, 从而导致血粉在本研究中的消化率要高于血球粉。

羽毛粉被认为是一种极具开发利用价值的新型蛋白质饲料资源, 其粗蛋白含量可达(70—85)%以上。但羽毛粉中的蛋白质多为角蛋白, 不易被消化吸收, 必须经过相应地处理后才能被动物消化吸收。在本实验中, 杂交鲟对水解羽毛粉的蛋白、能量消化率分别为50%和56%, 低于Liu等[7]在西伯利亚鲟中的研究结果; 造成这种差异的原因可能与水解羽毛粉的营养水平相关, 在本研究中水解羽毛粉的粗蛋白含量为77.9%, 而西伯利亚鲟实验中水解羽毛粉和发酵羽毛粉粗蛋白含量分别为80.7%和88.4%, 在低蛋白水平原料中可能含有其他影响消化的成分如灰分较高, 这可能造成了两个研究中不同的实验结果。同时基础饲料配方的差异也可能导致消化率的差异, 本研究中基础饲料配方粗蛋白含量为36.9%, 远低于西伯利亚鲟实验中基础饲料配方的营养水平(48%—60%)。许建刚等[15]用相同的实验原料在鲤消化率实验中发现其结果和薛敏未公开发表的试验研究结果并不一致, 分析原因可能是与基础饲料配方和原料营养成分等相关。

总之, 在本研究中以俄罗斯鲟为父本西伯利亚鲟为母本繁育所得的杂交鲟对肉骨粉、家禽副产物粉、猪肉骨粉和血粉的表观消化率相对较高, 表明杂交鲟可以很好地利用这些饲料原料。羽毛粉和血球粉由于其原料来源及营养成分的差异, 杂交鲟对它们的表观消化有一定差异, 在生产实际中使用这些饲料原料前应充分做好营养评价。

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APPARENT DIGESTIBILITY COEFFICIENTS OF SIX PROTEIN INGREDIENTS FOR HYBRID STURGEON

LI Xiang-Song1, 2, 3, GUO Zhi-Qiang4, HAN Dong1, 5, ZHU Xiao-Ming1, YANG Yun-Xia1, JIN Jun-Yan1and XIE Shou-Qi1

(1. State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Chia Tai Group Agro-industry and Food Business China (Zhou SVC Area) Wuhan 430074, China; 4. South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China; 5. Freshwater Aquaculture Collaborative Innovation Center of Hubei Province, Wuhan 430070, China)

Hybrid sturgeon; Animal protein ingredients; Apparent digestibility coefficients

10.7541/2015.57

S965.2

A

1000-3207(2015)02-0431-05

2014-04-18;

2014-08-16

公益性行业(农业)专项“水产养殖动物营养需求与高效配合饲料开发201003020”; “现代农业产业技术体系建设专项资金CARS-46-19”资助

李向松(1985—), 男, 湖北恩施人; 博士; 主要从事鱼类生理生态学研究。E-mail: lxsxkfy@163.com

杨云霞(1961—), 高级实验师; E-mail: yxyang@ihb.ac.cn