吉富罗非鱼对5种蛋白源营养物质表观消化率的比较研究

■李 英 邓君明 陶琳丽 杨秀娟 毕保良 潘 镜 张 曦*

(1.云南农业大学动物科学技术学院，云南昆明650201；2.云南海王水产有限公司，云南普洱654800）

饲料是水产养殖主要的污染源，未被消耗掉的饲料会直接造成污染，被摄食的部分饲料转化成生物源的代谢废物造成间接污染[1-3]。如果排放养殖污水，则会增加环境中的营养负荷。一般说来，氮、磷及固体有机物是令人最担心的问题。氮和磷是淡水和海洋藻类生长的限制性营养物质，这类污染物造成直接而广泛的影响不但可引起环境问题，还可能会导致污染处理(生物和化学处理方法)成本的增加及生产系统的效率低下。营养负荷的影响能够通过最大限度地减少各种废物的产生、拦截和移除水体污染物或是生物处理等方法来加以控制，而减少废物产生与降低污染的最直接方法是控制饲料中的营养物质含量，并选择易于消化的饲料原料，减少消化率低或不可消化的饲料成分的应用，同时降低饲料中磷的含量。在动物营养需要及饲料原料消化率数据较为完善的基础上，才能提高营养物质在动物体内的沉积并减少废物的产生。因此，准确评估罗非鱼对饲料原料的表观消化率非常重要，并在此基础上配制以可消化蛋白为基础的饲料，降低水产中的氮排放量，达到环保的效果。

罗非鱼是联合国粮农组织向全世界推荐养殖的优质鱼类品种，是当前淡水养殖业的重要品种之一[4]。吉富品系罗非鱼是遗传性状改良后的尼罗罗非鱼(Genetic Improvement of Farmed Tilapia,Oreochromis niloticus,GIFT)[5]。具有生长速度快、鱼体高、背厚、出肉率高、遗传性状稳定等优点，目前已在我国得到推广[6]。本文拟比较研究吉富罗非鱼幼鱼对5种蛋白源的干物质、粗蛋白质（总氮）、粗脂肪、总能、总磷和氨基酸的表观消化率，以期在罗非鱼幼鱼饲料配方设计时，以可消化蛋白质或可消化氨基酸为基础，配制高效率、低成本、环保的吉富罗非鱼幼鱼饲料。

1 材料与方法

1.1 饲料原料与试验饲料配制

试验用5种饲料原料分别为鱼粉(fish meal,FM)、豆粕(soybean meal,SBM)、菜粕(rapeseed meal,RSM)、棉籽粕(cottonseed meal,CNM)和橡胶籽饼(rubber seed cake,RSC)所有原料均由云南新海丰水产科技集团有限公司提供。基础日粮中添加1.0%的三氧化二铬(Cr2O3)作为外源指示剂，采用70%基础饲料+30%待测原料(鱼粉、豆粕、棉籽粕、菜籽粕、橡胶籽饼)配制试验饲料，基础日粮及试验饲料的配方见表1，吉富罗非鱼幼鱼基础饲料和试验饲料中营养成分干物质、粗脂肪、粗灰分、总磷、总能和氨基酸见表2。所有饲料原料粉碎过60目筛后，根据饲料配方混合混匀，制成粒径为1.5 mm硬颗粒饲料，40℃烘干后密封保存。

表1 基础饲料和试验饲料配方(干物质基础，%)

1.2 饲养管理与粪便收集

试验用鱼采购于云南新海丰水产科技集团有限公司，于云南农业大学水产实验室室内控温循环恒温养殖系统中进行。正式试验前，经基础饲料饲喂14 d后，挑选健康规格一致，初体重分别为1.73 g/尾的罗非鱼幼鱼养殖在18个200 L容积的水族箱中，随机分成6组，每组3个重复，每个重复40尾鱼。各处理组吉富罗非鱼幼鱼分别投喂基础饲料、试验饲料，养殖2周后，开始收集粪便。试验期间罗非鱼幼鱼每天饱食投喂2次(08:00和17:00)，投喂30 min后清除残饵及排泄物，投喂后3～4 h为罗非鱼幼鱼排粪高峰期，用虹吸法收集粪便，共收集14 d。挑选包膜完整的粪便置于称量瓶中，60℃烘干，保存至-20℃条件下待测。整个养殖过程采用循环水过滤系统，不间断充气增氧，自然光照，饲养期间水温为28～30℃。

表2 基础饲料和试验饲料营养水平（干物质基础）

1.3 试验饲料和粪便样品分析

按照AOAC[7]方法分析饲料和粪便中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、总能、总磷。粗蛋白质含量的测定采用全自动凯氏定氮仪(JK9830，济南精密科学仪器仪表有限公司)测定；粗脂肪的测定采用索氏提取法(以石油醚为溶剂)测定；粗灰分的测定为箱式电阻炉(SX-410，北京市永光明医疗仪器有限公司)550℃灼烧法(16 h)。总能的测定采用氧弹式能量(ZDHW-6，鹤壁市华泰仪器仪表有限公司)测定，氨基酸测定采用高效液相色谱仪(LC-20AT，岛津)参照博纳艾杰尔的氨基酸分析包方法测定。

1.4 数据计算与分析

式中：SCr——饲料三氧化二铬的含量(%)；

FCr——粪便中三氧化二铬的含量(%)；

SI——饲料中某营养成分的含量(%)；

FI——粪便中某营养成分的含量(%)。

饲料原料中营养物质及总能表观消化率计算公式：

式中：DI——待测原料中某营养成分的表观消化率(%)；

DT——试验饲料中某营养成分的表观消化率(%)；

DB——基础饲料中某营养物质的表观消化率(%)；

WB——摄取饲料中基础饲料的重量(g)；

XB——基础饲料中某应养成分的含量(%)；

WT——摄取试验饲料的重量(g)；

XT——试验饲料中某营养成分的含量(%)。

试验数据采用单因素方差分析(ANOVA)，若各处理组间存在显著差异(P＜0.05)时，采用Duncan's法多重比较进行分析，试验结果以“平均值±标准误（n=3）”表示。所有统计分析均在SPSS17.0统计软件中进行。

2 结果

2.1 饲料原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、总能和总磷的表观消化率（见表3）

表3 饲料原料营养物质和总能表观消化率(干物质基础，%)

从表3可知，吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料干物质的表观消化率为63.86%～73.66%；其中鱼粉、豆粕干物质表观消化率显著高于菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼（P＜0.05），但鱼粉、豆粕干物质表观消化率之间差异不显著（P＞0.05）；菜粕干物质表观消化率显著高于橡胶籽饼。棉籽粕、橡胶籽饼的干物质表观消化率二者间差异不显著，其中橡胶籽饼的干物质表观消化率最低；5种饲料原料干物质的表观消化率由高到低依次为鱼粉、豆粕、菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼。

吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料粗蛋白质的表观消化率为88.25%～93.15%，其中鱼粉的粗蛋白质表观消化率显著高于豆粕、菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼；豆粕与菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼之间差异不显著；5种饲料原料中棉籽粕粗蛋白质表观消化率最低，显著低于鱼粉、菜粕和棉籽粕；5种饲料原料粗蛋白质表观消化率由高到低依次是：鱼粉、橡胶籽饼、菜粕、豆粕、棉籽粕。

吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料粗脂肪的表观消化率为90.09%～97.49%，其中棉籽粕粗脂肪表观消化率显著低于鱼粉、豆粕、菜粕，其中鱼粉、豆粕、菜粕、橡胶籽饼之间粗脂肪表观消化率差异不显著(P＞0.05)。5种饲料原料中豆粕粗脂肪表观消化率最高，显著高于棉籽粕。5种饲料原料粗脂肪表观消化率由高到低依次为:豆粕、菜粕、鱼粉、橡胶籽饼、棉籽粕。

吉富罗非鱼幼鱼对5种蛋白源中总能表观消化率为64.62%～73.47%；其中鱼粉、豆粕的总能表观消化率显著高于菜粕、棉籽粕和橡胶籽饼，棉籽粕和橡胶籽饼二者间差异不显著。5种饲料原料中橡胶籽饼总能表观消化率最低。总能表观消化率由高到低依次为：鱼粉、豆粕、菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼。

吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料中总磷的表观消化率为69.33%～86.46%；其中鱼粉、豆粕总磷表观消化率显著高于菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼，但菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼3者间差异不显著。5种饲料原料中橡胶籽饼总磷表观消化率最低，鱼粉最高，5种饲料原料总磷表观消化率由高到低依次为：鱼粉、豆粕、菜粕、橡胶籽饼、棉籽粕。

2.2 饲料原料氨基酸表观消化率(见表4)

表4 吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料氨基酸表观消化率(%)

由表4可知，同种饲料原料中不同氨基酸的表观消化率不同，不同饲料原料间同种氨基酸的表观消化率也呈现出较大差异，但各种饲料原料氨基酸的表观消化率与饲料原料的表观消化有相同的变化趋势。罗非鱼对不同饲料原料的表观消化率的评价以必需氨基酸和总氨基酸作为评价依据。

吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料总氨基酸的表观消化率为91.92%～94.80%，必需氨基酸的表观消化率为90.67%～93.90%。5种饲料原料中以鱼粉的总氨基酸和必需氨基酸的表观消化率最高，分别达到了94.80%和93.90%，显著高于豆粕、菜粕、棉籽粕和橡胶籽饼，但豆粕、菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼4种原料中总氨基酸和必需氨基酸表观消化率差异不显著；其次是豆粕、菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼，4种原料的必需氨基酸表观消化率均在90%以上；5种饲料原料的总氨基酸表观消化率均在91%以上；以橡胶籽饼中必需氨基酸和总氨基酸表观消化率最低。吉富罗非鱼幼鱼对试验饲料原料中精氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸的表观消化率均较高，均在88%以上。

3 讨论

3.1 试验饲料配制和表观消化率计算方法的选择

本试验采用三氧化二铬作为外源性指示剂，根据Cho等[8]方法，“70%基础饲料+30%待测原料”的配制试验饲料，这一方法已经被一些研究者所采纳。根据Cho等[8]的试验饲料的配比，即待测饲料和基础饲料构成的重量比为3∶7，提出饲料原料营养成分消化率的计算方法：饲料原料营养成分=（试验饲料营养成分的消化率-0.7×基础饲料营养成分的消化率）/（1-0.7），此公式不准确。通过游文章等[9]改进的公式（本文所采用的公式），该公式考虑到了待测原料营养物质对试验饲料营养成分消化率的贡献，消除了基础饲料和试验饲料中营养成分含量不同对待测原料营养成分消化率测定结果的影响。通过校正，使计算结果更科学，更准确，提高了测定结果的准确度。

3.2 吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料中干物质、粗脂肪、总能、总磷的表观消化率

干物质的消化率反映了鱼类对饲料原料总体的消化利用水平，其高低与饲料中粗纤维和灰分含量以及蛋白质、脂肪等营养物质的消化吸收程度有关[10]。本试验测定得到吉富罗非鱼幼鱼对饲料原料的干物质表观消化率为63.86%～73.66%，鱼粉的干物质表观消化率最高，其次是豆粕、菜粕、棉籽粕，以橡胶籽饼干物质表观消化率最低，这也许和橡胶籽饼的高纤维低蛋白有关。本试验结果表明，吉富罗非鱼幼鱼对鱼粉中的粗蛋白质和粗脂肪的表观消化率很高，说明吉富罗非鱼幼鱼对鱼粉中粗蛋白质和粗脂肪的消化利用程度很好，所以从某种意义程度上说，粗蛋白质和粗脂肪的利用效率高，是造成鱼粉中干物质表观消化率高于其他饲料原料的原因。豆粕干物质表观消化率与鱼粉并无显著差异，可能是因为吉富罗非鱼幼鱼同样能高效利用豆粕中的粗蛋白质和粗脂肪。植物性原料由于其纤维素含量较高，而高含量的纤维素可能会加快食糜在可能肠道内移动的速度，降低鱼类对饲料中干物质和能量的消化率[11]；同时，鱼体内缺乏相应的纤维素酶，影响了对纤维素的消化吸收，从而降低了鱼类对植物性原料中干物质和能量的消化率[12]。同样情况下，棉籽粕、菜粕和橡胶籽饼虽然纤维素含量较高，但吉富罗非鱼幼鱼对这两种饲料原料的粗蛋白质的消化程度也比较好，从而干物质的表观消化率也不会太低。饲料能量的消化率反映了鱼类对饲料中蛋白质、脂肪和碳水化合的总体可利用程度。本试验中，吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料中总能的表观消化率有类似于干物质表观消化率的变化趋势。饲料中含有的碳水化合物是大多数鱼类所不能有效利用的，植物性原料含有一些难以消化的碳水化合物，如纤维素、半纤维素、木质素等，会对能量的消化产生负面影响。

鱼类可高效利用脂肪[13-14]，从本试验结果能看出吉富罗非鱼幼鱼对饲料中粗脂肪的表观消化率较高(90.09%～97.49%)，说明吉富罗非鱼幼鱼对这5种饲料原料的粗脂肪具有很好的利用能力。Jauncey等[15]研究指出，饲料中脂肪超过12%会减慢吉富罗非鱼的生长。本试验中吉富罗非鱼幼鱼饲料的粗脂肪含量为3.78%～8.25%之间，吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料的表观消化率均在90%以上，这与鱼粉、豆粕、菜粕、棉籽粕能够被奥尼罗非鱼幼鱼（7.18 g/尾）[13]、尼罗罗非鱼（15 g/尾）[16]更高效利用的效果具有一致性。

磷是鱼体中重要的矿物质元素，鱼类饲料中的磷通常以有机化合物的形式存在，包括磷脂、植酸磷、骨骼（磷酸钙），或者以磷酸氢钙、磷酸二氢钙或者磷酸钠等形式添加。当用植物性饲料原料作为主要蛋白源时，需要考虑磷的表观消化率，因为植物中磷大多与植酸磷的形式存，但大多数硬骨鱼类肠道内缺少内生的或由肠道内细菌产生的可以分解植酸的植酸酶[17]。饲料中使用鱼粉等骨成分含量较高的原料时，饲料中磷的消化率就会下降[18]。本试验中植物性饲料原料磷的表观消化率低于鱼粉，可能是由于植酸磷难以被罗非鱼消化利用的原因；鱼粉中磷的表观消化率较高，可能与其骨成分含量有关。

3.3 吉富罗非鱼幼鱼对饲料原料中粗蛋白质和氨基酸表观消化率

蛋白质作为水产动物的重要营养素，研究水产动物对饲料原料中粗蛋白质的表观消化率对水产动物配方设计尤为重要。但蛋白质并非以蛋白质的形式被吸收，而是主要以氨基酸的形式被消化吸收。因此，饲料中蛋白质的含量高，氨基酸组成平衡，其营养价值就越高，反之饲料中缺乏必需氨基酸就会导致蛋白质利用效率低下和动物生长不良[18]。本试验中吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料的粗蛋白质具有良好的利用效果，其表观消化率均在88%以上。其中鱼粉的粗蛋白质表观消化率最高(93.15%)，高于其他原料，这是由于鱼粉的粗蛋白质含量较高，鱼粉所需的必需脂肪酸及其他营养物质丰富，且必需氨基酸平衡，是较好的动物蛋白源，鱼粉在现今水产养殖的品种中，鱼类对鱼粉的表观消化率都较高，这与鳙鱼(Aristichthys nobilis)[19]、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)[20]和石斑鱼（Epinephelus spp.）[21]对鱼粉的粗蛋白质高效利用结果相吻合。大多数研究表明，罗非鱼对豆粕的表观消化率也较高，如奥尼罗非鱼[13]、尼罗罗非鱼[16]。同时，罗非鱼也能高效利用菜粕中的粗蛋白质，奥尼罗非鱼[22]的为85%，尼罗罗非鱼[24]为83.34%，吉富罗非鱼[24]成鱼对菜粕的表观消化率为85.70%。与鱼粉、橡胶籽饼、菜粕相比较，棉籽粕的表观消化率最低，这可能与棉籽粕中含有棉酚、环丙烯脂肪酸、植酸等抗营养因子，会对鱼类对其养分的利用产生负面影响[25]。但是随着鱼类的生长，抵抗力逐渐增强，这种影响会减弱。以鱼的生长阶段作为判断依据，对于11 g/尾的虹鳟，饲料中棉粕的用量在10%以下[26]，39.2 g/尾则可以达到30%以上[27]，而246 g/尾的虹鳟甚至可用到58.8%[28]。橡胶籽饼作为非常规饲料蛋白源，目前关于其在罗非鱼的表观消化率的研究相对较少。橡胶籽饼的粗蛋白质表观消化率也较高，这可能与橡胶籽饼原料的粗蛋白质的含量较低有关。

本试验中，吉富罗非鱼幼鱼对5种饲料原料总氨基酸的表观消化率为91.92%～94.80%，必需氨基酸的表观消化率为90.67%～93.90%；从本试验结果可知，吉富罗非鱼幼鱼对同种饲料原料中不同氨基酸算的表观消化率不同，不同饲料原料间同种饲料间同种氨基酸的表观消化率也存在很大差异，但总体说来，饲料氨基酸表观消化率的变化趋势与粗蛋白质表观消化率的变化趋势一致，不同规格的罗非鱼对饲料原料氨基酸表观消化率的趋势与董晓慧等[29]在吉富罗非鱼上的研究结果一致。在本试验中，橡胶籽饼的各项氨基酸表观消化率均为最低，这与橡胶籽饼粗蛋白质在所有饲料原料中最低相一致。橡胶籽饼的粗蛋白质和氨基酸表观消化率低可能与其的蛋白质含量有关。

综上所述，鱼粉的干物质、总能、必需氨基酸和总氨基酸的表观消化率在5种饲料原料中均为最高，其次是豆粕、菜粕、棉籽粕、橡胶籽饼，4者间的利用效率相当；吉富罗非鱼幼鱼对豆粕、棉籽粕、菜粕、橡胶籽饼4类植物性蛋白源中，也可视为鱼粉的优质替代蛋白源，在吉富罗非鱼幼鱼饲料中可适量添加既有利于饲料的营养平衡，还可降低饲料成本。