凡纳滨对虾对黑水虻幼虫粉营养物质的表观消化率

■ 易昌金 胡俊茹 胡 毅 王国霞 赵红霞 何 飞 黄燕华 *

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128；2.广东省农业科学院动物科学研究所，广东广州510640；3.广州飞禧特水产科技有限公司，广东广州510640；4.广东省动物育种与营养公共实验室，广东广州510640；5.广东省畜禽育种与营养研究重点实验室，广东广州510640）

随着近年来鱼粉价格的居高不下，为有效的降低饲料成本，寻找水产饲料中新型替代蛋白源成为了近年来研究热点[1]。饲料原料营养物质表观消化率作为配制营养均衡饲料前提条件，它反映了动物对饲料原料中营养物质消化吸收的程度及该饲料的营养价值[2]。黑水虻(Hermitia illucens)是我国广泛分布且具有多种有益属性的双翅目水虻科昆虫，几乎可以在所有腐烂有机物上大量繁殖生长且能够将畜禽粪便中大约50%有机质转化为幼虫的生物质，具有繁殖能力强、生长速度快、转化效率高、食性广泛、适应能力强、个体较大、易于收集等特点，具有极大的开发潜力[3]。黑水虻幼虫和预蛹具有很高的饲料价值，研究发现黑水虻幼虫或预蛹干物质粗蛋白质达42%～45%，粗脂肪达31%～34.8%，灰分达8%～14.6%，黑水虻幼虫粉可以部分或者全部替代斑点叉尾鮰(Ictaluruspunctatus)[4]、罗非鱼（Oreochromisaure⁃us）[4]、虹鳟鱼（Oncorhynchusmykiss）[5]、大菱鲆（Psetta maxima）[6]、大西洋鲑（Salmosalar）[7]、建鲤（Cyprinuscarpi⁃ovar.Jian）[8]、黄颡鱼（Peltobagrusfulvidraco）[9]、欧洲鲈鱼（European seabass）[10]和凡纳滨对虾（Litopenaeus vanna⁃mei）[11]饲料中的鱼粉，黑水虻的饲料价值开发已成为国内外研究的热点，但水产动物对于黑水虻幼虫粉营养物质表观消化率的研究目前尚未报道。

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）隶属于节肢动物门（Arthropoda）、十足目（Decapoda）、对虾科（Penacidea）、对虾属(Penaeus)，又称南美白对虾，原产自中南美太平洋水域，因其具有多种优良属性而成为了世界养殖最广泛的虾类之一[12]。我国自1988年引进凡纳滨对虾到目前的养殖产量已经达到100万吨左右[13]，而鱼粉在饲料配方中的占比达到了30%左右，饲料成本居高不下。因此，开展凡纳滨对虾对鸡粪和餐厨废弃物养殖黑水虻幼虫粉营养物质表观消化率的研究，为评价不同来源黑水虻幼虫粉的营养价值及其开发利用提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

饲料原料主要有鱼粉、花生粕、豆粕等易购原料且粉碎至全部过80目筛，基础日粮组成及营养水平见表1。额外添加0.04%的氧化钇(Y2O3)做外源性指示剂,按照30%的待测原料和70%的基础日粮配制试验饲料。黑水虻幼虫粉由广州飞禧特水产科技有限公司提供，营养水平见表2。采用逐级扩大法将各大饲料原料混合均匀后，再加入30%的水混合均匀，使用双螺杆挤压机制成粒径为1.0 mm的颗粒饲料，在55℃条件下烘干，自然冷却装袋密封置于-20℃冰箱中保存备用。

表1 基础饲料组成及营养水平（风干基础）

表2 待测原料(黑水虻幼虫粉)的营养水平(干物质基础，%)

1.2 试验虾及饲养管理

试验用虾购于广州市番禺对虾养殖场，饲养试验在广东省农业科学院动物科学研究所水产研究中心室内循环水养殖系统中进行。将购买的虾消毒后暂养于水泥池中，所有虾先用商品饲料(番禺对虾养殖场提供)与基础饲料混合暂养1周。试验挑选360尾平均体重(6.54±0.06)g的凡纳滨对虾放入9个圆柱形玻璃纤维缸(水体体积为300 L)中，每缸放养40尾，随机分成3组，每组设置3个重复，采用饱食投喂法分别投喂3组饲料，每天投喂3次。每天测定pH值、氨氮、亚硝酸盐并记录死亡、投饵情况。光照为自然光源，试验期间水温27～30℃，盐度5‰～6‰，溶解氧＞6.0 mg/l，氨氮＜0.10 mg/l，亚硝酸盐＜0.01 mg/l，pH 值7.6～7.9。试验为期40 d。

1.3 粪便收集

试验投喂7 d后开始收集粪便。每天投饲40 min后开始清理残饵，投饲2 h后采用网捞法收集包膜完整的粪便，连续收集粪便到试验结束。将收集到的粪便60℃条件下烘干，粉碎后装袋密封，-20℃冰箱中保存备用。

1.4 分析测定与计算

本试验中，水分含量采用105℃常压干燥法（GB/T 6435—1986）测定；粗脂肪含量采用索氏抽提法（GB/T 6433—1994）测定；粗蛋白质含量采用微量凯氏定氮法（GB/T 6432—1994）测定；灰分含量采用550℃灼烧法（GB/T 6438—1992）测定；氨基酸含量使用全自动氨基酸分析仪（日立L-8900）测定；能量采用氧弹式能量仪(5E-1C)测定；饲料及粪便中钇元素含量使用等离子体光谱仪（SPECTRO CIOS CCD）测定。

饲料干物质的表观消化率（%）=（1-St/Ft）×100

饲料中各营养成分的表观消化率（%）=[1-（Fn/Sn）×（St/Ft）]×100

式中：St——饲料中Y2O3的含量（%）；

Ft——虾粪便中Y2O3的含量（%）；

Sn——饲料中某营养成分的含量（%）；

Fn——虾粪便中某营养成分的含量（%）。

待测原料中粗蛋白质、干物质、氨基酸、粗脂肪及总能的表观消化率计算公式[14]：

式中：Dm——待测原料中某营养成分的表观消化率(%);

Dh——试验饲料中某营养成分的表观消化率(%);

Di——基础饲料中某营养成分的表观消化率(%);

Wi——摄取试验饲料中基础饲料的重量(g)；

Xi——基础饲料中某营养成分的含量(%)；

Wn——摄取试验饲料的重量(g)；

Xn——试验饲料中某营养成分的含量(%)。

1.5 统计分析

试验数据经Excel处理后，采用SPSS 18.0软件进行独立样本T检验统计分析，数据表示为“平均值±标准误”的形式，差异显著性水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 干物质、粗蛋白质、粗脂肪和总能的表观消化率（见表3）

表3 凡纳滨对虾对两种黑水虻幼虫粉的干物质、粗蛋白质、粗脂肪、总能的表观消化率(n=3，%)

由表3可知，凡纳滨对虾两组黑水虻幼虫粉营养物质表观消化率中，粗脂肪的表观消化率最高，分别是90.51%、90.43%；干物质的表观消化率最低，分别为82.15%、82.44%。但餐厨组与鸡粪组两组黑水虻幼虫粉之间的干物质、粗脂肪、粗蛋白质、总能的表观消化率均未出现显著性差异（P＞0.05）。

2.2 氨基酸的表观消化率（见表4）

表4 凡纳滨对虾对试验原料中氨基酸的表观消化率(%)

由表4可知，凡纳滨对虾对餐厨组黑水虻幼虫粉氨基酸的表观消化率介于87.01%～95.43%之间，其中，必需氨基酸的表观消化率介于91.05%～93.82%之间，均达到了90%以上，必需氨基酸中赖氨酸的表观消化率高达93.82%。凡纳滨对虾对鸡粪组黑水虻幼虫粉氨基酸的表观消化率介于87.98%～94.77%之间，其中必需氨基酸的表观消化率介于89.90%～94.22%。两组黑水虻幼虫粉之间的各氨基酸的表观消化率均未出现显著性差异（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 表观消化率的计算方法和粪便收集方法的选择对表观消化率的影响

为满足凡纳滨对虾正常生长对各种营养素的需求,本试验的试验饲料由30%的黑水虻幼虫粉和70%的基础日粮配制而成,保证了待测原料营养物质表观消化率测定结果的客观性和准确性[15]。试验饲料与基础饲料营养成分存在一定差异，但Cho等[16]提出的表观消化率计算公式忽略了待测原料营养成分对试验饲料营养水平产生的影响及在消化吸收过程中产生的作用,故可能导致试验原料营养物质表观消化率的测定结果存在一定误差。而游文章等[17]改进的计算公式(具体公式见1.4)使待测原料营养物质表观消化率的计算结果更加科学和准确。研究认为，虾类排粪高峰时间段收集包膜完整的粪便颗粒可以较准确反映出凡纳滨对虾对待测原料的营养物质表观消化率。目前，水产动物粪便收集应用较多的方法有：网捞法、虹吸法、解剖法、挤压法、连续过滤法、积粪器法等[18]。本试验依据自身的试验条件及比较以往报道中所采用的各种粪便收集方法，网捞法能够较虹吸法避免吸出时水压力的冲击，尽量保证包膜的完整性，同时具有快速、高效的优势，故在凡纳滨对虾排粪高峰期采用网捞法收集包膜完整的虾粪样进行测定，这与以往研究消化率采用的测定方法相似[19]。

常用于水产动物表观消化率测定的外源惰性指示剂有Y2O3和Cr2O3等，有研究认为,饲料中添加Cr2O3影响了鲑鱼肠道微生物及粪便中脂肪酸的组成[20]。也有研究认为,在罗非鱼消化吸收过程中，Cr2O3与饲料中的其他组成成分在其肠道中移动的速度存在不一致[21]，并且认为饲料中添加铬提高了罗非鱼对葡萄糖的利用能力而对其增重率、饲料效率、蛋白质效率及肝糖原含量产生影响[22]。Austreng等[23]分别用Cr2O3和Y2O3等多种3价金属惰性指示剂测定了大西洋鲑（Salmosalar）和虹鳟的表观消化率，证实Y2O3在表观消化率测定中的适用性。已经成为鱼类饲料原料营养物质表观消化率标准的测定方法[24]。故本试验饲料中将Y2O3作为外源性指示剂来用于凡纳滨对虾对两种不同来源黑水虻幼虫粉营养物质表观消化率的测定，避免铬对营养物质消化所产生的负面影响，提高所测表观消化率数据的准确性。

3.2 凡纳滨对虾对两种饲料原料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪和总能的表观消化率

本试验中凡纳滨对虾对两组黑水虻幼虫粉的干物质、粗蛋白质、粗脂肪及总能的表观消化率都未出现较显著的差异（P＞0.05），可能是由于两组虫粉的品种、采集时间、加工工艺、烘干的时间和温度等基本相同。凡纳滨对虾对两组黑水虻幼虫粉粗脂肪、粗蛋白质、能量及干物质的表观消化率则依次逐渐下降，这与Smith等[25]用斑节对虾（Penaeusmonodon）对羽扇豆粕和王文娟等[26]用凡纳滨对虾对国产直火干燥鱼粉、进口直火干燥鱼粉及严晶等[27]用凡纳滨对虾对蝇蛆粉的表观消化率研究结果相似。

水产动物对于饲料原料总体消化能力的强弱主要体现在干物质表观消化率的高低。本试验餐厨组和鸡粪组黑水虻幼虫粉干物质的表观消化率分别为82.15%、82.44%；这与Yang等[28]对鱼粉干物质表观消化率的研究结果相似，其结果为82.78%；高于王文娟等[26]用凡纳滨对虾对白鱼粉(76.91%)、低温蒸汽红鱼粉(75.27%)、国产直火干燥鱼粉(70.33%)、进口直火干燥鱼粉(75.59%)、下杂鱼粉(63.88%)及Terrazas-Fierro等[29]用凡纳滨对虾对4种不同鱼粉干物质表观消化率的研究结果，这可能与黑水虻幼虫粉中油脂的含量有关。

本试验两组黑水虻幼虫粉粗蛋白质的表观消化率分别为86.81%、88.85%；与王文娟等[26]用凡纳滨对虾对国产直火干燥鱼粉粗蛋白质表观消化率（87.07%）的研究结果相近；略低于Yang等[28]对鱼粉粗蛋白质表观消化率（91.62%）的研究结果；略高于其用凡纳滨对虾对下杂鱼粉、血球蛋白粉、鸡肉粉等动物性蛋白质原料（64.17%～84.95%）的研究结果。有研究结果显示，凡纳滨对虾对四种鱼粉粗蛋白质的表观消化率在62.7%～84.9%之间，略低于两组黑水虻幼虫粉粗蛋白的表观消化率；同一种类不同批次的鱼粉消化率之间存在显著性差异（P＜0.05），而两组黑水虻幼虫粉粗蛋白质表观消化率未出现显著差异(P＞0.05)，这可能与所使用蒸煮和烘干的温度等加工条件有关[29]。Yang等[28]研究了凡纳滨对虾对肉骨粉、虾副产物、家禽肉粉等动物性蛋白原料中粗蛋白质的表观消化率（73.88%～84.71%）及严晶等[27]测定了凡纳滨对虾对蝇蛆粉粗蛋白质的表观消化率（83.34%），均略低于两组黑水虻幼虫粉粗蛋白质的表观消化率。

3.3 凡纳滨对虾对两组黑水虻幼虫粉中氨基酸的表观消化率

黑水虻幼虫粉作为饲用价值较高的昆虫性蛋白源，其氨基酸丰富，配比均衡，故本试验中凡纳滨对虾对两组黑水虻幼虫粉总氨基酸、必需氨基酸及非必需氨基酸的表观消化率都比较高，均在90%左右；这与Terrazas-Fierro等[29]用凡纳滨对虾对虾壳粉氨基酸表观消化率的研究结果相似，其研究结果表明，各氨基酸的表观消化率均在90%左右。这可能是黑水虻幼虫粉与虾壳粉都含有一定量的甲壳素能够促进凡纳滨对虾对氨基酸的消化吸收。王文娟等[26]研究了凡纳滨对虾对白鱼粉、低温蒸汽红鱼粉氨基酸的表观消化率，其研究结果显示，白鱼粉及低温蒸汽红鱼粉各氨基酸的表观消化率均达到了87%以上，其中白鱼粉中酪氨酸的表观消化率高达94.06%，这与本试验的研究结果相似；严晶等[27]对蝇蛆粉氨基酸的表观消化率的研究结果显示，除组氨酸、异亮氨酸、精氨酸与两组黑水虻的研究结果相近外，其他氨基酸表观消化率均低于黑水虻幼虫粉；Yang等[28]对鱼粉氨基酸的表观消化率的研究结果表明，除蛋氨酸表观消化率略高于黑水虻幼虫粉外，其他各氨基酸的表观消化率均低于黑水虻幼虫粉。与其他动物性蛋白源研究结果相比，如进口肉骨粉[30]、肠膜蛋白粉[30]、鸡肉粉[30]、烘干血粉[26]等，凡纳滨对虾对黑水虻幼虫粉氨基酸的表观消化率均略高于它们。饲料原料氨基酸消化率的高低作为配制高效科学对虾饲料配方的重要依据及评价饲料原料品质的重要指标，已经得到越来越多的认可[31]。

4 结论

凡纳滨对虾能够较高效的利用黑水虻幼虫粉中的蛋白质和脂肪，在配制凡纳滨对虾饲料时，可添加一定量的黑水虻幼虫粉，以减少鱼粉和鱼油的使用，降低饲料成本。