饲料中肉骨粉和豆粕替代鱼粉对 虹鳟生长和氮收支的影响❋

曹逸铭， 高勤峰❋❋， 董双林， 鞠文明， 唐晓波

(1.海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学)， 山东 青岛 266003; 2.青岛海洋科学与技术国家实验室，海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室，山东 青岛 266235; 3.好当家集团科研处，山东 威海 264300)

虹鳟(Oncorhynchusmykiss)属鲑形目(Salmoniformes)鲑科(Salmonidae)大麻哈鱼属(Oncorhynchus)，为典型的冷水性鱼类。因其肉质鲜美、营养丰富、易加工、无肌间刺，富含蛋白质[1]及对人体有益的DHA和EPA[2]深受消费者喜爱。虹鳟是世界第三大鲑科鱼类养殖品种。虹鳟的摄食生理受到学者们的广泛关注，尤其是有关虹鳟的蛋白质、氨基酸、脂肪和必需脂肪酸等营养要素的研究[3]。蛋白质是水产饲料中重要的原料之一[4]，也是国内外营养研究的热点内容之一[5]。鱼粉是最好的蛋白质来源，但是因为全世界大范围的捕捞和受近些年厄尔尼诺现象的影响[6]，鱼粉已经出现供不应求的现象，严重制约了水产养殖的可持续发展，所以寻找代替鱼粉的替代源迫在眉睫。有研究表明，豆粕可以部分或全部替代鱼粉作为蛋白源[7]，而且豆粕来源广泛且价格低廉的植物性蛋白源被认为是鱼粉的最佳替代源。同样肉骨粉作为动物蛋白也是替代鱼粉的理想来源，相对于豆粕有比较平衡的氨基酸组成[8]。

氮是蛋白质结构中重要元素之一，氮收支在衡量鱼类对于饲料的利用情况中起到了关键的作用[9]。同时在鱼类研究中氮收支可以起到了解鱼类饲料转换、养殖环境保护和蛋白质利用的作用。目前，氮收支的研究多见于军曹鱼(Rachycentroncanadum)[10]、黑鲷(Acanthopagrusschlegelii)[11]、 罗非鱼(Oreochromis

niloticus)[12]等。目前国内大部分研究选择用单一蛋白源替代鱼粉，并且着眼于鱼的生长性能[13]、血液生化指标[14]、消化代谢酶[15]和免疫性能[16]等影响。但是关于用动植物混合蛋白部分替代鱼粉后的饲料对于养殖环境的影响很少报道。近几年随着对黄海冷水团的发展，深海高密度网箱养殖发展前途广阔[17]，更需要在这种高度集约化的养殖环境下在保证产量和质量的前提下减少对水体的污染。但是我国的虹鳟深海养殖还处于一个初级阶段，还有许多技术上的问题需要去完善，需要更多的研究作为理论指导。因此，本研究旨在探讨饲料中肉骨粉和豆粕替代鱼粉对于虹鳟生长和氮收支的影响以优化虹鳟饲料配方，致力于优化饲料配方，达到低成本、高收益的效果。做到饲料的经济效益和生态效益平衡，减少对养殖环境的污染提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验饲料

以鱼粉、肉骨粉和豆粕为主要蛋白源，鱼油和大豆卵磷脂为主要脂肪源，按不同比例配制成4种等氮(粗蛋白43.8%)等脂(粗脂肪15.1%)的实验饲料。以混合蛋白(肉骨粉和豆粕等氮1∶1混合)分别部分替代实验饲料中0(D1)、10%(D2)、30%(D3)和50%(D4)的鱼粉(见表1)。将粉碎过的饲料原料过60目筛，按照计算好的比例采用逐级扩大的原则将原料充分混合均匀，将称量好的鱼油、大豆卵磷脂进行二次混合均匀，油脂颗粒过筛，用精度0.5 g的电子天平(G&G, DT500)精确称量氯化胆碱，并溶于水中与原料充分混合后用自动制料机制粒，将饲料颗粒放入55 ℃烘箱中6 h烘干后于-20 ℃冰箱中冷藏备用。

表1 饲料配方表(饲料干重)Table 1 Formulation of experimental diets(dry matter%) /%

注：a.鱼粉66.55%蛋白，10.71%脂肪。a.Fishmeal contains 66.55% protein, 10.71% fat.

b.豆粕42.9%蛋白，1.56%脂肪。b.Soybean meal contains 42.9% protein, 1.56% fat.

c.肉骨粉61.2%蛋白，8.27%脂肪。c.Meat and bone meal contains 61.2% protein, 8.27% fat.

d.玉米蛋白粉65.71%蛋白，1.51%脂肪。d.Corn gluten meal contains 65.71% protein, 1.51% fat.

e.矿物质、维生素预混物为青岛玛斯特生物有限公司提供，多维、多矿分别用微晶纤维素稀释。e.Minerals and vitamin premixes are supplied by Qingdao Master Biotech Co., Ltd., and multi-dimensional and multi-minerals are diluted with microcrystalline cellulose.

f.防霉剂：富马酸/丙酸钙=1∶1。f.Mold inhibitor: Fumaric acid / calcium propionate = 1∶1.

g.诱食剂：甘氨酸/甜菜碱=1∶3。g.Lunar agent: glycine / betaine = 1∶3.

1.2 饲养管理

实验所用对象为虹鳟幼鱼，取自山东日照万泽丰渔业有限公司鲑鳟鱼类育苗基地，规格为(46±0.23)g，全部为健康大小均一的个体。于2017年8月1日在中国海洋大学水产养殖生态学实验室进行。驯养一周后，挑选健康无病的虹鳟幼鱼96尾，将96尾虹鳟随机分配4个组，每个组3个重复。实验用鱼养殖在水族箱(60 cm×40 cm×30 cm)中，养殖期间水温控制在(16±0.5)℃，光照保持12L∶12D,日投饵2次(上午8:30和下午15:00),日换水一次，换水量为养殖水体的1/2，保证溶解氧大于5 mg/L。每天及时收集残饵粪便。养殖周期21 d，幼鱼成活率100%。

1.3 样品采集

在实验开始前随机取10尾鱼保存在-80℃冰箱中备用待分析。每天投喂前收集粪便，投喂0.5h后收集残饵，收集的残饵粪便当天及时放在烘箱中60℃烘干后放在干燥器中备用。实验结束前停止投喂，用MS-222麻醉后将水族箱中的所有鱼进行称重并记录。每个处理组随机选取9尾鱼进行取样，随后将样品用液氮处理保存在-80℃冰箱中供分析用。

1.4 数据处理与统计分析

全鱼、饲料以及粪便中氮含量的测定用元素分析仪Vario EL Ⅲ测得N含量后，再得到蛋白质含量(6.25×N)，每个样品设置3个平行。

实验期间测定虹鳟的摄食率(Feed rate,FR, %/d)、增重率(Weight gain rate,WGR, %)、肥满度(Condition factor,CF, g/cm3)、饲料系数(Feed coefficient,FC)、特定生长率(Specific growth rate,SGR,%/d-1)。预先测定饲料的溶失率，以准确计算鱼的实际摄食量，公式如下：

摄食率(FR, %/d)=100×摄食量/[(初始体重+终末体重)/2]/天数；

增重率(WGR, %)=(终末体重-初始体重)/初始体重×100；

肥满度(CF, g/cm3)=体重/体长3×100；

消化率(Apparent digestibility rate,ADR, %)=(摄食量-粪便重量)/摄食量；

饲料系数(FC)=(摄食饲料量/终末体重-初始体重)；

特定生长率(SGR, %/d)=100×(lnWt-lnW0)/t。

鱼类的氮收支方程为：CN= FN+ GN+ UN，式中CN为从食物中获取的氮，FN为粪便当中损失的氮，GN为鱼体积累的氮，UN为排泄损失的氮，排泄氮可以通过差减法得出(UN=CN-FN-GN)[18]。在数据统计分析前检验数据是否呈正态分布以及方差齐性，用Duncan多重比较法分析，以P<0.05表示为有显著相关性。使用Excel 2003和SPSS 10.0 软件进行计算、作图和统计分析，数据以平均值±标准误表示。

2 实验结果

2.1 饲料中不同蛋白源对虹鳟生长的影响

方差分析结果表明，4个处理组的初始体重和终末体重差异不显著(P>0.05)(见表2)。虹鳟幼鱼的摄食率方面，D2(10%)和D3(30%)组摄食率显著高于其他2组(P<0.05)。D2(10%)组的增重率最高，而肥满度方面D1(0%)和D2(10%)组相比于替代比例较大的D3(30%)和D4(50%)组表现出更高的肥满度。特定生长率方面，D3(30%)和D4(50%)< D1(0%)(P<0.05)。相较于其他3组，D2(10%)组有最低的饲料系数和相对较高的特定生长率。

表2 饲料中不同蛋白源对虹鳟生长性能的影响(平均值±标准差)Table 2 Effect of different protein sources in feed on rainbow trout growth performance (Mean ± S.D.)

注：不同的上标字母表示平均值差异显著(P<0.05)。

Note:Means with different superscriptions represent significant difference (P<0.05).

2.2 饲料中不同蛋白源对虹鳟氮收支的影响

从表3饲料中不同蛋白源虹鳟的氮收支情况来看，4个处理组的摄食氮之间无显著差异(P>0.05)，D2(10%)组的排粪氮显著高于其他3组(P<0.05)，而从生长氮和吸收氮来看，都呈现出D1(0%)和D2(10%)比D3(30%)和D4(50%)高且差异显著(P<0.05)。整个氮收支过程中最重要的排泄氮，D1(0%)和D2(10%)要显著低于其他2组(P<0.05)。

表3 饲料中不同蛋白源条件下虹鳟的摄食氮、排粪氮、生长氮、排泄氮(mg·g-1·d-1)、吸收氮和氮收支方程Table 3 Food nitrogen (CN)，faeces nitrogen(FN)，growth nitrogen(GN)，excretion nitrogen(UN)， absorb nitrogen(AN) and nitrogen budget of rainbow trout at different protein sources

注：不同的上标字母表示平均值差异显著(P<0.05)。

Note:Means with different superscriptions represent significant difference (P<0.05).

根据摄食氮、排粪氮、生长氮和排泄氮值整合出氮收支方程如表4所示。从表4中可以看出，对于每一个处理组来说，从食物中摄取的氮大部分都用于生长保留在了体内(>50%), 4个处理组随着鱼粉替代水平的增加用于生长的氮含量逐渐减少且4组之间差异显著(P<0.05)。摄食氮中一部分的氮随着拍粪和排泄过程排出体外，然而在排粪和排泄中，排泄作用占绝大部分比例。所以氮排泄是整个氮收支过程中的主要损失途径。通过氮收支方程可以发现随着鱼粉的替代量增加，摄食氮中储存在鱼体内的比例越来越小。D2(10%)组的摄食氮中损失的排粪氮最多，明显高于其他3组，且差异显著(P<0.05)。

表4 饲料中不同蛋白源条件下虹鳟的氮收支情况(平均值±标准差)Table 4 Nitrogen budget of rainbow trout fed diets with different protein sources (mean±S.D.) /%

注：不同的上标字母表示平均值差异显著(P<0.05)。

Note:Means with different superscriptions represent significant difference (P<0.05).

3 讨论

实验阶段虹鳟幼鱼对配合饲料表现出良好的适应性。在所有的处理组中虹鳟的终末体重差异不显著(P>0.05)，从约46 g增加到了约59 g。在以往的研究中表明部分替代鱼粉对虹鳟幼鱼的生长没有显著的影响。Yang等[19]研究发现当豆粕替代鱼粉含量达到60%时不会对虹鳟的生长产生显著的影响。Pongmaneerat, Watanabe等[20]用脱脂豆粕替代63%白鱼粉对生长没有影响。类似的结果在其他文献中出现过，如尖吻鲷(Diploduspuntazzo)[21]，金头鲷(Sparusaurata)[22],欧洲鲈(Dicentrarchuslabrax)[23]等。也有文献报道过用10%肉骨粉替代鱼粉不会对虹鳟的生长产生影响[24]。黎慧等[25]发现用肉骨粉和大豆分离蛋白替代鱼粉超过60%会使黑鲷幼鱼胃蛋白酶活显著降低。在徐奇友等[26]的研究中表明用大豆分离蛋白和肉骨粉1∶1混合替代10%～20%的鱼粉不会影响虹鳟的生产性能。

从摄食率和增重率来看，10%替代组最高，依次是全鱼粉组、30%和50%替代组。出现这种结果最主要的原因可能是因为饲料的适口性。豆粕作为植物性蛋白源，虽然蛋白质含量较高而且价格低廉易获得，但是适口性和消化率以及氨基酸平衡性依然存在很大的问题[27]。而且大豆蛋白中含有很多抗营养因子，也会破坏饲料的适口性，从而降低鱼类的摄食率，抑制其生长。从消化率方面来看，随着鱼粉替代比例的增加，幼鱼的消化率呈现降低的趋势，且处理组之间差异显著(P<0.05)。Storebakken等[28]认为喂食含有豆粕的饲料后生长性能和饲料利用率较差可能是因为氮和能量的消化率较低，某些矿物质和氨基酸的缺乏。这种对豆粕的利用方面淡水鱼和海水鱼差别较大，相比于淡水性鱼类，海水性鱼类对豆粕这种植物性蛋白质耐受性较差。而肉骨粉作为动物性蛋白，其脂肪的饱和度较高，从而影响了鱼类的适口性，而且灰分较高导致对一些营养素的利用下降从而影响了肉骨粉单独作为蛋白源的利用[29]。在本实验中也可以看出超过30%的替代量之后虹鳟幼鱼的摄食率显著下降。然而需要注意的是，10%替代鱼粉组的鱼摄食率、增重率和特定生长率都更高。这可能是由于饲料中豆粕、肉骨粉以及鱼粉等蛋白源之间的互补效应，实现了必需氨基酸的平衡[30]。相对于全鱼粉饲料，少量的其他蛋白源替代鱼粉会提高鱼类的摄食率和终末体重，在他人的研究中也出现了类似的结果。Yamamoto T等[31]用不同比例的豆粕替代鱼粉发现20%替代量的饲料在摄食率和增重上比全鱼粉效果要好。在动植物蛋白源混合替代鱼粉的实验中也有类似的结果，Feng等[32]用不同的动植物蛋白替代鱼粉喂养虹鳟发现，混合蛋白组的虹鳟摄食率要高于全鱼粉组。而本实验中用肉骨粉和豆粕1∶1混合代替10%鱼粉生长效果较好，这表明同时使用豆粕和肉骨粉效果较好。肉骨粉在动物必须的一些生长因子方面和鱼粉很相似，例如：维生素含量较高、碳水化合物含量较低等，Watanabe等[33]发现虹鳟可以在一定程度上很好的适应肉骨粉，这恰好弥补了豆粕的不足。相比较而言10%的替代量并不高，还是主要以鱼粉为主要蛋白源，能够满足虹鳟幼鱼的基本生长需求。但是随着替代量的增加，将无法很好的解决适口性和抗营养因子的影响，降低了幼鱼对蛋白的吸收效率，虹鳟幼鱼得不到生长所需的蛋白质而导致生长缓慢。

从鱼类利用蛋白质方面来看，鱼类通过摄食的方式获得的蛋白质构成了摄食氮(CN)，食物中一部分蛋白质经过鱼类消化吸收后且没有损失的部分合成为机体的组成成分构成了生长氮(GN)，蛋白质中的另一部分用于分解代谢产生能量维持机体的正常生命活动，代谢的最终产物最终会排出体外构成了排泄氮(UN)，而食物中尚未被消化吸收的则以粪便的形式排出构成了排粪氮(FN)。崔奕波[34]等提出了氮收支方程：CN= FN+ GN+ UN。在本研究中，随着豆粕和肉骨粉替代量的增加，排泄氮的量有不断增大的趋势((0.062±0.031)～(0.751±0.141)mg·g-1·d-1)，但全鱼粉组和10%替代组之间差异不显著(P>0.05)，替代量超过10%后排泄氮的量差异显著(P<0.05)。通常来说，随着豆粕[19]和肉骨粉[35]替代水平的增加，氮排泄和氮损失会增加,这恰好印证了本实验的结果。值得注意的是，虹鳟幼鱼的消化率随着肉骨粉和豆粕添加量的增加逐渐降低。而实验中氮排泄和损失的增加，最主要的原因可能是因为随着替代水平的提高消化率逐渐降低所造成的。在本实验中可以看出幼鱼的消化率随着鱼粉替代水平的升高而逐渐下降((95.33±0.07)%～(92.93±0.07)%)。而之所以10%替代组和全鱼粉组之间差异不显著可能是因为替代的比例并不是很高，在排泄氮方面并没有呈现出显著的差异。在Wang等[36]的研究中提出鱼类摄入过量或不平衡的氨基酸会使其不能很好的利用从而增加氨氮的排泄。因此，氨基酸的不平衡也可能是造成氮排泄和损失的一个主要原因。从结果中可以发现， 10%替代组有更佳的生长趋势，而且在氮排放方面和全鱼粉组差异不显著(P>0.05)。在今后的研究中，可以研究不同替代比例对不同规格的虹鳟的生长和氮收支的影响。

4 结语

在淡水养殖环境下，虹鳟幼鱼日粮中用豆粕和肉骨粉替代10%鱼粉具有更好的生长趋势和较低的氮排泄含量，表现出较高的饲料经济效益和较好的环境生态效益。因此，在实现可持续发展和改善养殖环境的大背景下，调整和完善饲料配方不仅仅要考虑对虹鳟生长的影响，更要从生态环境的角度去考量和评判。