■張紅娟 孫敬武 趙慶超 張瑞玲 劉海燕 楊振才

(1.河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北石家莊050024；2.石家莊學(xué)院，河北石家莊050035)

我國海域遼闊，是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量連續(xù)20年世界排名第一[1]。大菱鲆（Scophthalmus maximus）原產(chǎn)于英國，屬于底棲冷水性海水魚類[2]。自1992年引入至今,我國大菱鲆的養(yǎng)殖在北方已經(jīng)形成了一定規(guī)模，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。蛋白質(zhì)作為魚類營(yíng)養(yǎng)需要的重要組成部分，不僅直接影響著魚類生長(zhǎng)，還影響魚的健康和養(yǎng)殖水體的理化性質(zhì)，進(jìn)而影響水體的多級(jí)利用[3]。大菱鲆屬肉食性魚類，特別依賴于配合飼料中的動(dòng)物蛋白，尤其是魚粉。然而，由于資源匱乏，全球范圍內(nèi)魚粉的供應(yīng)量出現(xiàn)緊缺，導(dǎo)致魚粉價(jià)格直線飆升，增加了飼料成本。因此，降低配合飼料中動(dòng)物蛋白的使用量是水產(chǎn)飼料領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)重要科技問題。提高飼料中植物蛋白的含量是解決這一問題的途徑，但植物蛋白存在著氨基酸不平衡、抗?fàn)I養(yǎng)因子和適口性差的缺點(diǎn)[4]，不能完全替代配合飼料中的動(dòng)物蛋白。大菱鲆的相關(guān)蛋白源研究中也發(fā)現(xiàn)，豆粕和玉米蛋白等植物蛋白不能完全替代動(dòng)物蛋白[5-7]。本文擬利用膨化大豆、發(fā)酵豆粕、啤酒酵母、谷朊粉四種植物蛋白源組成的混合植物蛋白替代大菱鲆配合飼料中的動(dòng)物蛋白,進(jìn)一步探討大菱鲆對(duì)不同動(dòng)植物蛋白比的飼料中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率及氮收支的影響，從而確定適合大菱鲆的動(dòng)植物蛋白比，為開發(fā)健康高效的大菱鲆配合飼料提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

本試驗(yàn)以膨化大豆、啤酒酵母、谷朊粉和發(fā)酵豆粕為植物蛋白源，以俄羅斯魚粉、烏賊肝粉以及美國白魚粉為動(dòng)物蛋白源，按照動(dòng)植物蛋白比為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1配制成四種等氮、等能的飼料，分別稱為飼料1、飼料2、飼料3和飼料4。試驗(yàn)所用飼料配方是根據(jù)大菱鲆的營(yíng)養(yǎng)需要配制而成的。其主要原料組成及其主要營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。所有飼料原料粉碎后過80目篩，在各試驗(yàn)飼料中加入0.5%的Cr2O3作為外源性的指示劑，試驗(yàn)前按料水5∶2比例加水，用制粒機(jī)制成直徑為6.0 mm的軟顆粒，塑料袋密封后置于-20℃冰柜中冷藏儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖試驗(yàn)在秦皇島南戴河養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行，正式試驗(yàn)開始前進(jìn)行為期2周的馴化。正式試驗(yàn)開始時(shí)禁食24 h，選取體重為140 g左右的大菱鲆隨機(jī)分配到12個(gè)玻璃鋼試驗(yàn)缸（2.4 m×1.2 m×1.1 m）中，每缸48尾魚，每個(gè)試驗(yàn)組3個(gè)重復(fù)。每天飽足投喂兩次（08：00、19：00），試驗(yàn)共進(jìn)行56 d，養(yǎng)殖用水為深井過濾海水，期間水溫保持在12 ℃左右，每日換水3次（06：00、14：00、20：00），每次換水約40%，24 h連續(xù)充氧，自然光照加人工光照（14 L∶10 D）。

表1 試驗(yàn)飼料的主要原料組成及營(yíng)養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2.1 糞便的收集和處理

在正式試驗(yàn)開始一周以后開始收集糞便。投喂前后及日常管理時(shí)，用虹吸管吸取新鮮、飽滿、成型的糞便，收集于紗絹袋中，在65℃鼓風(fēng)干燥烘箱中烘干，放于密封袋中，保存在-20℃冰箱中以備營(yíng)養(yǎng)組成和Cr2O3分析。

1.2.2 樣品的采集與處理

正式試驗(yàn)開始與結(jié)束前均禁食24 h，稱量并記錄各缸大菱鲆的初始體重和尾數(shù)及終末體重和尾數(shù)。試驗(yàn)開始前和結(jié)束后每缸隨機(jī)取3尾大菱鲆，-20℃冰箱冷凍保存以備后續(xù)生化分析。

試驗(yàn)飼料和魚體營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法：干物質(zhì)含量采用105℃恒溫干燥法測(cè)定(GB/T 6435—86)；粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法(GB/T6432—86)測(cè)定;能量采用DJL-9型全自動(dòng)氧彈式熱量計(jì)測(cè)定。

1.2.3 表觀消化率的測(cè)定

采用酸消化法，利用Z-2000系列原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定試樣中鉻的含量,磷含量采用電感偶合等離子質(zhì)譜儀測(cè)定；各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率計(jì)算公式如下：

氮收支方程中各成分的計(jì)算公式如下：

式中：F1——平均每尾魚干物質(zhì)攝食總量（g）；

t——生長(zhǎng)試驗(yàn)的時(shí)間（d）；

Wt——終末體重（濕重，g）；

W0——初始體重（濕重，g）；

ADCcp——蛋白的表觀消化率（%）；

Pw1——終末魚體干物質(zhì)含量（%）；

Pw0——初始魚體干物質(zhì)含量（%）；

Pn1——試驗(yàn)?zāi)~體的氮含量（%）；

Pn0——試驗(yàn)初魚體的氮含量（%）；

Pn——飼料的氮含量（%）；

Cn——單位體重氮日攝入率[攝入氮，mg/(d·g)]；

Gn——單位體重氮日生長(zhǎng)率[生長(zhǎng)氮，mg/(d·g)]；

Fn——單位體重糞便氮日損失率[糞氮，mg/(d·g)]；

Un——單位體重氮日排泄率[尿氮，mg/(d·g)]；

An——單位體重氮日吸收率[吸收氮，mg/(d·g)]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”，采用Statistica 6.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，檢驗(yàn)顯著后作Duncan's法多重比較，以P＜0.05作為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)大菱鲆營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響(見表2)

方差分析表明，隨著動(dòng)物蛋白比例的升高,各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率呈升高趨勢(shì)，各組之間的干物質(zhì)消化率和磷消化率均有顯著差異（P＜0.05）；飼料1組的能量消化率顯著低于其它各組（P＜0.05），其它各組均無顯著差異；粗蛋白消化率除飼料2組和飼料3組間無顯著差異外，其它均有顯著差異（P＜0.05）。

表2 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)大菱鲆營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響(Mean±S.D.)(%)

2.2 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)大菱鲆氮收支平衡的影響

2.2.1 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)攝入氮、生長(zhǎng)氮、糞便氮、排泄氮的影響（見表3）

從表3可以看出，飼料1組的攝入氮顯著低于飼料3組和飼料4組（P＜0.05），其它各組的攝入氮無顯著差異；飼料4組的糞便氮顯著低于其它各組（P＜0.05），飼料3組糞便氮顯著低于飼料1組（P＜0.05），其它各組間無顯著差異；生長(zhǎng)氮和排泄氮在各組之間沒有顯著差異（P＞0.05)。

表3 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)氮收支平衡各項(xiàng)指標(biāo)的影響(Mean±S.D.)[mg/(d·g)]

2.2.2 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)大菱鲆氮收支各部分百分比的影響（見表4）

由表4可見，經(jīng)過方差分析可得，吸收氮占攝入氮的比例達(dá)到了顯著的差異(P＜0.05)，飼料4組顯著高于其它各組，飼料1組顯著低于其它各組(P＜0.05)，飼料2組和飼料3組間無顯著差異；飼料1組的生長(zhǎng)氮占攝入氮的比例顯著低于其它各組，其它各組間無顯著差異；排泄氮占吸收氮的比例在各組間無顯著差異（P＞0.05）。

表4 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)大菱鲆氮收支百分比的影響(Mean±S.D.)(%)

3 討論

3.1 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)大菱鲆各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

消化率是在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化能力的一種體現(xiàn)。影響飼料原料消化率的一個(gè)重要因素就是植物蛋白。艾慶輝等對(duì)南方鲇（Silurus meridionalis Chen)的研究發(fā)現(xiàn)，隨著大豆蛋白替代率的升高，干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、能量及脂肪的消化率出現(xiàn)了下降，替代65%時(shí)顯著降低[8]，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致。但王賽等用10%、20%豆粕替代褐點(diǎn)石斑魚飼料中的魚粉，粗蛋白消化率卻沒有顯著差異[9]。在Bonaldo等對(duì)大菱鲆的研究中，用豆粕、小麥蛋白和玉米蛋白替代魚粉，干物質(zhì)消化率、蛋白消化率、能量消化率均隨植物蛋白替代含量的增加而降低，但并未達(dá)到顯著差異水平[7]；Regost等用玉米蛋白粉替代魚粉的研究中，蛋白消化率和能量消化率均顯著下降，但磷的消化率沒有顯著差異[10]。這些植物蛋白替代動(dòng)物蛋白后出現(xiàn)的消化率的變化結(jié)果的不一致，除了與魚種有關(guān)外，很大程度上與試驗(yàn)中所采用的植物蛋白種類不同有關(guān)，但絕大多數(shù)植物蛋白替代動(dòng)物蛋白后會(huì)降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。這可能是因?yàn)橹参锏鞍字写嬖诟鞣N抗?fàn)I養(yǎng)因子，蛋白抑制劑對(duì)蛋白酶活性產(chǎn)生抑制，植物凝集素對(duì)腸道絨毛起到了破壞作用，這些都降低了消化酶的活性，使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收受到嚴(yán)重的阻礙。植物蛋白含量越高，消化吸收阻礙越大，營(yíng)養(yǎng)利用越低；Ostaszewska T認(rèn)為，飼料中含有較多的魚粉更有利于刺激魚體消化道蛋白酶的分泌，蛋白酶活力越高越有利于飼料中蛋白質(zhì)的分解，進(jìn)而影響了飼料中蛋白質(zhì)的表觀消化率[11]。磷的消化率逐漸降低的重要原因是植物蛋白源中磷的主要存在形式是植酸鈣鎂鹽，植酸磷占總磷的60%～80%[12]。水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)缺乏植酸酶，植酸磷無法被消化利用。再加上植酸有很強(qiáng)的螯合能力，可以生成難溶的物質(zhì)，降低了磷的消化率及礦物元素的吸收利用。

3.2 不同動(dòng)植物蛋白比對(duì)氮收支影響

氮元素是蛋白質(zhì)的標(biāo)志性物質(zhì)，蛋白質(zhì)的代謝過程與氮元素在體內(nèi)的再分配情況有著十分密切的關(guān)系，可用氮收支結(jié)果作為評(píng)價(jià)飼料質(zhì)量、飼料消化率和轉(zhuǎn)化效率的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)對(duì)大菱鲆體內(nèi)的氮收支進(jìn)行了測(cè)定，得到其分配模式為：

Dosdat等認(rèn)為，魚蝦吸收的氮并不是完全用于體生長(zhǎng),而以能量的形式代謝,通過糞、尿、鰓、體表等方式排放到水體中,造成污染[13]。從方程中可以看出，對(duì)于攝入的蛋白質(zhì)，大菱鲆有很強(qiáng)的分解和代謝能力，60%左右的比例都被分解代謝，用于生長(zhǎng)的氮約占20%～30%。在真鯛[14]、黑鯛[15]等氮收支中也是排泄氮所占的比例最高。生長(zhǎng)氮占攝食氮的比例為氮生長(zhǎng)效率，是氮收支中重要的指標(biāo)，用來衡量水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的利用效果。李勇等[16]研究發(fā)現(xiàn),投喂飼料中大約有10%～20%的氮未被魚攝食而直接溶失到水中,攝入飼料只有約20%～25%的氮和25%～40%的磷用于生長(zhǎng),其余氮、磷均以糞便和代謝物形式排入水環(huán)境。本試驗(yàn)的氮生長(zhǎng)效率在22%～32%，與其它魚類的氮分配模式基本相似。本試驗(yàn)中，隨著動(dòng)物蛋白比例的降低使糞氮顯著升高，生長(zhǎng)氮占攝入氮的比例在1∶1組顯著降低，然而排泄氮并未出現(xiàn)顯著的差異。這進(jìn)一步說明動(dòng)植物蛋白比的降低影響了大菱鲆的氮利用率，其主要原因來源于對(duì)蛋白質(zhì)的消化能力的降低。另外，植物蛋白替代比例過高會(huì)加重對(duì)水體的氮污染。

4 結(jié)論

①飼料中不同動(dòng)植物蛋白比顯著影響了大菱鲆對(duì)飼料中各營(yíng)養(yǎng)成分的利用，各組飼料的干物質(zhì)消化率、蛋白質(zhì)消化率、能量消化率和磷消化率隨著動(dòng)植物蛋白比的減少而降低。

②當(dāng)動(dòng)植物蛋白比在2∶1以上，氮的生長(zhǎng)效率沒有受到顯著影響，所以本試驗(yàn)中大菱鲆配合飼料中的最適動(dòng)植物蛋白比為2∶1。