■林仕梅 陳擁軍 周文豪 薛 洋 翟旭亮
(1.西南大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,淡水魚類資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400716;2.北京英惠爾生物技術(shù)有限公司,北京 100081;3.重慶市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站,重慶 401147)
隨著人們生活水平提高、消費(fèi)升級(jí),近年又遭受新冠肺炎疫情和非洲豬瘟的影響,未來人們對水產(chǎn)品的需求會(huì)不斷增加。目前,消費(fèi)者對于水產(chǎn)品的消費(fèi)方式和消費(fèi)習(xí)慣已發(fā)生較大的轉(zhuǎn)變。同時(shí),魚類養(yǎng)殖品種也因消費(fèi)者的影響和市場的調(diào)節(jié)而出現(xiàn)了較大變化。大口黑鱸因營養(yǎng)價(jià)值高、肉質(zhì)緊實(shí)鮮美、無肌間刺、規(guī)格適宜等優(yōu)點(diǎn)而成為我國淡水養(yǎng)殖市場的“新寵”,深受消費(fèi)者歡迎。近年來,大口黑鱸產(chǎn)量逐年上升,目前年產(chǎn)已達(dá)60多萬噸,效益顯著。作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障——配合飼料,依然存在諸多技術(shù)“瓶頸”,制約著大口黑鱸產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。為此,文章結(jié)合我們多年來的研究工作以及指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)歷進(jìn)行初步的闡述。
近年來,利益驅(qū)動(dòng)致使大口黑鱸近親繁殖、遺傳多樣性降低。目前又受國際形勢的不利影響,導(dǎo)致大口黑鱸原種引進(jìn)受限,親本質(zhì)量有所下降。優(yōu)質(zhì)苗種的規(guī)模化生產(chǎn)供應(yīng)是保證大口黑鱸產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的首要問題。如何破局大口黑鱸種業(yè)“苗種”困境?勢必要求加強(qiáng)種源的技術(shù)攻關(guān),一是通過群體選育,培育出易攝食配合飼料的優(yōu)質(zhì)苗種;二是加強(qiáng)低淀粉配合飼料配制及工藝的研究,減少冰鮮魚的使用,節(jié)約漁業(yè)資源、保護(hù)養(yǎng)殖水環(huán)境,進(jìn)而保證產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
目前,大多數(shù)水產(chǎn)飼料生產(chǎn)工藝采用淀粉起到膨脹和黏合作用,成本低、飼料成型好,通常飼料配方的淀粉含量在20%以上。我們的研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,大口黑鱸利用淀粉的能力相當(dāng)?shù)?,其生長性能與飼料淀粉含量呈負(fù)相關(guān),因此商品配合飼料要求淀粉水平盡可能低(目前市場最好水平為7%~9%),所以飼料淀粉含量的高低也成為市場評(píng)判一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)大口黑鱸飼料質(zhì)量好壞的指標(biāo)。但大口黑鱸養(yǎng)殖均采用膨化顆粒飼料,這就對飼料加工工藝提出了更高更嚴(yán)的要求。在耐糖大口黑鱸種苗選育還未成功時(shí),仍需要深入研究不同飼料原料的加工特性,尤其是不同淀粉源和不同蛋白源的工藝特性或工藝互補(bǔ)、組合特性以及加工調(diào)制參數(shù),盡可能降低飼料淀粉用量,提高飼料的加工質(zhì)量,同時(shí)不影響其營養(yǎng)生物學(xué)效價(jià)。
目前,大口黑鱸的營養(yǎng)學(xué)參數(shù)和飼料生物學(xué)資料嚴(yán)重缺乏,致使其飼料配制技術(shù)受到局限和挑戰(zhàn)。無論從力度、廣度、深度或速度來講,大口黑鱸的技術(shù)研究是被動(dòng)的,被市場牽著鼻子走。眾所周知,現(xiàn)有的飼料配制技術(shù)仍難保證大口黑鱸在100 g以后生長速度趕超冰鮮魚,并且無論是人工飼料養(yǎng)殖還是冰鮮養(yǎng)殖,均會(huì)導(dǎo)致大口黑鱸肝功能受損,影響其正常生長發(fā)育。市場上針對大口黑鱸肝臟保護(hù)或修復(fù)的產(chǎn)品品種很多,難以選擇合適的產(chǎn)品。目前國家已開始規(guī)范市場及整治水產(chǎn)投入品市場,保障養(yǎng)殖戶的切身利益。
研究表明,飼料淀粉水平會(huì)顯著影響大口黑鱸的生長性能和飼料利用率。隨淀粉水平升高,大口黑鱸的生長性能會(huì)顯著降低,而飼料系數(shù)顯著升高。此外,高淀粉水平(15%)顯著影響大口黑鱸肝臟顏色和組織形態(tài),同時(shí)增加肝糖原和肝脂含量(見圖1)。大口黑鱸能夠通過調(diào)節(jié)機(jī)體糖代謝酶和脂代謝酶的表達(dá)水平來適應(yīng)外源性淀粉水平的變化。過高的飼料淀粉水平會(huì)抑制肝臟脂肪分解酶、促進(jìn)脂肪合成酶的表達(dá),進(jìn)而增加肝糖原和肝脂肪含量,致使大口黑鱸肝臟發(fā)生炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡,降低肝臟抗氧化能力,從而對大口黑鱸的生長與健康產(chǎn)生不利影響。
圖1 飼料淀粉水平對大口黑鱸肝臟脂肪沉積的影響(油紅O染色,200×)
此外,高淀粉也會(huì)損傷大口黑鱸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)和緊密連接功能(見圖2),降低腸道益生菌——乳酸菌(Lactobacillus)豐度,誘導(dǎo)潛在致病菌——短波單胞菌屬(Brevundimonas)和羅爾斯通菌屬(Ralstonia)豐度的升高,致使腸道菌群失衡,減少短鏈脂肪酸的產(chǎn)生,加劇腸道氧化應(yīng)激,降低免疫能力。
圖2 淀粉水平對大口黑鱸腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
飼料脂肪水平過高會(huì)引起魚類生長減緩,同時(shí)易導(dǎo)致脂肪在大口黑鱸肝臟中沉積(見圖3),增加氧化應(yīng)激的風(fēng)險(xiǎn)。大口黑鱸通過減少攝食量來適應(yīng)其對能量的攝入,攝食量降低就會(huì)引起蛋白質(zhì)攝食不足,這是高脂飼料引起大口黑鱸生長性能下降的主要原因。因此,生產(chǎn)實(shí)踐中要根據(jù)水溫調(diào)整飼料配方,滿足魚類快速生長的蛋白質(zhì)需要。通過利用脂肪對蛋白質(zhì)的節(jié)約效應(yīng),如何將飼料中的蛋白質(zhì)充分地用于魚類生長,同時(shí)優(yōu)化脂肪和碳水化合物作為能源物質(zhì),這必將是肉食性養(yǎng)殖魚類至關(guān)重要的營養(yǎng)策略。
圖3 飼料脂肪水平對大口黑鱸肝臟顏色的影響
我們研究發(fā)現(xiàn),飼料纖維水平會(huì)影響大口黑鱸腸道的消化和吸收功能。大口黑鱸對纖維素的耐受能力較低,過高的纖維水平(≥8.5%)會(huì)抑制大口黑鱸的生長。此外,不同的纖維源也會(huì)影響大口黑鱸的生長和健康,大口黑鱸對飼料中羧甲基纖維素的耐受能力較差,而飼料中添加發(fā)酵豆渣纖維可促進(jìn)其生長,改善腸道菌群結(jié)構(gòu),提高有益菌的豐度,調(diào)節(jié)腸道健康。
纖維素是一把“雙刃劍”。高纖維水平可以降低血脂和膽固醇含量,減少肝臟脂肪含量的沉積,緩解肝臟因脂肪過度沉積所導(dǎo)致的肝細(xì)胞受損,增強(qiáng)或改善大口黑鱸的肝功能。
研究表明,不同種魚類對植物蛋白的耐受能力差異很大。我們研究發(fā)現(xiàn),高水平濃縮棉籽蛋白(CPC)顯著提高大口黑鱸腸道的通透性(包括血漿二胺氧化酶、D-乳酸和內(nèi)毒素水平,見圖4),表明高水平植物蛋白部分破壞了腸道形態(tài)和黏膜屏障功能,這說明高植物蛋白對腸上皮的損傷有明顯的誘導(dǎo)作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)高水平濃縮棉籽蛋白提高了腸道變形菌門豐度,益生菌的生長受到抑制,破壞腸道菌群穩(wěn)態(tài),誘發(fā)腸道應(yīng)激反應(yīng),出現(xiàn)腸炎。
圖4 濃縮棉籽蛋白(CPC)對大口黑鱸腸道通透性指標(biāo)的影響
此外,飼料中高水平濃縮棉籽蛋白還可降低大口黑鱸幼魚的抗氧化能力,引起機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng),損害肝臟健康。
優(yōu)質(zhì)的配合飼料是保證養(yǎng)殖魚類快速、健康生長的重要途徑,這就要求有充足、精準(zhǔn)的營養(yǎng)和飼料參數(shù),也是制約大口黑鱸產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一。目前關(guān)于蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、脂肪蛋白質(zhì)比、蛋氨酸、精氨酸、維生素(A、E、C)、磷、微量元素(鋅、硒)等營養(yǎng)素在大口黑鱸上已有研究報(bào)道,參數(shù)依然十分缺乏。還需要不斷補(bǔ)充、完善和優(yōu)化大口黑鱸的營養(yǎng)參數(shù),確保飼料配制的科學(xué)性、生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性。
蛋白質(zhì)是魚類生長、發(fā)育所需的重要營養(yǎng)素,蛋白質(zhì)的缺乏會(huì)造成魚類生長緩慢、免疫力下降。實(shí)際生產(chǎn)中大口黑鱸飼料蛋白質(zhì)含量通常為45%~50%(見表1)。眾多研究表明,肉食性魚類對飼料中能量和蛋白質(zhì)的需求量高于其他魚類,且利用脂肪的能力高于利用碳水化合物的能力。一般大口黑鱸商品飼料中的粗脂肪含量為10%~12%,也有高達(dá)14%以上的。我們研究結(jié)果表明,大口黑鱸飼料中脂肪含量可以達(dá)到18.42%,生長效果最佳。目前有研究初步確定了飼料適宜的脂肪蛋白質(zhì)比和糖脂比。
表1 大口黑鱸商品飼料中營養(yǎng)素的推薦量
盡管大口黑鱸自身能夠適應(yīng)性地調(diào)節(jié)糖代謝酶來應(yīng)對飼料淀粉水平的變化,但飼料高淀粉水平會(huì)降低肝臟抗氧化能力,對大口黑鱸的生長和健康產(chǎn)生不利影響。因此,飼料淀粉不宜作為大口黑鱸的能量來源。
魚粉是大口黑鱸飼料中主要的動(dòng)物蛋白源,通常用量在35%以上。為確保飼料中動(dòng)物蛋白的含量,目前在大口黑鱸飼料中添加10%左右的雞肉粉(用量多少取決于加工工藝),甚至添加比例更高。昆蟲蛋白資源豐富,也可以作為大口黑鱸的飼料蛋白源。研究證實(shí),在大口黑鱸飼料中添加黃粉蟲(不超過15%)、黑水虻(不超過20%)是可行的。
植物蛋白價(jià)格相對低廉,但眾所周知的因素限制了其在大口黑鱸飼料中的應(yīng)用。研究表明,大口黑鱸飼料中可以添加15%~20%發(fā)酵豆粕,而棉籽蛋白添加量為10%左右。棉籽蛋白的添加量與其棉酚含量和工藝有關(guān),大口黑鱸對棉酚的敏感性強(qiáng)于其他魚類,且棉酚是影響其生長的一個(gè)重要因子。研究發(fā)現(xiàn),棉籽濃縮蛋白(CP 62%以上,低棉酚≤200 mg/kg)可以作為魚類的飼料蛋白源,降低肉食性魚類對魚粉的依賴性。
生產(chǎn)實(shí)踐中要求大口黑鱸飼料淀粉配制水平盡可能低,目前主要采用“9%左右木薯淀粉+(3%~5%)谷朊粉”技術(shù)方案確保膨化工藝,這時(shí)會(huì)犧牲部分蛋白質(zhì)(如谷朊粉)的質(zhì)量才能保證生產(chǎn)出較好的膨化浮性飼料,是否經(jīng)濟(jì)劃算值得重新評(píng)估。為降低淀粉對魚生長、代謝的危害,通常選擇直鏈淀粉高的原料(如豌豆淀粉)或升糖指數(shù)低的原料(如需要進(jìn)一步評(píng)估的木薯淀粉)作為大口黑鱸飼料的淀粉來源。
商品飼料配制生產(chǎn)時(shí)一定要關(guān)注以下幾個(gè)方面:①品種。目前市場上大口黑鱸有“優(yōu)鱸1號(hào)”“優(yōu)鱸3號(hào)”“皖鱸1號(hào)”,還有“臺(tái)灣鱸”和“本地鱸”(自繁自育)等品種。近幾年的試驗(yàn)對比,我們發(fā)現(xiàn)不同品種在生產(chǎn)性能和抗病力方面存在較大的差異,對糖的耐受能力也不盡相同,需要進(jìn)一步研究。②規(guī)格。魚不同生長階段對營養(yǎng)素的需求是不同的,且不同階段生產(chǎn)上的要求和側(cè)重點(diǎn)也不同,因此,飼料配制時(shí)考慮的營養(yǎng)重點(diǎn)就不同。要因時(shí)施策,科學(xué)制定。③飼料組成。基礎(chǔ)飼料的淀粉水平或淀粉源是一個(gè)重要的影響因素,要高度重視。除考慮動(dòng)物蛋白的總量外,植物蛋白的使用一定要科學(xué)。④高溫期。高溫時(shí)魚攝食率低,生長慢,應(yīng)激反應(yīng)強(qiáng),不耐起網(wǎng)和運(yùn)輸。因此夏季版適溫飼料的開發(fā)非常必要,有助于減少魚類氧化應(yīng)激,促進(jìn)高效的飼料轉(zhuǎn)化率和良好的養(yǎng)殖生產(chǎn)。
營養(yǎng)學(xué)途徑是近年來關(guān)注和研究機(jī)體健康保護(hù)的重要方向,也是水產(chǎn)業(yè)綠色健康、高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。關(guān)于大口黑鱸這方面的研究報(bào)道較少。在此,主要將我們實(shí)驗(yàn)室開展的初步工作進(jìn)行簡要的介紹。
眾所周知,大豆纖維是很好的膳食纖維,豆渣作為豆筋加工副產(chǎn)物,纖維含量高(40%以上),采用固態(tài)發(fā)酵(枯草芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌)后纖維含量降低50%左右,蛋白質(zhì)在20%以上。我們的研究結(jié)果顯示,大口黑鱸飼料中添加9%的發(fā)酵豆渣可以降低大口黑鱸肝臟脂肪含量、血糖以及血脂含量,提高機(jī)體抗氧化能力,進(jìn)而改善大口黑鱸的生長性能??梢?,發(fā)酵豆渣作為魚飼料的蛋白源是可行的,還可以作為一種功能性原料。
亞麻是世界十大油料作物之一,所榨取的亞麻油是主要的工業(yè)植物油之一。相較于其他植物油,亞麻油具有更高含量的α-亞麻酸(18∶3 n-3,ALA),但缺乏n-3 LC-PUFA(如EPA 和DHA)。我們研究發(fā)現(xiàn),大口黑鱸飼料中添加2%亞麻油可改善大口黑鱸肝功能,可以調(diào)節(jié)脂肪代謝,減少肝臟中脂肪和糖原沉積,進(jìn)而改善肝功能和抗氧化能力。
酵母培養(yǎng)物是指在特定工藝條件下由酵母菌在特定的培養(yǎng)基上經(jīng)過充分的厭氧發(fā)酵后形成的微生態(tài)制品,具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),包括氨基酸、有機(jī)酸、寡糖、B 族維生素等功能性成分,不僅能夠改善飼料適口性,還能調(diào)節(jié)機(jī)體免疫防御機(jī)制,改善腸道健康。我們的研究結(jié)果顯示,飼料中添加適宜的酵母培養(yǎng)物可以改善或緩解高劑量棉籽蛋白對大口黑鱸肝腸健康造成的不利影響,進(jìn)而改善其生長性能(見圖5、圖6)。
圖5 酵母培養(yǎng)物對大口黑鱸肝臟抗氧化能力的影響
圖6 酵母培養(yǎng)物對大口黑鱸腸道炎癥細(xì)胞因子表達(dá)量的影響
此外,在大口黑鱸高植物蛋白飼料中添加酵母培養(yǎng)物不僅降低了變形菌門的豐度,而且還增加了擬桿菌門和乳酸菌的豐度(見圖7),改善腸道生態(tài)系統(tǒng),有助于防止腸道炎癥。在斑點(diǎn)叉尾鮰、黃顙魚的研究中也發(fā)現(xiàn)攝入酵母培養(yǎng)物后腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌等有益菌顯著增加,而鄰單胞菌屬、支原體屬以及消化鏈球菌屬等有害菌顯著減少,可見酵母培養(yǎng)物能有效調(diào)節(jié)腸道菌群的平衡,從而促進(jìn)魚類的腸道健康。
圖7 酵母培養(yǎng)物對高植物蛋白誘導(dǎo)下大口黑鱸腸道菌群的影響
桑作為重要藥食兩用植物資源,在我國歷史悠久,資源豐富。桑葉富含多種功能性物質(zhì),包括黃酮類、生物堿類、多酚類、多糖類等,具有降血糖、抗炎和增強(qiáng)免疫力的功效。我們以魚類(大口黑鱸)作為動(dòng)物研究模型,證明了桑葉能夠通過調(diào)節(jié)糖脂代謝和增強(qiáng)肝臟抗氧化以及抗炎能力來減輕肝臟損傷(見表2、圖8)。桑葉有望成為治療肝病的潛在藥物或替代藥物。通過在飼料中添加桑葉發(fā)揮其天然活性物質(zhì)的調(diào)控功能,達(dá)到促進(jìn)養(yǎng)殖魚類生長、減少肝脂沉積和應(yīng)激損傷,維持機(jī)體動(dòng)態(tài)平衡和健康的目的。
表2 桑葉對大口黑鱸血漿生化指標(biāo)的影響
圖8 桑葉對大口黑鱸肝臟炎癥細(xì)胞因子表達(dá)水平的影響
此外,我們研究也發(fā)現(xiàn)飼料中補(bǔ)充免疫增強(qiáng)劑可以顯著提高大口黑鱸的生長與免疫力,不同免疫增強(qiáng)劑對大口黑鱸的免疫和抗病力產(chǎn)生不同的影響,其中以殼寡糖和黃芪多糖對大口黑鱸的免疫作用效果最佳,但兩者不具有協(xié)同效應(yīng)。
大口黑鱸產(chǎn)業(yè)的持續(xù)向好發(fā)展,引起了學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注和高度重視,促進(jìn)了大口黑鱸營養(yǎng)學(xué)和飼料學(xué)研究工作的持續(xù)和深入。盡管配合飼料飼養(yǎng)大口黑鱸(飼料使用率不到70%)已經(jīng)取得成功,但新的原料以及新的養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖方式不斷涌現(xiàn),對大口黑鱸的飼料配制技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。目前的研究資料十分缺乏,還有許多工作要做,尤其是大口黑鱸開口飼料、腸道和肝臟健康以及高溫應(yīng)激等問題,需要開展基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,探明其作用機(jī)理,同時(shí)需要通過營養(yǎng)學(xué)途徑解決這些技術(shù)問題。因此,研制出環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的大口黑鱸配合飼料的任務(wù)仍然十分艱巨、緊迫。