飼料中膨化全脂大豆粉添加蛋氨酸替代魚粉對烏鱧生長和代謝的影響

■左亞男 鄭 偉，2 劉凡寧 陳秀梅 王桂芹 叢林梅 田佳鑫 楊秋實

（1.吉林農業大學動物科學技術學院，吉林長春 130118；2.吉林省延邊州水產技術推廣站，吉林延邊 133002；3.吉林省新立城水庫管理局，吉林長春 130119)

因大豆蛋白質含量高，且氨基酸配比與魚類需求相接近，是替代魚粉的最佳植物蛋白源，但大豆及其制品的添加，其中的抗營養因子對魚類的消化、代謝及其生產性能產生一定負面影響（王桂芹等，2006），以及氨基酸的不平衡性等導致不能全部替代（王桂芹等，2009）。膨化大豆是將整粒大豆加熱（130～145℃）膨化，可破壞細胞壁和抗營養因子,使得淀粉糊化，從而提高魚類對大豆蛋白的消化。在漁用顆粒飼料中使用膨化全脂大豆，可減少額外噴涂加油脂的加工費用。但研究多局限在不同大豆制品等對魚粉的替代（王桂芹等，2010），而關于補充限制性蛋氨酸的膨化全脂大豆粉對魚粉的替代沒有報道。因此，本試驗以烏鱧為研究對象，用膨化全脂大豆粉替代魚粉，同時補充限制性蛋氨酸，旨在為膨化全脂大豆粉的合理應用、優化烏鱧飼料配方、保護養殖環境提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

試驗飼料以魚粉和膨化全脂大豆粉為蛋白源來配制半純合飼料。膨化全脂大豆粉和魚粉的營養組成見表1。設計大豆蛋白分別替代0%、20%、40%、60%、80%、100%的魚粉蛋白，同時按照烏鱧營養需求添加蛋氨酸配成6種等氮、等能的飼料，其中飼料蛋白質和能量分別為41%和18.5 kJ/g（表2），飼料原料按要求粉碎，按配方稱重、混均，擠壓成顆粒（直徑為1.5 mm），曬干后冷藏保存、備用。

1.2 飼養管理

試驗烏鱧幼魚為同一批健康的烏鱧一齡魚種。試驗前暫養于室內水族箱中，投喂試驗飼料進行馴化15 d。飼養試驗為期8周。試驗前，停食24 h，挑選健康、均勻的烏鱧魚種，稱體重、量體長，隨機放養，每種飼料設置3個重復，每個重復30尾魚，日投喂率為魚體重2.5%～4.0%，視其攝食情況進行適當調整。每天9：00、17：00飽食投喂，收集殘餌。試驗期間溶解氧＞5 mg/l，氨氮＜0.5 mg/l，pH值(7.1±0.1)，水溫24～28℃。

表1 膨化全脂大豆粉和魚粉的營養組成及烏鱧營養需求(%)

表2 試驗飼料配方及營養水平(干重)

1.3 樣品收集與測定

試驗結束前停食24 h，每組按每個重復稱重，用于計算生長和飼料利用指標，并分別取魚5尾，取背鰭下側線上白肌用于測定其常規營養成分。常壓干燥法、半微量凱氏定氮法、索氏抽提法、干灰化法分別測定水分、粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分。具體計算指標如下：

式中：I——攝入飼料的重量(g)；

W0、Wt、Wd——分別為試驗開始和試驗結束時及死魚的總重量；

CP——飼料蛋白質的含量（%）；

t——試驗的天數（d）。

1.4 蛋白酶、代謝酶和氮排泄的測定

試驗結束后停食1 d，隨機從每重復取魚10尾，麻醉(200 mg/l MS-222)后，尾靜脈取血，4℃靜置24 h，取血清。將采過血的烏鱧冰上解剖，取出腸道和肝臟，-20℃保存備用。

測定血清及肝臟谷草轉氨酶（AST）、谷丙轉氨酶(ALT)(南京建成)，腸道的取樣和蛋白酶的測定見錢曦等(2007)方法，氮排泄的測定見王桂芹等(2008)方法。

1.5 統計分析

采用SPSS 10.0軟件進行單因素方差分析，用Duncan's法多重比較，顯著性水平為P＜0.05。

2 結果

2.1 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧生長和飼料利用的影響(見表3)

表3 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧生長和飼料利用的影響

隨著飼料中膨化全脂大豆替代魚粉比例的增加，烏鱧的平均增重率發生變化，當替代20%魚粉蛋白時，烏鱧的平均增重率顯著高于80%和100%替代組（P＜0.05），與對照組相比差異不顯著，當替代量為100%時，烏鱧的增重率顯著低于對照組和其它各組。飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧的攝食率沒有顯著影響。20%替代組的蛋白質效率顯著高于對照組和其他各試驗組（P＜0.05），100%替代組的蛋白質效率顯著低于對照組和其他各試驗組（P＜0.05），飼料系數與之有相反的趨勢。

2.2 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧蛋白消化、代謝酶及氮排泄的影響（見表4、表5)

表4 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧蛋白消化和代謝酶的影響

隨著飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸替代比例的增加，烏鱧腸道蛋白酶活性呈下降趨勢，100%與80%替代組相比烏鱧腸道蛋白酶活性之間差異不顯著，但顯著低于對照組和20%替代組（P＜0.05）。隨著飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸替代比例的增加，肝臟AST和ALT、血清AST和ALT逐漸升高，都是80%和100%替代組烏鱧肝臟AST和ALT、血清AST和ALT之間差異不顯著，但顯著高于對照組（P＜0.05）。隨著飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸替代比例的增加，烏鱧氨氮的排泄量升高，60%、80%和100%替代組顯著高于對照組和其他各組（P＜0.05）。

表5 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧氮排泄的影響

2.3 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧肌肉組成的影響（見表6）

表6 飼料中膨化全脂大豆對烏鱧肌肉組成的影響(%)

隨著飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸替代比例的增加，烏鱧肌肉水分含量逐漸上升，而蛋白質、脂肪和灰分含量則有逐漸下降的趨勢，但各處理組間差異不顯著。

3 討論

3.1 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸替代魚粉的適宜量

相對草食性和雜食性魚類而言，肉食性魚類對大豆蛋白的利用最差，主要原因是大豆中存在魚類敏感的抗營養因子（如胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、凝集素等）（Olli等，1994）和蛋氨酸缺乏導致的氨基酸不平衡（Webster等，1992）等影響其攝食、降低飼料利用，從而影響生長和健康。

近年開展不同加工形式的大豆制品對魚粉蛋白的替代，如王桂芹等（2010）研究不同處理方式的大豆制品對鯉的影響，發現對熱敏感和不敏感的大豆抗營養因子的負面影響。本試驗針對肉食性魚類利用大豆蛋白較差的原因和加工工藝等問題，選擇淡水兇猛肉食性的烏鱧幼魚為研究對象，選擇全脂膨化大豆添加包膜蛋氨酸替代魚粉，最大限度地消除抗營養因子、氨基酸不平衡和加工中減少脂肪額外添加的麻煩。本試驗在烏鱧全脂膨化大豆蛋白飼料中添加蛋氨酸，使得大豆蛋白替代魚粉的含量達到60%～80%。遠高于虹鱒（Krogdahl等，1994）和石斑魚（Luo等，2004）的替代量為20%和25%。造成大豆蛋白替代量提高但卻不能100%替代的主要原因：一是膨化加工的高溫高壓，可使對熱敏感的大豆抗營養因子（如抗胰蛋白酶和凝集素等）失活，使細胞內的脂肪和蛋白質等養分釋放更易被烏鱧消化吸收，從而提高養分消化吸收率和替代的比例。二是大豆中限制性蛋氨酸的添加保證了必需氨基酸在一定程度的平衡，提高蛋白質的利用效率。如以去脂大豆添加限制性氨基酸的飼料飼喂鯉、鲇和牙鲆，可分別替代100%、70%和45%的魚粉蛋白（Murai等，1986；Webster等，1992；Kikuchi等，2003）。三是膨化加工不能使某些如抗原蛋白等抗營養因子完全失活或鈍化，從而導致蛋白質的消化率和氨基酸的利用率降低，影響烏鱧的生長。如Rumsey等（1993）和王桂芹等(2010）報道的經過加熱處理的豆粕飼喂虹鱒和鯉，同樣表明其生長受限，對熱穩定的免疫活性的大豆抗原仍然存在。所以本試驗100%的膨化大豆蛋白替代影響烏鱧的飼料利用和魚類生長。

3.2 飼料中膨化全脂大豆添加蛋氨酸對烏鱧蛋白質代謝的影響

腸道的蛋白酶的活性隨著大豆蛋白替代量的提高而降低，是因為胰蛋白酶抑制因子和小腸中胰蛋白酶結合生成無活性的復合物，導致蛋白質的消化利用率降低（王桂芹等，2006）。吳莉芳等（2014）對鯉飼料添加大豆抗原蛋白，結果表明，添加量為30 g/kg時，鯉稚魚中腸和后腸皺襞高度下降，添加量為60 g/kg時，鯉幼魚后腸皺襞高度下降，兩者腸道形態均出現不同程度的破壞。黑鯛幼魚飼料中混合蛋白（肉骨粉∶大豆分離蛋白=1∶1）可替代45%魚粉（黎慧等，2014）。本試驗膨化全脂大豆添加蛋氨酸100%替代組影響到烏鱧腸道消化酶的活性。

轉氨酶（谷丙和谷草轉氨酶）是氨基酸代謝的關鍵酶，可反映氨基酸代謝強度的大小，生物膜結構遭到破壞時逸到胞外，有研究表明，血清中GPT含量可以反映金鯽肝、腎細胞受損程度（王虹揚等，2006）。黑鯛幼魚血清谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶活性隨混合蛋白(添加包膜必需蛋氨酸、賴氨酸和精氨酸)替代比例的增加而顯著增大(黎慧等，2014)。有報道大豆抗原蛋白影響鯉稚魚和幼魚血液轉氨酶活性（賴紅娥等，2013）。本試驗膨化全脂大豆添加蛋氨酸80%替代組影響到烏鱧血液轉氨酶的活性，表明影響到肝臟的代謝，但沒有影響生長。

氮排泄高低與飼料蛋白的質量和數量有關。將（4.86±0.02）g虹鱒稚魚在室內循環水養殖系統中進行為期90 d的生長實驗，添加氨基酸時，大豆蛋白替代水平增加到40%，氮排泄逐漸降低，替代水平由40%增加100%時，氮排泄逐漸升高（王裕玉等，2011）。而在中華絨螯蟹飼料中，大豆分離蛋白的替代比例超過56.89%時，氨氮排泄率顯著性升高（李二超等，2005)。本試驗膨化全脂大豆添加蛋氨酸100%替代組提高氮排泄，表明過量添加影響到肝臟氨基酸的代謝。

本試驗膨化處理大豆可消除對熱敏感的抗營養因子的負面影響，添加蛋氨酸可一定程度保證必需氨基酸的平衡，但過量添加仍然影響生長和代謝，表明對熱不敏感的大豆抗原蛋白的負面作用，大豆抗原蛋白被吸收后以完整的大分子蛋白質吸收，刺激免疫系統產生抗體，引起腸黏膜損傷，蛋白質表觀消化率下降（賴紅娥等，2013）。

4 小結

在本試驗條件下，添加蛋氨酸的膨化全脂大豆蛋白對烏鱧飼料中魚粉蛋白的最大替代量為60%～80%。遠高于其他肉食性魚類，原因是膨化及添加限制性蛋氨酸促進烏鱧對大豆的利用，但因對熱不敏感的大豆抗原蛋白存在導致仍然不能100%的替代，生產上膨化全脂大豆應適當與其它蛋白源搭配使用，降低飼料成本和油脂額外添加的成本和消耗。