研究报告丨日本海鲈饲料中鸡肉粉替代鱼粉的可行性研究

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　　作者：广州市诚一水产科技有限公司 郭定乾/译
　　
　　摘要：
　　
　　本试验研究鸡肉粉(PBM)替代鱼粉对日本海鲈的影响。配制6种等氮等能饲料，鱼粉的添加水平分别为400(对照组)、320(PM1组)、240(PM2组)、160(PM3组)、80(PM4组)和0(PM5组) g/kg，减少的部分用鸡肉粉替代。初始鱼每尾重8.5 g，PM1、PM2、PM3和PM4试验组鱼的增重率、特定生长率、存活率、氮沉积率、能量沉积率和必需氨基酸沉积率都比对照组和PM5组高。PM3、PM4和PM5组鱼的磷沉积率比对照组、PM1组和PM2组低。PM5试验组的饲料效率、总氮废物排放量和总磷废物排放量(TPW)在所有试验组中最高。各组间的肝体比、全鱼水分、粗脂肪和灰分无显着差异。对照组的肥满度和脏体比较其它组低。本研究结果显示在日本海鲈饲料中，添加一定比例的鱼粉和鸡肉粉作蛋白源比单独添加鱼粉或鸡肉粉对海鲈的生长和饲料利用更有利。当用鸡肉粉替代部分鱼粉时，日本海鲈饲料中鱼粉的添加水平可以减少到80 g/kg。
　　
　　1. 前言
　　
　　鱼粉是水产饲料中优质且昂贵的蛋白源，在海水鱼饲料中添加水平通常很高。水产养殖业的快速发展导致水产饲料对鱼粉的需求量越来越大(Naylor等, 2009)，但全球鱼粉的加工高度依赖于已过度开采的海洋渔业资源。采用经济廉价的陆生动物产品来替代鱼粉是减少水产饲料生产中鱼粉限制的一种途径。可以在鱼饲料中添加高水平的动物性蛋白产品，如鸡肉粉、肉骨粉、羽毛粉和血粉(Fowler, 1991；Watanabe等, 1993；El-Sayed, 1998；Wang等, 2006；El-Haroun等, 2009)。在这些产品中，鸡肉粉(PBM)的蛋白含量高、氨基酸组成适宜（除含硫氨基酸外）以及含有丰富的矿物质，可成为鱼类的一种优质蛋白源(Hertrampf等, 2000)。鸡肉粉可替代鱼粉用于多种鱼类的饲料中。可完全用鸡肉粉替代鱼粉的鱼类研究报道有真鲷(Takagi等, 2000)、银鲫(Yang等, 2006)、非洲鲶鱼(Goda等, 2007)和罗非鱼(Hernandez等, 2010)，可部分替代鱼粉的鱼类有大鳞鲑(Fowler, 1991)、虹鳟(El-Haroun等, 2009)、金头鲷(Nengas等, 1999)、似石首鱼(Kureshy等, 2000)、鮸状黄姑鱼(Wang等, 2006；Guo等, 2007)和玛拉巴石斑鱼(Li等, 2009)。
　　
　日本海鲈是一种广盐肉食性鱼，分布于西太平洋海岸水域(Nip等, 2003；Islam等, 2006)。日本海鲈因其生长快、肉质优质、广盐广温性和市场价格高，所以在中国淡水塘和海水网箱中广泛养殖。日本海鲈饲料的营养需求量已有大量的文献研究报道(Ai等, 2004；Ai等, 2004；Mai等, 2006；Zhang等, 2006)，然而，该鱼蛋白源替代鱼粉方面的研究较少(Xue等, 2006; Cheng等, 2010)。本试验的研究目的是评价鸡肉粉作为蛋白源部分替代鱼粉对海水养殖条件下的日本海鲈的影响。
　　
　　2. 材料与方法
　　
　　2.1 饲料制作
　　
　　鸡肉粉由美国动物蛋白及油脂提炼协会(NRA)香港办事处提供(亚历山大港, VA, USA)，其他饲料原料购自浙江某饲料公司(杭州，中国)。饲料原料营养成分见表1。按照日本海鲈蛋白需要量配制6组等氮(420 g/kg 粗蛋白)、等能(19 MJ/kg 总能量)饲料(Ai等, 2004)。对照组(C组)的鱼粉(鯷鱼粉)水平为400 g/kg。在等粗蛋白水平基础上，剩下五组饲料(PM1、PM2、PM3、PM4和PM5)分别用鸡肉粉替代20%，40%，60%，80%和100%的鱼粉，PM1、PM2、PM3、PM4和PM5组中的鱼粉含量分别为320、240、160、80、0 g/kg。由于日本海鲈的鱼粉蛋白质表观消化率(ADC) (92%, Chang等, 2005)和鸡肉粉蛋白质表观消化率(90~91%, Ji等, 2010)相近，因此可以认为各组鱼粉替代饲料中的可消化蛋白是相同的。为避免蛋氨酸缺乏，在试验组中添加了晶体DL-蛋氨酸。各试验组饲料配方、营养成分和能量见表2，氨基酸组成见表3。
　　
　　饲料原料用锤式破碎机粉碎并过0.5 mm筛，在霍巴特混合器中充分混匀后采用SLP-45单螺杆挤压机(渔业机械研究所，中国水产科学研究院，上海，中国)制粒，挤压温度控制在80~100℃，饲料(直径2 mm，长度4 mm)室温自然风干(温度20~25℃)后用塑料袋密封，4℃保存。

　　2.2 饲养管理
　　
　　为期8周的养殖试验在浙江省海洋水产研究所基地（舟山，中国）进行。日本海鲈鱼苗购自胶州湾（胶州，中国），并在8 h内转移到养殖基地室内池（5×3×1.2 m），暂养期间饲喂商品饲料共45天。挑选540尾大小相近的鱼分到18个玻璃纤维缸（体积200 L）中，每缸30尾鱼，试验开始前用对照组饲料投喂两周以适应实验环境和试验饲料。在养殖试验开始时，先将驯养的鱼停食24 h，每次取25尾鱼，成群称重后随机放入18个缸中，每组饲料设3个重复。鱼的初始体重为8.5±0.0 g每尾（平均值±标准误，n=18，标准误<0.05）。从剩余驯养鱼中取2组鱼，每组3尾，测量鱼的肥满度(CF)、肝体比(HSI)、脏体比(VSI)，然后-20℃冰冻保存作为初始样品，用于体成分分析。
　　
　　饲养期间，每天08:00和16:00人工饱食投喂饲料，按3 L/min的速率过滤缸中海水并连续曝气。采用YSI 85 oxygen-salinity仪(YSI Incorporated, Yellow Springs, OH, USA)每日监测水温和溶氧，每周测一次水体盐度。水温变化范围为24.4~28.5℃（平均值26.8℃），盐度变化范围为25~26 ppt(平均值25.7 ppt)，溶氧>6.0 mg/L。
　　
　　试验结束时先停食24小时，将每个缸中的鱼捞出称总重，从中随机取3尾鱼测量肥满度、肝体比、脏体比和体成分分析，样品-20℃保存。





　　2.3化学成分分析
　　
　　化学分析前，先将样品120℃蒸压20 min，混合均匀后105℃干燥24 h。饲料原料、饲料和全鱼样品的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的测定方法详见参考文献（Wang等, 2006)。用Sykam-433氨基酸分析仪(Sykam Company with Limited Liability, Munich, Germany)测定饲料和全鱼样品的氨基酸含量，用Parr-6200热量计测定(Parr Instrument Company, Moline, IL, USA)测定饲料和全鱼样品的总能。
　　
　　2.4 统计分析
　　
　　按如下公式计算摄食率(FI)，增重(WG)，特定生长率(SGR)，饲料系数(FCR)，氮沉积率(NRE)，磷沉积率(PRE)，能量沉积率(ERE)和氨基酸沉积率(ARE)，肥满度，肝体比，脏体比，总氮废物排放量(TNW)和总磷废物排放量(TPW)，饲料鱼粉效率(RCP)：
　　
　　FI(%/天) = 100×I/[(Wo+Wt)/2×t]
　　
　　WG(g/尾) = Wt/Nt–Wo/No
　　
　　SGR(%/尾) = 100×[ln(Wt/Nt)–ln(Wo/No)]/t
　　
　　FCR(/干饲料重) = I/[(Wt-Wo)
　　
　　NRE(%) = 100×(Wt×CNt-Wo×CNo)/(I×CNf)
　　
　　PRE(%) = 100×(Wt×CPt-Wo×CPo)/(I×CPf)
　　
　　ERE(%) = 100×(Wt×CEt-Wo×CEo)/(I×CEf)
　　
　　ARE(%) = 100×(Wt×CAt-Wo×CAo)/(I×CAf)
　　
　　肥满度 = 体重/体长3×100
　　
　　脏体比(%) = 内脏重/体重×100
　　
　　肝体比(%) = 肝重/体重×100
　　
　　TNW(g 氮/kg 鱼重) = 1000×(I×CNf)×(1-NRE)/[(Wt-Wo)×6.25]
　　
　　TNW(g 磷/kg 鱼重) = 1000×(I×CPf)×(1-PRE)/(Wt-Wo)
　　
　　RCP(g/g) = WG×FCR×FL/(Wt/Nt×DMFt-Wo/No×DMFo)

　　式中I (g) 为试验中摄食饲料的干物质总重；W0 (g) 为鱼总初始体重；Wt (g) 为鱼总末体重；t (d) 为饲喂天数；Nt 为终末鱼尾数；N0 为初始鱼尾数；CNt (%) 为终末全鱼粗蛋白含量；CN0 (%) 为初始鱼全鱼粗蛋白含量；CPt (%) 为终末全鱼磷含量；CP0 (%) 为初始鱼磷含量；CPf (%) 为饲料中的磷含量；CEt (%) 为终末全鱼能量；CE0 (%) 为初始鱼能量含量；CEf (%) 饲料中能量含量；CAt (%) 终末全鱼氨基酸含量；CA0 (%) 为初始鱼全鱼氨基酸含量；CAf (%) 为饲料中氨基酸含量；Ws (g),  Ls (cm),  Wv (g) 和 Wl (g) 分为为终末鱼或初始鱼的体重、体长、脏重和肝重；FL (g/kg) 为饲料中鱼粉的含量；DMFt (g/kg) 为终末全鱼干物质含量；DMF0 (g/kg) 为初始鱼全鱼干物质含量。
　　
　
　　本文来源《中大水生通讯》第53期，广州市诚一水产科技有限公司微信号：gzchengyi2013
　　
　　

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　　3 结果

　　3.1 存活率和生长指标
　　
　　养殖试验鱼均未出现死亡，PM5组摄食量比对照组、PM1和PM2组高(HSD test, P < 0.05, 见表4)。PM1、PM2、PM3和PM4各组间试验鱼末重和增重无显着性差异(HSD test, P > 0.05)，但比对照组和PM5组高(HSD test, P < 0.05)，对照组和PM5组间亦无显着性差异(HSD test, P > 0.05)。特定生长率和饲料鱼粉添加水平的多项方程式为：SGR=?10?5×FL2+0.004×FL+3.091(R2 = 0.85, n = 18, P < 0.05, 见图1)，结果表明当饲料中鱼粉添加水平为200 g/kg时，日本海鲈的特定生长率最大。



3.2 饲料利用率
　　
　　对照组、PM1、PM2、PM3和PM4试验组间以及对照组和PM5组间饲料系数和氮沉积率均无显着性差异(HSD test, P > 0.05,见表4)。PM5试验组的氮沉积率显着低于PM1、PM2、PM3和PM4组(HSD test,P < 0.05)。磷沉积率随着鸡肉粉添加水平的增加而降低，对照组、PM1和PM2组的磷沉积率比PM3、PM4和PM5组高(HSD test, P < 0.05)。PM2、PM3和PM4组的能量沉积率比对照组高(HSD test, P < 0.05)。
　　

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　　对照组、PM1、PM2、PM3、PM4和PM5试验组的总氨基酸沉积率（必需氨基酸和非必需氨基酸）分别为30±2%、34±1%、36±0%、33±1%、32±1%和29±0%。必需氨基酸沉积率在29%~37%之间，非必需氨基酸沉积率在27%~36%之间，见表5和和表6。单个氨基酸，如蛋氨酸、赖氨酸等的沉积率从20%到45%。PM2组总氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸的沉积率比对照组和PM5组高(HSD test, P < 0.05)。赖氨酸沉积率(LRE:%)和赖氨酸含量(LC:%)的回归方程为：LRE=?0.333×LC2+17.91×LC?197.7(P < 0.05, R2 = 0.76, n = 18)，该公式表明当赖氨酸添加水平为26.9 g/(kg饲料干重)时，赖氨酸沉积率最高。PM1、PM2、PM3、PM4和PM5组赖氨酸和组氨酸沉积率比对照组高(HSD test, P < 0.05)。



　　3.3 形态学指标和全鱼组成
　　
　　各试验组间海鲈的肝体比、全鱼组成(水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分)和全鱼氨基酸组成均无显着差异(HSD test，P > 0.05，见表7和表8)。对照组的肥满度和脏体比较PM1、PM3、PM4和PM5组低(HSD test，P < 0.05)。
　


　
　　3.4 废物排放和饲料鱼粉效率
　　
　　PM5试验组总氮废物排放量比PM1、PM2、PM3和PM4组高 (HSD test，P < 0.05, 见表9)。PM1、PM2、PM3和PM4各组间总氮废物排放量无显着差异，对照组和PM5组间亦无显着差异(HSD test，P > 0.05)。各处理组中PM5试验组的总磷废物排放量最高 (HSD test，P < 0.05)，PM3和PM4组总磷废物排放量比对照组、PM1和PM2组高(HSD test，P < 0.05)。饲料鱼粉效率RCP随着鱼粉添加水平的下降而降低，PM2、PM3和PM4组饲料鱼粉效率从0.82降到0.29。
　 　

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　　4 讨论
　　
　　已有研究表明，在低鱼粉水平下用廉价饲料原料替代鱼粉对鱼的生长和饲料利用率无不良影响 (Wang等, 2006; Wang等, 2010)。在本试验中，PM5组的增重率和饲料系数与对照组相似，结果表明可以用鸡肉粉替代日本海鲈饲料中的全部鱼粉。在肉食性鱼类饲料中，鸡肉粉完全替代鱼粉的研究报道较少(Takagi等, 2000)。单独用鸡肉粉替代鱼粉时，饲料中鱼粉最低添加水平不同，大鳞鲑为190 g/kg(Fowler 1991)，金头鲷为350 g/kg(Nengas等, 1999)，拟石首鱼为100 g/kg(Kureshy等, 2000)，鮸状黄姑鱼为180 g/kg(Wang等, 2006)，金头鲷为130 g/kg(Li等, 2009)。本研究结果表明日本海鲈能够利用替代鱼粉的鸡肉粉，其能力与杂食性鱼类相当，如银鲫(Yang等, 2006)，非洲鲶鱼(Goda等, 2007)和罗非鱼(Hernandez等, 2010)。
　　
　　本试验中，总磷废物排放量随着饲料中鱼粉添加水平的降低而增加，对照组、PM1、PM2、PM3和PM4试验组间总氮废物排放量无显着差异，但是PM3、PM4和PM5组总磷废物排放量比对照组高。结果表明在日本海鲈养殖中，鸡肉粉部分替代鱼粉会造成养殖环境中氮污染下降，磷污染上升，因此日本海鲈饲料中将鱼粉水平降至80 g/kg时，不会增加氮的污染，对磷污染亦无影响。
　　
　　一般来说，饲料中用鸡肉粉部分替代鱼粉不会提高试验鱼的生长性能(Nengas 等1999；Kureshy 等2000; Wang, Guo, Bureau 等 2006; Guo等 2007; El-Haroun 等2009)。然而Yang 等(2006) 报道，在饲料中用鸡肉粉替代部分鱼粉提高了银鲫的特定生长率。本试验结果表明，联合使用鱼粉和鸡肉粉比单独用鱼粉或鸡肉粉作为饲料蛋白源对日本海鲈的生长和饲料利用更有益。PM1、PM2、PM3和PM4组饲料蛋白和能量水平及氨基酸组成相同，除鱼粉和鸡肉粉的比例不同，各组的饲料原料相同。因此，PM1、PM2、PM3和PM4组增重、氮沉积率和能量沉积率的差异可归因于饲料中鱼粉和鸡肉粉的比例不同（蛋白组成的变化）。这些结果表明饲料品质不仅决定于它的原料，也决定于饲料配方的组成（不同原料在饲料中的比例）。本试验回归方程表明当饲料中鱼粉添加水平为200 g/kg时鱼生长最好，但是饲喂PM4组（鱼粉添加水平为80 g/kg）饲料的试验鱼增重、氮沉积率、能量沉积率和氨基酸沉积率与PM1、PM2和PM3组相近。因此我们推荐在日本海鲈饲料中鱼粉与鸡肉粉的最优比为1:4 (鱼粉添加水平为80 g/kg)。Yang 等(2006)研究报道银鲫饲料中鱼粉和鸡肉粉的最优比值为1:2。
　　
　　鱼饲料由几种不同的原料组成，每种原料包含多种营养素，包括氨基酸、肽类、核酸、脂肪酸、脂类、碳水化合物、矿物质和维生素等。这些营养素在饲料制作挤压、消化吸收（在胃肠道中）和代谢（在肝脏中）过程中相互影响。Hua等 (2006)研究显示营养素间相互作用影响鱼的磷表观消化率。了解营养素间及饲料原料间的相互作用对配制高质量的鱼饲料是至关重要的。本研究结果突出表明了鱼粉和鸡肉粉搭配使用作为饲料蛋白源，可提高日本海鲈的生长性能和饲料利用效率，其有利影响可能是由于二者结合使用改善了鱼的胃肠道微生物群落(Merrifield等2010)。胃肠道微生物在调节免疫功能(Merrifield等, 2010; Hooper等, 2012; Kelly等, 2012)和调节宿主神经系统(Bercik等, 2012)方面有作用，但这一假设仍需要通过试验验证。
　　
　　营养素的适口性、可消化率和生物可利用率是影响廉价陆生饲料原料替代饲料鱼粉需要考虑的因素。本研究中，PM5组摄食量和饲料系数比对照组高，氮沉积率比对照组低，其部分原因可归于体内可消化蛋白的沉积率低（Chang等 2005；Ji等, 2010）。单个氨基酸沉积率在20%~45%之间，但是必需氨基酸（29%~36）、非必需氨基酸（27%~36%）和总氨基酸（29%~36%）沉积率相对不变，接近于氮沉积率（29%~33%）。氮和总氨基酸沉积率的稳定性取决于单个氨基酸利用效率的差异性。Grisdale-Helland等(2011)研究报道，大西洋鳕的赖氨酸沉积率随着饲料中赖氨酸含量的增加而降低。本研究中，PM5组饲料中的赖氨酸和组氨酸的含量比对照组的低，甘氨酸和脯氨酸的含量比对照组的高。与此相反，饲喂PM5组饲料的鱼的赖氨酸和组氨酸沉积率比对照组的更高，甘氨酸和脯氨酸的沉积率比对照组的更低。研究结果显示，当氨基酸沉积率和饲料中氨基酸含量成反比时，氨基酸沉积率可作为评价饲料中氨基酸添加量(过量或不足)的一项指标。Hertramp 等(2000)研究表明鸡肉粉的赖氨酸和蛋氨酸含量比鱼粉低，因此用鸡肉粉替代鱼粉的饲料中，赖氨酸和蛋氨酸的含量降低。Mai等(2006)研究表明当日本海鲈饲料中赖氨酸添加水平为26.0 g/(kg饲料干重)时饲料利用效率最高。本研究中，除PM5组外，各试验组饲料赖氨酸含量在26.2~32.4 g/(kg饲料干重)之间，当赖氨酸水平为26.9 g/(kg饲料干重)时，海鲈的赖氨酸沉积效率最高。对照组鱼的赖氨酸沉积率比PM1、PM2、PM3、PM4和PM5组低，但是并无显着性差异，结果表明饲料中赖氨酸缺乏并不是造成PM5组鱼的增重和氮沉积率比PM1、PM2和PM3组低的主要原因。
　　
　　5 小结
　　
　　在日本海鲈饲料中，添加一定比例的鱼粉和鸡肉粉作蛋白源比单独添加鱼粉或鸡肉粉对海鲈的生长和饲料利用更有利。当用鸡肉粉替代部分鱼粉时，日本海鲈饲料中鱼粉的添加水平可以减少到80 g/kg。（完）
　　
　　（原文：Wang Y, Wang F, Ji W X, et al. Optimizing dietary protein sources for Japanese sea bass (Lateolabrax japonicus) with an emphasis on using poultry by‐product meal to substitute fish meal[J]. Aquaculture Research, 2013.）

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