伍代勇 叶元土 张宝彤 郑石轩
摘 要 在使用30%鱼粉的基础上，分别添加27%豆粕、24%花生粕、24%棉粕、31%菜粕，以一高鱼粉组(含鱼粉46%)和商品饲料作参照，挑选初均重约(0.61±0.02) g凡纳滨对虾，在室内养殖系统中饲养8周后，比较和探讨4种植物蛋白对凡纳滨对虾肌肉必需氨基酸组成和沉积率的影响,结果显示：①9种必需氨基酸中，除了苯丙氨酸和缬氨酸含量在各试验组间无显著差异以外(P>0.05),其余均存在显著差异(P<0.05)。其中，花生粕组、豆粕组肌肉必需氨基酸总量低于鱼粉组，而高于商品饲料，但是差异均不显著(P>0.05)；棉粕组和菜粕组显著低于鱼粉组(P<0.05)，与商品饲料无显著差异(P>0.05)。②各试验组9种必需氨基酸沉积率存在显著差异；总氨基酸沉积率由高到低依次是鱼粉组、花生粕组、豆粕组、商品饲料、棉粕组和菜粕组；花生粕组、豆粕组同鱼粉组和商品饲料无显著差异(P>0.05)，而棉粕组和菜粕组显著低于鱼粉组和商品饲料(P<0.05)。③饲料和肌肉9种必需氨基酸相关性系数分别为商品饲料组0.95、鱼粉组0.92、豆粕组0.94、花生粕组0.96、棉粕组0.97、菜粕组0.89，均为极显著的正相关关系(P<0.01)。
关键词 凡纳滨对虾；植物蛋白；氨基酸沉积
中图分类号 S816.35
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)又称南美白对虾、白脚虾，原产于墨西哥及中、南美洲的太平洋沿岸暖水水域，是世界上养殖产量最高的三大优良虾种之一。鱼粉作为凡纳滨对虾饲料中最主要的、昂贵的蛋白原料，但因资源量的下降、环境保护的要求以及市场供求关系等影响，在对虾饲料中的使用将会受到限制。而植物蛋白因其来源丰富、价格低廉、品质稳定，被认为是既经济又营养的蛋白源[1]，在对虾饲料中广泛应用。其中，豆粕[2]、浸提棉粕[3]、菜粕(Canola)[4]在凡纳滨对虾均有研究报道。我们也就豆粕、花生粕、棉粕、菜粕对对虾的生长性能、非特异性免疫的影响进行了评估。饲料中蛋白的氨基酸组成应该与对虾组织相符合[5]。在鲤[6]、斑点叉尾■[7]等水产动物体组织的必需氨基酸组成和饲料中氨基酸的需要有着明显的相关关系。本文研究了四种植物蛋白对于对虾肌肉中必需氨基酸组成、氨基酸沉积率的影响，并且通过分析研究饲料氨基酸同虾体氨基酸的相关性关系，进一步探讨四种原料在对虾饲料中使用的可行性。
1 材料与方法
1.1 试验饲料
四种植物蛋白组均在使用30%秘鲁鱼粉的基础上，分别等氮使用27%浸提豆粕、24%浸提花生粕、24%浸提棉粕、31%浸提菜粕；同时为了达到相同蛋白水平，鱼粉组鱼粉使用比例为46%；另外，选用一种凡纳滨对虾商品饲料作为参照。各试验组原料的配比、实际营养水平见表1。
所有原料均用小型原料粉碎机粉碎过80目标准筛后,按表1配方混合均匀,加入适当的水,用实验制粒机压制成直径为1.5 mm的条状饲料,然后置于80 ℃烘箱中熟化1 h，取出自然风干后，压碎成2～4 mm的颗粒饲料，置4 ℃冰箱备用。
1.2 养殖管理
试验虾苗来自湛江东海岛育苗场，用轮虫人工暂养2周后，挑选初重(0.61±0.02) g幼虾随机分入各玻璃钢养殖桶(260 L)，每桶分入30尾，每个处理组设置3个平行。投饲率为8%～10%,每天分别在6:00、11:00、15:00、22:00定时投喂，每个试验组投喂相同的量，每天观察虾的吃食情况，根据天气变化、海水盐度变化和吃食情况适当调整投喂量。养殖系统中每个养殖桶为一个独立养殖单元，养殖水体不循环。以经过沙滤的天然海水为水源，再经过沉淀池静置、沉淀处理后作为试验养殖用水。每天定时换掉1/4～1/3水体，补充新水，并吸去养殖桶内的残余粪便。试验期间水温28～31 ℃，盐度为28‰～32‰，养殖过程中不断充氧曝气，溶解氧在6.5 mg/l以上。养殖试验共计8周，在广东湛江粤海饲料有限公司试验基地室内养殖系统中进行。
1.3 氨基酸检测及沉积率的计算
1.3.1 饲料及肌肉氨基酸的测定
采用常规酸水解法测定各试验饲料、虾体样品水解氨基酸的组成情况。将样品在110 ℃、C=6 mol/l盐酸作用下,水解成单一氨基酸,再经反相液相色谱法分离,并以OPA(邻苯二甲醛),FMOC(9-芴甲氧基甲酰氯)柱前衍生，注入高效液相色谱柱，用紫外可变波长检测器在338和262 nm处测定。检测了各试验组凡纳滨对虾肌肉9种必需氨基酸组成，其中色氨酸(Trp)在酸水解过程中被破坏，未检测。
1.3.2 必需氨基酸沉积率的计算
分别测定了试验饲料和养殖对虾肌肉的9种必需氨基酸，根据饲料消耗和虾体增重情况计算每种必需氨基酸的沉积率。
必需氨基酸沉积率=[(a×b×c)/(d×e×f)]×100 %。
式中：a——虾体增重量(g)；
b——虾体肌肉中干物质含量(%)；
c——虾体肌肉中该氨基酸含量(%)；
d——饲料消耗量(g)；
e——饲料中干物质含量(%)；
f——饲料中该氨基酸含量(%)。
1.4 数据统计
试验结果用平均值±标准差（mean±S.D）表示，数据用SPSS 11.5软件进行处理，经过One-Way ANOVA方差分析，用Duncan's法多重检验分析试验结果平均数的显著性,显著水平为0.05。用Pearson Correlation(2-tailed)检验饲料和肌肉必需氨基酸的相关性。
2 结果与分析
2.1 肌肉必需氨基酸组成（见表2）
由表2可见，各试验组对虾肌肉9种必需氨基酸中，仅苯丙氨酸和缬氨酸含量在各试验组无显著差异（P>0.05）。其中，豆粕组对虾肌肉蛋氨酸含量显著低于鱼粉组、花生粕组、棉粕组和菜粕组（P<0.05），与商品饲料无显著差异（P>0.05）；而豆粕组赖氨酸显著高于商品饲料、花生组、棉粕组和菜粕组（P<0.05），而花生组、棉粕组和菜粕组含量较低，且他们之间无显著差异（P>0.05）；苏氨酸含量以花生粕组较高，菜粕组最低，显著低于鱼粉组和花生粕组（P<0.05），其它无显著差异（P>0.05）。异亮氨酸最高的是花生粕组，而豆粕和菜粕组偏低。亮氨酸含量各试验组与鱼粉组均未表现出显著差异（P>0.05），只是花生粕组显著高于商品饲料（P<0.05）。组氨酸几种植物蛋白组显著低于鱼粉组（P<0.05），菜粕组最低。精氨酸含量除了豆粕组显著低于鱼粉组外（P<0.05），其余3种植物蛋白组与鱼粉组都无显著差异（P>0.05）。豆粕、花生粕组肌肉必需氨基酸总量分别为（40.00±1.78）%和（40.6±1.25）%，略低于鱼粉组，高于商品饲料，但是差异均不显著（P>0.05）；棉粕组和菜粕组分别为（38.9±0.61）%和（38.5±0.86）%，显著低于鱼粉组（P<0.05），但与商品饲料无显著差异（P>0.05）。
2.2 肌肉必需氨基酸沉积率（见表3）
由表3可见，花生粕组、豆粕组和棉粕组蛋氨酸沉积率显著高于鱼粉组（P<0.05），菜粕组蛋氨酸沉积率也高于鱼粉组，但是差异并不显著（P>0.05）。花生粕组、豆粕组赖氨酸和精氨酸沉积率与商品饲料无显著差异（P>0.05），而棉粕和菜粕的这2种必需氨基酸沉积率较低，不同程度低于其余4组。苏氨酸沉积率则是花生粕组最高，且显著高于其余几个试验组（P<0.05），而菜粕组最低。豆粕组和棉粕组苏氨酸沉积率与鱼粉组和商品饲料无显著差异（P>0.05）。花生粕组异亮氨酸和亮氨酸沉积率最高，与鱼粉组均无显著差异(P>0.05)，而显著高于商品饲料(P<0.05)；豆粕组和棉粕组显著低于鱼粉组(P<0.05)，与商品饲料无显著差异(P>0.05)，菜粕组的异亮氨酸和亮氨酸沉积率最低。苯丙氨酸沉积率则以鱼粉组最高，其余各组均显著低于鱼粉组(P<0.05)，而棉粕组和菜粕组仍然最低。豆粕组和花生粕组的缬氨酸沉积率虽然低于鱼粉组,但与鱼粉组和商品饲料均无显著差异（P>0.05）；棉粕组低于鱼粉组,与商品饲料无显著差异(P>0.05)；菜粕组缬氨酸沉积率最低，显著低于其余各组(P<0.05)。豆粕组和花生粕组组氨酸沉积率与鱼粉组和商品饲料并未表现显著差异(P>0.05)，棉粕组和菜粕组组氨酸沉积率较低，显著低于鱼粉组、商品饲料、花生粕组和豆粕组(P<0.05)。
单个氨基酸沉积率的差异导致了总氨基酸沉积率的差异，由高到低依次是鱼粉组、花生粕组、豆粕组、商品饲料、棉粕组和菜粕组。其中，花生粕组、豆粕组同鱼粉组和商品饲料无显著差异(P>0.05),而棉粕组和菜粕组含量显著低于鱼粉组和商品饲料(P<0.05)。
2.3 饲料与肌肉必需氨基酸的相关性分析
用Pearson Correlation(2-tailed)检验饲料和肌肉9种必需氨基酸的相关性，结果见表4。其中，各试验组饲料和肌肉9种必需氨基酸的相关性系数分别为商品饲料组0.95、鱼粉组0.92、豆粕组0.94、花生粕组0.96、棉粕组0.97、菜粕组0.89，相关性均为极显著的正相关关系(P<0.01)。可以看出以四种单一原料与鱼粉配置使用时，饲料中氨基酸组成模式能够与肌肉氨基酸组成模式相匹配，饲料氨基酸的组成均能够满足对虾对氨基酸的需求。
3 讨论
3.1 四种植物蛋白对对虾生长性能、氨基酸沉积率的影响
本试验同时研究了四种植物蛋白对对虾生长性能的影响，表现出了一定差异，结果为豆粕组、花生粕组凡纳滨对虾的生长性能(末重、增重率和特定生长率)与鱼粉组和商品饲料无显著差异(P>0.05)；棉粕组对虾生长显著低于鱼粉组(P<0.05)，与商品饲料差异不显著(P>0.05)；菜粕组对虾生长最差，显著低于其余各试验组(P<0.05)。氨基酸沉积率结果与生长结果比较一致。饲料中必需氨基酸在机体内的沉积效率，可以反映饲料的质量。赵振山(1995)研究发现，鲤鱼配合饲料中部分鱼粉蛋白被羽毛蛋白替代后，尽管粗蛋白含量相同，但饲料中蛋白品质严重影响鱼体对必需氨基酸的沉积率，饲料品质越好，沉积率越高[8]。总氨基酸沉积率结果验证了生长结果，显示了豆粕和花生粕能够作为比较优质的蛋白源，而棉粕和菜粕的效果较前两种原料差，尤其是菜粕。通过生长试验和氨基酸沉积率结果可以看出四种植物蛋白使用效果依次为豆粕、花生粕、棉粕和菜粕。
3.2 饲料氨基酸与肌肉氨基酸相关性分析
一直以来，除斑节对虾(P. monodon)外，对虾必需氨基酸需要量的数据仍很缺乏[9]。Philipps等(1956)在研究虹鳟的饲料蛋白质需要时首次提出了用饲养对象身体组织的氨基酸组成模式来测定它对饲料中的蛋白质需要[10]。Deshimaru等(1994)认为，饲料蛋白的氨基酸组成应该与对虾组织相符合[5]。李爱杰(1998)通过分析中国对虾体必需氨基酸组成，研究了中国对虾EAA的需求量[11]。同时一些学者对鲤[6]、斑点叉尾■(Ictaturus punctatus)[7]等水产动物研究表明了机体组织的必需氨基酸组成和饲料中氨基酸的需要有着明显的相关关系。从本试验的结果看，饲料必需氨基酸同肌肉必需氨基酸相关性系数均在0.89～0.97之间，且呈极显著的正相关关系，印证了上述作者的观点，可以看出本试验中四种植物蛋白组成的饲料蛋白在必需氨基酸的组成上与对虾肌肉是相符合的，能够满足对虾对于必需氨基酸需求。而叶元土等(1999)用灰色关联分析法，作为判定饲料的必需氨基酸的比例关系与草鱼的10种必需氨基酸的比例关系的整体接近程度，结果表明，平衡的氨基酸对草鱼的养殖效果呈正相关关系[12]。由此可以看出，这四种植物蛋白的氨基酸组成能够满足对虾对于获得好的生长效果的需求。
3.3 影响四种植物蛋白使用效果的因素分析
无论是从生长性能、氨基酸的相关性和氨基酸沉积率来看,豆粕、花生粕都与鱼粉组和商品饲料表现出相似的生长性能,而棉粕表现为较高的相关性系数,但是沉积率较低；菜粕的相关性系数和沉积率均较低。产生这种差异的原因可能是：第一,与蛋白原料必需氨基酸的平衡性有关系。鱼粉蛋白之所以被认为是优质的蛋白源的主要原因之一是其必需氨基酸平衡性好,要优于植物蛋白。本试验花生粕、豆粕、棉粕和菜粕均低于鱼粉,尤其是棉粕和菜粕,这可能是由于两者的氨基酸平衡性较差的原因,虽然个别氨基酸沉积率可能较高，但是整体氨基酸的沉积效率却较低。第二,可能与植物蛋白中抗营养因子有一定关系。其中,棉粕在饲料加工过程中,游离棉酚可与棉蛋白中赖氨酸的ε-NH2发生美拉德反应,使显著降低棉粕有效赖氨酸含量和利用率[13-14];棉粕中含有的环丙烯脂肪酸会降低氨基酸的利用[15];棉粕中较高含量的粗纤维会影响其它营养素的吸收,从而降低动物的生长性能[16]。而菜粕蛋白质消化率较豆粕和棉粕低[17],赖氨酸和蛋氨酸含量及利用率较低,会导致凡纳滨对虾对菜粕蛋白的利用和转化效率降低,从而影响凡纳滨对虾的生长。另一方面,菜粕含有硫甙、芥酸、异硫氰酸盐等抗营养因子,且纤维含量高,这些抗营养因子不仅可能引起鱼体生长速度的下降,还可能导致水产动物甲状腺机能衰退、肝脏、肾脏和大脑脱碘等生理、生化变化。
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（编辑：徐世良，）
伍代勇，苏州大学基础医学与生命科学学院，215123，江苏苏州。
叶元土（通讯作者），单位及通讯地址同第一作者。
张宝彤，北京桑普生化技术有限公司。
郑石轩，湛江粤海饲料有限公司。
收稿日期：2009-03-02 |
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