研究论文

黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾生长、体组成及免疫力的影响

  • 韩光明 , 1, 2 ,
  • 张家宏 , 1, * ,
  • 吴雷明 1, 2 ,
  • 寇祥明 1, 2 ,
  • 叶小梅 3 ,
  • 覃宝利 1, 2 ,
  • 毕建花 1, 2 ,
  • 王守红 1 ,
  • 徐荣 1, 2 ,
  • 马林杰 1, 2 ,
  • 张诚信 1, 2 ,
  • 杨婷 1, 2
展开
  • 1 江苏里下河地区农业科学研究所,扬州 225007
  • 2 江苏省生态农业工程技术研究中心,扬州 225007
  • 3 江苏省农业科学院,南京 210014
* 张家宏,研究员,硕士生导师,E-mail:

韩光明(1985—),男,江苏东海人,助理研究员,硕士,研究方向为特种水产动物繁育与营养。E-mail:

Office editor: 菅景颖

收稿日期: 2022-12-28

  网络出版日期: 2023-07-11

基金资助

江苏省现代农业产业技术体系(JATS[2022]265)

扬州市重点研发计划(现代农业)(YZ2022037)

Effects of Replacing Fish Meal with Black Soldier Fly Larvae Meal on Growth, Body Composition and Immunity of Red Swamp Crayfish (Procambarus clarkii)

  • HAN Guangming , 1, 2 ,
  • ZHANG Jiahong , 1, * ,
  • WU Leiming 1, 2 ,
  • KOU Xiangming 1, 2 ,
  • YE Xiaomei 3 ,
  • QIN Baoli 1, 2 ,
  • BI Jianhua 1, 2 ,
  • WANG Shouhong 1 ,
  • XU Rong 1, 2 ,
  • MA Linjie 1, 2 ,
  • ZHANG Chengxin 1, 2 ,
  • YANG Ting 1, 2
Expand
  • 1 Agricultural Science Institute of Jiangsu Lixiahe District, Yangzhou 225007, China
  • 2 Research Center for Eco-Agricultural Engineering and Technology of Jiangsu Province, Yangzhou 225007, China
  • 3 Jiangsu Academy of Agriculture Sciences, Nanjing 210014, China
* professor, E-mail:

Received date: 2022-12-28

  Online published: 2023-07-11

摘要

本试验旨在研究黑水虻幼虫粉(BSFL)替代鱼粉对克氏原螯虾生长、体组成及免疫力的影响。以含8%鱼粉的实用饲料(G0)为对照,以黑水虻幼虫粉替代实用饲料中20%(G20)、40%(G40)、60%(G60)、80%(G80)和100%(G100)的鱼粉,配制6种等氮等脂的试验饲料。选取平均体重为(10.30±0.16) g的克氏原螯虾虾苗630尾,随机分为6组(G0、G20、G40、G60、G80和G100组),每组3个重复,每个重复35尾。6组试验虾投喂对应的试验饲料90 d。结果显示:随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,克氏原螯虾的末均重、增重率和特定生长率均呈先上升后下降的趋势,其中G40组的末均重、增重率、特定生长率均显著高于G100组(P<0.05),且饲料系数显著低于G100组(P<0.05);根据回归方程,当饲料中的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为34.25%时,克氏原螯虾的增重率最高;各替代组(G20~G100组)雌虾和雄虾的末均重、末均体长、腹肉率、肝胰腺指数(G60组除外)、性腺指数等形体指标与对照组(G0组)相比均无显著差异(P>0.05),G40组体重>50 g的个体比例为17.86%,约为对照组的2倍;G80和G100组雌虾粗蛋白质含量显著高于对照组(P<0.05),G20和G40组雌虾粗脂肪含量显著低于对照组(P<0.05),各组雄虾粗蛋白质、粗脂肪含量无显著差异(P>0.05);各组之间血淋巴中胆固醇、甘油三酯、丙二醛含量与谷丙转氨酶、谷草转氨酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性以及总抗氧化能力均无显著差异(P>0.05);G40组血淋巴中总蛋白、白蛋白和葡萄糖含量均显著高于G100组(P<0.05);G20组血淋巴中碱性磷酸酶活性显著高于G0、G80和G100组(P<0.05),溶菌酶活性显著高于G60组(P<0.05),超氧化物歧化酶活性显著高于G80组(P<0.05)。综上所述,黑水虻幼虫粉替代饲料中34.25%的鱼粉时,克氏原螯虾生长性能最佳,并有利于提高个体规格;黑水虻幼虫粉替代饲料中20%~40%的鱼粉可提高克氏原螯虾血淋巴中总蛋白和葡萄糖含量以及部分免疫酶活性,进而提高机体免疫能力。

本文引用格式

韩光明 , 张家宏 , 吴雷明 , 寇祥明 , 叶小梅 , 覃宝利 , 毕建花 , 王守红 , 徐荣 , 马林杰 , 张诚信 , 杨婷 . 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾生长、体组成及免疫力的影响[J]. 动物营养学报, 2023 , 35(7) : 4495 -4506 . DOI: 10.12418/CJAN2023.418

Abstract

This experiment aimed to assess the effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal (BSFL) on growth, body composition, hemolymph biochemical and immunity of red swamp crayfish (Procambarus clarkii). BSFL was used to replace 0 (G0, as control), 20% (G20), 40% (G40), 60% (G60), 80% (G80) and 100% (G100) of fish meal in the practical diet, respectively. Six iso-nitrogenous and iso-lipidic experimental diets were formulated. A total of 630 red swamp crayfish with an initial body weight of (10.30±0.16) g were randomly divided into 6 groups (G0, G20, G40, G60, G80 and G100 groups) with 3 replicates in each group and 35 crayfish per replicate. Crayfish in six groups fed the corresponding experimental diets for 90 days. The results showed that, with the proportion of BSFL replacing fish meal increasing, the final average body weight, weight gain ratio and specific growth ratio of crayfish increased firstly and then decreased, and the final average body weight, weight gain rate and specific growth rate of G40 group were significantly higher than those of G100 group (P<0.05), and the feed conversion ratio was significantly lower than that of G100 group (P<0.05). According to the regression equation, the weight gain ratio of red swamp crayfish was the highest when 34.25% fish meal was replaced by BSFL. There were no significant differences in the final average body weight, final average body length, abdominal meat percentage, hepatopancreas index (except G60 group) and gonadosomatic index of female and male crayfish in all replacement groups (G20 to G100 groups) compared with G0 group (P>0.05), but the proportion of individuals with body weight greater than 50 g of G40 group was 17.86%, about twice that of control group. The crude protein content of female crayfish of G80 and G100 groups was significantly higher than that of control group (P<0.05), the ether extract content of female crayfish of G20 and G40 groups was significantly lower than that of control group (P<0.05), but there were no significant differences in crude protein and ether extract contents of male crayfish among groups (P>0.05). There were no significant differences in hemolymph cholesterol, triglycerides and malondialdehyde contents, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, acid phosphatase and catalase activities, and total antioxidant capacity among all groups (P>0.05). The contents of total protein, albumin and glucose in hemolymph of G40 group were significantly higher than those of G100 group (P<0.05); the alkaline phosphatase activity in hemolymph of G20 group was significantly higher than that of G0, G80 and G100 groups (P<0.05), the lysozyme activity was significantly higher than that of G60 group (P<0.05), and the superoxide dismutase activity was significantly higher than that of G80 group (P<0.05). In conclusion, the growth performance of red swamp crayfish is the best when 34.25% fish meal in the diet is replaced by BSFL, and it is beneficial to improve individual size. By replacing 20% to 40% fish meal with BSFL in the diet, the contents of total protein and glucose in hemolymph and some immune enzyme activities of red swamp crayfish can be increased, and the immunity of the body can be improved.

我国水产动物饲料中使用的鱼粉长期依赖于进口,由于全球渔业资源的日渐枯竭,鱼粉资源短缺、价格高,优质饲料蛋白质源的供应受限制约了水产养殖业发展,急需寻求新型饲料蛋白质源并进行高效利用来替代鱼粉[1]。昆虫蛋白作为新型蛋白质源的开发利用研究,多年来受到研究者的广泛关注[2-3]。黑水虻(Hermetia illucens)为水虻科扁角水虻属腐食性昆虫,可将低价值的畜禽粪便、餐厨垃圾等有机废弃物转化为富含蛋白质和脂肪的生物体,实现废弃物的绿色低碳循环、资源高效利用[4]。据报道,黑水虻幼虫粗蛋白质含量高,氨基酸组成均衡,并含有丰富的脂肪酸,营养价值与鲱鱼粉相似,优于普通的豆粕和骨粉,作为水产动物饲料原料具有广泛的应用前景[5-6]。近几年来,黑水虻幼虫粉替代饲料中鱼粉的研究成为热点,在虾蟹类[7-8]、肉食性鱼类[9-15]、杂食性鱼类[16]、草食性鱼类[17]、爬行动物[18]等水产养殖动物中应用均取得较好的效果。
克氏原螯虾(Procambarus clarkii)俗称小龙虾,是当前我国养殖产量最大的经济淡水甲壳类动物[19]。据报道,我国克氏原螯虾2021年总产值4 221.95亿元,养殖面积173.33×104 hm2、产量263.36×104 t,养殖产量占全国淡水养殖总产量的8.27%,位列我国淡水养殖品种第6位(前5位均为大宗淡水鱼品种)[20]。目前黑水虻幼虫粉在克氏原螯虾饲料中的应用研究尚未见报道。本试验拟评估克氏原螯虾饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉的效果,探讨黑水虻幼虫粉对克氏原螯虾生长、饲料利用、体组成、血清生化与免疫指标的影响,从而确定克氏原螯虾饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉的最佳比例,为降低克氏原螯虾饲料成本提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

在实用饲料(含8%鱼粉,其粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量分别为66.4%、8.6%和12.8%)的基础上,用黑水虻幼虫粉(粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量分别为42.8%、22.9%和14.8%)分别替代0(G0,作为对照)、20%(G20)、40%(G40)、60%(G60)、80%(G80)、100%(G100)的鱼粉,配制成6种等氮等脂的试验饲料,其组成及营养水平见表1。试验饲料的制作流程为:饲料原料经粉碎过60目筛后,按比例称重并逐级混匀,均匀喷入豆油;加入30%的水混匀,用平磨式颗粒饲料机(105A-4-2)制粒,饲料粒径为2.5 mm,饲料制粒后晾干并保存于冰箱中备用。
表1 试验饲料组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

项目
Items
试验饲料Experimental diets
G0 G20 G40 G60 G80 G100
原料Ingredients
鱼粉Fish meal 8.00 6.40 4.80 3.20 1.60
黑水虻幼虫粉Black soldier fly larvae meal 2.70 5.40 8.10 10.80 13.50
豆粕Soybean meal 22.00 22.00 22.00 22.00 22.00 22.00
菜籽粕Rapeseed meal 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
花生粕Peanut meal 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00
面粉Wheat meal 31.65 31.03 30.41 29.78 29.16 28.54
棉籽粕Cottonseed meal 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00
米糠Rice bran 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
豆油Soybean oil 2.70 2.22 1.74 1.27 0.79 0.31
大豆磷脂Soy lecithin 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00
维生素预混料Vitamin premix1) 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
矿物质预混料Mineral premix2) 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
氯化胆碱Choline chloride (50%) 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
合计Total 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels3)
粗蛋白质CP 30.46 30.47 30.63 30.03 30.61 30.24
粗脂肪EE 7.21 7.46 7.28 7.38 7.39 7.44
粗灰分Ash 4.47 4.55 4.53 4.81 4.74 4.92

1)每千克维生素预混料含有 One kg of vitamin premix contained the following:VA 1.5 g,VB1 1.3 g,VB22.0 g,VB6 2.4 g,VB12 0.8 g,VC 40.0 g,VD3 0.5 g,VK3 3.5 g,烟酸 nicotinic acid 3.6 g,叶酸 folic acid 0.4 g,D-生物素 D-biotin 0.8 g,肌醇 inositol 12.5 g。

2)每千克矿物质预混料含有 One kg of mineral premix contained the following:沸石粉 zeolite powder 352.8 g,砻糠粉 rice chaff powder 267.4 g,CuSO4·5H2O 10 g,MgSO4·7H2O 150 g,FeSO4·7H2O 66.7 g,ZnSO4·7H2O 34.8 g,KCl 23.6 g,MnSO4·7H2O 9.4 g,CaH4I2O6 6.5 g,Na2SeO3 4.5 g,CoSO4·7H2O 1.7 g。

3)营养水平为实测值。Nutrient levels were measured values.

1.2 试验用虾与饲养管理

试验用克氏原螯虾来自江苏里下河地区农业科学研究所送桥试验基地。养殖设施为半地下式帆布箱(单个帆布箱的大小为3.0 cm×2.5 m×1.2 m,底部约30 cm土层),具有独立的进排水和增氧设备。在放苗前2周,在帆布箱内移栽伊乐藻、水花生。试验分组时挑选规格均匀、附肢健全的克氏原螯虾630尾,平均体重为(10.30±0.16) g,随机分配到18个帆布箱中,每个帆布箱35尾,将18个帆布箱随机分为6组(G0、G20、G40、G60、G80和G100组),每组3个重复(帆布箱),分别投喂对应的试验饲料。每个帆布箱设置饲料台,每日投喂1次(17:00),并根据各组摄食情况调节次日投喂量,若有剩料收集扣除。试验期间为自然光照,水温25~32 ℃,pH 7.1~8.2,夜间开启增氧机,保证水体溶氧浓度>5 mg/L。试验周期为90 d。

1.3 指标检测及方法

1.3.1 生长性能和形体指标计算

饲养试验结束后禁食24 h,然后对各组虾逐个称重,测量体长,每组选取雌、雄虾各6尾取出肝胰腺、卵巢(雌虾)和肌肉称重,计算以下生长性能和形体指标:
成活率(survival rate,SR,%)=100×(Nf-Ni) ;
增重率(weight gain ratio,WGR,%)=100×(Wf-Wi)/Wi;
特定生长率(specific growth ratio,SGR,%/d)= 100×(lnWf-lnWi)/D;
饲料系数(feed conversion ratio,FCR)=F/(Wf-Wi);
蛋白质效率(protein efficiency ratio,PER)=(Wf-Wi)/P;
肝胰腺指数(hepatosomatic index,HSI,%)=100×Wh/W;
性腺指数(gonadosomatic index,GSI,%)=100×Wg/W;
腹肉率(abdominal meat percentage,AMP,%)=100×Wa/W;
肥满度(condition factor,CF,%)=100×W/L3
式中:Nf为试验末存活虾数量(尾);Ni为试验初投放虾数量(尾);Wf为试验末虾体重(g);Wi为试验初虾体重(g);D为饲养天数(d);F为摄入的饲料干重(g);P为蛋白质摄入量干重(g);Wh为肝胰腺重量(g);Wg为雌虾卵巢重量(g);Wa为尾部肌肉重量(g);W为虾体重(g);L为虾体长(cm)。

1.3.2 饲料和虾体组成测定

每个帆布箱选取雌、雄虾各2尾,参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[21],饲料和虾体中的水分、粗蛋白质、粗脂肪及粗灰分的含量分别采用105 ℃常压干燥法、凯氏定氮法、索氏提取法及550 ℃灼烧法进行测定。

1.3.3 血淋巴生化与免疫指标测定

每个帆布箱选取雌、雄虾各3尾,用注射器吸取200 μL抗凝剂,从虾的围心腔快速抽取1.5 mL的血淋巴,10 000 r/min离心10 min,吸取雌虾和雄虾血淋巴上清液,混合注入2 mL冻存管,于-80 ℃超低温冰箱暂时保存。样品送至南京建成生物工程研究所,检测血淋巴总蛋白(双缩脲法)、白蛋白(溴甲酚绿法)、胆固醇(胆固醇氧化酶-过氧化物酶法)、甘油三酯(甘油磷酸氧化酶-过氧化物酶法)、葡萄糖(葡萄糖氧化酶法)、丙二醛(硫代巴比妥酸法)含量以及谷丙转氨酶(赖氏法)、谷草转氨酶(赖氏法)、碱性磷酸酶(微量酶标法)、酸性磷酸酶(微量酶标法)、溶菌酶(比浊法)、超氧化物歧化酶(羟胺法)、过氧化氢酶(可见光法)活性和总抗氧化能力(铁离子还原/抗氧化能力法)。

1.4 数据统计与分析

采用SPSS 19.0软件中的单因素方差分析(one-way ANOVA)程序对数据进行统计分析,若达到显著差异,则采用Fisher’s LSD法进行多重比较。用二次多项式来拟合克氏原螯虾增重率与饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例之间的相关关系。试验数据用平均值±标准误(mean±SE)形式表示,P<0.05认为差异显著。

2 结果与分析

2.1 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾生长性能的影响

表2可知,试验末各组试验虾的成活率无显著差异(P>0.05)。随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,试验虾的末均重、增重率和特定生长率均呈现先上升后下降的趋势,其中G40组的末均重、增重率和特定生长率均显著高于G100组(P<0.05),但各替代组(G20~G100组)与对照组(G0组)相比均无显著差异(P>0.05);随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,饲料系数总体上呈上升的趋势,其中G100组显著高于对照组和G40组(P<0.05)。
表2 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾生长性能的影响

Table 2 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on growth performance of red swamp crayfish (Procambarus clarkia)

项目
Items
组别Groups
G0 G20 G40 G60 G80 G100
成活率SR/% 75.71±12.86 72.86±10.00 71.43±5.71 70.00±4.29 74.29±14.29 72.86±12.86
末均重FBW/g 38.78±2.25ab 40.14±1.37ab 40.37±3.16b 39.00±3.04ab 38.09±0.02ab 35.61±1.42a
增重率WGR/% 276.52±21.82ab 289.70±13.33ab 291.96±30.65b 278.65±29.54ab 269.79±0.21ab 245.75±13.76a
特定生长率
SGR/(%/d)
1.47±0.06ab 1.51±0.04b 1.51±0.09b 1.48±0.09ab 1.45±0.01ab 1.38±0.04a
饲料系数FCR 1.13±0.13a 1.14±0.19ab 1.13±0.01a 1.20±0.02ab 1.19±0.23ab 1.29±0.18b

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Values in the same row with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

为了探讨饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例与克氏原螯虾生长的关系,以克氏原螯虾的增重率为因变量(y),以饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为自变量(x),求得回归方程:y=-102.93x2+70.516x+277.88(R2=0.976 6)(图1)。根据回归方程,当饲料中的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为34.25%时,克氏原螯虾的增重率最高;当饲料中的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例超过68.51%时,克氏原螯虾增重率低于对照组。
图1 黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例与克氏原螯虾增重率的关系

Fig.1 Relationship between proportion of black soldier fly larvae meal replacing fish meal and WGR of red swamp crayfish (Procambarus clarkia)

2.2 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾形体指标的影响

表3可知,各替代组雌虾和雄虾的末体重与对照组相比均无显著差异(P>0.05),但G40组雄虾的末体重显著高于G80和G100组(P<0.05);随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,雌虾和雄虾的末体长均出现先上升后下降的趋势,但各组间无显著差异(P>0.05);在腹肉率方面,G20和G40组雌虾显著低于G80组(P<0.05),各组雄虾之间无显著差异(P>0.05);在肝胰腺指数方面,G60组雌虾显著低于对照组和G80组(P<0.05),各组雄虾之间无显著差异(P>0.05);在性腺指数方面,G100组雌虾显著高于G80组(P<0.05),其他各组之间无显著差异(P>0.05)。
表3 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾形体指标的影响

Table 3 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on physical indexes of red swamp crayfish (Procambarus clarkia)

项目
Items
组别Groups
G0 G20 G40 G60 G80 G100
雌虾Female shrimp
末均重FBW/g 36.53±1.91 38.77±0.86 37.22±7.00 35.96±0.44 38.11±4.04 37.03±1.76
末均体长FBL/cm 10.00±0.19 10.23±0.09 9.98±0.70 9.75±0.04 9.83±0.40 9.92±0.18
腹肉率AMP/% 11.05±0.11ab 10.13±0.58a 10.07±0.55a 10.22±0.34ab 11.44±0.25b 10.52±0.27ab
肝胰腺指数
HSI/%
5.59±0.11b 5.26±0.02ab 5.37±0.05ab 4.89±0.25a 5.56±0.24b 5.20±0.13ab
性腺指数GSI/% 4.49±0.19ab 4.77±0.20ab 4.12±0.69ab 4.96±0.03ab 3.87±0.45a 5.05±0.21b
雄虾Male shrimp
末均重FBW/g 41.03±4.64ab 41.51±4.12ab 43.53±1.85b 42.04±1.41ab 38.07±3.17a 34.19±4.75a
末均体长FBL/cm 9.71±0.46 9.91±0.41 9.37±0.19 9.77±0.14 9.34±0.32 9.22±0.48
腹肉率AMP/% 9.29±0.48 9.03±0.02 8.89±0.00 8.92±0.38 8.87±0.31 9.01±0.46
肝胰腺指数
HSI/%
4.80±0.36 4.45±1.21 4.05±0.71 4.48±0.20 4.19±0.15 4.13±0.07
试验统计了各组克氏原螯虾的大小规格,统计结果见图2。随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,体重>50 g的个体比例呈现先增加后下降的趋势,其中G40组最高,达到17.86%,约为对照组的2倍;体重≤30 g的个体比例呈现先下降后上升再下降的趋势,其中G20组最低。由此可见,黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例在20%~40%时,有利于提高克氏原螯虾养成规格。
图2 黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例与克氏原螯虾个体体重的关系

Fig.2 Relationship between proportion of black soldier fly larvae meal replacing fish meal and individual body weight of red swamp crayfish (Procambarus clarkia)

2.3 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾体组成的影响

表4可知,各替代组雌虾和雄虾水分含量与对照组相比无显著差异(P>0.05),但G60组雌虾水分含量显著高于G100组(P<0.05);随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,雌虾粗蛋白质含量呈现上升的趋势,其中G80和G100组均显著高于对照组(P<0.05),各组雄虾粗蛋白质含量无显著差异(P>0.05);G20和G40组雌虾粗脂肪含量显著低于对照组(P<0.05),各组雄虾粗脂肪含量无显著差异(P>0.05);随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,雌虾粗灰分含量呈现上升的趋势,但各组间无显著差异(P>0.05),而雄虾的粗灰分含量呈波动变化,其中G20组显著低于G40、G60、G80和G100组(P<0.05)。
表4 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾体组成的影响(湿重基础)

Table 4 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on body composition of red swamp crayfish (Procambarus clarkia) (wet weight basis) %

项目
Items
组别Groups
G0 G20 G40 G60 G80 G100
雌虾Female shrimp
粗蛋白质CP 11.15±0.46a 11.81±0.41ab 12.19±0.21abc 12.11±0.41abc 12.76±0.37bc 13.20±0.33c
粗脂肪EE 3.74±0.49b 2.96±0.04a 3.05±0.04a 3.18±0.18ab 3.06±0.08a 3.25±0.05ab
水分Moisture 64.77±0.13ab 65.43±0.32ab 64.91±0.57ab 65.48±0.25b 64.31±0.79ab 64.07±0.42a
粗灰分Ash 1.64±0.08 1.68±0.15 1.94±0.14 2.17±0.42 2.17±0.41 2.27±0.19
雄虾Male shrimp
粗蛋白质CP 11.41±0.28 11.72±0.82 11.31±0.18 11.83±0.86 10.47±0.80 11.56±0.20
粗脂肪EE 3.14±0.07 2.82±0.12 2.99±0.13 2.90±0.09 2.82±0.16 3.06±0.08
水分Moisture 64.32±1.42 64.64±0.17 63.70±0.45 63.34±0.60 63.80±0.82 63.75±0.28
粗灰分Ash 2.08±0.32ab 1.54±0.13a 2.11±0.17b 2.79±0.08c 2.30±0.11bc 2.44±0.13bc

2.4 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾血淋巴生化与免疫指标的影响

表5可知,在血淋巴中常规生化成分方面,随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,克氏原螯虾血淋巴中总蛋白、白蛋白和葡萄糖含量呈现先上升后下降的趋势,其中G40组的总蛋白含量显著高于对照组以及G60、G100组(P<0.05),G40组的白蛋白含量显著高于G20、G60和G100组(P<0.05),G40组葡萄糖含量显著高于G80和G100组(P<0.05);克氏原螯虾血淋巴中胆固醇、甘油三酯含量与谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性各组之间均无显著差异(P>0.05)。在血淋巴中非特异性免疫酶活性方面,随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,克氏原螯虾血淋巴中碱性磷酸酶活性呈现先上升后下降的趋势,其中G20组显著高于对照组及G80、G100组(P<0.05);G20组血淋巴中溶菌酶活性显著高于G60组(P<0.05);血淋巴中酸性磷酸酶活性各组之间无显著差异(P>0.05)。此外,G20组血淋巴中超氧化物歧化酶活性显著高于G80组(P<0.05);血淋巴中丙二醛含量、过氧化氢酶活性、总抗氧化能力各组之间均无显著差异(P>0.05)。
表5 黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例对克氏原螯虾血淋巴生化与免疫指标的影响

Table 5 Effects of replacing fish meal with black soldier fly larvae meal on hemolymph biochemical and immune indexes of red swamp crayfish (Procambarus clarkia)

项目
Items
组别Groups
G0 G20 G40 G60 G80 G100
总蛋白
TP/(g/L)
49.90
±4.86a
52.06
±3.29ab
61.56
±4.15b
50.21
±3.93a
53.13
±2.04ab
47.18
±2.03a
白蛋白
ALB/(g/L)
8.23
±0.77ab
7.44
±0.23a
10.08
±1.05b
7.60
±0.41a
8.32
±0.64ab
7.62
±0.81a
胆固醇
CHOL/(mmol/L)
0.57
±0.12
0.57
±0.06
0.62
±0.06
0.49
±0.02
0.44
±0.05
0.51
±0.02
甘油三酯
TG/(mmol/L)
0.42
±0.07
0.40
±0.04
0.45
±0.05
0.39
±0.02
0.34
±0.01
0.43
±0.04
葡萄糖
GLU/(mmol/L)
0.26
±0.05ab
0.29
±0.01ab
0.31
±0.03b
0.25
±0.02ab
0.22
±0.02a
0.22
±0.00a
谷丙转氨酶
ALT/(U/L)
1.84
±0.28
1.93
±0.27
2.04
±0.13
1.92
±0.15
2.01
±0.15
1.88
±0.20
谷草转氨酶
AST/(U/L)
2.28
±0.21
2.47
±0.22
2.51
±0.18
2.33
±0.18
2.30
±0.22
2.73
±0.20
碱性磷酸酶
ALP/(金氏单位/dL)
1.62
±0.33a
2.12
±0.24b
1.79
±0.14ab
1.65
±0.19ab
1.21
±0.07a
1.44
±0.18a
酸性磷酸酶
ACP/(金氏单位/dL)
1.94
±0.53
1.74
±0.22
2.16
±0.18
1.79
±0.19
1.42
±0.14
1.48
±0.18
溶菌酶
LZM/(U/mL)
118.33
±10.32ab
126.67
±6.09b
105.00
±5.00ab
101.67
±5.00a
115.00
±6.31ab
113.33
±10.54ab
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mL)
1 642.51
±264.94ab
2 211.19
±382.06b
1 762.41
±285.12ab
1 831.60
±264.88ab
1 105.59
±36.29a
1 440.16
±330.31ab
丙二醛
MDA/(nmol/mL)
1.66
±0.37
1.71
±0.21
2.41
±0.29
1.56
±0.20
2.13
±0.47
1.63
±0.26
过氧化氢酶
CAT/(U/mL)
0.52
±0.03
0.60
±0.02
0.52
±0.04
0.58
±0.09
0.43
±0.09
0.52
±0.08
总抗氧化能力
T-AOC/(mmol/L)
50.11
±8.00
52.95
±17.87
45.85
±5.53
59.47
±4.69
53.59
±3.43
44.91
±17.43

3 讨论

3.1 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾生长性能的影响

据报道,适宜的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例可以促进水产动物生长,例如,在黄颡鱼饲料中当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为20%(黑水虻幼虫粉添加量为5.95%)时,其生长性能最佳[11];在半滑舌鳎饲料中当脱脂黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为25%(黑水虻幼虫粉添加量为14.41%)时,其生长性能显著提高[12];在西伯利亚鲟饲料中黑水虻幼虫粉添加量为10%~30%时,其生长性能显著提高,饲料系数显著降低[14]。但是,当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例过高时,会对水产动物的生长产生负面影响。当饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到50%时,会导致半滑舌鳎[12]、西伯利亚鲟[14]等水产动物的生长性能显著下降,黑水虻幼虫粉100%替代鱼粉会显著抑制鲶鱼的特定生长率[15]。用脱脂黑水虻幼虫粉替代30%的鱼粉不会对凡纳滨对虾的生长性能和饲料利用产生负面影响,但是当替代比例达到80%时可显著降低凡纳滨对虾的生长性能,其原因可能是黑水虻幼虫外壳中含有的几丁质致使对虾生长和营养物质消化利用受抑制[22]。也有报道称,黑水虻幼虫粉全部替代鱼粉对大西洋鲑[23]、吉富罗非鱼[16]等水产动物无负面影响。本试验结果表明,与对照组相比,黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为40%(黑水虻幼虫粉添加量为5.40%)时,克氏原螯虾的末均重、增重率和特定生长率均显著提高;当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到80%(黑水虻幼虫粉添加量为10.80%)以及以上时,克氏原螯虾的增重率和特定生长率有下降的趋势,但均未达到显著水平;当黑水虻幼虫粉替代34.25%的鱼粉时,克氏原螯虾的生长性能最佳,说明适宜的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例对克氏原螯虾的生长具有促进作用。

3.2 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾形体指标的影响

本试验结果表明,随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,雌虾和雄虾的末均重均呈现先上升后下降的趋势,其中替代比例为20%时雌虾末均重最高,替代比例为40%时雄虾末均重最高,通过统计各组克氏原螯虾个体体重,其中替代比例为40%的组体重>50 g的个体比例为17.86%,约为对照组的2倍,说明适宜的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例不仅提高了克氏原螯虾的均重,而且提高了大规格成虾(>50 g/尾)的比例。为了探讨黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例对克氏原螯虾肝胰腺和卵巢发育的影响,本试验测定各组克氏原螯虾的肝胰腺指数和雌虾的性腺指数。肝胰腺作为甲壳动物营养物质消化吸收、储存及机体免疫抗病的重要器官,肝胰腺指数反映出肝胰腺营养物质的积累情况[24-25]。克氏原螯虾的肝胰腺指数在卵巢初级卵黄发生期(Ⅲ期)达到最大值,之后肝胰腺中的营养物质加速向卵巢转移,肝胰腺指数随着卵巢发育逐步下降[26]。本试验养殖结束时,克氏原螯虾卵巢大部分呈灰褐色,性腺指数波动范围为3.87~5.05,与陈金民等[27]报道的Ⅳ期和Ⅴ期的性腺指数相近,结合卵巢外观颜色可以初步推断各组雌虾卵巢发育位于Ⅳ~Ⅴ期,此时克氏原螯虾肝胰腺的营养物质正逐步向卵巢中转移。本试验结果表明,黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例小于40%时,克氏原螯虾雌虾肝胰腺指数和性腺指数无显著变化,当替代比例达到60%及以上时,肝胰腺指数和性腺指数出现波动,由于克氏原螯虾卵巢发育过程复杂,其受到多种环境因子的综合影响[28],黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例是否对克氏原螯虾卵巢发育及繁殖性能产生影响,还有待进一步研究。

3.3 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾体组成的影响

饲料组成通常会对水产动物的体组成产生影响。陈永康等[29]报道,黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到20%时将显著降低凡纳滨对虾全虾粗脂肪含量,对水分、粗蛋白质、粗灰分含量无显著影响;胡俊茹等[7]报道,在凡纳滨对虾饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到25%时会显著提高全虾的粗灰分含量,对粗蛋白质、粗脂肪、总磷和水分含量无显著影响;李雪婷[12]报道,与对照组相比,黑水虻幼虫粉替代25%的鱼粉会导致半滑舌鳎肌肉水分、粗灰分、粗脂肪以及粗蛋白质含量上升;彭凯等[9]报道,黑水虻幼虫粉替代15%或22.5%的鱼粉会导致加州鲈全鱼粗灰分和钙含量显著下降,对水分、粗蛋白质、粗脂肪及总磷含量无显著影响;黄俊辉[16]报道,吉富罗非鱼饲料中黑水虻幼虫粉替代100%的鱼粉会导致全鱼的粗蛋白质含量显著下降,粗脂肪含量显著上升,而替代25%~100%的鱼粉可使全鱼的粗灰分含量显著降低。由此可见,黑水虻幼虫粉替代鱼粉对水产动物体组成的影响,在不同养殖品种上所得的研究结果并不一致。本试验结果显示,当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到80%以上时,雌虾的粗蛋白质含量显著上升,但是雄虾的粗蛋白质含量无显著变化,初步推测,可能是黑水虻幼虫粉的添加有利于蛋白质在雌虾卵巢中积累,从而提高了雌虾的粗蛋白质含量;但各替代组雌虾和雄虾的水分含量与对照组相比无显著差异;随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,雌虾粗灰分含量呈现上升的趋势,但各组间无显著差异,而雄虾的粗灰分含量呈波动变化,在黑水虻幼虫粉替代20%的鱼粉时最低。本试验结果与前人的研究结果存在差异的主要原因,可能与养殖种类、黑水虻来源和添加量等因素有关[9]

3.4 黑水虻幼虫粉替代鱼粉对克氏原螯虾血淋巴生化及免疫指标的影响

克氏原螯虾血淋巴中总蛋白、胆固醇、甘油三酯和葡萄糖等生化成分的含量与其营养物质代谢情况密切相关,总蛋白的含量不仅能够反映动物体内蛋白质代谢情况,还与机体的免疫有密切的关联。本试验结果表明,随着黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的增加,克氏原螯虾血淋巴中总蛋白、白蛋白含量呈现先上升后下降的趋势,均在替代比例为40%的组达到最高值,这与在半滑舌鳎[12]、加州鲈[9]、吉富罗非鱼[16]上的研究结果基本一致;各组克氏原螯虾血淋巴中胆固醇和甘油三酯含量均无显著差异,当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为40%时,血淋巴中葡萄糖含量显著升高,这与Belghit等[30]报道的当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到66%时大西洋鲑鱼血清中葡萄糖含量显著升高的结果一致。不同于本试验结果,陈永康等[29]研究显示黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为30%时凡纳滨对虾血淋巴中甘油三酯和总胆固醇含量显著降低,作者认为黑水虻幼虫粉中富含易分解且沉积率低的月桂酸,使脂肪酸大部分参与分解代谢而不是在机体沉积。血淋巴中谷丙转氨酶或谷草转氨酶活性升高是肝细胞损伤的标志。在本试验中,黑水虻幼虫粉替代不同比例的鱼粉对克氏原螯虾血淋巴中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性没有产生显著影响,这与胡俊茹等[7]的研究结果一致,说明黑水虻幼虫粉完全替代鱼粉对克氏原螯虾的肝脏无负面影响,适量添加还可能对克氏原螯虾的肝胰腺具有保护作用。
虾、蟹等甲壳类动物以非特异性免疫为主,血淋巴中的免疫相关酶主要有溶菌酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶等,这些酶的活性变化可以用来评估动物的免疫状态[31]。在本研究中,当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为20%时,克氏原螯虾血淋巴中碱性磷酸酶活性显著上升,溶菌酶活性也有明显提高,这与Wang等[22]在凡纳滨对虾的研究结果一致,但是也有报道称无显著影响[10],说明不同的动物利用黑水虻幼虫粉的生理反应存在差异。此外,在本研究中,各组克氏原螯虾血淋巴中丙二醛含量、过氧化氢酶活性和总抗氧化能力均无显著差异,说明黑水虻幼虫粉替代鱼粉不会引起氧化应激;当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为20%时,克氏原螯虾血淋巴中超氧化物歧化酶活性升高,这与在凡纳滨对虾[7]、黄颡鱼[32]、虹鳟[33]等水产动物上的研究结果相似,进一步说明饲料中添加一定量的黑水虻幼虫粉能够提高克氏原螯虾的抗氧化能力,增强机体免疫力。

4 结论

在克氏原螯虾饲料中,黑水虻幼虫粉替代34.25%的鱼粉可使该虾获得最佳的生长性能,且有利于提高成虾的个体规格。黑水虻幼虫粉替代饲料中20%~40%的鱼粉可提高克氏原螯虾血淋巴中总蛋白和葡萄糖含量以及部分免疫酶活性,进而提高机体免疫能力。
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