Appropriate Ratio of Fish Meal Substituted by Dephenolized Cottonseed Protein Compound in Diets of Monopterus albus under Adding or Non-Adding Complex Enzyme Preparation Conditions

AN Yuqi; ZHOU Leitao; ZHOU Qiubai; HUANG Guanghua; LIANG Liwen; WANG Zirui; HUO Huanhuan; CHEN Kaiwen; CHEN Xihuan; BAO Yihong

doi:10.12418/CJAN2023.721

2023 , Vol. 35 >Issue 12: 7953 - 7968

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.721

RESEARCH PAPER

Appropriate Ratio of Fish Meal Substituted by Dephenolized Cottonseed Protein Compound in Diets of Monopterus albus under Adding or Non-Adding Complex Enzyme Preparation Conditions

AN Yuqi ^,¹ ,
ZHOU Leitao ¹^,^* ,
ZHOU Qiubai ^,¹^,^** ,
HUANG Guanghua ¹ ,
LIANG Liwen ¹ ,
WANG Zirui ¹ ,
HUO Huanhuan ¹ ,
CHEN Kaiwen ¹ ,
CHEN Xihuan ¹ ,
BAO Yihong ²

Expand

¹ Nanchang City Key Laboratory of Featured Hydrobios Nutritional Physiology and Healthy Breeding, Institute of Special Fisheries of Jiangxi Agricultural University, College of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China
² School of Economics and Management, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China

^** professor, E-mail: zhouqiubai@163.com

^* Contributed equally

Received date: 2023-05-23

Online published: 2023-12-11

Fold

Abstract

To explore the appropriate ratio of dephenolized cottonseed protein compound of fish meal substituted by dephenolized cottonseed protein compound in diets of Monopterus albus under adding or non-adding complex enzyme preparation, a basal diet containing 50% fish meal was prepared as a control, and then three experimental diets were prepared with dephenolized cottonseed protein compound instead of 25%, 50% and 100% fish meal in the basal diet, respectively. Next, At the corresponding replacement level, three enzyme-containing experimental diets were prepared by adding 0.1% complex enzyme preparation to the three experimental diets. Eels [(8.774±0.023) g] were fed above seven diets for 60 days. The results showed as follows: 1) the final average body weight, weight gain rate, specific growth rate, protein efficiency, protein deposition rate increased firstly and then decreased with the increase of the replacement ratio of dephenolized cottonseed protein compound; with the specific growth rate and protein efficiency as evaluation indexes, the appropriate ratios of dephenolized cottonseed protein compound to replace fish meal were 27.47% and 39.62% under non-adding complex enzyme preparation, and were 42.70% and 50.79% under adding complex enzyme preparation, respectively. 2) The replacement of 25% or 50% fish meal with dephenolized cottonseed protein compound had no significant effect on the condition factor of Monopterus albus under the adding or non-adding complex enzyme preparation conditions (P>0.05). 3) Under the same replacement ratio, the activities of digestive enzymes in each tissue in the adding complex enzyme preparation group were higher than those in the non-adding complex enzyme preparation group. 4) Under the adding or non-adding complex enzyme preparation conditions, the crude protein content of whole fish in the 25% replacement group was significantly higher than that in the control group (P<0.05), and it in the adding complex enzyme preparation group was higher than that in the non-adding complex enzyme preparation group under the replacement ratio of 25% (P>0.05). 5) Under adding complex enzyme preparation condition, the muscle adhesion in the 25% replacement group was significantly higher than that in the control group (P<0.05). 6) Under the same replacement ratio, the activities of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase in serum were decreased, and the contents of high-density lipoprotein and low-density lipoprotein in serum were increased by adding complex enzyme preparation. 7) Under the conditions of adding or non-adding of complex enzyme preparation, the replacement of 25% fish meal with dephenolized cottonseed protein compound had no significant effects on the villus length and lamina propria thickness of the foregut and hindgut of Monopterus albus (P>0.05). The results indicate that adding complex enzyme preparation can promote the digestion and utilization of dephenolized cottonseed protein compound in Monopterus albus. The appropriate ratios of fish meal substituted by dephenolized cottonseed protein compound for short-term (60 days) feeding of Monopterus albus are 27.47% and 42.70% under the conditions of adding or non-adding of complex enzyme preparation, respectively.

Key words： dephenolized cottonseed protein compound; fish meal replacement; complex enzyme preparation; Monopterus albus; growth performance; muscle quality

Cite this article

AN Yuqi , ZHOU Leitao , ZHOU Qiubai , HUANG Guanghua , LIANG Liwen , WANG Zirui , HUO Huanhuan , CHEN Kaiwen , CHEN Xihuan , BAO Yihong . Appropriate Ratio of Fish Meal Substituted by Dephenolized Cottonseed Protein Compound in Diets of Monopterus albus under Adding or Non-Adding Complex Enzyme Preparation Conditions[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023 , 35(12) : 7953 -7968 . DOI: 10.12418/CJAN2023.721

传统黄鳝饲料以鱼粉为主要蛋白质源^[1],然而全球鱼粉资源供不应求^[2],寻找其他蛋白质源替代鱼粉迫在眉睫。我国棉籽产量丰富^[3],其不仅是一种很好的油源,也是一种重要的植物蛋白质资源^[4]。棉籽蛋白主要为球蛋白,约占90%,质量接近豆类蛋白,高于谷类蛋白^[5],棉籽蛋白中含硫氨基酸、谷氨酸、精氨酸含量高,但棉籽中所含棉酚与某些酶及蛋白质结合会阻碍机体的正常代谢并减缓其生长^[6],因而棉籽蛋白通常需要经过脱酚处理。与传统的棉籽粕相比,脱酚棉籽蛋白中棉酚含量较低,蛋白质与氨基酸含量较高^[7]。黄鳝是我国的重要淡水经济鱼类,虽然有关黄鳝饲料的诸多研究表明,某些动物性蛋白质源^[8⇓-10]及植物性蛋白质源^[11⇓-13]可部分替代鱼粉,但是以脱酚棉籽蛋白替代鱼粉的研究尚未见报道。为此,本试验以黄鳝肌肉氨基酸组成为参照,在脱酚棉籽蛋白中添加晶体氨基酸配制脱酚棉籽蛋白复合物,将其替代黄鳝饲料中不同比例的鱼粉,同时在替代不同比例鱼粉的试验饲料中添加复合酶制剂进行投喂试验,旨在获得脱酚棉籽蛋白复合物在黄鳝饲料中替代鱼粉的适宜比例,从而为其商业饲料的配方及成本优化提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用棉籽蛋白为脱酚棉籽蛋白,购买于新疆某集团有限责任公司,其粗蛋白质含量为71.49%,粗脂肪含量为2.28%,游离棉酚含量为108 mg/kg参照黄鳝肌肉氨基酸含量补充脱酚棉籽蛋白中不足的必需氨基酸,制成脱酚棉籽蛋白复合物;试验用复合酶制剂购于广东某生物科技有限公司,其中包含的酶主要有蛋白酶(≥28 125 U/g)、木聚糖酶(≥750 U/g)、植酸酶(≥500 U/g)、淀粉酶(≥375 U/g);试验用鱼粉购于江西某生物科技有限公司,其粗蛋白质含量为72.68%,粗脂肪含量为8.54%;试验用黄鳝选自于江西农业大学水产养殖基地,为人工繁殖黄鳝苗,平均体质量(8.774±0.023) g。

1.2 试验设计

筛选735尾规格整齐、体质健康、无病无伤的黄鳝苗,随机分为7组,每组3个重复,每个重复放养35尾。按照试验设计共配制7种饲料,首先以鱼粉为主要蛋白质源配制含50%鱼粉的基础饲料(CP0组)作为对照,然后以棉籽蛋白复合物分别替代基础饲料中25%(CP25组)、50%(CP50组)、100%(CP100组)的鱼粉配制3种试验饲料,再分别在这3种试验饲料中添加0.1%的复合酶制剂配制3种加酶试验饲料(CP25+CA组、CP50+CA组、CP100+CA组)。试验所配制的7种饲料组成及营养水平见表1。所有饲料原料均过80目筛,按配方中比例将各原料充分混匀,经40型单螺杆膨化机在温度120~125 ℃下制成粒径1.5~2.1 mm的条状膨化饲料,待饲料温度降至常温后将复合酶制剂喷涂至饲料表面避免酶活性降低,并进行避光风干,自封袋密封保存于阴凉干燥处备用。各组饲料必需氨基酸含量见表2。

表1 饲料组成及营养水平(干物质基础)

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

项目 Items	组别Groups
项目 Items	CP0	CP25	CP25+CA	CP50	CP50+CA	CP100	CP100+CA
原料Ingredients
鱼粉Fish meal	50.0	37.5	37.5	25.0	25.0
脱酚棉籽蛋白复合物 Dephenolized cottonseed protein compound		12.7	12.7	25.4	25.4	50.8	50.8
大豆浓缩蛋白Soy protein concentrate	15.0	15.0	15.0	15.0	15.0	15.0	15.0
面粉Wheat meal	18.0	18.0	18.0	18.0	18.0	18.0	18.0
玉米蛋白粉Corn gluten meal	6.0	6.0	6.0	6.0	6.0	6.0	6.0
大豆卵磷脂Soybean lecithin	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
磷酸二氢钙Ca(H₂PO₄)₂	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
豆油Soybean oil	1.0	1.8	1.8	2.6	2.6	4.2	4.2
预混料Premix¹⁾	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
微晶纤维素Microcrystalline cellulose	4.0	3.0	3.0	2.0	2.0
氯化胆碱Choline chloride	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
合计Total	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
复合酶制剂Complex enzyme preparation			0.1		0.1		0.1
营养水平Nutrient levels²⁾
粗蛋白质CP	53.13	54.22	52.54	53.12	52.73	53.92	53.12
粗脂肪EE	5.70	5.30	5.37	5.51	5.53	5.15	5.19
粗灰分Ash	11.84	10.74	10.71	9.56	9.51	7.05	6.97
游离棉酚Free gossypol/(mg/kg)	0.00	16.09	14.85	33.11	30.15	56.49	54.33

1)预混料为每千克饲料提供 Premix provides the following per kilogram of diets:VD₃ 2 500.0 IU,VE 200.0 mg,VK₃ 10.0 mg,VB₁ 25.0 mg,VB₂ 45.0 mg,烟酸 nicotinic acid 200.0 mg,VB₆ 20.0 mg,泛酸钙 calcium pantothenate 60.0 mg,叶酸 folic acid 10.0 mg,VB₁₂ 0.1 mg,生物素biotin 1.5 mg,VC 200.0 mg,肌醇 inositol 200.0 mg,NaSeO₃·5H₂O 0.3 mg,CoCl₂·6H₂O 0.4 mg,KI 0.8 mg,CuSO₄·5H₂O 10.0 mg,MnSO₄·4H₂O 20.0 mg,ZnSO₄·H₂O 50.0 mg,FeSO₄·7H₂O 150.0 mg,MgSO₄·7H₂O 500.0 mg,NaCl 1 000.0 mg。

2)实测值 Measured values。

表2 各组饲料必需氨基酸含量

Table 2 Essential amino acid contents of diet in each group %

项目 Items	组别Groups
项目 Items	CP0	CP25	CP25+CA	CP50	CP50+CA	CP100	CP100+CA
苏氨酸Thr	1.76	1.77	1.77	1.77	1.77	1.78	1.78
缬氨酸Val	2.21	2.18	2.18	2.15	2.14	2.08	2.08
蛋氨酸Met	1.09	1.09	1.09	1.09	1.09	1.10	1.09
异亮氨酸Ile	1.90	1.84	1.84	1.78	1.78	1.67	1.67
亮氨酸Leu	3.56	3.49	3.49	3.42	3.42	3.28	3.28
苯丙氨酸Phe	1.92	2.03	2.03	2.14	2.14	2.35	2.35
赖氨酸Lys	3.12	3.12	3.12	3.13	3.12	3.14	3.13
色氨酸Trp	0.44	0.42	0.42	0.40	0.39	0.35	0.35

	表中数据为根据原料氨基酸含量所得计算值。
	The data in the table are calculated according to the amino acid contents of raw materials.

1.3 养殖管理

养殖试验在江西农业大学水产养殖基地中进行,使用50 cm×50 cm×35 cm的网箱进行养殖,黄鳝投饵时间为每天16:30—17:30,定点、少量多次投喂,最后以80%左右黄鳝不再摄食为准,每天记录摄食量。养殖试验期间,水温为19.5~29.6 ℃,每3 d换水1次。养殖试验共持续60 d。

1.4 样品采集

养殖60 d后,停食24 h,对每个网箱的黄鳝进行称重、计数。从每个网箱中挑选接近平均体重的黄鳝4尾,每组共取样12尾。黄鳝称重、测量体长后断尾取血,解剖取样时将黄鳝置于低温冰盘上分别取出肝胰脏、胃、前肠、后肠,用于生化指标、消化酶活性的测定;采集的样品经液氮速冻后再置于-80 ℃冰箱中保存。解剖完的黄鳝胴体每组取4尾,对其肌肉进行质构特性分析。采集的血液于4 ℃环境下静置24 h,取上清液于-80 ℃超低温冰箱保存备用。

1.5 指标测定

1.5.1 生长性能、饲料利用和形体指标测定

养殖试验开始和结束时将黄鳝饥饿24 h,记录黄鳝的初始均重(IBW)与终末均重(FBW),计算增重率(WGR)、特定生长率(SGR);根据每天的摄食量计算饲料系数(FCR)与摄食率(FR);根据测得的营养成分含量计算蛋白质效率(PER)和蛋白质沉积率(PDR);根据取样时记录的数据计算脏体指数(VSI)、肝体指数(HSI)、肠体指数(ISI)、脾体指数(SI)、肥满度(CF)。相关计算公式如下:

增重率(%)=100×(W_t-W₀)/W₀;

特定生长率(%/d)=100×(lnW_t-lnW₀)/t;

摄食率(%)=100×F_c/[0.5×(W_t+W₀)×t];

饲料系数=F_c/(W_t-W₀);

蛋白质效率(%)=100×(W_t-W₀)/(F_c×W_P);

蛋白质沉积率(%)=100×(W_t×CP_t-W₀×CP₀)/(F_c×W_P);

脏体指数(%)=100×W_g/W_d;

肝体指数(%)=100×W_l/W_d;

肠体指数(%)=100×W_i/W_d;

脾体指数(%)=100×W_s/W_d;

肥满度(g/cm³)=W_d/L³。

式中:W_t、W₀分别表示终末均重和初始均重(g);t表示养殖时间(d);F_c表示摄食量(g);W_P为饲料中的粗蛋白质含量(%);CP_t为终末鱼体的粗蛋白质含量(%);CP₀为初始鱼体的粗蛋白质含量(%);W_g、W_l、W_i、W_s、W_d分别表示内脏团、肝胰脏、肠道、脾脏、鱼体质量(g);L表示体长(cm)。

1.5.2 营养成分含量测定

饲料和鱼体营养成分含量测定采用相同方法,具体如下:水分含量测定参考GB/T 6435—2014;粗灰分含量测定参考GB/T 6438—2007;粗脂肪含量测定参考GB/T 6433—2006;粗蛋白质含量测定参考GB/T 6432—2018;氨基酸含量测定参考GB/T 18246—2019,使用日立L8900氨基酸分析仪进行测定。

1.5.3 肌肉质构特性测定

使用博勒飞-CT3质构仪测量肌肉硬度、胶着性、弹力、弹性等质构特性参数。探头型号为TA3/100,测试速度为0.5 mm/s,循环2次。每组4个肌肉样品,每个肌肉样品平行测定3次。

1.5.4 血清、肝脏生化指标与组织消化酶活性测定

按照南京建成生物工程研究所试剂盒的说明书测定血清和肝脏谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性与高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)含量以及肝胰脏、胃、前肠和后肠脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶活性。

1.5.5 肠道组织切片观察

按照常规方法制备肠道组织切片,经苏木精-伊红(HE)染色后在光学显微镜(BM2000D,江南永新光学仪器有限公司)下观察切片并拍照,使用软件Image-Pro plus对切片进行标注。肠道绒毛高度测量方法:每张切片测量最长的8条绒毛,取平均值;肠道肌层厚度测定方法:每张切片测量时将肠道圆形截面在中心点沿“米”字型分为8部分,每部分测量后取平均值。

1.6 数据处理与分析

采用Excel 2016整理数据,试验结果采用平均值±标准误(mean±SE)表示。采用SPSS 22.0软件进行统计分析,先对数据作单因素方差分析(one-way ANOVA),若有差异显著,再用Duncan氏法进行组间多重比较,显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝生长性能、饲料利用的影响

由表3可知,在未添加或添加复合酶制剂条件下,脱酚棉籽蛋白复合物替代不同比例鱼粉对黄鳝的终末均重、特定生长率、增重率、饲料系数、摄食率、蛋白质效率、蛋白质沉积率均有显著影响(P<0.05),且随替代比例上升,终末均重、增重率、特定生长率、蛋白质效率、蛋白质沉积率均先增高后降低,并在替代比例为25%时达到最高。根据特定生长率拟合二次方程,回归分析结果如图1所示,通过回归方程计算得出,在未添加、添加复合酶制剂时,脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉的适宜比例分别为27.47%、42.70%;根据蛋白质效率拟合二次方程,回归分析结果如图2所示,通过回归方程计算得出,在未添加、添加复合酶制剂时,脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉的适宜比例分别为39.62%、50.79%。

表3 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝生长性能、饲料利用的影响

Table 3 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on growth performance and feed utilization of Monopterus albus

项目 Items	组别Groups														P值 P-value
项目 Items	CP0		CP25		CP25+CA		CP50		CP50+CA		CP100		CP100+CA		P值 P-value
初始均重 IBW/g		8.77 ±0.00		8.77 ±0.01		8.77 ±0.00		8.78 ±0.00		8.78 ±0.01		8.77 ±0.01		8.78 ±0.00		0.979
终末均重 FBW/g		37.97 ±0.66^c		39.90 ±1.21^bc		45.36 ±1.36^a		34.76 ±0.80^d		41.02 ±0.94^b		25.76 ±0.71^f		29.49 ±0.52^e		<0.001
摄食率 FR/%		1.54 ±0.02^bc		1.44 ±0.01^d		1.69 ±0.02^a		1.41 ±0.02^d		1.59 ±0.01^b		1.40 ±0.03^d		1.51 ±0.02^c		<0.001
饲料系数 FCR		0.79 ±0.02^b		0.67 ±0.02^c		0.76 ±0.02^b		0.73 ±0.02^bc		0.73 ±0.01^bc		0.90 ±0.04^a		0.78 ±0.04^b		<0.001
增重率 WGR/%		335.25 ±8.94^bc		364.42 ±17.71^b		420.06 ±19.71^a		298.31 ±11.17^cd		368.62 ±13.11^b		192.80 ±8.40^e		270.60 ±19.41^d		<0.001
特定生长率 SGR/(%/d)		2.23 ±0.04^c		2.50 ±0.07^ab		2.68 ±0.10^a		2.21 ±0.04^c		2.28 ±0.15^bc		1.72 ±0.06^d		2.19 ±0.11^c		<0.001
蛋白质效率 PER/%		251.39 ±7.20^b		283.55 ±5.96^a		272.53 ±10.20^ab		272.89 ±8.31^ab		272.43 ±3.97^ab		220.62 ±8.54^c		254.42 ±12.37^b		<0.001
蛋白质沉积率 PDR/%		40.42 ±0.02^d		47.38 ±0.26^a		43.80 ±0.01^c		45.65 ±0.18^b		45.88 ±0.20^b		32.53 ±0.23^e		40.64 ±0.62^d		<0.001

	同行数据肩标无字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。
	In the same row, values with no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

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图1 特定生长率与替代比例的回归分析

A:未添加复合酶制剂;B:添加复合酶制剂。图2同。

Fig.1 Regression analysis between SGR and replacement ratio

A: complex enzyme preparation is not added; B: complex enzyme preparation is added. The same as Fig.2.

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图2 蛋白质效率与替代比例的回归分析

Fig.2 Regression analysis between PER and replacement ratio

2.2 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝形体指标的影响

由表4可知,在未添加或添加复合酶制剂条件下,脱酚棉籽蛋白复合物替代不同比例鱼粉对黄鳝的脏体指数、肝体指数、肥满度均有显著影响(P<0.05)。脏体指数表现为CP0组显著高于其他组(P<0.05),CP25、CP25+CA、CP50、CP50+CA组显著高于CP100、CP100+CA组(P<0.05);肝体指数表现为CP0组显著高于CP25、CP50、CP50+CA、CP100、CP100+CA组(P<0.05),CP25+CA组显著高于CP50+CA、CP100、CP100+CA组(P<0.05),CP25、CP50、CP50+CA组显著高于CP100、CP100+CA组(P<0.05);肥满度表现为CP25、CP25+CA、CP50、CP50+CA组显著高于CP100、CP100+CA组(P<0.05),CP0组显著高于CP100组(P<0.05);肠体指数与脾体指数各组之间无显著差异(P>0.05)。

表4 脱酚棉籽蛋白替代复合物鱼粉对黄鳝形体指标的影响

Table 4 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on body shape indices of Monopterus albus

项目 Items	组别Groups														P值 P-value
项目 Items	CP0		CP25		CP25+CA		CP50		CP50+CA		CP100		CP100+CA		P值 P-value
脏体指数 VSI/%		8.34 ±0.20^a		7.21 ±0.16^b		7.63 ±0.31^b		7.23 ±0.28^b		7.03 ±0.11^b		6.08 ±0.20^c		6.05 ±0.16^c		<0.001
肝体指数 HSI/%		5.26 ±0.16^a		4.37 ±0.14^bc		4.72 ±0.25^ab		4.23 ±0.30^bc		4.07 ±0.11^c		3.06 ±0.15^d		2.98 ±0.20^d		<0.001
肠体指数 ISI/%		1.41 ±0.09		1.23 ±0.05		1.31 ±0.06		1.36 ±0.07		1.30 ±0.05		1.31 ±0.05		1.29 ±0.04		0.464
脾体指数 SI/%		0.21 ±0.02		0.23 ±0.02		0.25 ±0.03		0.29 ±0.03		0.21 ±0.03		0.24 ±0.03		0.22 ±0.03		0.403
肥满度 CF/(g/cm³)		0.23 ±0.00^ab		0.24 ±0.01^a		0.24 ±0.01^a		0.25 ±0.01^a		0.25 ±0.01^a		0.20 ±0.00^c		0.21 ±0.00^bc		<0.001

2.3 脱酚棉籽蛋白替代鱼粉对黄鳝消化酶活性的影响

脱酚棉籽蛋白替代鱼粉对黄鳝蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性的影响分别如图3、图4、图5所示。同一替代比例下,黄鳝肝胰脏、胃、前肠和后肠中3种消化酶的活性均呈现添加复合酶制剂组高于未添加复合酶制剂组的现象。在未添加或添加复合酶制剂条件下,肝胰脏中3种消化酶的活性均随替代比例的上升而降低;随替代比例的上升,胃中蛋白酶活性先上升后下降,淀粉酶活性有所降低,脂肪酶活性无显著变化(P>0.05);前肠中蛋白酶活性随替代比例的上升先上升后下降,淀粉酶和脂肪酶活性则逐渐降低;后肠中蛋白酶、淀粉酶活性随替代比例的上升而升高,脂肪酶活性变化不显著(P>0.05)。

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图3 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝蛋白酶活性的影响

数据柱形标注不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下图同。

Fig.3 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on protease activity of Monopterus albus

Value columns with different small letters mean significant difference (P<0.05). The same as below.

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图4 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝淀粉酶活性的影响

Fig.4 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on amylase activity of Monopterus albus

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图5 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝脂肪酶活性的影响

Fig.5 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on lipase activity of Monopterus albus

2.4 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝营养成分含量的影响

脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝营养成分含量的影响见表5。各组全鱼水分、粗灰分含量未表现出显著差异(P>0.05);全鱼粗脂肪含量表现为CP100、CP100+CA组显著高于其余组(P<0.05),CP25组显著高于CP0、CP25+CA、CP50、CP50+CA组(P<0.05),CP25+CA、CP50组显著高于CP0、CP50+CA组(P<0.05);全鱼粗蛋白质含量表现为CP25、CP25+CA、CP50组显著高于CP0、CP100、CP100+CA组(P<0.05),CP50+CA组显著高于CP100、CP100+CA组(P<0.05),CP0、CP100+CA组显著高于CP100组(P<0.05)。

表5 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝营养成分含量的影响

Table 5 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on nutrient contents of Monopterus albus %

项目 Items	组别Groups														P值 P-value
项目 Items	CP0		CP25		CP25+CA		CP50		CP50+CA		CP100		CP100+CA		P值 P-value
水分Moisture		74.290 ±0.866		73.020 ±0.335		72.620 ±0.098		73.320 ±0.266		73.600 ±0.537		73.123 ±0.168		73.237 ±0.671		0.398
粗灰分Ash		2.115 ±0.012		2.193 ±0.031		2.143 ±0.021		2.152 ±0.020		2.147 ±0.020		2.205 ±0.069		2.128 ±0.055		0.615
粗脂肪EE		4.563 ±0.034^d		5.296 ±0.013^b		4.915 ±0.006^c		4.904 ±0.044^c		4.505 ±0.024^d		6.012 ±0.037^a		5.897 ±0.097^a		<0.001
粗蛋白质CP		16.462 ±0.005^bc		16.772 ±0.124^a		16.909 ±0.003^a		16.988 ±0.049^a		16.733 ±0.057^ab		15.878 ±0.071^d		16.430 ±0.177^c		<0.001

2.5 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肌肉质构特性的影响

脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肌肉质构特性的影响如图6所示。CP0组肌肉硬度显著高于CP100组(P<0.05),其他组间无显著差异(P>0.05);CP0组肌肉胶着性显著高于CP100、CP100+CA组(P<0.05),其他组间无显著差异(P>0.05);肌肉弹力、弹性、内聚性、黏性各组之间无显著差异(P>0.05);CP25+CA组肌肉粘力显著高于CP0组(P<0.05),其他组间无显著差异(P>0.05)。

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图6 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肌肉质构特性的影响

Fig.6 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on muscle texture properties of Monopterus albus

2.6 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响

脱酚棉籽蛋白替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响如图7所示。在未添加或添加复合酶制剂条件下,血清中谷丙转氨酶活性均随替代比例的升高逐渐降低,谷草转氨酶活性则随替代比例的升高先下降后上升;同一替代比例下,添加复合酶制剂使血清中谷丙转氨酶与谷草转氨酶活性降低,其中谷丙转氨酶活性在各替代比例下的差异均未达显著水平(P>0.05),谷草转氨酶活性在50%替代比例下差异达到显著水平(P<0.05)。在未添加或添加复合酶制剂条件下,血清中高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量均随替代比例的升高而下降;同一替代比例下,添加复合酶制剂使血清中高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量上升,但在各替代比例下的差异均未达显著水平(P>0.05)。在未添加或添加复合酶制剂条件下,肝脏中谷丙转氨酶活性随替代比例的升高先升高后降低,谷草转氨酶活性则随替代比例的升高逐渐下降;同一替代比例下,添加复合酶制剂使肝脏中谷丙转氨酶与谷草转氨酶活性升高,其中谷草转氨酶活性在各替代比例下的差异均未达显著水平(P>0.05),谷丙转氨酶活性在25%替代比例下差异达到显著水平(P<0.05)。与血清中相似,在未添加或添加复合酶制剂条件下,肝脏中高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量均随着替代比例的上升而下降;同一替代比例下,添加复合酶制剂使肝脏中高密度脂蛋白、低密度脂蛋白含量上升,其中高密度脂蛋白含量在各替代比例下的差异均未达显著水平(P>0.05),低密度脂蛋白含量在25%替代比例下差异达到显著水平(P<0.05)。

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图7 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响

左:血清;右:肝脏。Left: serum; right: liver.

Fig.7 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on serum and liver biochemical indicators of Monopterus albus

2.7 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肠道组织结构的影响

脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝前肠和后肠显微结构的影响分别见图8和图9。由表6可知,在未添加或添加复合酶制剂条件下,脱酚棉籽蛋白复合物替代不同比例鱼粉对黄鳝前肠绒毛长度和后肠固有层厚度均未产生显著影响(P<0.05);CP100、CP100+CA组后肠绒毛长度显著低于CP0、CP25、CP25+CA、CP50、CP50+CA组(P<0.05);CP25+CA、CP50、CP50+CA组前肠固有层厚度显著高于CP100、CP100+CA组(P<0.05),CP25组显著高于CP100组(P<0.05)。

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图8 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝前肠显微结构的影响(HE染色)

LW:固有层厚度;VH:绒毛高度;MC:黏液细胞。下图同。

Fig.8 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on foregut microstructure of Monopterus albus (HE staining, 100×)

LW: lamina propria thickness; VH: villus height; MC: mucus cells. The same as below.

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图9 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝后肠显微结构的影响(HE染色)

Fig.9 Effects of replacing fish meal with depollinated cottonseed protein compound on hindgut microstructure of Monopterus albus (HE staining, 100×)

表6 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肠道组织结构的影响

Table 6 Effects of replacing fish meal with dephenolized cottonseed protein compound on intestinal structure of Monopterus albus μm

项目 Items	组别Groups														P值 P-value
项目 Items	CP0		CP25		CP25+CA		CP50		CP50+CA		CP100		CP100+CA		P值 P-value
绒毛长度Villus length
前肠Foregut		667.32 ±11.19		690.33 ±5.46		711.69 ±30.13		693.97 ±36.58		715.50 ±11.55		641.67 ±26.80		649.56 ±7.95		0.254
后肠Hindgut		638.70 ±13.68^a		642.42 ±36.14^a		652.12 ±20.15^a		650.60 ±18.13^a		658.41 ±4.52^a		508.45 ±13.46^b		521.80 ±6.70^b		<0.001
固有层厚度Lamina propria thickness
前肠Foregut		238.67 ±22.65^abc		246.55 ±5.48^ab		247.85 ±9.02^a		250.92 ±7.37^a		253.94 ±10.07^a		208.51 ±8.54^c		211.52 ±9.20^bc		0.033
后肠Hindgut		210.36 ±12.65		215.00 ±21.62		217.11 ±20.99		216.80 ±19.57		221.97 ±2.42		182.64 ±7.24		207.95 ±19.49		0.652

3 讨论

3.1 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝生长性能、饲料利用的影响

本试验中,相同替代比例下添加复合酶制剂组黄鳝的生长性能要优于未添加复合酶制剂组。在未添加复合酶制剂时,以替代比例为25%时生长性能最优,100%替代比例下黄鳝的生长性能与对照组相比显著受到了抑制;以特定生长率为评价指标,回归分析结果显示,未添加复合酶制剂时适宜替代比例为27.47%;添加复合酶制剂时适宜替代比例为42.70%。呈现此种趋势的原因可能是因为脱酚棉籽蛋白复合物是一种植物性蛋白质原料,黄鳝对其消化吸收效果不如鱼粉,在较高替代比例时黄鳝对其蛋白质消化能力有限,且不会通过增加摄食量来满足生长所需蛋白质,饲料营养不能满足黄鳝生长所需要;此外,也可能与饲料氨基酸平衡有关,脱酚棉籽蛋白中的氨基酸对饲料氨基酸平衡可能起到了补充作用,同时替代鱼粉的脱酚棉籽蛋白中补充了晶体氨基酸,但试验饲料中的某些必需氨基酸如色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸的含量下降,可能在100%替代鱼粉时氨基酸补充不足,色氨酸的不足导致了黄鳝生长的下降^[14],缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸的不足则是对蛋白质效率及蛋白质沉积率造成了负面影响^[15⇓-17]。在同为肉食性鱼类的花鲈上的研究显示,其对脱酚棉籽蛋白的干物质表观消化率远低于鱼粉^[18];在大口黑鲈上的研究也发现,其对动物性蛋白质源的营养物质表观消化率是显著高于植物性蛋白质源的^[19];在黄鳝上也有研究发现,其对动物性蛋白质源如鸡肉粉的蛋白质消化率显著高于植物性蛋白质源^[20]。

研究显示,脱酚棉籽蛋白作为一种植物性蛋白质源,对于肉食性鱼类来说,替代鱼粉比例过高时会使饲料的适口性变差^[21]。本试验也发现,随替代比例的升高,黄鳝摄食率降低,这与通常黄鳝需要用动物性鲜活饵料驯食相吻合。在低比例替代时,黄鳝生长较好,替代比例为25%时饲料蛋白质效率显著高于对照组,这可能是因为在一定程度上脱酚棉籽蛋白中的抗营养因子含量没有达到显著影响消化吸收的阈值,虽然替代鱼粉时饲料中鱼油的含量也会下降,但通过补充豆油补充了脂肪。研究发现,黄鳝对鱼油的消化率与豆油差异不显著^[22],且鱼油和豆油对黄鳝的生长没有显著影响^[23]。因而,综合来看,脱酚棉籽蛋白复合物替代25%鱼粉时黄鳝的蛋白质效率和生长性能反而比对照组更佳。

3.2 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝形体指标、营养成分含量及肌肉质构特性的影响

本研究结果显示,黄鳝脏体指数和肝体指数呈现随着替代比例上升而下降的趋势,与刘浩^[24]在多鳞鱚上得到的结果相似。

产生这种结果的原因可能与黄鳝的摄食习性有关,黄鳝为典型的肉食性鱼类,不会通过大量增加摄食低质的植物蛋白质原料来满足需求,在100%替代时,蛋白质消化率低,使得体蛋白质合成较少,生长受阻,也影响了内脏器官的发育,从而导致脏体指数与肝体指数的降低。肥满度反映了鱼体的个体营养状况^[25]。100%替代组肥满度较25%和50%替代组显著降低,添加复合酶制剂改善了100%替代组的肥满度,说明脱酚棉籽蛋白复合物高比例替代鱼粉会影响黄鳝体蛋白质合成,不利于黄鳝肌肉等组织的生长,造成鱼体消瘦。全鱼粗蛋白质含量随着替代比例的升高先上升后下降,这与李旭巧^[26]所得结果一致,可能是由于脱酚棉籽蛋白复合物100%替代鱼粉时饲料适口性变差使得整体蛋白质摄入减少,消化率下降,导致黄鳝体蛋白质合成减少;也可能是由于脱酚棉籽蛋白复合物100%替代鱼粉后饲料中缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸含量不足,导致蛋白质代谢出现问题,使蛋白质难以在鱼体中沉积。本试验发现,复合酶制剂有一定的降低全鱼粗脂肪含量的作用,分析原因可能是,黄鳝对鱼油和植物油的消化率差异不显著,复合酶制剂促进了植物蛋白质的消化利用,体蛋白质合成相应增加,因而出现全鱼粗蛋白质含量增加、粗脂肪含量降低的现象。

肌肉的质构特性是反映肌肉品质好坏的重要指标^[27]。在鱼类中,肌肉硬度较大则品质较好,较低的硬度会影响鱼肉的品质及降低消费者的购买欲望^[28],肌肉粘力可以反映肌肉的松散程度。本试验中,肌肉硬度、胶着性、弹力均呈现随着替代比例的上升而下降的趋势,并且添加复合酶制剂后肌肉硬度、胶着性、弹力有所改善;各替代组肌肉粘力均高于对照组,同替代比例下添加复合酶制剂组均高于未添加复合酶制剂组,说明添加复合酶制剂可以改善黄鳝肌肉的粘力。上述结果表明,脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉会随着替代比例的上升而降低黄鳝的肌肉品质,而添加复合酶制剂可以改善黄鳝的肌肉品质,这种情况可能是由于随替代比例上升,饲料中能提升肌肉品质的异亮氨酸含量不足导致的,但在黄鳝上还未发现相关报道,具体原因有待后续进一步研究。

3.3 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响

血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性可以反映在新陈代谢中肝脏的受损情况^[29],肝脏中的转氨酶在非必需氨基酸的合成及蛋白质分解代谢中起着十分重要的作用^[30]。本试验结果显示,脱酚棉籽蛋白复合物100%替代鱼粉时对黄鳝肝脏健康有造成负面影响的趋势,添加复合酶制剂对改善黄鳝的肝脏健康有利。血清和肝脏高密度脂蛋白和低密度脂蛋白含量结果说明,随着替代比例的上升,黄鳝的脂肪代谢可能受到影响,而添加复合酶制剂会减小脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉带来的负面影响。造成这种情况的原因可能是,随着脱酚棉籽蛋白复合物替代比例的上升,饲料中棉酚等抗营养因子的含量增加,100%替代时棉酚含量超过肝脏代谢阈值,进而对肝脏造成损伤,对肝脏功能产生了不利影响,增加了代谢负荷;由于蛋白酶、植酸酶等酶制剂有降解棉酚、植酸等抗营养因子的作用^[31-32],因此添加复合酶制剂后减少了抗营养因子的含量,进而改善了黄鳝的肝脏健康。

3.4 复合酶制剂对提高脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉作用的影响

本试验中,相同替代比例下,添加复合酶制剂对黄鳝的增重率、特定生长率、蛋白质效率、饲料系数等均有改善作用,使脱酚棉籽蛋白复合物能替代更多鱼粉。分析其原因可能是,增加外源酶使脱酚棉籽蛋白被充分消化分解,从而更易被黄鳝利用。据此推测,对棉籽蛋白进行体外酶解可能是促进棉籽蛋白替代鱼粉的重要手段,值得进一步研究。此外,复合酶制剂中的植酸酶可促进植酸磷的分解,降低抗营养因子的负面作用,有利于预防抗营养因子对黄鳝消化器官组织的损害,添加复合酶制剂时黄鳝消化酶活性增加,且肠道绒毛长度、肌层厚度等有一定的提升可能就是得益于该因素。本试验结果还显示,不同替代比例下,肝胰脏蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性均随着替代比例的上升而降低,与Yu等^[33]在胭脂鱼上以豆粕替代鱼粉时肝胰脏消化酶活性所得结果一致。由于植物蛋白质与动物蛋白质分子结构不同以及存在抗营养因子等,在肉食性鱼类中植物蛋白质除了比鱼粉等动物性蛋白质较难被消化外,植物蛋白质中存在的一些抗营养因子对肝脏、肠道等组织有一定的损伤,不利于肠道发育和消化酶的分泌,因此随着替代比例的上升消化酶活性呈现下降趋势。后肠中淀粉酶活性随替代比例的上升呈现升高的趋势,这可能是由于脱酚棉籽蛋白中保留了较多碳水化合物导致的^[34]。本试验发现,添加复合酶制剂后,黄鳝的各消化酶活性均有不同程度上升,这与王国霞等^[35]、黎军胜等^[36]的研究结果一致。有研究报道,在饲料中添加复合酶制剂能有效改善动物对植物性饲料原料的消化和吸收^[37]。本试验出现这样的结果可能是由于复合酶制剂中的植酸酶使得脱酚棉籽蛋白中抗营养因子含量减少,使得黄鳝组织发育更好,有利于消化酶的分泌,具体原因还需要进一步研究。综合来看,添加复合酶制剂对黄鳝利用脱酚棉籽蛋白复合物有较好的助消化作用,还可减小脱酚棉籽蛋白复合物带来的负面作用,增加其替代鱼粉的比例,对改善黄鳝商业饲料配方、减少鱼粉的使用有积极的作用。

4 结论

添加复合酶制剂可以促进黄鳝对脱酚棉籽蛋白复合物的利用,以脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉短期(60 d)饲养黄鳝时,在不添加和添加复合酶制剂条件下的适宜替代比例分别为27.47%、42.70%。

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1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验设计

表1 饲料组成及营养水平(干物质基础)

表2 各组饲料必需氨基酸含量

1.3 养殖管理

1.4 样品采集

1.5 指标测定

1.5.1 生长性能、饲料利用和形体指标测定

1.5.2 营养成分含量测定

1.5.3 肌肉质构特性测定

1.5.4 血清、肝脏生化指标与组织消化酶活性测定

1.5.5 肠道组织切片观察

1.6 数据处理与分析

2 结果与分析

2.1 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝生长性能、饲料利用的影响

表3 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝生长性能、饲料利用的影响

图1 特定生长率与替代比例的回归分析

图2 蛋白质效率与替代比例的回归分析

2.2 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝形体指标的影响

表4 脱酚棉籽蛋白替代复合物鱼粉对黄鳝形体指标的影响

2.3 脱酚棉籽蛋白替代鱼粉对黄鳝消化酶活性的影响

图3 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝蛋白酶活性的影响

图4 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝淀粉酶活性的影响

图5 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝脂肪酶活性的影响

2.4 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝营养成分含量的影响

表5 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝营养成分含量的影响

2.5 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肌肉质构特性的影响

图6 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肌肉质构特性的影响

2.6 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响

图7 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响

2.7 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肠道组织结构的影响

图8 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝前肠显微结构的影响(HE染色)

图9 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝后肠显微结构的影响(HE染色)

表6 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝肠道组织结构的影响

3 讨论

3.1 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝生长性能、饲料利用的影响

3.2 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝形体指标、营养成分含量及肌肉质构特性的影响

3.3 脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉对黄鳝血清、肝脏生化指标的影响

3.4 复合酶制剂对提高脱酚棉籽蛋白复合物替代鱼粉作用的影响

4 结论

References