黑水虻酶解物在鲤鱼低蛋白饲料中的应用研究：促进生长、增强抗氧化与免疫能力

《Aquaculture Reports》：Effects of enzymatic hydrolysate of black soldier fly ( Hermetia illucens) in low protein diets for common carp ( Cyprinus carpio): Promoting growth, enhancing antioxidant and immunity

本研究针对水产养殖中蛋白资源短缺和低蛋白(LP)饲料对鱼类生长健康的负面影响，探讨了在黑水虻(BSF)酶解物(EHBSF)在鲤鱼低蛋白日粮中的应用效果。研究人员通过8周饲喂试验发现，在32%粗蛋白饲料中添加20-21.70 g/kg EHBSF可显著提高鲤鱼的特定生长率(SGR)和蛋白质效率比(PER)，增强肝脏、脾脏、肾脏和肠道组织的抗氧化酶活性（SOD、CAT、T-AOC），降低丙二醛(MDA)含量，并调控脂代谢相关基因（fas、pparγ、srebp-1等）和免疫因子（il-10、tnf-α1等）表达。该研究为昆虫蛋白资源的高效利用和低蛋白饲料的开发提供了新策略，对推动水产养殖可持续发展具有重要意义。

　　

随着全球水产养殖业的快速发展，鱼粉作为传统优质蛋白源的需求日益增长，但野生鱼类资源的减少导致鱼粉供应紧张，价格攀升，给养殖业带来了巨大的成本压力。同时，饲料中过高的蛋白质水平不仅增加生产成本，还会导致氮排放增加，加剧水体环境污染。因此，寻找可持续的替代蛋白源并降低饲料蛋白水平已成为水产饲料研究的重要方向。在此背景下，昆虫因其繁殖快、营养丰富、环境友好等优势，被视为极具潜力的鱼粉替代品。其中，黑水虻（Black Soldier Fly, Hermetia illucens）尤其引人注目，其幼虫富含蛋白质和脂肪，已在多种水产动物饲料中表现出良好效果。然而，关于黑水虻酶解产物（Enzymatic Hydrolysate of Black Soldier Fly, EHBSF）在低蛋白（Low Protein, LP）饲料中的应用效果尚不明确。为此，河南师范大学的研究团队在《Aquaculture Reports》上发表了最新研究成果，系统探讨了EHBSF在鲤鱼低蛋白日粮中对生长、体组成、抗氧化及免疫功能的调控作用。

本研究主要采用了以下关键技术方法：首先，通过复合酶（碱性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶）水解技术制备EHBSF，并分析其肽段分子量分布；其次，设计包含正常蛋白（34% CP）和低蛋白（32% CP）的六组实验饲料，进行为期8周的鲤鱼饲喂试验；随后，利用生化试剂盒检测血清和组织中的抗氧化酶活性、脂代谢指标等；采用实时荧光定量PCR（qPCR）技术分析抗氧化、免疫及脂代谢相关基因的表达；通过组织切片观察肝脏、肾脏和肠道的形态结构；并运用主成分分析（PCA）综合评价各组织的抗氧化状态。

3.1. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼生长和生物学指标的影响

与正常蛋白组（CP）相比，低蛋白组（LP）鲤鱼的末重（FBW）、增重率（WGR）、特定生长率（SGR）和蛋白质效率比（PER）均显著降低，而饲料系数（FCR）升高。添加EHBSF后，各实验组（LE10、LE15、LE20）的生长性能和饲料利用率均得到改善，其中LE20组效果最佳，其SGR和PER最高，FCR最低。同时，EHBSF添加降低了肝体指数（HSI）和肾体指数（KI），但对脏体指数（VSI）和肠长指数（RIL）无显著影响。结果表明，EHBSF能有效缓解LP饲料对鲤鱼生长的抑制，且20 g/kg的添加量效果最优。

3.2. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼体组成的影响

LP组鲤鱼肌肉和肝胰腺水分含量降低，而EHBSF添加组（LE15、LE20）肝胰腺水分和粗蛋白含量显著回升，LE20组肝胰腺粗脂肪含量下降。肌肉组成在各组间无显著差异。说明EHBSF有助于改善LP饲料引起的组织营养沉积异常，促进蛋白质积累并减少肝脂肪蓄积。

3.3. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼组织脂肪酸组成的影响

在肌肉中，LE20和LC15组单不饱和脂肪酸（∑MUFA）含量升高，而各实验组亚油酸（C18:2n-6）和n-6多不饱和脂肪酸（∑n-6 PUFA）含量降低。在肝胰腺中，LP组饱和脂肪酸（∑SFA）含量低于CP组，而EHBSF添加组∑SFA含量回升，∑n-6 PUFA含量下降。结果表明，EHBSF可调节鲤鱼体组织脂肪酸组成，趋向更健康的脂质代谢状态。

3.4. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼血清生化指标的影响

LP组血清白蛋白（ALB）含量升高，而EHBSF添加组（LE15、LE20）高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）含量显著提升，LE10组低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）升高。EHBSF对血清谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）等指标影响不一，但总体显示其对脂代谢有积极调节作用。

3.5. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼抗氧化能力及PCA分析的影响

LP饲料导致鲤鱼肝胰腺、脾脏和肾脏超氧化物歧化酶（SOD）活性升高，但总抗氧化能力（T-AOC）不足，丙二醛（MDA）含量增加，表明组织存在氧化损伤。EHBSF添加（尤其是LE15、LE20组）显著提升各组织SOD、过氧化氢酶（CAT）活性和T-AOC，降低MDA含量。主成分分析显示，肝胰腺的抗氧化系统对EHBSF响应最为敏感，SOD和CAT是主要贡献因子。

3.6. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼组织形态学的影响

肝组织切片显示，LP组肝细胞排列紊乱，出现空泡化；EHBSF添加后空泡化减轻，细胞结构改善。肾组织观察发现，LP组肾小管上皮细胞损伤，EHBSF添加组损伤缓解。肠道形态测量表明，EHBSF（尤其是LE20组）能显著增加绒毛高度（VH）、宽度（VW）和肌肉层厚度（MT），促进肠道发育。

3.7. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼肝胰腺脂代谢基因表达的影响

LP组脂合成基因（fas、pparγ、srebp-1）和脂分解基因（pparα、cpt1、atgl）表达均上调，提示脂代谢紊乱。EHBSF添加后，这些基因表达进一步升高，但肝脂肪含量下降，说明EHBSF可能通过同时促进脂肪合成与分解，加速脂周转，减少脂质蓄积。

3.8. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼肠道屏障功能基因表达的影响

EHBSF添加（LE15、LE20组）显著上调肠道紧密连接蛋白基因occludin（ocln）和zonula occludens-1（zo-1）的表达，增强肠道屏障功能。

3.9. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼抗氧化基因表达的影响

在肝胰腺、脾脏、肾脏和肠道中，LP饲料引起核因子E2相关因子2（nrf2）、sod、cat、gpx1等抗氧化基因表达变化不一。EHBSF添加（特别是LE15组）能进一步上调这些基因表达，增强组织的抗氧化防御能力。

3.10. EHBSF在LP饲料中对鲤鱼免疫基因表达的影响

LP饲料导致肝胰腺促炎因子（nf-κb-p65、tnf-α1、il-6）表达升高，抗炎因子il-10降低。EHBSF添加（LE15、LE20组）可下调促炎基因，上调抗炎基因，改善免疫平衡。在脾脏、肾脏和肠道中，EHBSF也表现出类似的免疫调节作用。

3.11. 鲤鱼LP饲料中EHBSF的最适添加量

通过SGR和PER的二次多项式回归分析，确定EHBSF在鲤鱼LP饲料中的最适添加量为20–21.70 g/kg。

本研究系统评估了EHBSF在鲤鱼低蛋白饲料中的应用效果，证实其能有效促进生长、改善体组成、增强抗氧化和免疫能力，并缓解LP饲料引起的组织损伤。EHBSF中的小分子活性肽可能是其发挥生理功能的关键成分。该研究不仅为黑水虻资源的高值化利用提供了新途径，也为水产低蛋白饲料的配制提供了理论依据和技术支持，对推动水产养殖业的可持续发展具有重要意义。未来研究可进一步聚焦于EHBSF中活性肽的分离鉴定及其具体作用机制，以深化其在精准营养调控中的应用。