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为解决尼罗罗非鱼植物性饲料中磷利用及可持续性问题,巴西研究人员研究植酸酶(PHY)对其影响,发现可减少 67% 磷酸二钙(DP)添加,意义重大。
在全球可持续发展需求的推动下,罗非鱼养殖中植物性饲料的使用越来越广泛。谷物和豆类因其低成本,成为替代水产饲料中鱼粉的热门选择。然而,植物性原料中的抗营养因子给营养物质的利用带来了挑战,其中磷(P)以植酸形式储存在植物种子中,无法被鱼类直接利用,而且植酸还会与阳离子矿物质、淀粉和氨基酸结合。因此,饲料添加剂植酸酶(PHY)应运而生,它有望提高尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)饲料中磷的利用率,进而促进鱼类生长。目前,无机磷源主要是磷酸二钙(DP),常被添加到水产饲料中以满足尼罗罗非鱼对磷的需求。但关于液体植酸酶补充剂能否减少尼罗罗非鱼饲料中 DP 的添加量,相关研究还比较少。
无机 DP 是提高尼罗罗非鱼植物性饲料营养价值的主要磷源。但磷矿石是不可再生资源,全球都在努力保护其储量,减少对磷矿石的依赖迫在眉睫。在饲料中添加植酸酶,可催化植酸水解,提高磷的利用率,还能降低对无机磷源的需求,减少养殖成本。不过,植酸酶的效果受动物种类、添加类型和水平、添加方法、饲料组成以及水产养殖工业加工方法等多种因素影响。
挤压技术虽能改善饲料的物理性质,如漂浮性、耐久性和风味,但挤压过程中的热机械处理会影响植酸酶的残留活性。在颗粒饲料挤出和干燥后,通过顶部喷雾添加液体植酸酶,是一种可行的工业方法。此前研究发现,将来自黑曲霉(Aspergillus niger)的液体植酸酶(Natuphos? E - 10,000 FTU/g;德国巴斯夫公司)涂覆在挤出颗粒上,可提高幼年尼罗罗非鱼对饲料中磷、总能、粗蛋白和氨基酸的消化率。但新一代液体植酸酶对替代 DP 的全植物性挤出饲料在幼年尼罗罗非鱼上的影响,相关研究较少。
磷流入水体环境会引发藻类大量繁殖,破坏水生生态系统,影响水的使用。水产养殖废弃物排放到水中难以收集和去除,而在饲料中添加植酸酶,有助于提高饲料中有机磷的利用率,推动水产养殖可持续发展。
本研究在巴西蓬塔格罗萨州立大学野生动物和水产养殖实验室进行,实验方案经该校动物护理和使用委员会批准(许可证号 6352/2017)。实验遵循标准麻醉和安乐死程序。
研究对饲料进行分析,发现添加植酸酶的饲料中植酸酶活性接近目标值,总磷含量也与预期相符。生长性能数据显示,喂食 NC2 和 NC3 饲料的鱼,其体重增加量(BWG)和饲料转化率(FCR)与喂食 PC 饲料的鱼无差异,这表明植酸酶可替代高达 67% 的 DP,且不会对幼年尼罗罗非鱼的体重增加产生负面影响。
研究表明,通过添加植酸酶,将饲料中 DP 的含量从 30(PC 饲料)降至 10(NC2 饲料)g/kg,减少 67%,仍能维持鱼的体重增加量、饲料转化率和椎骨矿物质含量。此前研究也证实了在其他鱼类中添加植酸酶替代无机磷的可行性,如在黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)饲料中添加 1000 FTU/kg 植酸酶可替代 50% 的磷酸二氢钙;在异育银鲫(Carassius auratus gibelio)饲料中添加 500 FTU/kg 植酸酶可替代 50% 的磷酸二氢钙。
本研究由巴西高等教育人员素质提升协调办公室(CAPES)和国家科学技术发展委员会(CNPq)资助。研究人员在论文撰写过程中,使用了 Grammarly(高级账户)和 ChatGPT - 4(OpenAI)辅助优化语言和可读性,但对最终内容负全部责任。作者声明无利益冲突,并感谢巴斯夫公司捐赠商业植酸酶产品,以及巴西圣保罗州若泽里约普雷图的 APTA 的 Giovani Sampaio Gon?alves 博士在实验饲料挤出过程中的帮助。