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为解决鱼粉供应受限问题,研究人员以大口黑鲈幼鱼为对象,用新型蛋白源完全替代鱼粉进行四周限制喂养,后四周重新投喂鱼粉。结果显示小球藻(Chlorella)表现最佳,能触发补偿生长且有利肝脏健康。该研究为鱼粉替代提供新思路。
在水产养殖领域,鱼粉一直是鱼类饲料中不可或缺的优质蛋白来源。它富含蛋白质,营养丰富且易于养殖鱼类消化吸收,就像是鱼类成长的 “黄金食粮”。然而,随着水产养殖业的蓬勃发展,对鱼粉的需求与日俱增,而鱼粉的供应却受到诸多限制,这一矛盾逐渐凸显。一方面,鱼类资源的有限性使得鱼粉产量难以满足市场需求;另一方面,过度捕捞获取鱼粉原料也给海洋生态环境带来了巨大压力。与此同时,使用植物蛋白源可能会导致鱼类肝脏出现问题,昆虫蛋白成本较高且营养成分不稳定,单细胞蛋白同样存在成本高和潜在抗营养因子等难题。在这样的背景下,寻找可持续且环保的鱼粉替代物成为水产养殖研究的关键方向。
大口黑鲈(Micropterus salmoides)作为我国重要的商业养殖鱼类,因其适应性强、生长速度快等优点备受养殖户青睐。但它对鱼粉的依赖程度较高,商业饲料中鱼粉含量通常在 350 - 500 g/kg。而且,长期食用高鱼粉含量的饲料还容易使大口黑鲈患上脂肪肝,严重影响其健康和生长。因此,探索新的饲料配方和投喂策略,对于大口黑鲈养殖产业的可持续发展至关重要。
为了解决这些问题,华中农业大学的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们以大口黑鲈幼鱼(初始体重 4.73 ± 0.04 g)为研究对象,旨在探究用新型蛋白源完全替代鱼粉是否能触发大口黑鲈幼鱼的补偿生长(Compensatory Growth,CG),并评估这一过程对其生长性能和肝脏健康的影响。该研究成果发表在《Aquaculture and Fisheries》上,为水产养殖饲料的优化提供了重要参考。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,精心配制了等氮(46% 粗蛋白)、等能(21 MJ/kg)的实验饲料,其中蛋白源分别为鱼粉、小球藻(Chlorella vulgaris,ChM)、棉籽浓缩蛋白(Cottonseed Protein Concentrate,CSM)、自养乙醇梭菌蛋白(Clostridium autoethanogenum Protein,CAP)和黄粉虫(Tenebrio molitor,TM)。将实验分为两个阶段,每个阶段四周。在限制喂养阶段,对照组投喂鱼粉饲料,其他四个实验组分别投喂含有单一新型蛋白源的饲料;在重新投喂阶段,所有组都投喂鱼粉饲料。实验过程中,研究人员密切监测水质参数,定期记录鱼的生长数据,包括体重、体长、存活率等。实验结束后,采集鱼的肝脏、血液等样本,运用生化分析、组织病理学分析、氨基酸分析等技术,检测各项生理指标,以全面评估新型蛋白源对大口黑鲈的影响。
生长指标和营养利用参数
在限制喂养阶段,对照组(FM 组)生长性能最佳,平均体重(MBW)、增重率(WGR)、蛋白质效率比(PER)最高,饲料转化率(FCR)最低。ChM 组表现优于其他实验组,但仍不及 FM 组。CSM、CAP 和 TM 组生长迟缓,CAP 组存活率也较低。重新投喂阶段,FM 组虽 MBW 仍最高,但生长速度和营养效率下降。ChM 组生长性能稳定,CSM 组营养效率提高但生长速度不变,CAP 组生长加快但营养利用差,TM 组存活率和鱼片产量(FY)降低。仅 ChM 和 CSM 组的补偿系数(CC)大于 1,表明它们实现了一定程度的补偿生长,但与 FM 组相比,最终体重仍有差距。通过对不同阶段各实验组生长数据的详细对比分析,得出上述结论。
proximate 组成和全鱼氨基酸
全鱼的 proximate 组成分析表明,FM 组粗脂肪含量最高,水分含量显著低于其他组。在氨基酸组成方面,不同饲料对必需氨基酸(EAA)含量影响不显著,但在风味氨基酸(FAA)上差异明显。FM 组 FAA 比例最低,尤其是甜味氨基酸(SAA)。ChM 组 FAA 和 SAA 比例最高,鲜味氨基酸(UAA)水平各组间无显著差异。通过对全鱼样本进行 proximate 组成和氨基酸分析实验,得到相关数据并进行统计分析后得出此结论。
肝脏组织病理学分析
肝脏组织经 H&E 染色和油红 O(ORO)染色后观察发现,限制喂养阶段,FM 组和 CAP 组肝脏组织出现空泡化,其他组结构相对正常。重新投喂后,所有组都出现空泡化,且 FM 组和 CAP 组加剧。ORO 染色阳性比例变化反映出,随着投喂鱼粉饲料时间延长,肝脏脂质沉积加重。ChM 组和 CSM 组虽阳性比例相对较低,但也存在空泡化现象。CAP 组阳性比例显著下降,TM 组始终保持较低水平,且 CAP 组有明显肝损伤,TM 组肝体指数(HSI)较高。通过对肝脏组织切片染色并在显微镜下观察拍照,利用 Image J 软件进行图像分析,从而得出肝脏组织病理学变化的结论。
抗氧化能力、免疫功能和肝损伤
在抗氧化能力方面,ChM 组谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性最高,CAP 组最低;除 ChM 组外,其他组过氧化氢酶(CAT)活性均下降。CAP 组丙二醛(MDA)含量最高,表明其抗氧化能力受损,氧化应激严重。免疫功能指标显示,CAP 组炎症因子 IL - 1β 和 TNF - α 水平最高,ChM 组最低。TM 组免疫球蛋白 M(IgM)水平显著较低,FM 组溶菌酶(LYS)水平最高。肝损伤指标方面,ChM 组血清转氨酶(ALT 和 AST)活性最低,其他组升高,CAP 组升幅最大。同时,研究还检测了脂质代谢相关酶的活性,发现 FM 组脂质合成和分解酶活性均较高,但仍有脂质沉积;ChM 组脂质分解代谢活性强,肝脏甘油三酯(TG)含量低;CAP 组酶活性低,总胆汁酸(TBA)升高,提示存在肝损伤和胆汁淤积。通过对肝脏样本进行生化分析,使用相关检测试剂盒测定各项指标,从而得出抗氧化能力、免疫功能和肝损伤情况的结论。
研究结论和讨论部分指出,在实验的新型蛋白源中,小球藻表现最为出色,即使在完全无鱼粉喂养四周的情况下,仍能保证大口黑鲈幼鱼相对稳定的生长,且对肝脏健康有益。而长期投喂鱼粉饲料的对照组出现了脂质过度积累和潜在的肝脏健康问题。不过,实验中除 ChM 和 CSM 组外,其他实验组未能充分实现补偿生长,可能是由于限制喂养阶段体重损失过大,且限制和重新投喂的时长设置也可能影响补偿效果。从肝脏健康角度考虑,CSM、CAP 和 TM 这三种新型蛋白源不太适合在限制和重新投喂阶段支持肝脏的发育和健康,小球藻与鱼粉结合触发补偿生长的方式更值得推荐。
该研究意义重大,为水产养殖中鱼粉替代提供了新的方向和理论依据。小球藻有望成为一种极具潜力的鱼粉替代蛋白源,有助于缓解鱼粉供应压力,促进水产养殖业的可持续发展。同时,研究结果也为优化大口黑鲈饲料配方和投喂策略提供了重要参考,对提高养殖鱼类的生长性能、改善肉质品质和保障肝脏健康具有重要的实践指导意义。未来,进一步研究延长重新投喂时间对补偿生长的影响,将有助于更深入地探索新型蛋白源在水产养殖中的应用潜力,推动水产养殖产业朝着更加绿色、可持续的方向发展。