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随着鱼粉价格上涨,寻找替代蛋白源迫在眉睫。研究人员用丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)替代虹鳟饲料中的鱼粉,发现 36.21% - 37.26% 替代水平可促进生长且无炎症。该研究为水产饲料提供新蛋白源,意义重大。
在水产养殖的舞台上,虹鳟(Oncorhynchus mykiss)凭借其鲜美的口感和可观的经济价值,成为了众多养殖户的心头好。然而,在虹鳟养殖蓬勃发展的背后,却隐藏着一个棘手的问题。虹鳟养殖过程中,鱼粉作为关键的蛋白质来源,发挥着不可替代的作用。它富含各种营养成分,氨基酸组成均衡,消化率也相当高,一直以来都被视为水产饲料中最理想的蛋白质原料。但如今,鱼粉价格一路飙升,让养殖户们压力倍增。与此同时,过度依赖鱼粉还带来了严重的生态问题,过度捕捞导致海洋资源面临枯竭的危险。这就好比一场双重危机,紧紧扼住了水产养殖发展的咽喉。为了解决这一困境,科研人员踏上了寻找替代蛋白源的征程,而黑水虻(Hermetia illucens)作为一种极具潜力的昆虫蛋白源,逐渐走进了大家的视野。中山大学的研究人员针对丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)替代鱼粉对虹鳟生长、抗氧化能力及肠道健康的影响展开了深入研究,相关成果发表在《Aquaculture》上,为水产养殖行业带来了新的希望。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,采用亚临界丁烷萃取法对黑水虻幼虫粉进行脱脂处理,以获得实验所需的丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)。然后,开展养殖实验,选取初始体重为 215.16 ± 2.30 g 的虹鳟,将其分为不同实验组,在 6.7 - 13.2°C 的环境下喂养 8 周,通过记录虹鳟的生长数据来评估生长性能。此外,还运用分子生物学技术检测相关基因的表达水平,以此探究对虹鳟抗氧化能力、肠道炎症反应以及自噬等方面的影响。
生长性能
研究人员设置了不同替代比例的实验组(0、15%、30%、45%、60%、75%,分别命名为 CD、BSF15、BSF30、BSF45、BSF60、BSF75),在虹鳟饲料中用丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)替代不同比例的鱼粉。实验结果令人惊喜,BSF30 和 BSF45 组的虹鳟在最终体重(FBW)、增重率(WG)、特定生长率(SGR)和热单位生长系数(TGC)等指标上,均显著高于对照组 CD 组。进一步的回归分析表明,最佳替代水平在 36.21% - 37.26% 之间。而在所有 BSF 组中,BSF75 组的增重最低,饲料转化率最高,这说明过高的替代比例可能并不利于虹鳟的生长。由此可见,适宜比例的 BSF 替代鱼粉能够有效促进虹鳟的生长,为提高养殖效益提供了可能。
抗氧化能力
在抗氧化能力方面,研究人员对虹鳟肝脏和肠道中 SOD(超氧化物歧化酶,一种重要的抗氧化酶)的活性进行了检测。结果显示,各实验组之间 SOD 活性并无显著差异。这表明,在本实验条件下,丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)替代鱼粉对虹鳟肝脏和肠道的抗氧化酶活性影响不大,虹鳟的抗氧化系统并未因饲料中蛋白源的改变而受到明显干扰。这一发现为评估 BSF 作为鱼粉替代物的安全性提供了重要依据,意味着在抗氧化能力方面,BSF 有潜力成为一种可靠的鱼粉替代品。
肠道健康
肠道健康对于虹鳟的生长和整体健康至关重要。研究人员通过观察发现,BSF30 和 BSF45 组虹鳟的肠道褶皱高度高于 CD 组,这一形态学上的变化暗示着这两组虹鳟具有更强的消化能力。肠道褶皱高度的增加,意味着肠道表面积增大,能够更好地与食物接触,促进营养物质的吸收,从而为虹鳟的生长提供更充足的能量和营养。此外,当饲料中 60% 的鱼粉被 BSF 替代时,研究人员检测到 myd88 和 tnfα 基因的表达上调。这两个基因与炎症反应密切相关,其表达上调表明高含量的 BSF 可能会刺激虹鳟肠道产生炎症。这一结果提示,在使用 BSF 替代鱼粉时,需要谨慎控制替代比例,以避免对虹鳟肠道健康造成负面影响。同时,研究人员还发现,与 CD 组相比,BSF45 组虹鳟肠道中 atg12 和 atg4b 基因的表达增加,P62 蛋白水平降低,LC3B-II/LC3B-I 的比值升高。这些指标的变化表明,BSF45 组虹鳟肠道的自噬活性增强。自噬是细胞内的一种自我降解过程,能够清除受损的细胞器和蛋白质,维持细胞内环境的稳定。因此,适宜比例的 BSF 能够通过激活自噬,抑制细胞凋亡,进而改善虹鳟的肠道健康状况,提高其生长性能和抗病能力。
综合以上研究结果,丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)在虹鳟饲料中具有一定的应用潜力。当替代鱼粉的比例在 36.21% - 37.26% 时,能够显著提高虹鳟的生长性能,同时不会引发明显的炎症反应。此外,适宜比例的 BSF 还可以激活虹鳟肠道的自噬过程,抑制细胞凋亡,改善肠道健康,为虹鳟的健康生长提供有力保障。然而,当替代比例过高(如 60% 及以上)时,会导致虹鳟生长速率下降,因此并不推荐使用过高比例的 BSF 替代鱼粉。
这项研究不仅验证了丁烷脱脂黑水虻幼虫粉(BSF)作为水产饲料蛋白源的安全性和有效性,还为水产养殖行业提供了一种新的、可持续的蛋白质来源选择,有助于缓解因鱼粉价格上涨和过度捕捞带来的双重压力,推动水产养殖行业朝着更加绿色、可持续的方向发展。未来,研究人员可以进一步探索不同养殖环境和养殖模式下 BSF 的最佳应用方案,以及深入研究 BSF 对虹鳟免疫系统和抗病能力的影响,为虹鳟养殖产业的发展提供更全面、更深入的理论支持和实践指导。