啤酒废液活性污泥作为刺参(Apostichopus japonicus)饲料蛋白源的潜力研究：生长性能、免疫调控及肠道菌群响应

为解决海参养殖中高成本蛋白源短缺问题，中国海洋大学团队创新性评估啤酒废液活性污泥(BWAS)替代商业饲料的可行性。研究通过60天喂养实验发现25% BWAS添加组(S25)显著提升刺参特定生长率(SGR 1.51%/d)、上调生长基因(igf-1/mapk-7/fgfr-1)表达，并增强溶菌酶(LZM)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性。该研究为食品工业废渣资源化利用提供新思路，成果发表于《Aquaculture Reports》。

　　

随着中国海参养殖产量以年均69.8%的速度增长，寻找低成本优质蛋白源成为产业可持续发展的关键挑战。传统饲料依赖海藻粉和鱼粉，但高昂成本和长生产周期制约产业发展。与此同时，啤酒工业每年产生大量废液处理污泥(BWAS)，其富含蛋白质(20-60%)和微生物的特性尚未在水产饲料中充分开发。这种"变废为宝"的双赢思路，正是中国海洋大学团队开展本项研究的创新出发点。

研究人员设计四组不同BWAS添加比例(0%/25%/50%/75%)的饲料，通过6天摄食偏好实验和60天养殖实验，系统评估其对刺参生长、消化、免疫及肠道菌群的影响。研究采用行为学观测记录摄食时间(T_f)和停留时间(T_s)，qPCR检测生长相关基因(igf-1/mapk-7)和免疫基因(nos/p105)表达，16S rRNA测序分析肠道菌群结构，并结合酶联免疫法测定消化酶和免疫酶活性。所有实验刺参均来自青岛海参养殖合作社，平均初始体重9.23±0.22 g。

在摄食行为方面，无论是否经过饲料适应训练，刺参均显著偏好含BWAS的饲料。未适应组对BWAS的偏好随添加比例增加而增强，75%组摄食量(FI)达14.67 g/kg·d，较对照组提升132%。值得注意的是，各组刺参对自身适应饲料的偏好最强，表明BWAS可能含有特定化学诱食物质。

生长性能结果显示，25% BWAS组(S25)取得最佳养殖效果，终体重(20.30 g)和特定生长率(1.51%/d)显著高于对照组。分子层面，S25组生长分化因子(igf-1)和成纤维细胞生长因子受体(fgfr-1)表达量最高，与表型数据高度吻合。但50%和75%组虽提高蛋白消化酶(胃蛋白酶提升47%)活性，生长指标却未同步提升，提示BWAS可能缺乏脂类等关键营养素。

免疫调控方面，25% BWAS组展现最强免疫应答：溶菌酶(LZM)活性达28.67 U/mg prot，一氧化氮合酶(NOS)活性提升2.3倍。基因分析发现，核转录因子κB亚基(p105/rel)表达上调可能激活下游免疫基因(lys/nos)。但高比例BWAS组(50%/75%)出现潜在致病菌(Vibrio/Aeromonas)增殖，其相对丰度分别达10.06%和16.96%，可能导致免疫抑制。

肠道菌群分析揭示重要规律：25% BWAS组菌群结构与对照组最相似，而高比例组显著改变微生物组成。50%组变形菌门(Proteobacteria)比例降至44.65%，但绿弯菌门(Chloroflexi)增至7.51%，可能与污泥中特定菌群定植有关。LEfSe分析显示75%组存在29个差异菌属，其中弧菌属(Vibrio)和假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)可能威胁宿主健康。

这项研究首次证实啤酒废液活性污泥作为刺参饲料蛋白源的可行性，确立25%为最优添加比例。该方案不仅能提高生长性能(日增重提升47%)和免疫力，还可降低饲料成本约18%(按蛋白含量折算)。从更广视角看，研究成果为食品工业副产品高值化利用提供范例，每吨BWAS的应用可减少0.15公顷 landfill用地。未来研究可聚焦BWAS营养组分优化和长期饲喂安全性评估，推动水产养殖向循环经济模式转型。论文的创新价值在于将环境治理与水产营养学交叉融合，为解决饲料蛋白短缺和工业固废处理双重难题提供新思路。