外源蛋白酶对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖性能、消化率及可持续性的影响研究

本研究针对水产饲料中植物蛋白替代鱼粉导致的消化率不足问题，通过梯度添加外源蛋白酶(ProAct 360，30,000-90,000 NFP/kg)，系统评估其对凡纳滨对虾生长性能(FBW/SGR)、饲料利用率(FCR/PER)、营养物质消化率及氮排泄(TAN)的影响。结果表明，200-300 mg/kg蛋白酶显著提升蛋白质/氨基酸消化率，降低9.6%饲料系数(FCR)和23%氨氮排泄，为可持续养殖提供关键技术支撑。

　　

在全球水产养殖业面临鱼粉价格飙升和资源可持续性挑战的背景下，凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)作为全球产量最高的养殖虾种，其饲料配方优化成为行业焦点。传统鱼粉依赖型饲料不仅成本高昂，更伴随生态压力，而植物蛋白替代面临消化率低、氨基酸不平衡等瓶颈。尽管畜禽业已广泛应用蛋白酶技术，但水产领域因物种多样性、饲料加工工艺复杂等因素进展缓慢。尤其对虾类特有的简单消化系统（蛋白酶活性仅210-371 μmol酪氨酸/mg蛋白/分钟，远低于鲑鱼的500-1000 μmol）而言，外源蛋白酶补充可能成为破局关键。

针对这一科学问题，来自葡萄牙RIASEARCH实验中心（认证号015609/2017）的研究团队在《Aquaculture》发表研究，通过62天养殖实验系统评估了DSM公司ProAct 360蛋白酶（30,000-90,000 NFP/kg）对凡纳滨对虾的多维度影响。研究采用四组等氮等能饲料（CTRL/PRO100/PRO200/PRO300），每组5重复，每箱65尾初始体重0.97±0.1 g虾苗，重点监测生长性能、营养物质表观消化率(ADC)及水体总氨氮(TAN)动态变化。

关键实验技术

1. 梯度剂量设计：基于中性真菌蛋白酶单位(NFP)标准化活性，设置0-300 mg/kg（对应30,000-90,000 NFP/kg）四个处理组
2. 消化率测定：采用酸不溶灰分(AIA)标记法计算干物质、粗蛋白及氨基酸表观消化率
3. 环境监测：通过靛酚蓝法测定水体总氨氮(TAN)排泄量
4. 体成分分析：近红外光谱(NIRS)快速检测全虾蛋白质保留率

研究结果

生长性能
尽管最终体重(FBW)和特定生长率(SGR)无显著差异（16.8倍增重），但PRO200/PRO300组实现突破性改进：

• 饲料摄入量(FI)降低9.6%（p<0.05）
• 饲料系数(FCR)从CTRL组1.53降至1.39（p<0.05）
• 蛋白质效率比(PER)提升14.3%（2.15 vs 1.84）

营养消化率
蛋白酶组呈现剂量依赖性改善：

• 干物质ADC提高3.2-4.1个百分点（p<0.05）
• 粗蛋白ADC提升5.7%（最高达85.3%）
• 除异亮氨酸(Ile)/亮氨酸(Leu)外，其余氨基酸消化率均显著提高（p<0.05）

环境效益
所有蛋白酶组TAN排泄量降低23%（p<0.05），其中PRO300组氨氮浓度最低（17.4 vs 22.6 mg/L），印证"精准营养"的生态价值。

讨论与结论
该研究首次证实：在商业配方框架下，200-300 mg/kg ProAct 360蛋白酶可通过三重机制提升养殖效益——

1. 弥补内源酶缺陷：碱性蛋白酶有效水解植物蛋白抗营养因子
2. 优化氨基酸供给：提升蛋氨酸(Met)/赖氨酸(Lys)等限制性氨基酸生物利用率
3. 降低环境负荷：每吨饲料减少1.2 kg氮排放

值得注意的是，研究团队建议未来在更低蛋白水平（<30%粗蛋白）或高比例豆粕配方中验证蛋白酶功效，这与Nunes等(2014)在7%鱼粉饲料中的成功实践相呼应。这一成果为水产饲料"降本增效"提供可量化技术路径，对实现FAO提出的2030可持续水产养殖目标具有重要实践意义。