低游离棉酚棉籽浓缩蛋白替代鱼粉对杂交石斑鱼生长性能、肝脏健康及水质调控的影响机制研究

本研究针对水产饲料中鱼粉资源短缺问题，以杂交石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀ × E. lanceolatus♂)为模型，探究70%低游离棉酚棉籽浓缩蛋白(70?C)替代鱼粉的效果。结果表明40%替代组不影响生长性能(P>0.05)，但高比例替代会损害肝脏功能(ALT↑/ALB↓)并改变肠道菌群(Proteobacteria/Firmicutes为主)，同时通过丁酸代谢通路(butanoate metabolism)影响肌肉质地。该研究为植物蛋白在水产饲料中的应用提供了理论依据。

　　

水产养殖业长期依赖鱼粉(FM)作为主要蛋白源，但全球鱼粉产量下降与水产需求增长的矛盾日益突出。杂交石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀ × E. lanceolatus♂)作为重要养殖品种，其饲料中鱼粉占比高达50%以上，寻找可持续替代蛋白源迫在眉睫。棉籽蛋白虽具潜力，但传统产品存在游离棉酚(gossypol)等抗营养因子限制。广东海洋大学团队在《Aquaculture Reports》发表研究，系统评估了新型低游离棉酚棉籽浓缩蛋白(70?C，蛋白含量≥70%，游离棉酚≤400?mg/kg)替代鱼粉对石斑鱼多维度影响。

研究采用5组等氮等脂饲料设计(FM对照组与20%-80%鱼粉替代组)，通过7周养殖实验，结合生长参数测定、肝脏组织学、血清生化(ALT/AST/ALB/TC)、肌肉质构分析(TPA)、水质监测及16S rRNA测序等技术，全面解析70?C的应用效果。

3.1 生长性能与饲料利用
70?C替代40%鱼粉时，增重率(WGR)和特定生长率(SGR)与对照组无显著差异(P>0.05)，但更高替代比例(60%-80%)导致生长抑制(P<0.05)。摄食量(FI)随替代比例增加线性下降，提示适口性仍需改善。

3.3 肝脏形态与功能
组织学显示高替代组出现细胞轮廓消失、核异常位移及核溶解现象。血清学证实ALT活性显著升高(P=0.001)，而合成功能指标ALB和TC分别降低28%-36%和65%，表明肝脏代谢功能受损。

3.5 肌肉质构特性
硬度、胶黏性和咀嚼性在80%替代组达最高值(616.13?N vs FM组319.16?N，P=0.002)，可能与肠道菌群调控的丁酸代谢通路激活有关。

3.6 水质参数
70?C替代导致NH₃-N、NO₃^-和总氮(TN)显著升高，60%替代组TN达3.64?mg/L，反映蛋白消化率低于鱼粉。

3.7 肠道菌群调控
核心菌群以变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为主。70?C20组鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)丰度最高(LDA=4.23)，而70?C60组光合杆菌(Photobacterium)和反硝化菌Amaricoccus显著富集。PICRUSt2预测显示丁酸代谢通路(如琥珀酸发酵途径)在替代组中上调，可能是肌肉硬度增加的潜在机制。

该研究首次阐明70?C通过"肠道菌群-代谢通路-宿主表型"轴影响石斑鱼健康的综合机制。40%鱼粉替代方案在保证生长性能的同时，揭示了高比例替代对肝脏健康的潜在风险。发现的水质恶化与特定菌群(如Enterobacter减少)的关联性，为生态养殖提供了调控靶点。研究团队建议未来重点优化棉籽蛋白加工工艺，并探索丁酸代谢产物对肌肉品质的精准调控，为水产饲料转型升级提供新思路。