挤出湿度和温度对含细菌蛋白粉的尖吻鲈饲料消化率的影响及其机制研究

为解决水产饲料中鱼粉资源短缺问题，研究人员探究了挤出工艺参数（温度100/140°C，湿度33/40%）对含30%细菌蛋白粉（BPM）的尖吻鲈饲料消化率的影响。通过36天养殖实验结合转录组分析发现，140°C+33%湿度组合显著提升BPM饲料能量消化率（P<0.05），但未改善氨基酸吸收障碍。该研究为优化新型蛋白源加工工艺提供了重要依据。

　　

随着全球水产养殖业的快速发展，传统饲料原料鱼粉面临资源枯竭和价格攀升的双重压力。寻找可持续的替代蛋白源成为行业迫切需求，其中细菌蛋白粉（Bacterial Protein Meal, BPM）因其高蛋白含量和环保生产特性备受关注。然而，现有研究表明BPM在饲料中的高添加比例（10-30%）会导致鱼类生长性能下降和营养物质消化率降低，这成为制约其规模化应用的瓶颈问题。针对这一挑战，新加坡淡马锡生命科学实验室的R. Le Boucher团队在《Aquaculture Reports》发表的研究，系统探索了挤出加工参数对BPM饲料营养价值的调控作用。

为揭示加工工艺与饲料配方的协同效应，研究人员设计了一套严谨的实验方案：采用2×2×2因子设计（两种温度100/140°C×两种湿度33/40%×含/不含30%BPM），制备8种等氮等脂实验饲料。在36天养殖期内，对2640尾初始体重85.9±1.6 g的尖吻鲈进行生长性能监测，并采集粪便测定表观消化系数（ADC）。通过肠道酶活检测、RNA测序（Illumina NovaSeq 6000平台）和生物信息学分析（DESeq2、STRING等），从生理到分子层面解析消化吸收机制。

研究结果部分，首先在"Fish performance"中发现：BPM组虽未影响摄食量（P>0.05），但使增重降低14.3%、饲料系数（FCR）升高16.7%（P<0.001）。"Apparent digestibility coefficients"数据显示，BPM组的干物质、粗蛋白、粗脂肪和总能ADC分别比对照组低5.2%、4.3%、9.6%和7.3%，但140°C+33%湿度处理使BPM饲料能量ADC提升至与对照组无差异水平（86.2% vs 88.1%，P>0.05）。

"Digestive enzyme activities"部分揭示：BPM未改变胰蛋白酶、糜蛋白酶和亮氨酸氨基肽酶活性（P>0.05），但40%湿度显著提高脂肪酶活性27.6%（P<0.05）。"Gene expression"分析则发现：BPM组肠道中有58个基因上调和146个基因下调（P<0.1），其中氧化磷酸化通路相关基因（ndufs8a、cox5aa等）表达量降低2.1-3.8倍，化学趋化因子受体ccr6和配体ccl20表达量减少60%。

在"Experimental diets"特性分析中，BPM饲料挤出能耗比对照组高35.4%（13.78 vs 10.20 kW h^-1 ton^-1），但140°C处理可消除此差异。

讨论部分指出，这是首次系统阐明挤出参数与BPM饲料消化率的交互作用。高温低湿（140°C+33%）通过可能改变细菌细胞壁结构而提高养分释放效率，但转录组提示的氨基酸吸收障碍和能量代谢抑制仍需通过添加外源酶制剂等手段解决。该研究为水产饲料行业提供了三条关键启示：一是确立BPM替代50%植物蛋白的可行性边界，二是优化出能效与消化率兼顾的加工参数，三是发现肠道吸收环节而非消化环节是限制BPM利用效率的主因。这些发现对推动单细胞蛋白（SCP）在水产饲料中的产业化应用具有重要指导价值。