优化外源蛋白酶补充对尼罗罗非鱼生长性能、鱼片品质及肠道形态的影响：提升营养消化率与生产表现的关键策略

本综述系统探讨了外源蛋白酶Precizyon PRO 50在尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）饲料中的最适添加水平及其对生长性能（WG、FCR）、营养消化率（ADC）、肠道形态（绒毛高度、宽度）和鱼片品质（WHC、SF）的显著改善作用。研究通过双实验设计（最适水平确定与验证），结合组织形态学（HE染色）和理化分析，明确50–75 g/t添加量可有效缓解营养限制（CN150）导致的生长缺陷，为水产饲料配方优化提供重要理论与实践依据。

　　

引言

水产养殖是全球食品生产体系中增长最快的部门之一，尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）作为广泛养殖的物种，其营养策略的优化尤为关键。外源酶制剂（尤其是蛋白酶）的应用可通过提高饲料消化率和营养吸收改善养殖效率。先前研究表明，微生物来源的蛋白酶能增强尼罗罗非鱼对蛋白质和钙的消化率，并刺激肠道酶活性（Santos et al. 2020）。然而，蛋白酶补充对鱼片产量和品质的影响存在差异，可能与饲料组成和管理实践相关（Batista et al. 2019；Feitosa et al. 2021）。本研究旨在确定尼罗罗非鱼饲料中外源蛋白酶的最适添加水平，以提升营养消化率和生产性能。

材料与方法

实验设计与伦理

研究在巴西半干旱地区联邦农村大学（UFERSA）动物科学系进行，使用盐度3 ppt的井水养殖尼罗罗非鱼。实验程序经UFERSA动物伦理委员会批准（协议号09/2023和05/2024）。

实验设计

研究包含两个实验：第一个实验旨在确定蛋白酶的最适添加水平，采用完全随机设计，设置0、25、50、75、100和125 g/t六个递增剂量的Precizyon PRO 50（源自黑曲霉ACCC 30557的酸性蛋白酶，活性400,000 u/g），每个处理六个重复，每重复25尾鱼。基础饲料配方依据尼罗罗非鱼营养需求，使用动物源性原料（表1）。第二个实验验证蛋白酶在营养减少场景下的有效性，包括阳性对照（PC，满足全部营养需求）、阴性对照（CN50、CN100、CN150，分别基于Precizyon PRO 50矩阵减少50%、100%、150%的氨基酸）以及CN150补充50 g/t和75 g/t蛋白酶，共六个处理。

饲料成分

实验饲料的实测成分与配方值高度一致（表2、3、4）。实验一的基础饲料 proximate 成分、氨基酸和矿物质水平符合预期；实验二的氨基酸水平随营养减少比例降低，而矿物质和能量含量保持稳定。

生长性能与产出指标

评估参数包括终末体长（FML）、终末体重（FMW）、增重（WG）、表观饲料转化率（AFCR）和存活率（SR）。实验结束后，测量剖腹体重（EW）、肝体指数（HSI）、内脏脂肪指数（VFI）和脏体指数（VSI）。饲料摄入量（FI）通过扣除残饵计算，AFCR基于增重和摄食数据确定。

组织学分析

取15尾鱼的组织样本，通过4%多聚甲醛固定、乙醇梯度脱水、二甲苯透明、石蜡包埋，制备5–7 μm切片，HE和Gomori三色染色后，使用光学显微镜（LEICA DM 500 HD）观察并采集图像。

理化与仪器分析

测定鱼片水分、粗蛋白（Kjeldahl法）、粗脂肪（AOAC 964.12）、灰分（AOAC 938.08）和碳水化合物（差值法）。pH值使用台式pH计测定；持水力（WHC）依据Hamm（1960）方法；蒸煮损失（CL）通过烤制前后重量差计算；剪切力（SF）使用TA-XT-125质构分析仪（Warner-Bratzler装置）测定。

水质参数

实验期间水质指标（pH、电导率、盐度、温度、溶解氧、总溶解固体、氨和亚硝酸盐）均保持在尼罗罗非养殖适宜范围内，使用Alfakit试剂盒和AK88多参数探头监测。

消化率试验

鱼体适应3天后，收集4天粪便，冷冻后离心、干燥、粉碎，计算干物质（DM）、粗蛋白（CP）、能量和氨基酸的表观消化率系数（ADC）。

统计分析

实验一采用多项式回归分析蛋白酶剂量与响应变量的关系，通过Shapiro–Wilk检验正态性，ANOVA和决定系数（R²）确定最优模型。实验二使用ANOVA和多项式回归评估营养减少效应，并通过t检验比较补充组与对照组的差异。

结果

最适水平确定

性能数据显示显著二次效应：终末体重（FBW）、增重（WG）和饲料转化率（FCR）的最适蛋白酶添加水平分别为71.15、71.26和77.00 g/t（p < 0.001）。实际应用范围建议50–100 g/t。补充Precizyon PRO 50显著影响鱼片产量（Fillet）、剖腹体重（EF）和内脏脂肪指数（VFI），最适剂量分别为68.50、95和73.25 g/t（表5、6）。

蛋白酶补充线性降低鱼片pH（p = 0.0057）和蒸煮损失（p = 0.0194），但对其他参数无影响（表7）。肠道组织学显示，蛋白酶显著增加近端、中部和远端肠道绒毛高度、宽度及高宽比（p < 0.001），但固有层厚度未受影响（表8）。绒毛高度在近端、中部和远端肠道的最适剂量分别为66.41、63.23和60.55 g/t。未观察到消化道结构或病理变化（图1）。

最适水平验证

营养减少线性降低终末体重、累积增重和日增重（p = 0.006），饲料摄入量二次受影响（p = 0.001），饲料转化率线性增加（p = 0.049）。补充50–75 g/t Precyzion PRO 50使性能指标恢复至PC和CN50水平（表9、图2）。

营养减少对相对脾重无影响（p = 0.8448），但补充蛋白酶组脾重低于CN50和CN100（p < 0.05）。补充蛋白酶提高带皮鱼片产量，尤其在CN100和CN150中效果显著（表10）。

消化率方面，补充蛋白酶组干物质、粗蛋白、能量及氨基酸（蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、异亮氨酸和精氨酸）的ADC均较高（表11、图3）。鱼片品质中，亮度（L*）改变，持水力改善，蒸煮损失降低，剪切力相似（表12）。

组织形态计量显示，补充蛋白酶显著改善前、中、后肠绒毛高度、宽度及高宽比（表13、图4）。肝脏图像显示所有处理均存在肝细胞空泡化（提示脂质或糖原积累），但PC组出现更明显应激迹象（如血管充血）；补充蛋白酶组空泡化存在但无炎症或充血（图5–11）。脾脏分析表明，营养减少组黑色素巨噬细胞增多（提示免疫应激），而补充75 g/t蛋白酶组其数量减少（图12–16）。

讨论

本研究证实外源蛋白酶补充能显著改善尼罗罗非鱼生长性能、营养消化率、肠道结构和鱼片品质。剂量响应关系表明65–77 g/t为最适范围，与先前研究（Mohamed et al. 2020；Saleh et al. 2022）一致，但本研究使用剂量（25–125 g/t）较低而效果相当，提示酶源和活性至关重要。

蛋白酶通过增强蛋白质消化和氨基酸吸收，减少植物原料抗营养因子影响，改善肠道绒毛形态（增加吸收面积），并间接提升肌肉品质。组织学结果显示，蛋白酶减轻肝脏代谢负荷和脾脏免疫应激，表明其系统性益处。作用机制涉及酸性蛋白酶（如胃蛋白酶）在胃酸性环境中的活性，以及与内源酶（如胰蛋白酶）的协同效应（Lin et al. 2007）。

50 g/t剂量在经济和生物效率间取得平衡，是推荐实践水平。然而，蛋白酶对肉品质的影响机制需进一步研究。

结论

添加外源Precizyon PRO 50（50–75 g/t）可有效缓解尼罗罗非鱼因氨基酸减少导致的性能下降，改善生长、鱼片产出和整体健康，确立蛋白酶作为水产营养策略的有效性。