《Aquaculture》:Growth, liver metabolism, intestinal health and microbiota responses of juvenile spotted sea bass (
Lateolabrax maculatus) to fishmeal replacement with enzymatically hydrolyzed chicken bone paste
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•15%–16% 的 CB 替代率平衡了生长和存活。•20% 的 CB 增强了肝脏营养感知和能量代谢。•10% 的 CB 维持了肠屏障反应和微生物群。•高 CB 比例损害了消化率、肝脏状态、肠道形态和存活率。引言水产养殖已成为全球水生动物生产和粮食安全日益重要的贡献者。根据联
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15%–16% 的 CB 替代率平衡了生长和存活。
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20% 的 CB 增强了肝脏营养感知和能量代谢。
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10% 的 CB 维持了肠屏障反应和微生物群。
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高 CB 比例损害了消化率、肝脏状态、肠道形态和存活率。
引言
水产养殖已成为全球水生动物生产和粮食安全日益重要的贡献者。根据联合国粮农组织(FAO)的数据,2022 年水产养殖首次超越捕捞渔业,成为水生动物的主要来源,突显了水生食物系统对养殖生产依赖性的增长(FAO, 2024)。这种快速扩张增加了对营养均衡且具有成本效益的配合饲料的需求。鱼粉传统上被认为是最有价值的水产饲料蛋白源之一,因其高蛋白含量、平衡的氨基酸谱、良好的消化率和较高的适口性。然而,鱼粉供应有限、价格波动以及可持续性 concerns 使得开发替代蛋白源成为水产饲料研究的主要优先事项(Hua 等,2019; Naylor 等,2009; Tacon 和 Metian, 2008)。已评估了广泛的替代蛋白源以减少对鱼粉的依赖。与植物蛋白相比,陆生动物副产品通常含有较少的植物源性抗营养因子,并能提供浓缩的蛋白质和其他营养。其中,家禽副产品因来源广泛、蛋白质含量相对较高以及对动物加工资源循环使用的潜在贡献而作为鱼粉替代品引起了相当大的兴趣(Galkanda-Arachchige 等,2020)。尽管如此,其在水产饲料中的应用受到重要的营养和实践限制。动物副产品的成分和营养价值可能因动物来源、组织成分、加工条件和储存而异,导致蛋白质质量、氨基酸平衡、脂质稳定性、矿物质含量、适口性和营养消化率方面的差异。在富含骨头的原料中,较高的灰分和矿物质部分可能会进一步稀释蛋白质贡献,并在过量掺入时扰乱膳食矿物质平衡。这些因素可能会降低饲料摄入量或饲料效率,即使饲料配方是等氮和等脂的,也可能影响肝脏和肠道稳态(Arag?o 等,2022; Galkanda-Arachchige 等,2020)。因此,应使用特定营养素的消化率和生理反应来评估动物副产品,而不仅仅是粗蛋白含量。
传统家禽副产品粉(PBM)是通过熬制生产的,而酶解将蛋白质切割成较小的肽和游离氨基酸。这种额外的加工可能增加蛋白质的溶解度和消化酶的可及性,并释放具有生理功能的肽,与传统 PBM 相比提供潜在的营养和功能优势(Hou 等,2022; Martínez-Alvarez 等,2015)。酶解家禽副产品已被研究作为替代水产饲料成分,其反应在鱼类物种、饲料组成和掺入水平之间有所变化(Hao 等,2020; Yi 等,2023; Zhuang 等,2021)。酶解鸡骨浆(CB)是一种糊状家禽副产品,可能提供可消化的氮、肽、氨基酸、矿物质和脂质。然而,其营养益处和在花鲈中的耐受性仍有待确立,特别是在分级鱼粉替代水平下。
鱼粉替代的效果不仅应从生长性能和饲料利用率的变化来评估,还应从可能潜在地导致这些反应的代谢和肠道过程来评估。肝脏整合了氨基酸感知、蛋白质合成、葡萄糖和脂质代谢、能量调节、抗氧化防御和炎症反应。特别是,雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路将氨基酸可用性联系到细胞蛋白质合成和生长(Saxton 和 Sabatini, 2017)。因此,肝脏氨基酸转运和 mTOR 相关信号,连同葡萄糖和脂质代谢及炎症状态,可以帮助解释替代蛋白源如何影响生长性能和营养利用。肠道是营养消化吸收的主要场所,也在膳食成分、微生物群和宿主组织之间提供物理和免疫屏障(Firmino 等,2021; Salinas 和 Parra, 2015)。因此,肠道形态、消化酶活性、屏障相关基因、细胞因子表达和肠道微生物群是评估鱼粉替代生理耐受性和功能后果的相关终点(Egerton 等,2018; Firmino 等,2021)。
迄今为止,花鲈替代鱼粉的最佳 CB 掺入量及相关肝 - 肠反应机制仍不清楚。因此,本研究评估了分级鱼粉替代 CB 对幼龄花鲈生长性能、饲料利用率、干物质、蛋白质和脂肪的表观消化率、肝脏组织学、肝脏免疫和抗氧化状态、肝脏营养感知和代谢基因表达、肠道形态、消化酶活性、肠道屏障和细胞因子相关基因表达以及肠道微生物群的影响。研究结果有望为确定花鲈饲料中鱼粉替代的合适 CB 掺入量提供理论和实践指导。
章节摘要
伦理声明
所有涉及鱼类的实验程序均按照实验动物使用和护理指南进行。实验方案经福建农林大学机构动物护理和使用委员会审查和批准(批准号:PZCASFAFU-CMS-25019)。在喂养试验和采样过程中,小心处理鱼类以尽量减少应激和痛苦。
生长性能、存活率与饲料利用率
如表 4 所示,各饲料处理间的初始平均体重无差异,而用 CB 替代鱼粉显著影响了 SR、FMW、FI、SGR、WGR、FER、ADC DM、ADCP 和 ADCL。FI 在各饲料处理间无成对差异。与 CON 相比,CB1 和 CB2 显著增加了 FMW、SGR 和 WGR,而 CB3 和 CB4 无显著差异。FER 在 CB1、CB2 和 CB3 中显著高于 CON,而 CB4 与 CON 相当。SR 为
讨论
在本研究中,用 CB 替代鱼粉在幼龄花鲈中产生了非线性反应。在 10–20% 替代率下,生长和饲料利用率提高,而 30–40% 替代率降低了干物质消化率和存活率。在 40% 替代率下,蛋白质和脂肪消化率降低。回归模型将估计的最佳值置于 15–16% 的鱼粉替代 CB。因此,结果表明当 CB 包含在……时,可以支持花鲈的性能
CRediT 作者贡献声明
陈智初:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿,调查,资金获取,数据整理,概念化。王怡:写作 – 审阅与编辑,调查,数据整理。丁子健:写作 – 审阅与编辑,调查,数据整理。随忠民:写作 – 审阅与编辑。张殿光:写作 – 审阅与编辑。毕旭文:写作 – 审阅与编辑,方法学,资金获取,概念化。刘波:写作 – 审阅与编辑,
伦理声明
本研究按照 ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究经福建农林大学机构动物护理和使用委员会批准。(批准号:PZCASFAFU-CMS-25019)。
利益冲突声明
作者声明他们没有与本文报告的工作产生不当影响或偏见的其他人或组织存在财务或个人关系。所有作者均无声明。
致谢
本工作得到了国家重点研发计划(2024YFD2402001)、国家自然科学基金委员会(32303016)、福建省科学技术厅资助(2025J01607)以及中国海洋大学绿色养殖与智慧渔业山东省重点实验室(编号:SGMSF2603)的支持。
陈智初|王怡|丁子健|随忠民|张殿光|毕旭文|刘波|陈新华|张艳娇