复合外源酶对杂交鲍(*Haliotis rubra* × *Haliotis laevigata*)植物性饲料生长、摄食与消化性能的评估

《Animal Feed Science and Technology》:Evaluating the growth, feed intake and digestion of plant-based diets supplemented with single and complexed exogeneous enzymes for hybrid abalone ( Haliotis rubra × Haliotis laevigata).

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月07日 来源:Animal Feed Science and Technology 3.2

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  澳大利亚杂交鲍(*Haliotis rubra* × *Haliotis laevigata*)在自然环境中主要以富含碳水化合物的海藻为食。已有研究证实,该物种饲喂较高蛋白饲料时生长性能最佳,适宜水平约为41%。近年来,关于太平洋鲍(*H. discus ha

  
澳大利亚杂交鲍(*Haliotis rubra* × *Haliotis laevigata*)在自然环境中主要以富含碳水化合物的海藻为食。已有研究证实,该物种饲喂较高蛋白饲料时生长性能最佳,适宜水平约为41%。近年来,关于太平洋鲍(*H. discus hannai*)营养学各方面的研究激增,极大改善了配合饲料的组成;然而,其他物种的相关研究强度尚未达到同等水平,因此关于不同植物性原料对澳大利亚杂交鲍影响的信息仍然有限。

低成本原料在配制澳大利亚杂交鲍水产饲料时具有吸引力,尤其是考虑到该物种相对较高的蛋白质需求。多种常见植物性蛋白源在成本和供应方面具有明显优势,且总体上似乎适用;然而,其营养价值和功能性能在该物种中仍未得到充分表征。植物性候选原料如大豆蛋白、菜籽粕、小麦面筋、羽扇豆、蚕豆等必须在物种耐受范围内使用。在原料表征不完整的情况下,饲料可能适口性较差、消化率较低,并可能含有某些抗营养因子,从而导致生产力损失和动物健康受损。

外源酶可作为单一活性或复合多酶产品商业化供应,通常设计用于针对物种特异的消化限制。这些产品通常被宣传为热稳定性良好,可在制粒或挤压膨化前添加到饲料中。然而,其功效并不总是明确的。例如,在异育银鲫中,挤压膨化饲料相较于颗粒饲料表现出更好的性能,这可能是由于加工条件改善了消化率,而不一定是多酶复合物的作用。这提示外源酶的效益可能具有情境依赖性,尤其是在已高度可消化的配方中。

外源酶添加改善饲料品质已在多种水生动物中得到证实。例如,在尼罗罗非鱼中,使用植物蛋白混合物替代鱼粉,并添加包含蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、木聚糖酶和淀粉酶的多酶混合物,可改善生长、饲料消化率及多项健康参数。同样,在南美白对虾(*Litopenaeus vannamei*)中,多酶复合物在低鱼粉高植物蛋白饲料中可增强生长性能和消化酶能力。在异育银鲫(*Carassius auratus gibelio*)中也观察到多酶复合物可改善生长参数,但在外源酶添加水平最高时生长出现明显下降。在鲍鱼中,评估外源酶在含植物性蛋白源饲料中功效的证据有限。鉴于对消化率各异替代原料依赖程度的日益增加,这构成了相当大的知识空白。

为此,本研究采用两部分实验方法,检验以下假设:与对照组相比,通过饲料外源酶添加可改善鲍鱼生产性能和饲料利用。具体而言,实验(1)旨在确定添加市售多酶复合物是否能改善澳大利亚杂交鲍的生长性能和营养利用;实验(2)旨在确定针对性添加单一外源酶是否能阐明驱动饲料利用改善的主要机制。

实验在Deakin University Queenscliff海洋科学中心进行,两种实验同时在同一实验系统内开展。实验系统由18个12 L蓝色塑料水族箱组成,配备瓷砖制成的遮蔽物。水族箱接受流水海水,温度维持在18.2 ± 0.4 °C,流速约为每箱0.5 L min?1。实验期间持续充气,动物置于恒定弱光条件下。

实验1中,将不含外源酶补充的对照饲料与两种含复合酶(CE 400 ppm和CE 800 ppm)的试验饲料进行比较。复合酶包含蛋白酶、植酸酶和木聚糖酶等专有酶混合物。实验2的饲料基于对照,分别添加单一酶(IE蛋白酶、IE植酸酶和IE木聚糖酶),添加量相当于CE 400 ppm饲料中各自含量:蛋白酶320 ppm(6400 units kg?1)、植酸酶80 ppm(800 units kg?1)、木聚糖酶100 ppm(4000 units kg?1)。鲍鱼初始平均体重为9.03 ± 0.03 g,平均壳长为40.17 ± 0.34 mm。每种饲料随机分配至3个重复水箱(n=3),每日16:00饱食投喂一次,每周6天,共108天。在生长实验最后两周收集粪便用于表观消化率测定。最终采样前停食36小时以排空胃肠道。

实验1中,与对照组相比,投喂复合酶饲料的鲍鱼生长性能显著降低;饲料转化率(FCR)也显著受到负面影响;日增壳长(DISL)显著降低。实验2中,所有测定的生长性能和摄食参数均无显著差异。合并两个实验的数据进行探索性回归分析显示,摄食量与增重之间存在显著正相关线性关系(y = 18.52x ? 48.45,F=18.51,P<0.001,R2=0.536,R=0.73)。

实验1中,CE 400 ppm组蛋白质消化率较对照组和CE 800 ppm组显著提高;碳水化合物和能量消化率在复合酶处理组均显著提高。实验2中,植酸酶处理组干物质消化率显著高于蛋白酶和木聚糖酶处理组;碳水化合物消化率在植酸酶处理组显著最高;能量消化率同样显著高于蛋白酶和木聚糖酶处理组。木聚糖酶处理组磷消化率显著低于对照组。

体组成方面,实验1各处理间无显著差异;实验2中,植酸酶处理组粗蛋白水平显著最低,而碳水化合物水平显著高于其他所有处理组。

消化酶活性方面,实验1中,复合酶处理组α-淀粉酶活性较对照组有所降低(对照与CE 400 ppm间经Tukey’s HSD检验显著)。实验2中,木聚糖酶处理组α-淀粉酶活性显著降低。胰蛋白酶和脂肪酶活性在各处理间均无显著差异。

讨论指出,复合酶添加虽然提高了碳水化合物和能量消化率,但并未转化为生长性能改善,可能与摄食量下降有关。饲料适口性可能是限制外源酶效益的关键因素。植酸酶添加导致体组成中蛋白质降低而碳水化合物升高,磷消化率未得到预期改善,可能与饲料总磷水平偏低及酶活性条件有关。内源α-淀粉酶活性下调可能反映消化调控的适应性变化。结论认为,外源酶补充改善了日粮消化率,但未带来生长或饲料利用的可测量改善;对照饲料已满足营养需求,且酶添加可能通过影响适口性而减少摄食,抵消了营养可利用性提高的潜在益处。
**论文解读:复合外源酶对澳大利亚杂交鲍植物性饲料利用效果的综合评估**

**一、研究背景与科学问题**

鲍鱼是经济价值极高的海洋腹足类动物,在自然环境中以富含碳水化合物的海藻为食。澳大利亚杂交鲍(*Haliotis rubra* × *Haliotis laevigata*)已知在较高蛋白质水平(约41%)的饲料下生长表现最佳。尽管近年来关于太平洋鲍(*H. discus hannai*)营养学的研究极大推动了配合饲料配方优化,但针对澳大利亚杂交鲍的植物性原料营养价值和功能性能的表征仍不充分。低成本植物蛋白源(如大豆蛋白、菜籽粕、小麦面筋、羽扇豆、蚕豆等)在成本和供应上具有优势,但可能存在适口性差、消化率低及抗营养因子等问题,从而影响生产效率和动物健康。

外源酶制剂(包括单一酶和复合多酶产品)在水产饲料中被广泛研究,已在尼罗罗非鱼、南美白对虾、异育银鲫等物种中报道了改善生长和消化率的效果。然而,其功效具有物种特异性和情境依赖性,且在鲍鱼中的研究证据极为有限。鉴于鲍鱼养殖对替代植物性原料依赖度日益增加,评估外源酶在植物性饲料中的作用机制具有重要的科学和应用价值。本研究通过两部分实验,检验外源酶补充能否改善澳大利亚杂交鲍的生长性能和饲料利用:实验1评估市售复合酶(CE)的效果;实验2评估单一酶(蛋白酶、植酸酶、木聚糖酶)的各自作用,以揭示潜在机制。

**二、研究设计与技术方法**

研究在Deakin University Queenscliff海洋科学中心开展,两种实验同时进行。实验系统为18个12 L水族箱,流水海水温度18.2 ± 0.4 °C,持续充气,弱光条件。鲍鱼初始体重9.03 ± 0.03 g,壳长40.17 ± 0.34 mm。实验1设置对照、CE 400 ppm、CE 800 ppm三组;实验2设置对照、IE蛋白酶(320 ppm)、IE植酸酶(80 ppm)、IE木聚糖酶(100 ppm)四组。每组3个重复水箱,每日饱食投喂一次,共108天。饲料配方以植物蛋白为主(55%),并添加鱼粉、预糊化玉米淀粉、小麦粉等,各组营养水平基本一致。

关键技术方法包括:饲料水稳定性测定(16小时浸泡后干物质保留率);表观消化率测定采用氧化钇(Y?O?)作为惰性标记物,通过ICP-MS分析饲料与粪便中钇浓度计算;消化酶活性分析使用商业试剂盒测定α-淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性;体组成分析采用凯氏定氮、冷提取脂肪、灰化法等。生长性能指标包括增重率、特定生长率(SGR)、饲料转化率(FCR)、日增壳长(DISL)等。统计分析采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey’s HSD检验,并对两个实验合并数据进行探索性回归分析。

**三、主要研究结果**

**3.1 生长性能与饲料利用**

实验期间所有处理组鲍鱼存活率100%,最低处理组增重亦超过100%,说明实验条件适宜。实验1中,复合酶处理组(400和800 ppm)的最终体重、增重、SGR和DISL均显著低于对照组,FCR显著劣于对照。摄食量和特定摄食率无显著差异。实验2中,各单一酶处理组的全部生长和摄食参数均无显著差异,但蛋白酶组呈现FCR变差(P=0.077)和增重数值下降的趋势。合并两个实验的回归分析显示,摄食量与增重呈显著正相关(R2=0.536, P<0.001),提示摄食量差异可能是影响生长的关键因素。

**3.2 表观消化率**

实验1中,复合酶处理组干物质消化率有提高趋势(P=0.051);CE 400 ppm组蛋白质消化率显著高于对照组和CE 800 ppm组;碳水化合物和能量消化率在两个CE处理组均显著提高。实验2中,植酸酶组干物质消化率显著高于蛋白酶和木聚糖酶组;碳水化合物消化率在植酸酶组显著最高(63.41% vs 对照52.15%);能量消化率同样以植酸酶组最高。木聚糖酶组磷消化率显著低于对照组。总体磷消化率偏低(50–60%),远低于南非鲍(*Haliotis midae*)报道的~85%。

**3.3 体组成与软体组织比例**

实验1中各处理组体组成无显著差异。实验2中,植酸酶组粗蛋白含量显著降低(65.73% vs 对照70.72%),碳水化合物含量显著升高(17.02% vs 对照11.75%),其他指标无差异。

**3.4 消化酶活性**

实验1中,复合酶添加导致α-淀粉酶活性降低,其中对照与CE 400 ppm间差异显著;CE 800 ppm组虽数值降低但未达显著。胰蛋白酶和脂肪酶活性无显著差异。实验2中,木聚糖酶组α-淀粉酶活性显著低于对照组;其他处理组无显著差异。α-淀粉酶活性的下降与碳水化合物消化率的提高相对应,提示外源酶可能通过完成部分底物水解从而下调内源酶分泌。

**四、讨论与结论总结**

讨论部分指出,复合酶显著提高了碳水化合物和能量消化率,但未转化为生长优势,表明对照饲料已能满足营养需求,额外的消化率提升不构成生物学优势。更可能的原因是酶添加降低了饲料适口性,进而减少了摄食量,抵消了营养利用改善的潜在效益。已有研究表明,澳大利亚杂交鲍对饲料感官特性的变化敏感,单细胞蛋白添加实验中亦观察到类似摄食下降现象。此外,高剂量蛋白酶可能因缺乏足够底物而对胃肠道黏膜造成损伤,这也可能是蛋白酶组生长表现下降的原因之一。植酸酶未改善磷消化率,可能与饲料总磷水平偏低(0.82%)以及植酸酶活性受温度和pH影响有关;体组成中蛋白降低、碳水化合物升高的现象可能反映了营养代谢的重新分配。内源α-淀粉酶活性下调与外源碳水化合酶的作用一致,说明消化调节存在营养感应机制。

结论部分指出:在本研究的复合酶和单一酶添加条件下,澳大利亚杂交鲍的饲料消化率确实得到改善,但这些改善未转化为生长性能或饲料利用指标的可测量提升。这一脱节表明对照饲料在营养上是充足的,能够提供均衡的宏量营养素和能量,故进一步的消化率提升不产生额外的生物学优势。另一种可能且很可能起作用的解释是,营养可利用性提高的益处被摄食量减少所抵消,后者可能与酶添加导致的饲料适口性变化有关。在这种情况下,如果自愿摄食受限,消化效率的任何改善都将失去功能意义。因此,要在鲍鱼饲料中充分利用外源酶的价值,不仅需要优化酶的种类和添加水平,还需仔细考虑其对饲料感官特性和摄食行为的影响。解决本研究中发现的摄食量及其与增重关系的制约因素,可能是未来研究的重要方向,因为其根本原因仍有待阐明。
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