《Animals》：Growth Performance, Product Quality and Cost-Effectiveness of Alternative Protein Sources Replacing Fishmeal in Penaeus vannamei Reared in Biofloc Systems: Medium- and Large-Scale Studies
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鱼粉（FM）的减量使用可提高对虾饲料的可持续性，但低鱼粉配方在生产阶段、养殖规模和收获后品质性状等方面仍未得到充分验证。本研究评估了在超集约化生物絮团技术（BFT）条件下、不同生产规模下凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）的替代蛋白策略。在中试规模养
鱼粉（FM）的减量使用可提高对虾饲料的可持续性，但低鱼粉配方在生产阶段、养殖规模和收获后品质性状等方面仍未得到充分验证。本研究评估了在超集约化生物絮团技术（BFT）条件下、不同生产规模下凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）的替代蛋白策略。在中试规模养成试验中，将含15%鱼粉的对照组饲料与分别使用动物源蛋白（A7.5）或动植物复合蛋白源（AP7.5）的含7.5%鱼粉饲料进行比较。AP7.5组保持了与对照组相当的生长性能和表观饲料转化率，而A7.5组表现较差。收获后品质评估在未经抗黑变处理的冷藏条件下对商业规格对虾进行。收获后短期内感官差异有限，但在贮藏过程中差异逐渐明显，AP7.5组保持了相对稳定的感官特征，并在七天后表现出较低的评审小组评定的黑变率。随后，在中试大规模试验中，将AP7.5饲料与对照组饲料在覆盖幼虾期和养成期的条件下进行验证，两者在生长性能、经济转化率和盈利指数方面保持相当。敏感性分析进一步表明，在模拟的鱼粉和对虾价格情景下，AP7.5的相对经济表现得以维持，且随着鱼粉价格上涨而变得更加有利。综上所述，AP7.5在生产阶段和规模上一致的生产和经济表现，加上保持的感官品质和较低的评审小组评定的黑变率，支持其作为BFT对虾生产中可规模化推广的低鱼粉策略的潜力。
论文解读
一、研究背景与目的
鱼粉（FM）因其优越的营养特性长期被视为水产饲料中的理想蛋白源。然而，鱼粉的使用显著推高了饲料成本，同时引发了对小型中上层鱼类资源开发及鱼粉生产生态足迹的经济和环境关切。因此，降低鱼粉添加量一直是对虾营养学研究的重要目标。尽管在凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）的鱼粉替代方面已取得显著进展，但替代效果可能受对虾规格、放养密度、养殖系统和实验规模等因素的影响。不同替代蛋白源的替代能力差异较大：植物源蛋白如大米浓缩蛋白在鱼粉从46%降至23%时仍能维持生长；禽副产品粉可将鱼粉从约39%降至8%而不影响饲料利用和存活率。然而，鱼粉替代策略不能简单地在不同生产阶段和放养条件下外推。养殖系统本身也可能引入变异来源——在循环水养殖系统（RAS）和生物絮团系统（BFT）中，对替代蛋白源的反应存在显著差异。生物絮团作为额外的天然食物来源，可为对虾提供蛋白质、氨基酸、脂类、矿物质等营养物质，稳定同位素分析显示生物絮团可贡献幼虾期48–58%的同化氮和养成期37–42%的同化氮。此外，实验规模也会影响饲料反应的传递性，实验室结果未必能在商业规模上以相同幅度重现。研究人员的前期工作已证明，在超集约化BFT条件下（300尾/m3），可将鱼粉从15%降至7.5%而不损害幼虾性能，但尚未将这一发现延伸至养成期至商业规格，也未在最适配方上进行更大生产单元的验证。此外，饲料配方可能影响收获后品质，但饮食诱导的变化是否改变内在黑变易感性仍属未知。基于上述知识空白，本研究通过中试和大规模试验，评估了前期工作中筛选出的低鱼粉饲料在生产性能、营养组成和收获后产品品质方面的表现。
二、研究设计与技术方法
本研究在西班牙瓦伦西亚理工大学（UPV）水产养殖实验室和萨拉戈萨大学（UNIZAR）合作开展。实验对虾（P. vannamei）PL12幼体由奥地利White Panther公司提供。研究设置了两种实验饲料：A7.5（以猪血红蛋白和肉粉等动物副产品部分替代鱼粉）和AP7.5（在动物源成分基础上结合水解小麦粉、水解大豆蛋白和马铃薯蛋白等植物蛋白源），两者鱼粉含量均为7.5%，与含15%鱼粉的对照组饲料进行比较。中试规模养成试验使用9个3 m3水箱，初始体重4.61±0.64 g，放养密度约300尾/m3，试验持续71天至商业收获规格（约15 g）。大规模验证试验使用6个12 m3水箱，初始体重0.91±0.03 g，放养密度约350尾/m3，试验持续62天，包含36天幼虾期（38%粗蛋白饲料）和26天养成期（34%粗蛋白饲料）。饲料采用工业双螺杆挤压机（CLEXTRAL Evolum-25）在标准化条件下生产。研究采用自动投喂器和饲料观察盘控制投喂量。生长性能每周监测，中试规模称重约12%的动物，大规模试验称重约5%。经济分析基于2025年12月原料市场价格，计算经济转化率（ECR）和经济盈利指数（EPI），并进行±20%鱼粉价格和对虾售价变动的敏感性分析。收获后品质评估采用定量描述性分析（QDA）和黑变评估，由14名经过培训的专业评审小组成员在UNIZAN中试工厂感官分析室按ISO 13299:2016标准进行，分别在宰后24小时和7天进行评估。统计分析使用Statgraphics Centurion 18软件，采用协方差分析（ANCOVA）、单因素方差分析（ANOVA）、Kruskal-Wallis检验和重复测量ANOVA等方法。
三、主要研究结果
3.1 对虾生长性能
中试规模养成试验中，AP7.5饲料在特定生长率（SGR）和表观饲料转化率（FCR）方面表现出优于A7.5的结果，与对照组相当。A7.5组则出现较低的SGR和较差的饲料转化。大规模验证试验中，AP7.5与对照组在生长性能上保持相似。重复测量ANOVA显示，体重随时间显著增加，但饲料处理及饲料×时间交互作用不显著，表明AP7.5和对照组在整个幼虾期和养成期遵循可比的生长轨迹。SGR从幼虾期到养成期显著下降，但饲料处理及饲料×阶段交互作用不显著，表明AP7.5的相对生长响应在两个生产阶段保持一致。
3.2 经济分析
中试规模试验中，AP7.5的ECR与对照组相当，显著低于A7.5。AP7.5相对于A7.5的较低ECR主要反映其更高的饲料转化效率而非更低的饲料价格。使用AP7.5和对照组饲料比A7.5每公斤生物量降低生产成本约0.89欧元。大规模验证试验中，无论蛋白质水平如何，ECR在处理间保持相似，EPI也无显著差异。敏感性分析显示，AP7.5的经济性能对鱼粉和对虾售价的模拟波动具有稳健性，且随着鱼粉价格上涨，其相对经济表现变得更加有利。
3.3 饲料对水质的影响
整个实验期间水质保持在凡纳滨对虾养殖的推荐限值内。中试规模试验中，溶解氧、盐度和碱度在处理间出现统计学显著差异，但这些差异是零星的，未呈现一致的处理相关模式，也未伴随最终体重或存活率的处理相关差异。
3.4 营养利用及对虾和生物絮团的近似组成
中试规模试验中，蛋白质和能量保留效率在处理间无显著差异。饲料处理未影响对虾或生物絮团的组成。但对虾和生物絮团在初始和最终采样时间之间存在显著差异：对虾的干物质（DM）、粗蛋白（CP）和能量含量随时间增加，而生物絮团在试验结束时表现出较低的有机质（OM）和较高的灰分含量。
3.5 收获后品质与货架期评估
感官演变方面，宰后第1天，对照组对虾表现出最明显的特征感官特征，特别是典型、海洋和碘香气以及强烈的典型风味。到第7天，对照组转向金属味和酸味特征。A7.5组初始特征明显但贮藏期间描述符强度下降。AP7.5组在贮藏开始时感官特征较不突出，呈相对中性，并在冷藏期间保持稳定。组间分析显示，第1天唯一具有区分性的属性是典型对虾香气（对照组得分较高）；第7天，颜色和海洋相关香气描述符的差异变得更加明显。主成分分析（PCA）解释了72%的总方差，AP7.5组对虾与感官向量关联较弱，与其相对中性的感官特征一致。
黑变评估方面，宰后第1天，黑变发生率平均约9%，处理间无显著差异。第7天，处理间出现明显差异：AP7.5组黑变发生率最低（25%），未被评审小组拒绝；A7.5组和对照组分别达45%和63%，均被评审小组拒绝。
3.6 AP7.5性能的跨规模一致性
尽管对虾规格和生产规模存在差异，AP7.5相对于对照组的生长、饲料利用、存活和经济转化响应在两个试验中保持一致。AP7.5在两个试验中均保持SGR和表观FCR接近对照组，其相对ECR在中试规模试验中相当，在大规模试验中数值上更低。相对差异总体较小且模式一致，支持AP7.5在评估条件下生产和经济性能的可重复性。
四、讨论与结论
讨论部分指出，AP7.5与A7.5的对比结果表明，鱼粉减量效果主要取决于配方中替代蛋白源的组成和营养互补性。AP7.5的氨基酸谱在异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和苏氨酸等必需氨基酸方面比A7.5更接近对照组，这与其蛋白源多样性更高一致。生物絮团的营养缓冲作用可能部分解释了A7.5性能较差但营养保留效率无差异的现象。大规模验证试验表明，AP7.5在幼虾期和养成期的阶段性蛋白调整下均保持与对照组相当的性能。经济分析支持AP7.5的实用性，其相对经济地位在敏感性分析中得以维持，且随鱼粉价格上涨而更加有利。收获后品质方面，饲料处理在贮藏过程中呈现不同的感官轨迹，AP7.5保持相对稳定和中性。AP7.5组对虾在7天冷藏后表现出较低的评审小组评定的黑变率，但具体机制尚不明确，需进一步研究。
研究结论：本研究证明AP7.5——通过动物源和植物源蛋白的互补组合将鱼粉从15%降至7.5%——代表了一种在BFT条件下养殖凡纳滨对虾的可规模化低鱼粉策略。该配方在养成期保持了与对照组相当的生长和饲料利用，在转移至中试大规模条件后在幼虾期和养成期均表现出一致的响应，支持其跨生产阶段和规模的营养稳健性。这种生产一致性伴随着与对照组相当的经济表现，表明鱼粉减量可以在不损害经济可行性的情况下实现。收获后品质也得以维持，AP7.5组对虾在未经抗黑变处理的7天冷藏后表现出相对稳定的感官特征和较低的评审小组评定的黑变率。总体而言，AP7.5提供了一种实用且与生产相关的策略，可在保持BFT对虾养殖的生物性能、经济可行性和收获后品质的同时降低对鱼粉的依赖。该论文发表于《Animals》期刊。
