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广州飞禧特生物科技有限公司 朱喜锋为第一作者的文章“发酵黑水虻对杂交鳢生长性能、体成分及抗氧化和免疫能力的影响

该研究通过研究饲料中添加不同水平的发酵黑水虻对杂交鳢(Channa maculate ♀ × Channa argus♂)生长性能、体成分、血清生化指标、抗氧化及免疫能力的影响,探讨发酵黑水虻在杂交鳢饲料中的应用价值。
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前言
黑水虻( Hermetia illucens L.)又名亮斑扁角水虻,属于双翅目水虻科腐生性昆虫,有机废弃物如食物残渣和牲畜排泄物等均可被其幼虫降解并产生具有高价值的动物源性蛋白和脂肪,同时其具有较高生物转化效率、较短繁殖周期、较快生长速度和较好适口性,在饲料工业上具有良好发展前景。
黑水虻幼虫粉中所含必需氨基酸与鱼粉十分相似,同时富含脂质、维生素和微量元素,因此非常适合作为动物的蛋白质原料。
研究证实,黑水虻幼虫粉能够部分或者全部取代鱼粉,并对花鲈(Lateolabrax japonicus)和黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)幼鱼的生长表现和饲料营养物质消化效率未产生负面效果,黑水虻幼虫粉和鲜虫浆有助于提高鱼的增重率、降低饲料系数,并增加粗蛋白沉积率和提高机体抗氧化能力和免疫力。
黑水虻干虫、鲜虫和鲜虫浆在水产饲料中的应用存在一些问题,其中干虫存在烘干成本较高和生物活性物质损失的问题,鲜虫和鲜虫浆存在运输和保存成本较高的问题。黑水虻鲜虫进行酶解或发酵加工,可以使幼虫原有活性物质得以保留,也可以使幼虫中的大分子营养物质分解形成如小肽等小分子活性物质,有利于水产动物的消化吸收。黑水虻经过发酵后,其质量稳定,保存周期长,加工方便,目前在水产中的应用研究报道较少。
杂交鳢为乌鳢(Channa maculate ♀)和斑鳢(Channa argus ♂)的杂交后代,在生长效率和抵抗疾病上有突出表现,它是广东地区重要的淡水特种养殖鱼类之一,广东杂交鳢的养殖产量占据全国一半以上。
需要注意的是,杂交鳢对饲料的蛋白含量特别是动物蛋白含量有着较高的需求,近些年随着鱼粉价格的不断上涨,鱼粉替代已经迫在眉睫,而且新冠疫情后杂交鳢消费疲软,养殖户面临较大亏损。因此,在确保杂交鳢营养充足的基础上,如何有效提高杂交鳢饲料利用率并促进其生长,已成为许多水产营养研究专家关注的问题。
本课题组前期研究表明,黑水虻虫粉和虫浆可以有效促进杂交鳢生长,降低饲料系数,增加粗蛋白质沉积率。为了进一步验证黑水虻虫在杂交鳢上的应用效果,本研究用发酵黑水虻(黑水虻鲜虫经过酶解和发酵制得)进行试验,其在杂交鳢上的应用效果鲜有报道。
因此,本试验在饲料中添加不同水平的发酵黑水虻饲养杂交鳢,研究发酵黑水虻对其生长性能、体成分、血清生化指标、抗氧化及免疫能力的影响,为发酵黑水虻在杂交鳢配合饲料中的应用提供基础数据。
试验所用发酵黑水虻由厨余有机物养出的8日龄鲜虫经过酶解、发酵制得,由广州飞禧特生物科技有限公司提供,其营养素含量(湿物质基础)为:
粗蛋白质15.08%、粗脂肪6.57%、水分50%、粗灰分4.26%、钙0.96%、总磷0.41%、酸溶蛋白6.76%、小肽4.30%、几丁质0.92%、粗纤维3.95%。
用鱼粉、豆粕、大豆浓缩蛋白等为蛋白质源和鱼油、豆油和磷脂油为脂肪源配制基础饲料,然后分别添加0(G0,对照)、2%(G2)、4%(G4)、6%(G6)、8%(G8)和10%(G10)的发酵黑水虻湿物质(对应干物质分别为0、10、20、30、40、50 g/kg),配制6种等氮等脂试验饲料,具体成分与营养水平见表1。


养殖试验在广东省农业科学院白云实验基地同一池塘网箱中进行,杂交鳢鱼苗购自广东弘玖食品有限公司养殖基地。
经过1周暂养后,选取初始体重为(5.88±0.01)g健康的杂交鳢鱼幼苗鱼苗1920尾,随机划分为6组,分别是G0、G2、G4、G6、G8和G10组,每组4重复,每重复1个网箱(1.5m×1.5m×2m),每个网箱80尾鱼,分别投喂6种试验饲料56d。
每天08:00、17:00各饱食投喂1次。试验期间水质条件为:水温28~35 ℃,pH7.8~8.2,溶解氧含量>5mg/L,氨氮质量浓度<0.1mg/L,亚硝酸盐质量浓度<0.05mg/L。
由表2可知,与G0组相比,G2~G8组终末体重、增重率和特定生长率均有显著提高(P<0.05),而G10组终与G0组之间差异不显著(P>0.05);G4组摄食量显著高于G0组(P<0.05),其它各组摄食量与G0组无显著差异(P>0.05);与G0组相比,G6和G8组饲料系数显著降低(P<0.05),存活率显著提高(P<0.05)。

由表3可知,各组肥满度、脏体比和肠体比均无显著差异(P>0.05),G2、G4、G6和G10组肝体比显著低于G0组(P<0.05)。

血清生化指标
血清和肝脏抗氧化及免疫指标
由表6可知,与G0组相比,G2~G10组杂交鳢血清谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性均差异不显著(P>0.05);G2组血清总抗氧化能力与G0组相比显著提高(P<0.05);各试验组血清溶菌酶活性显著高于对照组(P<0.05)。

由表7可知,各组杂交鳢肝脏谷氨酰转肽酶、总抗氧化能力和溶菌酶活性无显著差异(P>0.05);G2~G8组肝脏过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性 显著高于G0组(P<0.05)。

发酵黑水虻对杂交鳢生长性能的影响
本试验结果表明,饲料中添加2%、4%、6%、8%(分别为10、20、30、40 g/kgDM)发酵黑水虻可以显著提高杂交鳢的增重率和特定生长率,6%和8%添加组饲料系数显著降低,存活率显著提高。
Xu等用1%酶解黑水虻虫浆(10g/kgDM)和Peng等用2%黑水虻虫浆(9g/kgDM)均可显著提高大口黑鲈(Micropterus salmoides)增重率和特定生长率;王国霞等在饲料中添加10%黑水虻鲜虫浆(30 g/kgDM)和谢雨桐等在饲料中添加2%(9 g/kgDM)和4%(18 g/kgDM)的黑水虻虫浆均可以显著提高杂交鳢的增重率和特定生长率,降低饲料系数,本试验结果与上述一致。
本试验中4%添加组摄食量显著提高,与Xu等在大口黑鲈上结果一致,6%和8%添加组成活率显著提高,与Peng等在大口黑鲈上结果一致。
已有研究证明,黑水虻的幼虫或预蛹可部分替代罗非鱼(Oreochromis niloticus)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、大菱鲆(Psetta maxima)、黄颡鱼饲料中的鱼粉,并取得了较好的效果。
发酵黑水虻能够促进杂交鳢生长,降低饲料系数,提高摄食量,除了与黑水虻虫富含优质蛋白和脂质等成分,可能与其含有丰富的小分子活性物质有关(试验中发酵黑水虻酸溶蛋白6.76%和小肽4.30%),在微生物发酵作用下黑水虻虫中的大分子营养物质被分解成小肽等活性物质,有利于杂交鳢对营养物质的消化吸收和饲料转化率的提高。另外,黑水虻虫经过酶解和发酵,可能增加了杂交鳢肠道菌群多样性和提高肠道健康,使其生长性能提高。
发酵黑水虻对杂交鳢形体指标和体成分的影响
鱼类的生长和健康状况可以通过形体指标来评估,脏体比、肝体比和肠体比等参数是重要的形体指标。当这些指标增加时,内脏器官可能会因炎症或脂肪沉积而导致肥大,进一步影响动物的生理机能并降低饲料的利用效率。
Xu等报道添加1%酶解黑水虻虫浆(10g/kgDM)对大口黑鲈各项形体指标无显著影响,但添加5%酶解黑水虻虫浆(50g/kg DM),脏体比、肝体比显著升高。王国霞等用10%黑水虻虫浆(3 g/kgDM)和谢雨桐等用4%黑水虻虫浆(18g/kgDM)饲养杂交鳢,对其脏体比、肝体比、肠体比和肥满度均没有影响。彭凯等等报道如果把饲料中的30.0%的鱼粉改用黑水虻幼虫粉替代,能明显增强大口黑鲈的肠体比,饲料中添加黑水虻幼虫粉可能会影响大口黑鲈的肠道发育。
本试验结果表明,发酵黑水虻对杂交鳢的肥满度、脏体比和肠体比没有影响,而且2%、4%、6%和10%添加组鱼体肝体比显著下降。发酵黑水虻对杂交鳢肝体比的试验结果与谢雨桐等的试验结果不一致,发酵黑水虻对改善杂交鳢肝脏的效果更加明显。因此,饲料配方中适量添加发酵黑水虻有益于促进杂交鳢肝脏健康,在一定程度上比黑水虻虫浆、酶解虫浆和黑水虻虫粉效果更好。
体成分是评估鱼类营养与生长情况的重要指标,也是鱼类营养学研究的重要内容之一。
本试验结果表明,杂交鳢全鱼水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙和总磷含量没有受到饲料中添加发酵黑水虻的影响。研究表明,黑水虻虫粉替代鱼粉对黄颡鱼、花鲈全鱼体组成无显著影响,用黑水虻虫浆饲养杂交鳢对全鱼体组成未造成显著影响,本试验结果与上述一致。
饲料中添加发酵黑水虻没有显著改变鱼的体成分,主要是因为饲料各组粗蛋白质、粗脂肪含量没有显著差异,发酵黑水虻在配方中的干物质添加比例较小,其作用效果没有反映在鱼的体组成中。
发酵黑水虻对杂交鳢血清生化指标的影响
血清生化指标可反映鱼类生理机能及代谢状况,被广泛地用来评价鱼类的健康状况。
本试验结果显示,添加发酵黑水虻对血清总蛋白、葡萄糖、总胆固醇、尿素氮含量及谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性均无显著影响,并可显著降低血清甘油三酯含量,这表明发酵黑水虻不影响杂交鳢蛋白质代谢、营养物质运输和肝脏组织健康,且能够促进杂交鳢的脂代谢。
谢雨桐等用2%(9g/kgDM)、4%(18g/kgDM)、6%(27 g/kgDM)黑水虻虫浆饲养杂交鳢,对血清总蛋白、葡萄糖、胆固醇、尿素氮含量及谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性均无显著影响,但血清甘油三酯含量显著下降。Xu等用黑水虻鲜虫浆饲养幼镜鲤(Cyprinus carpio var. specularis),各组血清总蛋白、葡萄糖、胆固醇、尿素氮含量及谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性无显著变化。
本试验与二者结果一致,发酵黑水虻能够促进杂交鳢脂代谢,可能与黑水虻能够改变杂交鳢代谢模式,提高脂质分解相关基因的表达,并促进脂质分解。Xu等报道添加1%酶解黑水虻虫浆(10g/kgDM)对大口黑鲈血清生化指标无显著影响,但添加5%酶解黑水虻虫浆(50g/kgDM)可导致血清葡萄糖和甘油三酯含量显著上升,对大口黑鲈糖、脂代谢造成负面影响。本试验中10%发酵黑水虻(50g/kgDM)并未造成血清葡萄糖含量上升,而且显著降低甘油三酯含量,这与Xu等5%酶解黑水虻虫浆结果不一致,可能与试验动物差异有关。
发酵黑水虻对杂交鳢抗氧化和免疫能力的影响
在鱼类的有氧状态中,很容易生成活性氧,进而引发血细胞遭受伤害,但在正常状况下,鱼类通过自身的抗氧化防御系统,利用SOD、GSH-Px等酶,清除活性氧自由基,从而维持身体内的氧化平衡。SOD、GSH-Px、POD和T-AOC等活性是判定机体抗氧化能力的主要指标,其活性高低直接影响机体抗氧化能力。
本试验结果表明,各实验组血清SOD、GSH-Px、POD和T-AOC均有一定程度的提高,且2%添加组血清T-AOC和2%~8%添加组肝脏POD和SOD活性显著高于对照组。
研究表明,用黑水虻幼虫粉替代黄颡鱼配合饲料中25%的鱼粉,其血清SOD活性显著上升;饲料中添加黑水虻虫粉能够提高杂交鳢血浆SOD和GSH-Px含量;黑水虻幼虫粉替代适宜水平的鱼粉后可以明显提高凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼虾血清SOD、GSH-Px、POD和T-AOC活性;饲料中添加2.5%~10%黑水虻虫浆可使幼镜鲤血清POD升高;饲料中添加黑水虻虫可以有效降低欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)肝脏氧化程度。
上述报道与本试验结果基本相似,在杂交鳢饲料中添加发酵黑水虻可提高机体抗氧化能力,有效缓解鱼体细胞过氧化造成的损伤,这可能与黑水虻虫中含有抗菌肽有关。另外,试验用发酵黑水虻的几丁质含量为0.92%,几丁质被发现具有显著的抗氧化效果。同时,本试验与谢雨桐等黑水虻虫浆试验结果相比,发酵黑水虻对杂交鳢抗氧化能力的影响效果更加明显。
溶菌酶是一种在水产动物中普遍存在的天然酶类,具有溶解细菌细胞壁和抗菌作用,在水产动物的免疫系统中发挥重要作用。
本试验结果表明,发酵黑水虻能够显著提高杂交鳢血清溶菌酶活性,证明饲料中添加发酵黑水虻可提高杂交鳢免疫力,这可能与黑水虻本身含有的免疫活性物质如几丁质和抗菌肽等有关。
研究表明,黑水虻幼虫粉替代48%鱼粉,黄颡鱼血清溶菌酶活性提升6.8%,主要是几丁质和抗菌肽在起作用。研究证实,饲料中添加几丁质可增强虹鳟的非特异性免疫力,饲料中添加抗菌肽可显著提高鲤鱼(Cyprinus carpio)机体免疫力。因此,发酵黑水虻能够提高杂交鳢免疫力,可能与黑水虻中的几丁质和抗菌肽有关。
朱喜锋,黄文庆,李国立,等.发酵黑水虻对杂交鳢生长性能、体成分及抗氧化和免疫能力的影响[J/OL].中国畜牧兽医,2024,(09):3807-3816[2024-09-02].https://doi.org/10.16431/j.cnki.1671-7236.2024.09.010.





