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作者/欧阳创 简婷婷 刘智俊
中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis,简称河蟹)隶属于方蟹科绒螯蟹属,是我国重要的经济甲壳类品种。河蟹越冬是养殖过程中的关键阶段,在此期间河蟹的生理代谢活动减缓,生长速度明显降低,需要提供适量的能量和营养物质来维持基础代谢。
为保障河蟹在越冬期间获得足够的能量和营养,往往需要在河蟹越冬饲料中添加高比例的鱼粉(50%~60%)。鱼粉是饲料成本中占比最高的动物性蛋白原料,然而我国鱼粉产量远远不能满足实际需求。
黑水虻属于昆虫纲双翅目短角亚目水虻科扁角水虻属。黑水虻能够降解餐厨垃圾、变质食物、禽畜粪便等有机废弃物,并将其中的有机物转化为自身的蛋白质和脂肪。黑水虻幼虫的蛋白质含量高(35%~45%),富含月桂酸、棕榈酸、必需氨基酸、微量元素及多种生物活性物质,具有来源广、饲养成本低、氨基酸组成平衡和营养价值高等优点,是替代鱼粉的优良选择。
目前,已有研究探讨了黑水虻幼虫粉在拟穴青蟹和克氏原螯虾等甲壳类动物中的应用,但关于其替代鱼粉对河蟹越冬期生长性能的影响尚未见报道。
因此,本研究以黑水虻幼虫为原料,制备黑水虻幼虫粉,旨在评估其替代鱼粉对河蟹越冬期生长表现和营养沉积的影响,为黑水虻幼虫粉作为鱼粉替代源的应用研究提供参考。
1材料与方法
1.1试验材料
黑水虻幼虫水分10.22%、粗蛋白48.13%、粗脂肪24.10%、灰分12.26%。
1.2试验设计
选取体重为(122.93±0.54)克的河蟹240只,随机分为4组,每组3个重复,每个重复20只蟹。R0组、R20组、R40组、R60组分别使用0、20%、40%和60%的黑水虻幼虫粉替代基础饲料中的鱼粉,制成等氮、等脂的饲料。
1.3饲养管理
于2022年12月下旬,在上海市水产研究所室内循环水系统中进行河蟹养殖试验。河蟹于室内暂养2周,挑选体质健康、个体大小基本一致的河蟹用于养殖试验。养殖容器为100升的玻璃缸,水箱四周用黑色塑料纸包裹。利用循环水进行饲养,试验用水为消毒沉淀后的河道水,水体循环速度为500升/小时,滤材为活性炭和陶瓷环,滤材体积2升。使用增氧泵24小时连续增氧,使水体溶氧量(DO)高于6毫克/升,试验过程中养殖环境的光照和水温与自然环境一致。每天9:00和16:00按照河蟹体重的3%投喂试验饲料两次。试验期间,每周检测养殖水体的水温、氨氮和溶氧等关键指标。
2结果与分析
2.1黑水虻幼虫粉替代鱼粉对河蟹生长性能的影响
随着替代比例的升高,河蟹的末重、WGR和SGR呈现先上升后下降的趋势,R20组显著高于其他组(P<0.05)。随着替代比例的升高,河蟹的SR逐渐下降,其中R60组SR为86.67%,显著低于其他组(P<0.05)。随着替代比例的升高。河蟹FCR呈先下降后升高的变化趋势,其中R20组FCR为2.01,显著低于R40组和R60组(P<0.05)。
2.2黑水虻幼虫粉替代鱼粉对河蟹常规营养成分的影响
随着替代比例的升高,河蟹肝胰腺中的粗蛋白和粗脂肪含量均呈下降趋势,R60组的粗蛋白含量显著低于R0组(P<0.05),R40组和R60组的粗脂肪含量显著低于R0组(P<0.05)。随着替代比例的升高,河蟹肝胰腺中的水分和灰分含量呈上升趋势,R40组和R60组的灰分含量显著高于R0组和R20组(P<0.05)。
2.3黑水虻幼虫粉替代鱼粉对河蟹肝胰腺和血淋巴中免疫和抗氧化指标的影响
河蟹肝胰腺和血淋巴中的AKP、ACP活性和T-AOC均随着黑水虻幼虫粉替代比例的增加呈现先升高后降低的变化趋势,R20组肝胰腺和血淋巴中的AKP、ACP活性和T-AOC最高。而随着黑水虻幼虫粉替代比例的增加,河蟹肝胰腺和血淋巴中MDA含量呈先降低后升高的变化趋势,R20组含量最低。
3讨论
3.1黑水虻幼虫粉替代鱼粉对河蟹生长性能的影响
适宜的黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例能够有效促进甲壳动物的生长。
当脱脂黑水虻幼虫粉替代饲料中鱼粉比例达到50%时,拟穴青蟹的生长性能显著提高。当黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例为40%时,克氏原螯虾的生长性能达到最佳。
本研究表明,使用黑水虻幼虫粉替代20%的鱼粉能够显著提高河蟹的WGR和SGR。这可能与黑水虻幼虫粉中富含的必需氨基酸和脂肪酸密切相关。
研究发现,黑水虻幼虫不仅富含蛋白质、必需氨基酸、不饱和脂肪酸及奇数碳脂肪酸,还含有抗菌肽、几丁质和壳聚糖等多种生物活性成分,这些成分能够促进机体对营养物质的消化吸收。此外,黑水虻幼虫粉中含有较高比例的中链脂肪酸,这类脂肪酸可快速氧化,为机体提供高效的能量来源。
但本试验中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例达到60%时,河蟹WGR和SGR均显著下降,成活率从93.33%下降至86.67%,表明过高比例的黑水虻幼虫粉对河蟹的生长和存活产生了不利影响。
这可能与幼虫粉中含有几丁质和其他抗营养因子,替代过量导致机体抗营养因子含量超出阈值有关。几丁质是一种天然多糖,部分水产动物较难消化,会干扰肠道对营养物质的吸收,进而影响整体生长性能。
这种现象还可能与黑水虻幼虫粉中高度不饱和脂肪酸(HUFA)含量较高有关。HUFA含量过高可能会导致饲料中必需脂肪酸含量不足,从而对河蟹的生长产生不利影响。
研究发现,优化黑水虻幼虫粉的加工工艺和处理方式能够改善其营养成分,并降低抗营养因子含量,从而提高摄食对象对黑水虻幼虫粉的利用率。因此,在实际生产中可采用合适的预处理方法以提升黑水虻幼虫粉的营养利用率。
3.2黑水虻幼虫粉替代鱼粉对河蟹常规营养成分的影响
本试验表明,当黑水虻幼虫粉替代比例超过20%时,河蟹肝胰腺中的粗蛋白含量降低。
张璐等研究发现,当黑水虻幼虫粉替代20%及以上的鱼粉时,罗氏沼虾组织中的粗蛋白含量显著下降。尽管黑水虻幼虫粉具有作为优质蛋白原料的潜力,但其氨基酸组成与鱼粉相比存在明显差异,尤其是赖氨酸、蛋氨酸和精氨酸等必需氨基酸的含量相对较低。这种氨基酸不平衡可能会影响河蟹对蛋白质的有效利用率,进而降低河蟹肝胰腺中粗蛋白含量。肝胰腺是河蟹脂肪代谢的主要器官。
本研究中,随着替代比例的升高,河蟹肝胰腺粗脂肪含量呈下降趋势。
研究表明,几丁质及其衍生物能干扰脂肪酸的合成,促进肝脏中脂蛋白和甘油三酯的水解。因此本试验河蟹粗脂肪含量的降低可能是几丁质影响了河蟹肝胰腺脂肪的合成引起。此外,黑水虻幼虫粉中的脂肪酸组成与鱼粉不同,昆虫蛋白来源的脂肪酸通常以饱和脂肪酸为主,长链不饱和脂肪酸的比例较低,高比例的饱和脂肪酸会影响河蟹对脂肪的合成代谢及消化吸收效率,减少肝脏脂质沉积。
本试验中,河蟹肝胰腺灰分含量的上升可能与黑水虻幼虫粉中的矿物质成分较多有关。
研究表明,黑水虻幼虫粉中富含钙、磷等矿物质,这些成分在高替代比例时可能导致河蟹体内矿物质代谢负担增加,从而导致肝胰腺中灰分含量升高。
此外,昆虫蛋白中的几丁质和其他不可消化成分也会改变河蟹消化道内的营养吸收环境,影响钙、磷等矿物质在肝胰腺中的沉积和排泄。
3.3黑水虻幼虫粉替代鱼粉对河蟹免疫及抗氧化功能的影响
T-AOC是评估机体抗氧化系统功能的重要综合指标。
研究表明,在饲料中使用适量的黑水虻幼虫粉替代鱼粉,可以显著提高凡纳滨对虾的T-AOC,发挥积极的抗氧化作用。
本试验结果显示,随着饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉比例的升高,河蟹肝胰腺和血淋巴中的T-AOC呈现出先升高后降低的变化趋势,并且当替代比例为20%~40%时,河蟹肝胰腺和血淋巴T-AOC较高,表明饲料中黑水虻幼虫粉替代20%~40%的鱼粉可以维持活性氧(ROS)产生和抗氧化活性之间的平衡,但过量替代会对机体的抗氧化功能产生负面影响。
章启慧等研究表明,黑水虻幼虫的抗氧化作用主要是由于其含有抗菌肽和甲壳素等生物活性物质,这些生物活性物质可以作为免疫增强剂增强动物机体非特异免疫能力和抗氧化能力。
本研究中,60%鱼粉替代组河蟹的抗氧化功能明显降低,可能是因为饲料中黑水虻幼虫粉含量过高,加快了河蟹正常生理代谢,诱导机体产生氧化应激状态,破坏了氧化-抗氧化平衡,进而对抗氧化系统产生负面影响。
由于缺乏适应性免疫系统,甲壳类动物主要依赖体液免疫和细胞的先天免疫反应来抵御微生物的入侵AKP和ACP作为两种关键的磷酸酶,在体液免疫中发挥多重功能,其活性通常是评估甲壳动物免疫状态的重要指标。
本研究发现,当饲料中鱼粉替代比例为20%时,河蟹肝胰腺和血淋巴中AKP和ACP的活性显著提高。这表明适量使用黑水虻幼虫粉替代鱼粉能够有效增强河蟹的免疫功能,这与韩光明等用黑水虻幼虫粉替代20%的鱼粉发现克氏原螯虾的免疫性能显著提高的研究结果一致。
4结论
本研究结果表明,以黑水虻幼虫粉替代20%的鱼粉可以改善河蟹越冬期的生长性能,增强免疫功能和抗氧化能力,维持较高的营养品质。然而,替代比例高于20%时,河蟹的生长性能和营养品质下降,可能影响健康与生理功能。综合考虑,建议河蟹越冬饲料中黑水虻幼虫粉替代鱼粉的比例为20%。


