孫育平 黃燕華* 曹俊明 王國霞 胡俊茹陳 冰 何 飛 裘金木

(1.廣東省農業(yè)科學院動物科學研究所，廣州 510640;2.廣東省動物育種與營養(yǎng)公共實驗室，廣州 510640;3.廣東省畜禽育種與營養(yǎng)研究重點實驗室，廣州 510640;4.廣州飛禧特水產科技有限公司，廣州 510640)

世界水產養(yǎng)殖產量的快速增長推動了飼料工業(yè)的迅猛發(fā)展。配合飼料是高密度、集約化養(yǎng)殖模式下所養(yǎng)殖動物最重要的營養(yǎng)物質來源。蛋白質是水產動物的重要營養(yǎng)素，通常魚類對蛋白質的需求在25%～50%。但隨著集約化養(yǎng)殖的迅速發(fā)展，蛋白質資源的需求量急劇增加，價格飆升。此外，養(yǎng)殖水體氮的過多輸入易導致水體環(huán)境污染，影響?zhàn)B殖品的產量和質量。近年來，資源和環(huán)境壓力迫使尋找新的蛋白質資源替代魚粉或降低飼料蛋白質水平的研究成為水產飼料業(yè)的重要課題。作為飼料中最廉價的營養(yǎng)素，碳水化合物是魚類所需能量的另一重要來源，在飼料中添加適宜水平的碳水化合物具有節(jié)約飼料中蛋白質和脂肪、降低水體氮排放的效果［1－2］。因此，飼料中使用碳水化合物降低或節(jié)約飼料中蛋白質、減少氮排放已成為水產營養(yǎng)學研究的熱點。

研究表明，碳水化合物在飼料中的應用效果不僅受飼料中碳水化合物水平的影響，同時還受飼料中碳水化合物來源的影響［3］。在飼料中添加適宜的碳水化合物可使更多的蛋白質用于生長，減少對蛋白質的消耗量，減輕氮排泄對養(yǎng)殖水體的污染［1－2］。但飼料中添加不適宜的碳水化合物可導致蛋白質或脂肪等營養(yǎng)物質作為能量分解、魚體肝臟損害和生長性能下降［4－6］。由此表明，確定不同種類魚飼料中碳水化合物的適宜水平和種類具有重要意義。在水產飼料配制過程中，飼料原料的營養(yǎng)價值不僅取決于營養(yǎng)成分含量，還取決于動物對這些營養(yǎng)物質的消化、吸收和利用率［7］。消化率測定是飼料原料營養(yǎng)價值評定的重要內容，也是有效配制平衡飼料的前提［8］。我國飼料碳水化合物原料來源廣泛，品種繁多，如糙米、次粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉和木薯淀粉等，但這些飼料原料由于來源、營養(yǎng)素組成和加工工藝等不同而具有不同的營養(yǎng)價值，造成魚類對其利用程度迥異，從而直接影響它們在魚類配合飼料中的有效使用。因此，有必要開展魚類對不同種類碳水化合物消化率的研究，以便篩選魚類飼料中適宜的碳水化合物源。

羅非魚(tilapia)是世界上的第三大養(yǎng)殖品種，其具有個體大、生長快、出肉率高、肉質豐滿、細嫩、味道鮮美、起捕率和產量高等特點。目前，我國羅非魚產量已占世界羅非魚總產量的50%，且羅非魚是我國南方養(yǎng)殖的主要經濟魚類品種，具有重要的經濟價值和廣闊的發(fā)展前景。一般認為羅非魚飼料中碳水化合物的適宜水平為30%～40%［9］。關于羅非魚碳水化合物的利用研究迄今已有一些報道，但大多關注不同碳水化合物水平、種類對其生長性能的影響［5－6，10－12］，而對我國現有來源廣泛的不同種類飼料碳水化合物原料消化率的研究較少。本試驗擬通過研究羅非魚對南方糙米、次粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉和木薯淀粉6種飼料碳水化合物原料總能、干物質、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化率，旨在比較羅非魚對這些飼料碳水化合物原料中營養(yǎng)物質的表觀消化率，為開發(fā)適用于羅非魚配合飼料的碳水化合物源提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

試驗用玉米淀粉、次粉和木薯淀粉均由廣東通威飼料有限公司提供，南方糙米(黃色粒狀，廣東)、馬鈴薯淀粉(白色粉末狀，河南)和甘薯淀粉(白色塊狀，山東)均購自廣州新天鋮糧油食品批發(fā)中心。根據羅非魚營養(yǎng)需求配制基礎飼料，其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗飼料的配制采用“套算法”［13］，即用“70%基礎飼料+30%待測原料”，配制南方糙米、次粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉和木薯淀粉6種試驗飼料。待測6種碳水化合物原料的營養(yǎng)水平如表2所示。配方中各種飼料原料粉碎后均過40目篩，采取逐級擴大法添加微量成分，先將粉狀原料混合均勻，添加0.04%三氧化二釔(Y2O3)為外源性指示劑，再添加豆油、卵磷脂，最后加入質量比為40%左右的水，充分混合均勻后用SLX－80型擠壓機制成直徑為2.0 mm的顆粒飼料，在50℃烘干冷卻后，過篩去粉，留顆粒料并以塑料封口袋包裝，置于－20℃冰柜中保存?zhèn)溆?。待測6種碳水化合物原料的試驗飼料的營養(yǎng)水平如表3所示。

1.2 試驗魚及飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗在廣東省農業(yè)科學院動物科學研究所水產研究室室內循環(huán)水養(yǎng)殖系統中進行，養(yǎng)殖水為經過珊瑚石、活性炭過濾的自來水。試驗用吉富羅非魚(GIFT，Oreochromis niloticus)魚苗由國家級廣東羅非魚良種場提供，均為當年魚種。將魚運回實驗室前進行藥浴消毒，然后在循環(huán)水養(yǎng)殖系統中用商品飼料暫養(yǎng)2周后，再用基礎飼料進行馴養(yǎng)。試驗開始前，將所有魚饑餓24 h，隨機選取420尾健康、規(guī)格基本一致，初始體重為(35.05±0.62)g 羅非魚，隨機分為 7 組，每組設 3個重復，每個重復20尾。每個重復飼養(yǎng)于容積為350 L(實際水體積為300 L)的纖維玻璃桶(直徑80 cm，高度 70 cm)內，投喂添加 0.04%Y2O3的基礎飼料7 d，待魚適應環(huán)境正常采食后進入試驗期。試驗正式開始后，隨機選取1組作為對照組，繼續(xù)投喂基礎飼料，另外6組為試驗組，分別投喂1種試驗飼料，于每天08:30、15:00和20:30分3次進行飽食投喂，投喂時停水斷氣。試驗期間，于每天第1次投喂前排污和換水，換水量約為30%。自然光照，水溫為 26～30 ℃，pH 7.2～7.8，循環(huán)水進水速率為5 L/m in，充氣保持溶氧濃度＞5 mg/L，氨氮濃度＜0.02 mg/L。每天觀察魚的活動和健康狀況。

表1 基礎飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.3 樣品采集與分析

用基礎飼料和試驗飼料投喂7 d后，開始收集糞便。每次投喂1 h后，清除殘餌，4 h后用虹吸法收集新鮮、飽滿、包膜完整的糞便，收集的糞便經尼龍篩絹濾去水分后，每個重復均放入同一個塑料封裝袋中，于－20℃冰柜中冷凍保存，直至每個重復收集到足夠糞便樣品(干重＞10 g)用于分析。

6種碳水化合物原料、飼料及糞便樣品于60℃烘干至恒重，經粉碎、研磨過40目篩后，測定其中的營養(yǎng)成分含量。粗蛋白質含量采用凱氏定氮法(GB/T 6432—1994)、粗脂肪含量采用索氏抽提法(GB/T 6433—1994)、粗灰分含量采用550℃灼燒法(GB/T 6438—1992)、水分含量采用105℃烘箱干燥法(GB/T 6435—1986)、淀粉及總糖含量采用3，5－二硝基水楊酸法、總能采用氧彈式總能儀(5E－1C)、釔元素含量采用電感耦合等離子質譜儀(ICP－MS7500－CX)測定。

1.4 計算公式

基礎飼料和試驗飼料總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化率計算公式如下［14］:

飼料中干物質的表觀消化率(%)=

飼料中某營養(yǎng)成分的表觀消化率(%)=

式中:Sy為飼料中Y2O3含量(%);Fy為糞便中Y2O3含量(%);Si為飼料中某營養(yǎng)成分含量(%);Fi為糞便中某營養(yǎng)成分含量(%)。

試驗原料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化率計算公式如下［13］:

飼料原料某營養(yǎng)成分的表觀消化率(%)=

式中:Dt為試驗飼料某營養(yǎng)成分的表觀消化率(%);Db為基礎飼料某營養(yǎng)成分的表觀消化率(%);Nb為基礎飼料某營養(yǎng)成分含量(%);Nt為待測原料某營養(yǎng)成分含量(%)。

1.5 統計分析

試驗數據結果采用“平均值±標準誤”(mean±SE)表示。組間差異顯著性采用單因素方差分析(one-way ANOVA)，當方差分析顯示差異顯著時，使用Duncan氏法多重比較分析組間差異的顯著性。數據處理用 SPSS 17.0軟件進行，P＜0.05為差異顯著。

表2 6種碳水化合物原料的營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 2 Nutrient levels of six types of carbohydrate ingredients(air-dry basis) %

表3 試驗飼料的營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 3 Nutrient levels of test diets(air-dry basis) %

2 結 果

2.1 羅非魚對7種飼料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化率

由表4可知，羅非魚對7種飼料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化 率 分 別 為 55.94% ～ 67.69%、49.43% ～65.06%、18.64% ～ 31.52%、75.78%～ 87.35%、89.02%～95.77%和 31.43% ～ 56.89%。7 種飼料中，玉米淀粉飼料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、淀粉及總糖的表觀消化率均為最高，而次粉飼料中粗脂肪的表觀消化率最高。馬鈴薯淀粉飼料中總能、干物質、淀粉及總糖的表觀消化率均為最低，南方糙米飼料中粗灰分的表觀消化率最低，而基礎飼料中粗蛋白質、粗脂肪的表觀消化率最低。

基礎飼料中總能的表觀消化率顯著高于馬鈴薯淀粉和甘薯淀粉飼料(P＜0.05)，但顯著低于次粉、南方糙米和玉米淀粉飼料(P＜0.05)，而基礎飼料與木薯淀粉飼料，南方糙米與次粉飼料的總能表觀消化率無顯著差異(P＞0.05)?；A飼料中干物質的表觀消化率顯著高于甘薯淀粉和馬鈴薯淀粉飼料(P＜0.05)，但顯著低于木薯淀粉、次粉、南方糙米和玉米淀粉飼料(P＜0.05)?；A飼料中粗灰分的表觀消化率顯著低于玉米淀粉飼料(P＜0.05)，但與其他5種試驗飼料無顯著差異(P＞0.05)。基礎飼料中粗蛋白質和粗脂肪的表觀消化率顯著低于其他6種試驗飼料(P＜0.05)，次粉、玉米淀粉和甘薯淀粉飼料，馬鈴薯淀粉與玉米淀粉、木薯淀粉飼料的粗蛋白質表觀消化率無顯著差異(P＞0.05)，但均顯著高于南方糙米飼料(P＜0.05)。南方糙米、玉米淀粉和馬鈴薯淀粉飼料的粗脂肪表觀消化率無顯著差異(P＞0.05)，但均顯著低于木薯淀粉、甘薯淀粉和次粉飼料(P＜0.05)，且后三者間也存在顯著差異(P＜0.05)。南方糙米、玉米淀粉、次粉和木薯淀粉飼料中淀粉及總糖的表觀消化率顯著高于基礎飼料(P＜0.05)，基礎飼料僅顯著高于馬鈴薯淀粉飼料(P＜0.05)，而南方糙米與玉米淀粉飼料，甘薯淀粉飼料與基礎飼料之間均無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 羅非魚對6種碳水化合物原料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化率

由表5可知，羅非魚對6種碳水化合物原料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、淀粉及總糖的表觀消化率分別為 33.89%～90.85%、31.50%～ 88.01%、7.73% ～ 64.37%、95.74% ～114.38%、97.63%～111.51%和 21.49% ～ 79.73%。6種碳水化合物原料中，玉米淀粉中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、淀粉及總糖的表觀消化率均為最高，次粉中粗脂肪的表觀消化率最高。馬鈴薯淀粉中總能、干物質、淀粉及總糖的表觀消化率均為最低，南方糙米中粗灰分、粗蛋白質的表觀消化率最低，玉米淀粉中粗脂肪的表觀消化率最低。

南方糙米和次粉中總能的表觀消化率不存在顯著差異(P＞0.05)，但均顯著高于木薯淀粉、甘薯淀粉和馬鈴薯淀粉(P＜0.05)。玉米淀粉與南方糙米、南方糙米和次粉的干物質表觀消化率不存在顯著差異(P＞0.05)，但均顯著高于木薯淀粉、甘薯淀粉和馬鈴薯淀粉(P＜0.05)。玉米淀粉與次粉的粗灰分表觀消化率不存在顯著差異(P＞0.05)，但均顯著高于南方糙米(P＜0.05);而南方糙米與木薯淀粉、甘薯淀粉和馬鈴薯淀粉的粗灰分表觀消化率無顯著差異(P＞0.05)。6種碳水化合物原料中粗蛋白質和粗脂肪的表觀消化率均較高，所得數據均在95%以上。玉米淀粉與南方糙米中淀粉及總糖的表觀消化率不存在顯著差異(P＞0.05)，但均顯著高于次粉、木薯淀粉、甘薯淀粉和馬鈴薯淀粉(P＜0.05)，且次粉、木薯淀粉、甘薯淀粉和馬鈴薯淀粉之間也存在顯著差異(P＜0.05)。

表5 羅非魚對6種碳水化合物原料中總能、干物質、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪和淀粉及總糖的表觀消化率(干物質基礎)Table 5 Apparent digestibility of gross energy，dry matter，ash，crude protein，crude lipid and starch and total saccharides in six types of carbohydrate ingredients for tilapia(dry matter basis) %

3 討論

近年來，為保障我國水產養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，碳水化合物在水產飼料中應用的研究已成為人們關注的焦點。我國碳水化合物原料來源廣、品種多、加工方式迥異，而制作水產配合飼料的要求是要選擇動物消化利用率高的原料。消化率是評定飼料原料營養(yǎng)成分可利用性的重要指標，也是合理配制營養(yǎng)均衡飼料的前提。因此，碳水化合物作為水產動物的重要營養(yǎng)素，其表觀消化率的測定對飼料配方的設計尤為重要。

3.1 研究方法對碳水化合物原料表觀消化率測定的影響

水產動物表觀消化率試驗中常用的外源性指示劑包括三氧化二鉻(Cr2O3)和Y2O3。研究認為飼料中添加鉻可影響糖類物質的利用［15］，而Y2O3在表觀消化率測定中有較Cr2O3更好的適應性，現已成為水產動物消化率測定的標準方法［16］。因此，本試驗研究采用Y2O3為外源性指示劑研究羅非魚對6種碳水化合物原料中營養(yǎng)物質的表觀消化率，避免鉻對營養(yǎng)物質消化所產生的負面影響，提高所測表觀消化率數據的準確性。

本試驗采用套算法，即用“70%基礎飼料+30%待測原料”配成試驗飼料開展羅非魚對6種飼料碳水化合物原料中營養(yǎng)物質表觀消化率的研究，而非采用單一的原料。這樣可較好地滿足試驗動物營養(yǎng)的需要，同時減少基礎飼料和試驗飼料因被測營養(yǎng)成分不同對待測原料營養(yǎng)物質表觀消化率的影響，使試驗所測結果更接近魚類的營養(yǎng)消化需求，提高測定結果的準確度。研究認為，在魚類排糞高峰時段收集的包膜完整的糞便顆粒具有較高的代表性。本試驗比較以往報道的各種收糞方法，在羅非魚排糞高峰期采用虹吸法收集包膜完整的新鮮糞樣進行了測定，與以往研究消化率測定方法相似［8，17］。

3.2 羅非魚對6種碳水化合物原料中營養(yǎng)物質的表觀消化率

總能的消化率反映了魚類對飼料原料中蛋白質、脂肪和碳水化合物的可利用程度。干物質的消化率反映了魚類對飼料原料總體的消化能力，其高低與飼料中粗纖維和粗灰分含量以及蛋白質、脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)物質的消化吸收程度有關［18］。本試驗中，羅非魚對6種碳水化合物原料中總能與干物質的表觀消化率的變化趨勢相類似。除玉米淀粉和南方糙米、南方糙米和次粉外，其他碳水化合物原料間的干物質表觀消化率呈顯著差異，這可能與玉米淀粉和南方糙米中粗纖維和粗灰分含量低有關［19］。田雪等［20］研究發(fā)現羅非魚對木薯粉中干物質和粗灰分的表觀消化率較次粉高，本試驗結果與此相反，這可能與所用羅非魚大小、原料來源和加工方式不同有關。

飼料淀粉及總糖的消化性能影響飼料總能的消化利用率。眾所周知，大多數魚類不能有效利用碳水化合物。但作為雜食性魚類，羅非魚對碳水化合物的利用能力比較強［9］。本試驗比較了羅非魚對6種不同來源碳水化合物所配制飼料中營養(yǎng)物質表觀消化率的影響，除飼料配制所用碳水化合物來源不同外，飼料的營養(yǎng)水平、飼料加工和試驗羅非魚一致。因此，飼料營養(yǎng)物質表觀消化率的差異可歸因于碳水化合物的來源。本試驗中，羅非魚對玉米淀粉、南方糙米的淀粉及總糖的表觀消化率均高于90%，且無顯著差異，表明羅非魚對二者的利用效果好。玉米淀粉和南方糙米中淀粉及總糖的表觀消化率顯著高于其他4種碳水化合物，其中馬鈴薯淀粉最低，僅為13.69%。這主要是由不同來源碳水化合物的淀粉分子結構中直鏈與支鏈淀粉比例差異所致。不同來源碳水化合物中直鏈與支鏈淀粉比例影響水產動物對飼料中營養(yǎng)物質的表觀消化率，直鏈淀粉分子間作用力較強，不易斷裂，對酶的抵觸作用較強［21］。玉米淀粉、南方糙米中直鏈與支鏈淀粉比例相近，差異較小，這可能是其營養(yǎng)物質表觀消化率基本相似的原因。但馬鈴薯淀粉和甘薯淀粉中直鏈淀粉所占比例大，影響羅非魚對其的消化利用。而關于玉米、面粉(小麥淀粉)在水產動物上的應用研究較多，如張建等［4］、Cruz-Suárez 等［22］、張琴等［23］、羅莉等［24］、田麗霞等［25］、張麗麗等［26］、郭文英［27］、Niu等［28］研究均發(fā)現面粉營養(yǎng)物質的表觀消化率均優(yōu)于玉米，或二者無顯著差異。本試驗中玉米淀粉、南方糙米中營養(yǎng)物質的表觀消化率優(yōu)于次粉，這可能因本試驗中所采用的次粉相對面粉(小麥淀粉)而言其纖維素含量高，從而導致淀粉及總糖的表觀消化率較低。本試驗中玉米淀粉中各營養(yǎng)物質的表觀消化率優(yōu)于木薯淀粉，與以往玉米和木薯粉中營養(yǎng)物質表觀消化率相似的報道［17］不一，這可能緣于飼料原料的化學組成、來源、加工過程、基礎飼料配方及試驗魚品種和初始體重、試驗方法等的不同［25，29］。飼料淀粉中直鏈淀粉含量越高，其消化性能越差，總能消化率越低，這可能是其他4種淀粉，尤其是馬鈴薯淀粉中淀粉及總糖表觀消化率低的原因。本試驗中6種碳水化合物原料營養(yǎng)物質表觀消化率的高低與其生長養(yǎng)殖研究結果［11］一致。由此表明，作為碳水化合物源，玉米淀粉和南方糙米是羅非魚配合飼料中適宜的碳水化合物，而馬鈴薯淀粉因淀粉及總糖的利用率低，不適宜在羅非魚配合飼料中大量使用，這與在以往其他水產動物中的研究結果［4，23，25，28］一致。

蛋白質是水產動物的重要營養(yǎng)素，其消化率對飼料配方編制尤為重要。魚類對飼料蛋白質的消化吸收率較高，一般在75%～95%［30］。本試驗中，羅非魚對6種碳水化合物中粗蛋白質的表觀消化率均高于95%，表明羅非魚可以有效利用6種碳水化合物中的蛋白質，這可能與羅非魚在長期進化過程中對自然環(huán)境中食物資源的適應有關。本研究中，除南方糙米外，其他幾種碳水化合物原料均獲得了較高的粗蛋白質表觀消化率，可能與試驗飼料中的粗灰分含量，原料中蛋白質、淀粉及總糖的組成等有關。隨著飼料直鏈與支鏈淀粉比例的增加，直鏈淀粉含量增加會降低飼料的排空速度，從而延長飼料在體內消化吸收的時間，提高養(yǎng)分利用效率，進而增加體蛋白質的合成［21］。魚類一般可高效利用脂肪，可能與不同種魚類對脂肪源的利用特性有關。本研究中，各碳水化合物原料的粗脂肪表觀消化率均高于90%，但與其干物質、粗蛋白質的表觀消化率變化趨勢相反，這可能是與直鏈與支鏈淀粉比例增加有利于羅非魚對蛋白質和干物質的消化，而不利于脂肪的消化有關［21］。比較而言，本試驗中羅非魚對6種碳水化合物原料中粗蛋白質和粗脂肪的消化利用效果優(yōu)于淀粉和總糖。除南方糙米外，其他碳水化合物原料中粗蛋白質表觀消化率均在100%以上;6種碳水化合物原料中的的粗脂肪表觀消化率也均高于97%。這與姜雪嬌等［31］報道的團頭魴對玉米蛋白粉的粗脂肪表觀消化率、明建華等［32］報道的青魚對大豆粕的粗脂肪表觀消化率、劉偉等［33］報道的吉富羅非魚對面粉的粗蛋白質表觀消化率和對花生粕的粗脂肪表觀消化率的研究結果相似。本試驗中部分碳水化合物原料中粗蛋白質和粗脂肪表觀消化率均在100%以上，這可能與本試驗中碳水化合物原料中粗脂肪和粗蛋白質含量較基礎飼料明顯低有關，各碳水化合物原料中粗蛋白質和粗脂肪含量極低，其表觀消化率在檢測和換算中的誤差導致了極大變異，同時還可能與計算方法有關，但其具體原因有待進一步研究。

4 結 論

①羅非魚對玉米淀粉的利用效果最好，其次是南方糙米，可作為羅非魚優(yōu)質的碳水化合物源適量添加以降低飼料成本。

②馬鈴薯淀粉和甘薯淀粉中淀粉及總糖的表觀消化率均較低，不適宜在羅非魚飼料中大量添加。

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