菜籽餅粕對(duì)水生動(dòng)物生長(zhǎng)性能及飼料利用率的影響

   菜籽餅粕是菜籽加工的主要產(chǎn)品之一， 其粗蛋白質(zhì)含量為35 % ～ 45 %， 與其他植物蛋白相比，其蛋氨酸、硫氨酸、蘇氨酸、色氨酸和精氨酸含量較高，鉀、磷、硒和錳的含量也較高，是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源。但由于菜籽餅粕中含有一定植酸、芥子酸、硫代葡萄糖甙等有毒有害物質(zhì)，且粗纖維含量較高（16 % ～ 18 %），降低了其飼用價(jià)值，進(jìn)而影響動(dòng)物生產(chǎn)性能和健康。將菜籽餅粕經(jīng)過(guò)脫毒處理后， 可以作為蛋白質(zhì)原料添加到飼料中，這樣可以極大節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
1 菜籽餅粕在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用
1.1 對(duì)水生動(dòng)物生長(zhǎng)性能及飼料利用率的影響 在飼料中添加適量的菜籽粕， 對(duì)水生生物生長(zhǎng)性能、飼料效率和蛋白質(zhì)效率等無(wú)顯著影響，但過(guò)量添加，則會(huì)抑制生長(zhǎng)并降低飼料利用率，甚至導(dǎo)致死亡。Higgs 等（1982）在大麻哈魚中的研究發(fā)現(xiàn)，雙低菜籽粕在大麻哈魚飼料蛋白質(zhì)中占13 % ～16 %較為合理， 當(dāng)飼料中25 %的蛋白質(zhì)由其替代時(shí)， 魚的生長(zhǎng)率、飼料或蛋白質(zhì)利用率顯著下降。Webster 等（1997）用含0 %、12 %、24 %、36 %和48 %菜籽粕飼料喂養(yǎng)斑點(diǎn)叉尾稚魚的研究結(jié)果顯示，雙低菜籽粕在飼料中的添加量達(dá)36 %時(shí)，對(duì)魚的生長(zhǎng)和魚體成分無(wú)不良影響；當(dāng)菜籽粕的添加量增加到48 %， 會(huì)降低魚類的攝食率，阻礙其生長(zhǎng)。Lim 等（1998）研究發(fā)現(xiàn)，斑點(diǎn)叉尾飼料中菜籽粕占31 %或代替飼料中50 %的豆餅，對(duì)其生長(zhǎng)及其他特性無(wú)影響； 當(dāng)飼料中菜籽粕占46.2 %以上， 魚體增重和攝食顯著降低。Lim 等（1997）發(fā)現(xiàn)，雙低菜籽粕在對(duì)蝦飼料中的添加量達(dá)到15.0 %時(shí)，對(duì)其生長(zhǎng)無(wú)明顯影響；但當(dāng)其添加量達(dá)到30.0 %時(shí)， 蝦的生長(zhǎng)率和采食率均下降。高貴琴等（2004）用雙低菜籽粕替代對(duì)照組中25 %、50 %、75 %和100 %的豆粕， 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)替代比例為25 %、50 %和75 %時(shí)，異育銀鯽和團(tuán)頭魴的特定生長(zhǎng)率、飼料轉(zhuǎn)化率和平均攝食率等指標(biāo)變化各組間差異不顯著； 當(dāng)替代比例為100 %時(shí)， 兩種魚類的各項(xiàng)指標(biāo)均顯著低于對(duì)照組。水產(chǎn)人才網(wǎng)馬利等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，隨著菜籽粕添加水平的升高，不同體重的草魚增重率、特定生長(zhǎng)率、飼料轉(zhuǎn)化率、蛋白質(zhì)效率均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中40 %和50 %組顯著低于其他組； 進(jìn)而對(duì)其肝臟進(jìn)行切片發(fā)現(xiàn)， 高含量的菜籽粕會(huì)破壞草魚肝臟細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，影響肝臟發(fā)揮正常的生理功能。這可能是因?yàn)楫?dāng)菜籽粕添加量較低時(shí)， 其對(duì)飼料的適口性和氨基酸組成無(wú)顯著影響， 不會(huì)抑制魚類的生長(zhǎng)；但當(dāng)其添加量較高時(shí)，則會(huì)顯著降低飼料的適口性，改變飼料的氨基酸組成，從而嚴(yán)重抑制魚類的生長(zhǎng)。另外，在對(duì)草魚（馬利等，2005）、大菱鲆（Burel等，2000b、c） 和虹鱒（Burel 等，2000a） 的研究中均發(fā)現(xiàn)，菜籽粕對(duì)魚類血液中甲狀腺素（T4）有顯著性影響， 可以推測(cè)菜籽粕中硫代葡萄糖甙等抗?fàn)I養(yǎng)因子可能通過(guò)作用于甲狀腺等內(nèi)分泌器官，進(jìn)而影響魚類的生長(zhǎng)及其對(duì)飼料的利用率。
1.2 對(duì)水生生物免疫應(yīng)答能力的影響Hilton 和Slinger（1986）報(bào)道，當(dāng)飼料中菜籽粕含量較高時(shí)，會(huì)引起虹鱒的甲狀腺機(jī)能衰退，碘代謝紊亂，嚴(yán)重危害虹鱒的生長(zhǎng)。Lim 等（1998）發(fā)現(xiàn)，飼料中高含量菜籽粕嚴(yán)重影響斑點(diǎn)叉尾血液白細(xì)胞對(duì)細(xì)菌的趨化性， 降低魚體的免疫機(jī)能及其對(duì)病原菌的抗感染能力。趙飛等（2007）用雙低菜籽粕和普通菜籽粕等氮替代對(duì)照組中50 %和100 %的豆粕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 隨著菜籽粕添加量的增加和投喂時(shí)間的延長(zhǎng)，異育銀鯽的免疫應(yīng)答能力逐漸降低，其原因可能與菜籽粕中含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)魚的甲狀腺等器官造成了一定損傷， 影響了魚類的內(nèi)分泌系統(tǒng)和新陳代謝，導(dǎo)致魚對(duì)飼料的攝入減少，對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)素的消化吸收降低， 從而間接降低了魚的免疫應(yīng)答能力有關(guān)。
1.3 對(duì)水生動(dòng)物組織學(xué)的影響吳志新等（2006）報(bào)道，在草魚和鯉飼料中分別添加雙低菜籽粕34 %和17.4 %時(shí)，對(duì)其甲狀腺、肝臟和腎臟組織無(wú)不良影響；當(dāng)雙低菜籽粕含量分別為51 %和34.8 %時(shí)， 可對(duì)魚的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微的影響； 而當(dāng)雙低菜籽粕含量在草魚飼料中高達(dá)68 %，在鯉魚飼料中高達(dá)52.2 %，并經(jīng)過(guò)56 d 的飼喂時(shí)，其對(duì)魚甲狀腺、肝臟和腎臟組織才產(chǎn)生比較明顯的影響。Higgs 等（1983）研究表明，在大鱗大麻哈魚幼魚飼料中添加23 %雙低菜籽粕時(shí)，其肝臟、腎臟、消化管等組織出現(xiàn)病理變化，當(dāng)添加量達(dá)到29.8 %時(shí)， 不僅會(huì)降低魚類的生長(zhǎng)率，而且甲狀腺、肝臟等組織還會(huì)出現(xiàn)病理變化，如甲狀腺激素（T3和T4）的合成受到抑制，甲狀腺腫大，濾泡上皮細(xì)胞高度增加。另外， 在對(duì)羅非魚（Davies 等，1990）和草魚（馬利等，2005）的研究中也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼料中菜籽粕的含量超過(guò)一定范圍時(shí)，會(huì)對(duì)魚類的組織器官特別是甲狀腺、肝臟和腎臟造成損傷。當(dāng)甲狀腺素的合成與分泌受到硫代葡萄糖甙分解產(chǎn)物抑制時(shí)， 甲狀腺就會(huì)通過(guò)增大自身體積，以補(bǔ)償其分泌不足。對(duì)于豬和雞，當(dāng)?shù)土虼�葡萄糖甙菜籽粕的含量達(dá)到20 %時(shí)，就會(huì)引起甲狀腺腫大； 而對(duì)于魚類， 一般在添加量高于30 %時(shí)才會(huì)對(duì)甲狀腺產(chǎn)生影響，這可能是由于不同動(dòng)物對(duì)硫代葡萄糖甙的敏感性不同以及代償能力不同所致（中國(guó)飼料人才網(wǎng)，2006）。以上研究結(jié)果顯示， 水產(chǎn)動(dòng)物飼料中菜籽粕的含量以不超過(guò)30.0 %為宜，但其適宜水平還因菜籽粕的品質(zhì)、飼料加工方法、試驗(yàn)魚的種類、大小和養(yǎng)殖條件而存在較大差異。
2 影響菜籽餅粕在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用的因素
2.1 適口性差菜籽粕中硫代葡萄糖甙的分解產(chǎn)物———異硫氰酸酯（ITC）是一種具有辛辣、苦澀的揮發(fā)性物質(zhì)，不溶于水，嚴(yán)重影響餅粕適口性；此外，菜籽粕還含有大量的酚類物質(zhì)（單寧和芥子堿），使之產(chǎn)生較重的苦澀味，從而降低飼料的適口性，影響魚類的食欲（蔣玉琴等，1998；肖世平和漆林花，1995）。Lim 等（1998）認(rèn)為，斑點(diǎn)叉尾飼料中菜籽粕占31 %或替代飼料中50 %豆粕時(shí)，對(duì)其攝食無(wú)影響， 而當(dāng)菜籽粕占42.6 %以上時(shí)，由于飼料的適口性差， 其魚體增重和攝食量顯著降低。其研究還發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)雙低菜籽粕替代比例在25 % ～ 75 %時(shí)， 異育銀鯽和團(tuán)頭魴的攝食率逐漸上升，但當(dāng)替代率高達(dá)100 %時(shí)，其攝食率顯著下降。這可能是因?yàn)椋��?dāng)飼料中菜籽餅粕含量較低時(shí)，攝食抑制劑較少，對(duì)魚類影響較小，但是隨著其添加量的增加，異味物質(zhì)逐漸增多，從而抑制了魚類的食欲，降低了攝食率，進(jìn)而影響其生長(zhǎng)。可以通過(guò)添加甜味劑和香味劑改善因單寧和芥子堿等引起的菜籽餅粕適口性不良的問題。
2.2 抗?fàn)I養(yǎng)因子
2.2.1 硫代葡萄糖甙硫代葡萄糖甙主要分布于油萊的柔軟組織中， 其在菜籽餅粕中含量為4 %～ 6 %，是菜籽餅粕的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子。它本身無(wú)毒， 但在魚體消化道微生物的芥子酶作用下分解成為有毒產(chǎn)物，如異硫氰酸酯、唑烷硫酮（OZT）和硫氰酸酯， 其中，OZT 有極強(qiáng)的抗甲狀腺作用，又被稱為“致甲狀腺腫素”。OZT 進(jìn)入體內(nèi)，能抑制甲狀腺素合成， 導(dǎo)致甲狀腺腫大， 新陳代謝紊亂，從而降低動(dòng)物生長(zhǎng)速度，影響其繁殖力，從而限制了菜籽餅粕在飼料中的使用。Glencross等（2004a、b）指出，日糧中總硫代葡萄糖甙含量為0.22 ～ 2.18 mmol/kg 時(shí)，對(duì)紅鯛采食量、生長(zhǎng)速度和甲狀腺素水平無(wú)影響， 但當(dāng)其含量為2.18mmol/kg 時(shí)可使其生長(zhǎng)速度下降約15 %。Burel 等（2000c）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧中硫代葡萄糖甙含量為1.4 ～ 19.3 mmol/kg 時(shí)， 虹鱒生長(zhǎng)速度明顯下降，甲狀腺組織學(xué)特征發(fā)生改變。
2.2.2 芥子堿芥子堿是芥子酸和膽堿作用生成的酯類物質(zhì)，在菜籽餅粕中含量為0.2 % ～ 2 %，有苦味， 影響菜籽餅粕的適口性。芥子堿易被酯酶、β-葡萄糖苷酶、阿魏酸酶等酶解成芥子酸和膽堿， 而芥子酸能導(dǎo)致精子不成熟， 引起繁殖障礙。芥子堿具有苦辛味，是菜籽餅粕產(chǎn)生苦味的主要原因之一， 嚴(yán)重影響飼料的適口性和動(dòng)物的采食量。
2.2.3 植酸一般， 菜籽餅中的植酸含量為4 %～ 8 %，其可以與飼料中的鐵、鎂、鋅、鈣、磷等結(jié)合形成不溶性并不易被腸道吸收的螯合物， 從而降低這些必需礦物質(zhì)元素的生物學(xué)有效性； 其還可和蛋白質(zhì)堿性殘基結(jié)合， 抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，降低蛋白質(zhì)的有效利用率，大大降低飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（Francis 等，2001）。由于單胃動(dòng)物缺少內(nèi)源性的植酸酶系統(tǒng)，飼用過(guò)量的菜籽餅粕，可以影響魚類的生長(zhǎng)和飼料效率。
2.2.4 單寧單寧是水溶性多酚類物質(zhì)， 又稱單寧酸，在菜籽餅粕中含1.6 % ～ 3.1 %。單寧能降低動(dòng)物的生長(zhǎng)機(jī)能， 大概有以下4 種原因：（1）與飼料中的蛋白質(zhì)結(jié)合，形成難以分解的化合物，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用；（2） 與蛋白酶、脂肪酶、α-淀粉酶結(jié)合而使其失去活性， 從而大大降低蛋白質(zhì)的消化率；（3）與碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)結(jié)合，從而降低其利用率；（4）單寧具有苦澀味，影響動(dòng)物的適口性與采食量，最終導(dǎo)致動(dòng)物的生長(zhǎng)機(jī)能減退。
2.3 氨基酸組成不平衡水生生物對(duì)蛋白質(zhì)的需求實(shí)際上就是對(duì)必需氨基酸和非必需氨基酸混合物的需求，因此，飼料中氨基酸的組成在很大程度上決定了該飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。與魚粉相比，植物蛋白的必需氨基酸含量較低， 且缺乏某種或某幾種必需氨基酸， 其中最主要的限制性氨基酸是蛋氨酸和賴氨酸。Ai 和Xie（2005）認(rèn)為，當(dāng)飼料中植物蛋白的添加量逐漸升高時(shí)， 這種氨基酸的不平衡性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯，影響蛋白質(zhì)的利用，對(duì)生長(zhǎng)的抑制作用也就越來(lái)越顯著。其次，由于菜籽粕中含有的有毒有害物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子也限制了基礎(chǔ)日糧中氨基酸的利用， 從而使總氨基酸的需要量提高。
2.4 消化率低含有抗?fàn)I養(yǎng)因子和氨基酸組成不平衡是影響植物蛋白消化率低的主要因素（Glencross 等，2004a）。研究認(rèn)為，魚類對(duì)魚粉蛋白質(zhì)的消化吸收率較高， 一般為75 % ～ 95 %（NRC，1993），而其對(duì)植物蛋白的消化率低于魚粉（Lee，2002）。隨著飼料中植物蛋白源添加量的提高， 魚類對(duì)飼料中蛋白質(zhì)的消化吸收率將逐漸下降。劉玉良（1990）測(cè)得，青魚對(duì)菜籽粕粗蛋白質(zhì)的消化率為89.5 %。廖朝興（1988）報(bào)道，尼羅羅非魚和草魚對(duì)菜籽粕粗蛋白質(zhì)的消化率分別為66.33 %和69.09 %。許國(guó)煥等（1995）測(cè)得，魴對(duì)菜籽粕蛋白質(zhì)的消化率為77.2 %。Hilton 和Slinger（1986）測(cè)得，虹鱒對(duì)加拿大雙低菜籽粕蛋白質(zhì)的消化率較高，為83.2 %。不同研究者測(cè)得菜籽餅粕的粗蛋白質(zhì)的消化率差異較大， 這可能與魚的種類及生理狀況、菜籽餅粕的生產(chǎn)工藝、蛋白質(zhì)水平及糞便收集方法不同有關(guān)。菜籽餅粕中粗纖維含量較高， 而魚類缺乏相應(yīng)的酶類， 因而往往難以對(duì)其進(jìn)行消化吸收。其中，非淀粉多糖（NSP）是影響營(yíng)養(yǎng)成分消化利用率的主要因素，其可以形成高度黏性溶液，降低消化酶和底物擴(kuò)散速率， 阻止在胃腸表面發(fā)生有效的相互作用，同時(shí)，未被消化吸收的碳水化合物快速通過(guò)腸道時(shí)也會(huì)帶走部分未被消化的蛋白質(zhì)，從而也影響了蛋白質(zhì)的消化吸收。另外，NSP 還可顯著增加內(nèi)源性蛋白質(zhì)、氨基酸和脂質(zhì)的分泌。植物蛋白中高含量的碳水化合物可降低水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)干物質(zhì)和能量的消化吸收（Sullivan 和Reigh，
1995），也影響了其適口性。有研究者在對(duì)鮭鱒魚（Mc Curdy 和March，1992）和對(duì)蝦（Lim 等，1997）的研究中發(fā)現(xiàn)， 降低菜籽粕粗纖維含量可以提高蝦的攝食率，增加虹鱒的蛋白質(zhì)消化率。

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