菜籽饼粕对水生动物生长性能及饲料利用率的影响

   菜籽饼粕是菜籽加工的主要产品之一， 其粗蛋白质含量为35 % ～ 45 %， 与其他植物蛋白相比，其蛋氨酸、硫氨酸、苏氨酸、色氨酸和精氨酸含量较高，钾、磷、硒和锰的含量也较高，是一种优质蛋白质饲料资源。但由于菜籽饼粕中含有一定植酸、芥子酸、硫代葡萄糖甙等有毒有害物质，且粗纤维含量较高（16 % ～ 18 %），降低了其饲用价值，进而影响动物生产性能和健康。将菜籽饼粕经过脱毒处理后， 可以作为蛋白质原料添加到饲料中，这样可以极大节约成本，提高经济效益。
1 菜籽饼粕在水产养殖中的应用
1.1 对水生动物生长性能及饲料利用率的影响 在饲料中添加适量的菜籽粕， 对水生生物生长性能、饲料效率和蛋白质效率等无显著影响，但过量添加，则会抑制生长并降低饲料利用率，甚至导致死亡。Higgs 等（1982）在大麻哈鱼中的研究发现，双低菜籽粕在大麻哈鱼饲料蛋白质中占13 % ～16 %较为合理， 当饲料中25 %的蛋白质由其替代时， 鱼的生长率、饲料或蛋白质利用率显著下降。Webster 等（1997）用含0 %、12 %、24 %、36 %和48 %菜籽粕饲料喂养斑点叉尾稚鱼的研究结果显示，双低菜籽粕在饲料中的添加量达36 %时，对鱼的生长和鱼体成分无不良影响；当菜籽粕的添加量增加到48 %， 会降低鱼类的摄食率，阻碍其生长。Lim 等（1998）研究发现，斑点叉尾饲料中菜籽粕占31 %或代替饲料中50 %的豆饼，对其生长及其他特性无影响； 当饲料中菜籽粕占46.2 %以上， 鱼体增重和摄食显著降低。Lim 等（1997）发现，双低菜籽粕在对虾饲料中的添加量达到15.0 %时，对其生长无明显影响；但当其添加量达到30.0 %时， 虾的生长率和采食率均下降。高贵琴等（2004）用双低菜籽粕替代对照组中25 %、50 %、75 %和100 %的豆粕， 研究结果发现，当替代比例为25 %、50 %和75 %时，异育银鲫和团头鲂的特定生长率、饲料转化率和平均摄食率等指标变化各组间差异不显著； 当替代比例为100 %时， 两种鱼类的各项指标均显著低于对照组。水产人才网马利等（2005）研究发现，随着菜籽粕添加水平的升高，不同体重的草鱼增重率、特定生长率、饲料转化率、蛋白质效率均呈现下降趋势，其中40 %和50 %组显著低于其他组； 进而对其肝脏进行切片发现， 高含量的菜籽粕会破坏草鱼肝脏细胞的结构，影响肝脏发挥正常的生理功能。这可能是因为当菜籽粕添加量较低时， 其对饲料的适口性和氨基酸组成无显著影响， 不会抑制鱼类的生长；但当其添加量较高时，则会显著降低饲料的适口性，改变饲料的氨基酸组成，从而严重抑制鱼类的生长。另外，在对草鱼（马利等，2005）、大菱鲆（Burel等，2000b、c） 和虹鳟（Burel 等，2000a） 的研究中均发现，菜籽粕对鱼类血液中甲状腺素（T4）有显著性影响， 可以推测菜籽粕中硫代葡萄糖甙等抗营养因子可能通过作用于甲状腺等内分泌器官，进而影响鱼类的生长及其对饲料的利用率。
1.2 对水生生物免疫应答能力的影响Hilton 和Slinger（1986）报道，当饲料中菜籽粕含量较高时，会引起虹鳟的甲状腺机能衰退，碘代谢紊乱，严重危害虹鳟的生长。Lim 等（1998）发现，饲料中高含量菜籽粕严重影响斑点叉尾血液白细胞对细菌的趋化性， 降低鱼体的免疫机能及其对病原菌的抗感染能力。赵飞等（2007）用双低菜籽粕和普通菜籽粕等氮替代对照组中50 %和100 %的豆粕，结果发现， 随着菜籽粕添加量的增加和投喂时间的延长，异育银鲫的免疫应答能力逐渐降低，其原因可能与菜籽粕中含有的抗营养因子对鱼的甲状腺等器官造成了一定损伤， 影响了鱼类的内分泌系统和新陈代谢，导致鱼对饲料的摄入减少，对各种营养素的消化吸收降低， 从而间接降低了鱼的免疫应答能力有关。
1.3 对水生动物组织学的影响吴志新等（2006）报道，在草鱼和鲤饲料中分别添加双低菜籽粕34 %和17.4 %时，对其甲状腺、肝脏和肾脏组织无不良影响；当双低菜籽粕含量分别为51 %和34.8 %时， 可对鱼的组织结构产生轻微的影响； 而当双低菜籽粕含量在草鱼饲料中高达68 %，在鲤鱼饲料中高达52.2 %，并经过56 d 的饲喂时，其对鱼甲状腺、肝脏和肾脏组织才产生比较明显的影响。Higgs 等（1983）研究表明，在大鳞大麻哈鱼幼鱼饲料中添加23 %双低菜籽粕时，其肝脏、肾脏、消化管等组织出现病理变化，当添加量达到29.8 %时， 不仅会降低鱼类的生长率，而且甲状腺、肝脏等组织还会出现病理变化，如甲状腺激素（T3和T4）的合成受到抑制，甲状腺肿大，滤泡上皮细胞高度增加。另外， 在对罗非鱼（Davies 等，1990）和草鱼（马利等，2005）的研究中也发现，当饲料中菜籽粕的含量超过一定范围时，会对鱼类的组织器官特别是甲状腺、肝脏和肾脏造成损伤。当甲状腺素的合成与分泌受到硫代葡萄糖甙分解产物抑制时， 甲状腺就会通过增大自身体积，以补偿其分泌不足。对于猪和鸡，当低硫代葡萄糖甙菜籽粕的含量达到20 %时，就会引起甲状腺肿大； 而对于鱼类， 一般在添加量高于30 %时才会对甲状腺产生影响，这可能是由于不同动物对硫代葡萄糖甙的敏感性不同以及代偿能力不同所致（中国饲料人才网，2006）。以上研究结果显示， 水产动物饲料中菜籽粕的含量以不超过30.0 %为宜，但其适宜水平还因菜籽粕的品质、饲料加工方法、试验鱼的种类、大小和养殖条件而存在较大差异。
2 影响菜籽饼粕在水产养殖中应用的因素
2.1 适口性差菜籽粕中硫代葡萄糖甙的分解产物———异硫氰酸酯（ITC）是一种具有辛辣、苦涩的挥发性物质，不溶于水，严重影响饼粕适口性；此外，菜籽粕还含有大量的酚类物质（单宁和芥子碱），使之产生较重的苦涩味，从而降低饲料的适口性，影响鱼类的食欲（蒋玉琴等，1998；肖世平和漆林花，1995）。Lim 等（1998）认为，斑点叉尾饲料中菜籽粕占31 %或替代饲料中50 %豆粕时，对其摄食无影响， 而当菜籽粕占42.6 %以上时，由于饲料的适口性差， 其鱼体增重和摄食量显著降低。其研究还发现， 当双低菜籽粕替代比例在25 % ～ 75 %时， 异育银鲫和团头鲂的摄食率逐渐上升，但当替代率高达100 %时，其摄食率显著下降。这可能是因为，当饲料中菜籽饼粕含量较低时，摄食抑制剂较少，对鱼类影响较小，但是随着其添加量的增加，异味物质逐渐增多，从而抑制了鱼类的食欲，降低了摄食率，进而影响其生长。可以通过添加甜味剂和香味剂改善因单宁和芥子碱等引起的菜籽饼粕适口性不良的问题。
2.2 抗营养因子
2.2.1 硫代葡萄糖甙硫代葡萄糖甙主要分布于油莱的柔软组织中， 其在菜籽饼粕中含量为4 %～ 6 %，是菜籽饼粕的主要抗营养因子。它本身无毒， 但在鱼体消化道微生物的芥子酶作用下分解成为有毒产物，如异硫氰酸酯、唑烷硫酮（OZT）和硫氰酸酯， 其中，OZT 有极强的抗甲状腺作用，又被称为“致甲状腺肿素”。OZT 进入体内，能抑制甲状腺素合成， 导致甲状腺肿大， 新陈代谢紊乱，从而降低动物生长速度，影响其繁殖力，从而限制了菜籽饼粕在饲料中的使用。Glencross等（2004a、b）指出，日粮中总硫代葡萄糖甙含量为0.22 ～ 2.18 mmol/kg 时，对红鲷采食量、生长速度和甲状腺素水平无影响， 但当其含量为2.18mmol/kg 时可使其生长速度下降约15 %。Burel 等（2000c）研究发现，当日粮中硫代葡萄糖甙含量为1.4 ～ 19.3 mmol/kg 时， 虹鳟生长速度明显下降，甲状腺组织学特征发生改变。
2.2.2 芥子碱芥子碱是芥子酸和胆碱作用生成的酯类物质，在菜籽饼粕中含量为0.2 % ～ 2 %，有苦味， 影响菜籽饼粕的适口性。芥子碱易被酯酶、β-葡萄糖苷酶、阿魏酸酶等酶解成芥子酸和胆碱， 而芥子酸能导致精子不成熟， 引起繁殖障碍。芥子碱具有苦辛味，是菜籽饼粕产生苦味的主要原因之一， 严重影响饲料的适口性和动物的采食量。
2.2.3 植酸一般， 菜籽饼中的植酸含量为4 %～ 8 %，其可以与饲料中的铁、镁、锌、钙、磷等结合形成不溶性并不易被肠道吸收的螯合物， 从而降低这些必需矿物质元素的生物学有效性； 其还可和蛋白质碱性残基结合， 抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶活性，降低蛋白质的有效利用率，大大降低饲料的营养价值（Francis 等，2001）。由于单胃动物缺少内源性的植酸酶系统，饲用过量的菜籽饼粕，可以影响鱼类的生长和饲料效率。
2.2.4 单宁单宁是水溶性多酚类物质， 又称单宁酸，在菜籽饼粕中含1.6 % ～ 3.1 %。单宁能降低动物的生长机能， 大概有以下4 种原因：（1）与饲料中的蛋白质结合，形成难以分解的化合物，从而影响营养物质的吸收与利用；（2） 与蛋白酶、脂肪酶、α-淀粉酶结合而使其失去活性， 从而大大降低蛋白质的消化率；（3）与碳水化合物、维生素、矿物质结合，从而降低其利用率；（4）单宁具有苦涩味，影响动物的适口性与采食量，最终导致动物的生长机能减退。
2.3 氨基酸组成不平衡水生生物对蛋白质的需求实际上就是对必需氨基酸和非必需氨基酸混合物的需求，因此，饲料中氨基酸的组成在很大程度上决定了该饲料的营养价值。与鱼粉相比，植物蛋白的必需氨基酸含量较低， 且缺乏某种或某几种必需氨基酸， 其中最主要的限制性氨基酸是蛋氨酸和赖氨酸。Ai 和Xie（2005）认为，当饲料中植物蛋白的添加量逐渐升高时， 这种氨基酸的不平衡性表现得越来越明显，影响蛋白质的利用，对生长的抑制作用也就越来越显著。其次，由于菜籽粕中含有的有毒有害物质和抗营养因子也限制了基础日粮中氨基酸的利用， 从而使总氨基酸的需要量提高。
2.4 消化率低含有抗营养因子和氨基酸组成不平衡是影响植物蛋白消化率低的主要因素（Glencross 等，2004a）。研究认为，鱼类对鱼粉蛋白质的消化吸收率较高， 一般为75 % ～ 95 %（NRC，1993），而其对植物蛋白的消化率低于鱼粉（Lee，2002）。随着饲料中植物蛋白源添加量的提高， 鱼类对饲料中蛋白质的消化吸收率将逐渐下降。刘玉良（1990）测得，青鱼对菜籽粕粗蛋白质的消化率为89.5 %。廖朝兴（1988）报道，尼罗罗非鱼和草鱼对菜籽粕粗蛋白质的消化率分别为66.33 %和69.09 %。许国焕等（1995）测得，鲂对菜籽粕蛋白质的消化率为77.2 %。Hilton 和Slinger（1986）测得，虹鳟对加拿大双低菜籽粕蛋白质的消化率较高，为83.2 %。不同研究者测得菜籽饼粕的粗蛋白质的消化率差异较大， 这可能与鱼的种类及生理状况、菜籽饼粕的生产工艺、蛋白质水平及粪便收集方法不同有关。菜籽饼粕中粗纤维含量较高， 而鱼类缺乏相应的酶类， 因而往往难以对其进行消化吸收。其中，非淀粉多糖（NSP）是影响营养成分消化利用率的主要因素，其可以形成高度黏性溶液，降低消化酶和底物扩散速率， 阻止在胃肠表面发生有效的相互作用，同时，未被消化吸收的碳水化合物快速通过肠道时也会带走部分未被消化的蛋白质，从而也影响了蛋白质的消化吸收。另外，NSP 还可显著增加内源性蛋白质、氨基酸和脂质的分泌。植物蛋白中高含量的碳水化合物可降低水产动物对干物质和能量的消化吸收（Sullivan 和Reigh，
1995），也影响了其适口性。有研究者在对鲑鳟鱼（Mc Curdy 和March，1992）和对虾（Lim 等，1997）的研究中发现， 降低菜籽粕粗纤维含量可以提高虾的摄食率，增加虹鳟的蛋白质消化率。

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