蚕蛹在水产动物营养中的应用研究

    彭强

    摘要：随着水产养殖的集约化，作为传统蛋白源的鱼粉供应有限、价格高涨，使得我国优质蛋白源短缺问题日益突出，严重影响着我国水产养殖业的长远发展。我国是一个蚕桑大国，蚕蛹资源丰富，同时蚕蛹具有蛋白含量高、氨基酸平衡等优点，适宜作为水产饲料中鱼粉的优质替代物。目前已有少量研究关注蚕蛹在水产饲料中的应用，效果各不相同，具体机制有待研究，本文就其在水产饲料中的应用综述如下。

    关键词：鱼粉；蚕蛹；营养

    由于全球自然生态环境的限制，海洋、淡水捕捞已经不能满足人们日益增长的水产品需要。因此要扩大水产养殖业的发展，来提高水产品的供应量。而水产养殖业的发展又需要以水产饲料行业作为支撑。蛋白含量高、氨基酸组成平衡、适口性强、能够被鱼类高效利用的鱼粉，被广泛作为鱼类饲料中的优质蛋白源[1]。近年来鱼粉资源紧张，价格波动较大，而我国却长期依赖进口，严重影响我国水产饲料行业的健康发展，因此寻找优质蛋白源替代鱼粉意义重大。我国是一个蚕桑大国，蚕蛹资源丰富，每年鲜蚕蛹产量可达10万吨以上，加之蚕蛹蛋白含量高、不饱和脂肪酸丰富、维生素均衡，蚕蛹蛋白的提取和精制方法多样且技术成熟，适宜作为水产养殖的优良蛋白原料[2]。

    1蚕蛹的特性以及营养评价

    蚕蛹是缫丝产业的副产物，脂肪含量较高，容易氧化和酸败而产生难闻的臭味，一直没有在水产业上得到充分重视，仅仅被当做粗饲蛋白源来处置。蚕蛹中含粗蛋白50%～70%，氨基酸组成与鱼粉相似，且鱼类必需氨基酸中的色氨酸与缬氨酸含量明显高于鱼粉，不饱和脂肪酸以及微量元素等含量丰富[3]。蚕蛹必需氨基酸指数（EAAI）按照FAO/WHO的标准为111.14，与蛋白标准品酪蛋白十分接近，高于鱼粉的99.72，这说明蚕蛹必需氨基酸比例均衡，利于被鱼类消化吸收。从氨基酸分（AAS）以及化学分（CS）分析中可知蚕蛹的限制性氨基酸为亮氨酸和蛋氨酸，这与某些植物蛋白源一致，说明蚕蛹营养组成虽好但作为鱼类饲料蛋白源还需考虑强化亮氨酸和蛋氨酸组成[4]。

    2蚕蛹在水产动物营养中的应用

    2.1对水产动物生长性能的影响

    在新型蛋白源开发的研究中，新型实用饲料对鱼类生长性能的影响是首先关注的问题。一般情况下，新蛋白源替代鱼粉的实验中，随着新蛋白源含量的升高，鱼类的生长逐渐缓慢，但蚕蛹也有相反的情况，这是因为不同的鱼类对蚕蛹的喜爱或者耐受程度不一样。淡水鱼或者杂食性鱼类对替代的敏感性较低，肉食性鱼类往往对鱼粉的依赖性较大，想实现高替代难度大。

    蚕蛹添加进饲料中的形式无外乎与其他蛋白源一起添加、或者经过脱脂除臭等不同的预处理再添加或与晶体氨基酸一起添加等几种形式。目前对蚕蛹添加进饲料中的研究主要集中在淡水鱼上，尤其是杂食性鱼类。鉴于鱼类食性的关系，它们基础饲料中的鱼粉含量相较于海水肉食性鱼类很少。蚕蛹与蛤肉混合可以替代印度鲤鱼饲料中50%的鱼粉[5]。在有卡特拉魮、印度鲮、南亚野鲮、银鲤的混养系统中，经过发酵的蚕蛹替代鱼粉过后还能提高存活率以及特定生长率[6]。在建鲤上，经过脱脂处理的蚕蛹可以替代50%的鱼粉而对生长没有负面影响[7]；相反，用未脱脂处理的蚕蛹只能替代鲤鱼饲料中30%的鱼粉[8]，可见蚕蛹中的脂肪是影响其在鱼类饲料中使用的一个重要因素。由以上可以看出，将蚕蛹和其他蛋白源一起填加进淡水杂食性鱼类饲料中或者经过发酵、脱脂等预处理再添加，效果都是未做任何处理的蚕蛹达不到的。蚕蛹在海水肉食性鱼类饲料上的研究报告较少。当牙鲆基础饲料含有60%的鱼粉时，再添加蛋氨酸以及赖氨酸来平衡必需氨基酸的情况下，蚕蛹可替代20%左右的鱼粉而对牙鲆生长不造成负面影响[9]，这是玉米蛋白粉这类优质蛋白源也不能做到的[10]。由于海水肉食性鱼类对鱼粉的依存度较高，添加晶体氨基酸来改善饲料品质后，蚕蛹能替代牙鲆中20%的鱼粉，相较于玉米蛋白粉的替代效果来说蚕蛹在牙鲆饲料上的替代效果还是比较理想的。蚕蛹像其他节肢动物一样，其外骨骼含有几丁质；而Kroeckel等的研究发现水生动物消化道之中并不存在或少量存在几丁质酶或者具有几丁质分解活性的微生物，这也是影响鱼类利用蚕蛹的重要原因之一[11]。脱脂蛹肽蛋白（蚕蛹与植物蛋白复合发酵物）可以替代大菱鲆幼鱼饲料中15%的鱼粉而不影响其生长[12]，结果相似于以往在大菱鲆幼鱼饲料做的植物蛋白源替代实验[13-14]，摄食率上也有随着替代水平的升高而升高的趋势，这与以往某些植物蛋白源的替代实验结果相似[15]。在某种程度上，这可以解释为脱脂处理的蛹肽蛋白在饲料中的含量上升致使大菱鲆获得的可消化能减少，为了弥补这种减少而产生的补偿性摄食。然而，之前的一些研究表明随着饲料中鱼粉的含量降低摄食率也会出现降低的情况[11，13]，这可能是与不同饲料中存在着不同的促摄食物质有关，因而生长受阻不能只靠摄食率的改变来解释。

    2.2对水产动物健康以及生理代谢的影响

    在应用性研究中，针对蛋白源实验的最初研究指标为肠道消化酶活性。在植物蛋白源的研究中消化酶活性一般是伴随替代水平的升高而降低。当蚕蛹类作为替代蛋白时，大菱鲆肠道淀粉酶以及蛋白酶活性均受到鱼粉替代水平的影响而有降低的趋势[12]；吉红等在建鲤饲料的研究发现蚕蛹粉替代80%的鱼粉后，肠道碱性蛋白酶活性降低，而酸性蛋白酶不受影响[16]，这表明替代蛋白源对消化酶活性的作用还受到消化酶本身性质的影响。有实验表明蚕蛹添加进饲料中对肠道结构产生影响，这也是影响肠道酶活性以及消化吸收的因素[17]。谷草转氨酶和谷丙转氨酶是评价鱼类对饲料蛋白利用的有效工具，它们也是和氨基酸代谢关联的指标。在某些试验中，肝脏谷草以及谷丙转氨酶没有被蚕蛹添加水平以及不同的预处理方式而影响[12]；但在建鲤饲料中，蚕蛹粉添加含量过高后血清当中的谷丙转氨酶等发生变化，这说明蚕蛹对鱼类的影响因不同的实验鱼类以及不同的实验条件而不同。不仅如此，血液成分诸如胆固醇、脂蛋白、甘油三酯等重要的评价机体营养条件和健康状况的指标也随着蚕蛹的添加而发生了变化[16，18]；在虹鳟饲料中添加蚕蛹后，鱼类血液红细胞以及血红蛋白减少[19]，在卡特拉魮饲料中添加蚕蛹血浆蛋白发生改变[8]。鲶鱼对蚕蛹的利用优于鱼粉以及肉粉，利用蚕蛹时能提高肝脏合成蛋白功能[20]。替代全部的鱼粉过后，海参血清溶菌酶活力升高[21]；添加一定的蚕蛹过后，建鲤超氧化物歧化酶降低，丙二醛含量升高[16]，具体的机理还有待研究，这可能与蚕蛹中丰富的抗菌类多肽有关，它们作为免疫增强剂能够对鱼类的免疫产生影响。有研究认为添加一定量的蚕蛹粉过后，鱼类肥满度数值变小，但肝脏指数以及肠长指数等不变[16]，以往的研究认为新蛋白源造成肝肾损伤，从而形态学指数变化[22]，所以对形态学的研究结果并不相同。

    2.3对水产动物品质的影响

    评价蚕蛹对鱼类品质的影响首先是表观上的变化，添加蚕蛹过后鲫鱼鱼体有脱粘现象、体表有糙手感觉等，这可能是蚕蛹中的脂肪氧化对鱼类造成的负面影响[23]。其次，不同的蛋白源会对鱼类体组成、肌肉品质等产生影响，但不同的蛋白源替代鱼粉对水生动物体成分的影响，不同的鱼类得到的结果也不一致。蚕蛹添加到饲料中，框鳞镜鲤全鱼赖氨酸和肌肉色氨酸以及某些单不饱和脂肪酸变低，而多不饱和脂肪酸含量增加，肝胰脏多不饱和脂肪酸也增高[17]；在塞内加尔鳎上植物蛋白甚至替代100%的鱼粉也不会对鱼体成分产生影响[24]，但蚕蛹替代80%鱼粉过后，鱼类肌肉蛋白、肌肉脯氨酸以及灰分含量都变少[16]。

    3前景展望

    目前国内外十分注重蚕桑类昆虫蛋白的开发，国外针对蚕蛹的研究多是基础性研究，而国内的研究也主要关注于食品行业等，逐步开展的少量与水产相关的应用型研究则刚刚起步。虽然或多或少会对鱼类产生各种影响，但蚕蛹类资源的巨大优势使得其作为实用饲料源添加进鱼类饲料中是可行的。巨大的产量、极高的营养价值、多种成熟的加工工艺，都说明蚕蛹在未来能够作为水产饲料中的重要蛋白源，为水产业的发展起到举足轻重的作用。

    参考文献：

    [1]

    周歧存，麦康森，刘永坚，等.动植物蛋白源替代鱼粉研究进展[J].水产学报，2005，29（3）：404-410

    [2] Yeping D，Qiongying W.Research Status of Development and Utilization for Silkworm Chrysalis Protein [J].Academic Periodical of Farm Products Processing，2010，6：006

    [3] 杨吉园，叶明强，邝哲师，等.饲料用蚕蛹的加工技术及其在畜牧水产业中的应用[J].中国蚕业，2009，30（4）：11-13

    [4] 王彦平，刘洁，吴予明，等.蚕蛹的营养成分分析[J].郑州大学学报：医学版，2009，44（3）：638-641

    [5] Begum N N，Chakraborty S C，Zaher M，et al.Replacement of fishmeal by low‐cost animal protein as a quality fish feed ingredient for indian major carp，labeo rohita，fingerlings[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，1994，64（2）：191-197.

    [6] Rangacharyulu P V，Giri S S，Paul B N，et al.Utilization of fermented silkworm pupae silage in feed for carps[J].Bioresource technology，2003，86（1）：29-32

    [7] 张建禄，余平，黄吉芹，等.脱脂蚕蛹替代饲料中鱼粉对建鲤生长性能，体成分及健康状况的影响[J].动物营养学报，2013，25（7）：1568-1578

    [8] Nandeesha，M.C.，Srikanth，G.K.，Varghese，T.J.，Keshavanath，P.，Shetty，H.P.C.，Influence of silkworm pupae based diets on growth，organoleptic quality and biochemical composition of catla-rohu hybrid.Management Techniques and Nutrition.1989（4）：211-220.

    [9] Lee J，Choi I C，Kim K T，et al.Response of dietary substitution of fishmeal with various protein sources on growth，body composition and blood chemistry of olive flounder （Paralichthys olivaceus，Temminck & Schlegel，1846）[J].Fish physiology and biochemistry，2012，38（3）：735-744

    [10] 刘兴旺，麦康森，艾庆辉，等.玉米蛋白粉替代鱼粉对大菱鲆摄食，生长及体组成的影响[J].水产学报，2012，36（003）：466-472

    [11] Kroeckel，S.，Harjes，A.G.，Roth，I.，Katz，H.，Wuertz，S.，Susenbeth，A.，Schulz，C.，When a turbot catches a y：Evaluation of a pre-pupae meal of the Black Soldier Fly （Hermetia illucens） as ？sh meal substitute—Growth performance and chitin degradation in juvenile turbot （Psetta maxima）.Aquaculture，2012，364-365，345-352

    [12] 梅琳，周慧慧，麦康森，等.蛹肽蛋白作为大菱鲆饲料新型蛋白源的初步评价[J].中国饲料，2014（21）：006

    [13] Nagel，F.，von Danwitz，A.，Tusche，K.，Kroeckel，S.，van Bussel，C.G.，Schlachter，M.，Adem，H.，Tressel，R.，Schulz，C.Nutritional evaluation of rapeseed protein isolate as fish meal substitute for juvenile turbot （Psetta maxima L.）—impact on growth performance，body composition，nutrient digestibility and blood physiology.Aquaculture，2012，356-357，357-364

    [14] Bonaldo，A.，Parma，L.，Mandrioli，L.，Sirri，R.，Fontanillas，R.，Badiani，A.，Gatta，P.P.，Increasing dietary plant proteins affects growth performance and ammonia excretion but not digestibility and gut histology in turbot （Psetta maxima L.） juveniles.Aquaculture，2011，318，101-108

    [15] Cheng，Z.Y.，Ai，Q.H.，Mai，K.S.，Xu，W.，Ma，H.M.，li，Y.，Zhang，J.M..Effects of dietary canola meal on growth performance，digestion and metabolism of Japanese seabass，Lateolabrax japonicus.Aquaculture.2010， 305，102-108

    [16] Ji H，Zhang J L，Huang J Q，et al.Effect of replacement of dietary fish meal with silkworm pupae meal on growth performance，body composition，intestinal protease activity and health status in juvenile Jian carp （Cyprinus carpio var.Jian）[J].Aquaculture Research，2013.

    [17] 吉红，程小飞，李杰，等.蚕蛹替代鱼粉对框鳞镜鲤幼鱼生长性能，体成分及健康状况的影响[J].水产学报，2012，36（10）：1599-1611

    [18] 刘丹丹.蚕蛹在黄鳝饲料中替代鱼粉的应用研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2009

    [19] Shakoori M，Gholipour H，Naseri S.Effect of replacing dietary fish meal with silkworm （Bombyx mori） pupae on hematological parameters of rainbow trout Oncorhynchus mykiss[J].Comparative Clinical Pathology，1-5

    [20] Venkatesh B，Mukherji A P，Mukhopadhyay P K，et al.Growth and metabolism of the catfish Clarias batrachus （Linn.） fed with different experimental diets[J].Proceedings：Animal Sciences，1986，95（4）：457-462

    [21] Sun Y，Chang A K，Wen Z，et al.Effect of replacing dietary fish meal with silkworm （Bombyx mori L） caterpillar meal on growth and non‐specific immunity of sea cucumber Apostichopus japonicus （Selenka）[J].Aquaculture Research，2014，45（7）：1246-1252

    [22] 黄云，胡毅，肖调义，等.双低菜粕替代豆粕对青鱼幼鱼生长及生理生化指标的影响[J].水生生物学报，2012，36（1）：41-48