缓释型贝类复合饲料的制备及其营养成分分析

戴 伟，唐 皇，卢正义，董少杰，宋 伦，毕相东

( 1.天津农学院 水产学院，天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384； 2.辽宁省海洋水产科学研究院，辽宁 大连 116023 )

海水贝类养殖是我国海水养殖业的重要支柱产业之一，其规模和产量居世界首位[1]，其中滤食性贝类产量占海水贝类养殖总产量的97%[2]。然而，近些年来，由于近岸海域滤食性贝类养殖面积不断扩大、养殖密度不断提高，加之不断推进的海洋牧场建设，导致滤食性贝类赖以生存生长的饵料微藻严重匮乏[3]，同时高强度的牧食压力诱发以超微藻为原因藻种的褐潮频繁暴发[4-5]，最终导致中国近岸个别海域养殖贝类减产、绝收事件时有发生。

当天然饵料微藻供应不足时，可通过有效措施对养殖贝类进行人工投饵，使养殖贝类不再“靠天吃饭”。为此，一线的科研技术人员尝试人工投喂饵料微藻浓缩液或鲜藻泥，但受贝类养殖环境强水流冲刷力等因素影响，饵料微藻浓缩液或鲜藻泥会在养殖微环境中快速散尽，无法持久有效地为养殖贝类提供微藻饵料。为此，笔者根据滤食性贝类摄食习性及缓释材料相关理论，在前期成功手工制备饲料微藻缓释饼的基础上[6]，采用压制法规模化制备缓释型贝类复合饲料，并通过正交试验优化该贝类饲料制备条件，提高其水稳性并增强其抗冲刷缓释性能，同时对其营养成分进行分析，以期为其在贝类养殖中的实际应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 饲料原料

制备缓释型贝类复合饲料的主要原料为淡水螺旋藻(Spirulina)粉、淡水小球藻(Chlorella)粉、发酵豆粕粉及海藻酸钠，以上饲料原料均由天津现代晨辉饲料有限公司提供。

1.2 缓释型贝类复合饲料的制备

根据滤食性贝类的摄食习性及本试验预期的贝类复合饲料缓释性能要求，在前期手工制备饲料微藻缓释饼[6]的基础上进一步优化制备方法：将除海藻酸钠外的其他饲料原料用超微粉碎机(常州市皖江干燥设备有限公司)粉碎成粒径为30 μm以下的粉末状原料。将粉碎后的螺旋藻粉、小球藻粉及发酵豆粕粉，以质量比4.5∶4.5∶1.0完全混匀制成复合藻粉。为获得块状缓释型贝类复合饲料，采用正交试验设计优化制备条件：以复合藻粉、海藻酸钠、2%氯化钙溶液质量比及压制强度作为4个考察因素，每因素设计3个水平，制定L9(34)正交试验方案(表1)。随后将复合藻粉、海藻酸钠及2%氯化钙溶液按照正交试验方案中相应的质量比充分搅拌混匀后注入贝类饲料块压制机(由山东聊城泰和制药装备有限公司液压机改造而成)中加压固化成型，获得4.0 cm×4.0 cm×2.5 cm块状缓释型贝类复合饲料。

表1 缓释型贝类复合饲料制备因素正交试验

1.3 缓释型贝类复合饲料抗破碎强度测定

使用TA.XTplus型物性测试仪(SMS，英国)测定块状缓释型贝类复合饲料抗破碎强度。选择探针型号为P/2(2 mm)柱状探头，参数设定为：压缩测试模式，测前速率1 mm/s，测中速率1 mm/s，测后速率1 mm/s，位移10 mm，触发力0.0049 N(5 g)，目标位移模式。将完整贝类复合饲料块放入测试仪不锈钢托盘中，探针尾部高度距离样品接触面0.5～1.0 cm，探头穿刺距离样品中心孔1 cm位置处，运行测试。每试验组测定5块，取平均值。

1.4 缓释型贝类复合饲料缓释性能测定

将抗破碎能力最强的缓释型贝类复合饲料块分别放入60目、80目、100目和120目8 cm×8 cm网袋内，每袋内放1块复合饲料块。将不同网目网袋分别置于试验用150 cm×120 cm×120 cm水族箱内，每个网目网袋设2个平行，网袋下加挂50 g配重后，吊挂于水族箱内距离水面15 cm处。水族箱内距离水面20 cm处箱壁上吸附有12W JVP-201B造浪泵，其旋转机在水体中保持斜上状态，模拟海水水体流速约为17 cm/s。缓释试验为期30 d，其间水族箱内海水水温保持在14～15 ℃，每日全量换水1次。每日观察饲料块缓释情况及余料情况，缓释30 d后称量剩余饲料块湿质量，根据干湿质量比(1∶2.8)换算为干质量后，计算饲料块日均缓释量。

1.5 缓释型贝类复合饲料营养成分检测

根据GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6434—2006、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2018测定抗破碎能力最强的缓释型贝类复合饲料的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、粗纤维、钙、总磷含量。依据GB/T 18246—2019和GB/T 21514—2008测定缓释型贝类复合饲料中的氨基酸和脂肪酸含量。

2 结果与分析

2.1 复合藻粉、海藻酸钠和2%氯化钙溶液质量比及压制强度对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度的影响

正交试验结果见表2。通过极差值比较分析，不同饲料原料质量比及压制强度对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度影响的主次顺序为：压制强度>2%氯化钙溶液质量比>海藻酸钠质量比>复合藻粉质量比，其中压制强度是对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度影响最大的制备因素。缓释型贝类复合饲料最佳制备条件为A3B1C3D3(复合藻粉、海藻酸钠、2%氯化钙溶液质量比为25∶5∶1.25，块状饲料压制强度为87.5 kg/cm2)。当复合藻粉、海藻酸钠、2%氯化钙溶液质量比为25∶15∶0.75，饲料块压制强度为75.0 kg/cm2时，不能压制成型块状饲料，抗破碎强度为0 kg/cm2。

表2 缓释型贝类复合饲料制备因素的正交试验结果

2.2 网袋孔径对缓释型贝类复合饲料缓释性能的影响

不同网目网袋内饲料日均缓释量顺序为：60目>80目>100目>120目(表3)。试验开始24 d后，60目网袋内未见余料，全部完成缓释，其余网目网袋30 d时还有余料。

表3 网袋网目对贝类饲料缓释性能的影响

2.3 缓释型贝类复合饲料常规营养组成

缓释型贝类复合饲料中粗蛋白含量最高(33.64%)，粗灰分和粗纤维含量分别为10.50%和6.50%(表4)。

表4 缓释型贝类复合饲料的常规营养组成 %

2.4 缓释型贝类复合饲料的氨基酸组成

缓释型贝类复合饲料的氨基酸组成见表5。共检出18种氨基酸，包括10种必需氨基酸和8种非必需氨基酸。从氨基酸组成上看，谷氨酸含量最高，

表5 缓释型贝类复合饲料的氨基酸组成 %

其次为天冬氨酸、甘氨酸和亮氨酸，蛋氨酸含量最低，其次为色氨酸。缓释型贝类复合饲料中必需氨基酸含量较高，必需氨基酸量/总氨基酸量为42.65%，必需氨基酸量/非必需氨基酸量达74.37%。

2.5 缓释型贝类复合饲料的脂肪酸组成

缓释型贝类复合饲料中共检出10种脂肪酸，其中包括4种饱和脂肪酸、3种单不饱和脂肪酸和3种多不饱和脂肪酸(表6)。不同脂肪酸含量差异较大，以亚油酸含量最高，占粗脂肪的26.98%，其次为油酸，二十碳五烯酸占比最低，仅为0.16%。不饱和脂肪酸占粗脂肪比例高，共计44.43%，多不饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸为67.34%。

表6 缓释型贝类复合饲料的脂肪酸组成 %

3 讨 论

3.1 复合藻粉、海藻酸钠和2%氯化钙溶液质量比及压制强度对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度的影响

抗破碎强度高的缓释型贝类复合饲料方便贮存、运输，利于节省贮存、运输成本，同时抗冲刷能力强。通过正交试验极差值比较分析可知，不同饲料原料质量比及压制强度对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度影响为压制强度>2%氯化钙溶液质量比>海藻酸钠质量比>复合藻粉质量比。与不同饲料原料质量比相比，压制强度对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度的影响更为显著。海藻酸钠遇钙离子后可迅速发生离子交换生成凝胶，因此，饲料原料中海藻酸钠和2%氯化钙溶液具有固化饲料块、增强饲料块抗破碎强度的作用，这也是相较于复合藻粉，海藻酸钠和2%氯化钙成为对缓释型贝类复合饲料抗破碎强度影响更大的制备条件因素的原因。

3.2 网袋孔径对缓释型贝类复合饲料缓释性能的影响

研究结果显示，随着网袋目数增加、网袋孔径减小，缓释型贝类复合饲料缓释性能逐渐下降。试验初期，网袋孔径对缓释型贝类复合饲料缓释性能影响较小。但随着饲料块的不断释放，孔径小的网孔更易被释放出的饲料堵塞，导致网袋内水流不畅，影响饲料块的后续缓释性能。在试验模拟海水水体流速下，推荐使用60目网袋。在实际应用中，还需要根据海水流速进一步调整网袋网目以取得最好的缓释效果。

3.3 缓释型贝类复合饲料的蛋白质和氨基酸组成分析

蛋白质是水生动物主要的能量来源[7]，是衡量水产动物饵料营养价值的重要指标之一[8]。

不同种类贝类对蛋白质的需求量存在明显差别，甚至同一种贝类在不同生长阶段对蛋白质的需求量也有差异[9]。小球藻、等边金藻(Isochrysisgalbana)、三角褐指藻(Phaeodactylumtriconutum)等单胞藻是贝类养殖中常用的饵料微藻，蛋白质含量为30%～40%[10-12]。缓释型贝类复合饲料中粗蛋白含量为33.64%，与贝类养殖常用饵料微藻蛋白质含量相近。蛋白质的营养价值主要体现在氨基酸的组成与含量，特别是必需氨基酸的组成与含量。通常认为，水产动物的必需氨基酸有10种[13-14]。缓释型贝类复合饲料含有全部10种水产动物的必需氨基酸。目前贝类(软体动物门的通称[15])氨基酸营养需求研究多集中于头足纲贝类[16-17]，对于滤食性贝类(瓣鳃纲贝类)的氨基酸营养需求则知之甚少。通常认为，在不了解研究对象的氨基酸需求时，可根据其体蛋白的氨基酸组成，粗略判断其对氨基酸的需求[17]。滤食性贝类如岩扇贝(Crassadomagigantea)、虾夷扇贝(Patiopectenyesoensis)、海湾扇贝(Argopectenirradians)、栉孔扇贝(Chlamysfarreri)、厚壳贻贝(Mytiluscoruscus)、毛蚶(Scapharcasubcrenata)、菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)和缢蛏(Sinonovaculaconstricta)等软体或肌肉组织中必需氨基酸量/总氨基酸量为31%～38%[18-21]，缓释型贝类复合饲料中必需氨基酸量/总氨基酸量为42.65%，高于大多数已有研究的滤食贝类体蛋白中的必需氨基酸量/总氨基酸量。

3.4 缓释型贝类复合饲料的脂肪和脂肪酸组成分析

通常认为，脂肪含量达到8%干质量，且富含多不饱和脂肪酸二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的微藻，即为优质饵料[22]。目前，关于贝类脂肪需求量的研究不多，仅见鲍(Haliotis)和方斑东风螺(Babyloniaareolata)脂肪需求量的研究，其脂肪需求量的推荐值分别为3%～5%[23-25]和7.78%～10.74%[26-27]，关于滤食性贝类脂肪需要量的报道更为少见，但Langdon等[28]在研究中发现，长牡蛎(Crassostreagigas)的生长与饵料藻类的总脂质含量无关。然而相关研究报道证实，多不饱和脂肪酸在双壳类营养中发挥着重要作用[29-30]。缓释型贝类复合饲料添加的复合单胞藻为小球藻和螺旋藻，较之于其他饵料单胞藻，如等边金藻、三角褐指藻等，小球藻和螺旋藻中粗脂肪含量较低，约为6%～7%[31-32]；复合单胞藻与发酵豆粕等一起制成缓释型贝类复合饲料后，其粗脂肪含量为4.30%，其中多不饱和脂肪酸含量较高，富含亚油酸和亚麻酸等多不饱和脂肪酸。从脂肪酸组成上看，缓释型贝类复合饲料可作为贝类养殖的良好饲料。

4 结 论

复合藻粉、海藻酸钠、2%氯化钙溶液质量比为25∶5∶1.25，压制强度为87.5 kg/cm2时，制备的缓释型贝类复合饲料抗破碎强度最大，方便贮存、运输，在60目网袋内能够发挥良好的缓释性能。营养成分分析结果显示，缓释型贝类复合饲料富含10种水产动物必需氨基酸和6种不饱和脂肪酸。因此，缓释型贝类复合饲料适于在自然海区人工投喂滤食性贝类。