本技术探讨了黄原胶在水产养殖饲料技术领域的应用,特别是在低鱼粉饲料中添加黄原胶以促进大菱鲆粪便成型的效果。通过在低鱼粉饲料中添加0.3%质量比的黄原胶,可以改善大菱鲆的消化健康并提高饲料效率。
背景技术
工厂化养殖是一种将传统渔业工业化的养殖模式,它利用现代化的科学技术(包括机械工程学、生物学、水处理化学等)对水产品进行高密度、集约化生产,最终实现高效益、低污染、可持续发展的经营目标。近年来我国工厂化养殖的规模正在急剧扩大,养殖规模扩大的同时也伴随着水资源的消耗的增加。在水产养殖系统中,水体中废物颗粒主要来源于养殖动物排出的粪便,虽然这些固体的一部分可以通过微筛和沉淀装置去除。然而,只有当悬浮固体的粒径大到足以被相应的过滤装置捕获时,这种处理方法才迅速有效。尤其是在循环水养殖模式下,对水体中悬浮固体的去除效率直接决定了整个养殖系统运转的效率及稳定性。因此,提高养殖鱼类的粪便成型率,进而提高粪便的粒径完整度是保证养殖用水高效循环利用的关键前提。
在鱼粉资源紧缺的大背景下,植物蛋白源被开发并广泛大量应用于水产饲料中,但植物蛋白源添加的比例过高会引发一些问题。研究发现植物性成分过高会影响养殖鱼类,尤其是肉食性鱼类对饲料的摄食率及消化利用效率。对饲料利用效率的降低不仅不利于养殖鱼类的生长,同时也增加了水处理系统的负荷,这些均不利于水产养殖的健康、可持续发展。例如,用豆粕饲料替代饲料中的鱼粉会导致虹鳟粪便废物和粪便颗粒的数量增加,这些粪便颗粒的体积较小且稳定性较差;当饲料中用豆粕替代饲料中30%以上的鱼粉时,会导致大菱鲆肠道组织形态受损,诱发肠炎进而导致粪便不成型;在黄尾鰤上的研究也发现饲料中淀粉的含量增加会降低粪便的稳定性,并且当淀粉含量超过6%时,会降低脂肪的消化率。在高密度以及循环水养殖条件下,养殖鱼类产生的粪便会被水体中的湍流碎裂成更小的颗粒,这些小颗粒积聚在水体中不仅阻碍养殖系统的正常运转,且养殖水体的高固体负荷被认为会影响养殖鱼类的健康,特别是其中细小的悬浮固体可能会通过影响鳃的生理功能从而影响养殖鱼类的生存。
关于提高养殖鱼类的粪便成型的研究还比较少,已有的几个研究提出在饲料中添加一定量的具有粘合作用的物质,增加粪便的成型率,并且在承受一定的剪切力和浸出时间后仍然能保持结构的稳定性(即不会被分解为更小颗粒的物质),从而有利于收集处理。但是,关于如何提高养殖鱼类因为摄食低鱼粉饲料引起的粪便不成型问题还没有。黄原胶作为一种天然多糖,在食品中通常添加黄原胶作为稳定剂增稠剂和加工辅助剂。在水产动物上的研究非常有限,且研究主要集中在饲料粘合剂的应用。有研究报道在饲料中添加2%的黄原胶,能够增加饲料的水稳定性,并提高鲍鱼的生长性能和饲料效率。在海参上的研究发现,饲料中添加5%黄原胶与5%卡拉胶的混合物可增加饲料的水稳定性,同时改善水质和海参幼鱼的生长。瓜尔胶是一种凝胶状半乳甘露聚糖,通过研磨瓜尔豆的胚乳部分获得。瓜尔胶最显著的特点是它能在冷水系统中迅速水化,得到高粘性的溶液。由于瓜尔胶的特性,如增稠、胶凝、稳定、结合等,使其在食品、材料、医学、环境等各个领域都有着广泛的应用。瓜尔胶在水产动物上的研究比较多,如在高脂饲料中添加0.3%瓜尔胶可改善大口黑鲈的生长性能、稳定肠道菌群和肝脏脂质代谢,并减轻炎症和细胞凋亡。在鲤鱼上,当饲料中瓜尔胶的剂量超过3%时,鲤鱼的生长性能明显降低,在瓜尔胶的添加量为1%时,鲤鱼的后肠的微绒毛长度增加。卡拉胶是一种在红海藻细胞壁中发现的高分子量硫酸酸化多糖。卡拉胶作为一种从海藻中提取的食品水胶体,由于其优越的胶凝和增稠性能,目前已经广泛用于食品和化妆品行业。卡拉胶在水产养殖上的研究方向主要集中在其免疫刺激和粘合剂的作用。在南美白对虾上的研究发现,在中添加低水平的卡拉胶(最多1.5%)可能有利于其微生物群组成和对虾白斑综合征病毒感染的抵抗能力,而不会对生长性能和健康状况造成任何损。在半滑舌鳎的研究中发现,饲料中添加2%的卡拉胶作为粘合剂时,会对舌鳎的生长以及胰蛋白酶含量产生不利的影响。在褐点石斑鱼上,有研究发现,饲料中添加0.5%的κ-卡拉胶能够增强其先天免疫力并增强对溶藻弧菌的抗性。目前,在水产饲料中对于黄原胶、瓜尔胶或卡拉胶对于鱼类粪便成型及在水中的稳定性的研究或应用还均为见报道。
大菱鲆作为我国北方主要的海水养殖鱼类,同时也是工厂化养殖的代表品种,具有重要的经济价值。在高密度工厂化养殖条件下,水处理系统是其中关键的一环,而养殖鱼类的粪便成型性和稳定性又对水处理系统运行效率具重要影响。因此,探究并明确在低鱼粉饲料中添加黄原胶对大菱鲆排出的粪便的成型性及稳定性的作用效果,对于提高水处理系统运行效率,乃至保证养殖动物健康以及促进水产养殖健康可持续发展具有重要意义。
实现思路