发酵豆粕的抗氧化活性及其对尖吻鲈生长性能的研究.pdf

发酵豆粕的抗氧化活性及其对尖吻鲈生长性能的研究唐兴刚1，郭伟干1，袁明贵1，孙凯辉2，王晓珊2，向蓉1，3*（1.广东省农业科学院动物卫生研究所/广东省中兽药工程技术研究中心/广东省畜禽疫病防治研究重点实验室/农业农村部兽用药物与诊断技术广东科学观测实验站/广东 广州 510640；2.广东特酵生物科技股份有限公司，广东 揭阳 522000；3.岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心，广东 茂名 525000）摘 要：为研究益生菌发酵豆粕抗氧化活性和对尖吻鲈生长性能、饲料效率的影响，以豆粕和发酵豆粕的水提物、醇提物为试验对象，测定其DPPH自由基的清除率；将发酵豆粕分别以0%（对照组）、0.5%、1.25%、2.5%添加至尖吻鲈饲料，每组5个重复，每个重复10尾尖吻鲈鱼苗，采用自然光照，温度保持在26.530.5，每天两次（9:00和 18:00）饲喂至饱食，共饲养12周。结果显示：发酵豆粕的水提物和醇提物的DPPH清除率优于豆粕；各添加组的增重率、饲料系数、肝体比和肌肉脂肪含量结果均优于对照组，且以2.5%的添加量为最优。关键词：发酵豆粕；尖吻鲈；抗氧化活性；生长性能中图分类号：S816.4文献标识码：A文章编码：10058567（2023）04002005Study on the Antioxidant Activity of Fermented SoybeanMeal and Its Effects on Growth Performance of LatesCalcariferTANG Xinggang1，GUO Weigan1，YUAN Minggui1，SUN Kaihui2，WANG Xiaoshan2，XIANG Rong1，3*（1.Institute of Animal Health，Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Chinese Veterinary Medicine EngineeringTechnology Research Center of Guangdong Province，Key Laboratory of Livestock DiseasePrevention of Guangdong Province，Scientific Observation and Experiment Station of Veterinary Drugs and DiagnosticTechniques of Guangdong Province，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，P.R.China，Guangzhou Guangdong510640；2.Guangdong Tejiao Biotechnology Co.，Ltd.，Jieyang Guangdong 522000；3.Maoming Branch，Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture，Maoming Guangdong 525000）Abstract：This study aimed to evaluate the antioxidant activity of water and alcohol extracts of soybean meal andfermented soybean meal，and its efffects on growth performance and feed efficiency of Lates calcarifere.For animalexperiments，Lates calcarifer in 4 groups were fed the basal diet supplement with 0%（control group），0.5%，1.25%，and 2.5%fermented soybean meal，with 5 replicates per group and 10 fish per replicate.Natural light was used infeeding environment and the temperature was kept at 2540，feeding twice daily（9:00 and 18:00）until full for 12weeks.The results showed that DPPH scavenging rate of water extract and alcohol extract of fermented soybean meal收稿日期：20220611基金项目：揭阳市科技计划项目（sdzx032，Dzxny016）；茂名实验室科研启动项目（2021TDQD002）作者简介：唐兴刚（1985年生），男，副研究员，主要从事中兽药发酵、成分分析、新制剂研究。Email：*通讯作者：向蓉（1981年生），女，研究员，主要从事中兽药和微生态制剂的研究和开发。Email：试验研究广东畜牧兽医科技广东畜牧兽医科技2023年（第48卷）第4期Guangdong Journal of Animal And Veterinary ScienceDOI:10.19978/ki.xmsy.2023.04.04 20尖吻鲈（Lates calcarifer），俗称盲鰽，隶属于鲈形目、鲈亚目、尖吻鲈科、尖吻鲈属的大型食用和游钓鱼，系咸、淡水养殖的一种重要经济鱼类，主要分布于中国南海、东海南部、印度、缅甸、印度尼西亚、菲律宾、大洋洲，具有生长快、广盐性、养殖成活率高、肉质鲜美、适应能力强等优点，颇受养殖户和消费者青睐1。由于全球水产饲料对鱼粉的需求量急剧增加，导致鱼粉价格居高，考虑到养殖成本等因素，国内研究者逐渐转向开发鱼粉的替代品。豆粕蛋白质含量较高，其氨基酸组成和结构相对均衡稳定，可作为动物配合饲料中蛋白来源。但与鱼粉相比，豆粕的必需氨基酸含量较低，且缺乏某种或某几种必需氨基酸。通过微生物发酵的方法能够改善豆粕的氨基酸组成，并且发酵产物中含有蛋白酶、非淀粉多糖酶和植酸酶等多种能够消除豆粕中抗营养因子的酶，使得豆粕中营养物质和活性成分含量提高，从而提高鱼类对豆粕的利用率2。本试验以乳酸菌、丁酸梭菌等混合菌发酵豆粕粉，通过测定其抗氧化活性及在尖吻鲈饲料中不同添加比例的应用效果，旨在评估发酵豆粕在尖吻鲈饲料中添加的可行性，为发酵豆粕在尖吻鲈饲料中的应用提供参考。1材料与方法1.1仪器和设备电子天平（BSA1245），赛多利斯公司；酶标仪（EL 800），美 国 BioTek 公 司；超 纯 水 系 统（Moldene 1820a），重庆摩尔实验仪器有限公司；台式离心机（5418），德国Eppendorf公司。1.2试验材料发酵豆粕粉：由广东特酵生物科技股份有限公司提供（批号：20210701）；对照组饲料：商品尖吻鲈饲料，配方见表1；试验组饲料：根据前期预实验，分别在对照组饲料中添加0.5%、1.25%、2.5%发酵豆粕粉。1.3抗氧化活性实验1.3.1实验溶液制备豆粕、发酵豆粕水提物：分别取豆粕、发酵豆粕粉，粉碎、混匀，按料液比 1 6 加入超纯水，在55 恒温振荡器中振摇，8000 rpm下离心20 min，取上清液备用。豆粕、发酵豆粕醇提物：分别取豆粕、发酵豆粕粉，粉碎、混匀，按料液比1 6加入60%乙醇，在55 恒温振荡器中振摇，8000 rpm下离心20 min，取上清液备用。待测溶液：用超纯水和无水乙醇分别稀释豆粕、发酵豆粕水提液和醇提液，水提液、60%醇提液分别稀释至质量浓度为1.0 g/L。DPPH溶液：精密称取4.00 mg DPPH粉末，用无水乙醇溶解定容至10 mL，得质量浓度为0.40 g/L的DPPH母液，4 避光保存备用；使用时以无水乙醇稀was better than that of soybean meal（P0.05）.The weight gain rate，feedgain ratio，hepatosmatic index，and meatfat ratio of dietary supplement with fermented soybean meal group were better than those of the control group，and2.5%group was the best.Keywords：Fermented soybean meal；Lates calcarifer；Antioxidant Activity；DPPH scavenging rateGrowth performance注：1维生素预混料（mgkg-1饲料）：维生素 B126，维生素 B245，维生素 B120.1，维生素 K310，纤维醇 800，烟酸 180，叶酸1.2，生物素 32，维生素 D35，维生素 E 120，乙氧喹 150，泛酸500，微晶纤维素 14.52；2矿物质预混料（mgkg-1饲料）：NaF 4，KI1.6，CoCl26H2O（1%）100，CuSO45H2O 20，FeSO4H2O 150，ZnSO4H2O 100，MnSO4H2O 120，MgSO47H2O 2500，Ca（H2PO4）2H2O 6000，NaCl 200。表1尖吻鲈饲料配方成分鱼粉大豆浓缩蛋白面粉鱼油维生素预混料1矿物质预混料2豆粕大豆卵磷脂甜菜碱啤酒酵母比例（%）4318.5171211310.53营养水平水分粗蛋白粗脂肪粗灰分比例（%）7.5146.2311.789.89发酵豆粕的抗氧化活性及其对尖吻鲈生长性能的研究唐兴刚，等试验研究 21释为0.08 g/L的工作液。1.3.2DPPH清除率测定DPPH法广泛用于定量测定生物试样、酚类物质和食品的抗氧化能力3。本试验参考李启思的研究方法，并进行变动，在 96 孔板中分别加入100 L待测溶液剂DPPH工作液，每个样品设置3个重复4。将96孔板震荡1 min后室温、避光静置30 min，使用酶标仪在517 nm处测定吸光度A。计算各样品的自由基清除率：清除率=（1-A样品-A本底A空白）100%注：A样品为供试品与DPPH反应后的吸光值；A本底为供试品中未加 DPPH反应液时的吸光值；A空白为溶剂与DPPH反应后的吸光值。1.4饲喂试验分组及管理将平均体重14.38 g左右的尖吻鲈鱼苗分为4组，0%（对照组）、0.5%添加组、1.25%添加组、2.5%添加组，每组5个重复，每个重复10尾尖吻鲈鱼苗。由 20个方形玻璃缸（80 cm60 cm80 cm）、过滤槽、生物过滤槽及沉淀槽组成循环水实验系统（每缸水体大小约0.288 L），每个系统皆有独立进排水与打气系统，排出的污水将流经过滤槽、生物过滤槽及沉淀槽后，抽回各缸使用。采用自然光照，温度控制在2540，每天早晚（早上9：00，晚上18：00）饲喂至饱食，共饲养12周。养殖水质条件为：温度 26.530.5、溶氧 6.08.5 mg/L、pH 6.87.5、氨氮 0.1 mg/L、亚硝酸盐 0.1 mg/L。1.5尖吻鲈样品采集和指标测定养殖试验结束后，禁食24 h，依次捞取每个玻璃缸中的鱼，统计数目、总重量、摄食量，计算生长性能指标；随机捞取每个玻璃缸中的6尾尖吻鲈鱼进行解剖，观察肝脏状态并称量肝脏重量，测定腹部、背肉、尾肉脂肪含量，计算形体指标。存活率（SR，%）=末尾数/初尾数100%增重率（WGR，%）=（试验鱼终末体重-试验鱼初始体重）/试验鱼初始体重100%；饲料系数（FCR）=摄食饲料质量/（试验鱼终末体重试验鱼初始体重）；肝体比（HIS，%）=肝脏重/体重100%；1.6数据处理所测数据采用 Excel 2010 软件进行处理，通过 SPSS 22.0 进行单因素方差统计分析，采用Dunnett法进行多重比较，所得数据以“xs”表示，以P0.05 作为差异显著性判断标准。2结果与分析2.1DPPH自由基清除率DPPH自由基是一种稳定的脂溶性自由基，在517 nm有强吸收，通过测定517 nm处吸收减弱程度可评价自由基清除剂的活性，进而评价被测物的抗氧化能力5。根据表2结果所示，与豆粕的水提物、醇提物相比，发酵豆粕的水提物和醇提物的DPPH自由基清除率得到明显提高，说明发酵豆粕经过发酵所产生的抗菌肽、寡糖、黄酮类等成分可有效提高动物免疫力，清除DPPH等稳定自由基，在高密度养殖条件下，有助于缓解应激，提高存活率6。2.2发酵豆粕对尖吻鲈生长性能影响经过12周养殖后，各组尖吻鲈生长良好，具体生长性能指标见表3。2.2.1发酵豆粕对尖吻鲈增重率的影响在尖吻鲈饲料中额外添加不同比例的深度发酵豆粕，经过12周饲养后发现添加深度发酵豆粕的处理组增重率均高于对照组（图1），证实深度发酵豆粕能够显著提高尖吻鲈日增重，但0.5%添加组增重率差异不显著（P0.05），2.5%处理组效果最佳（P0.05），其增重率为对照组的114.83%，达到最佳养殖效益。2.2.2发酵豆粕对尖吻鲈饲料系数的影响由图2可以看出，随着饲养时间的增加，在前6周0.5%发酵豆粕添加组的饲料系数最高，1.25%和2.5%添加组相比对照组无明显差异。在第9周开始，直到12周试验时间结束时，0.5%添加组与对照组无显著差异（P0.05），1.25%与2.5%添加产品名称发酵豆粕豆粕DPPH 清除率（%）水萃取物86.992.45a41.621.33b乙醇萃取物62.592.87a8.230.14b注：同列数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05）。表2发酵豆粕不同萃取物的DPPH清除率试验研究发酵豆粕的抗氧化活性及其对尖吻鲈生长性能的研究唐兴刚，等 22发酵豆粕的抗氧化活性及其对尖吻鲈生长性能的研究唐兴刚，等试验研究组与对照组相比差异显著（P0.05），以2.5%添加组饲料系数最低。2.2.3发酵豆粕对尖吻鲈肝体比的影响在试验中发现对照组均有脂肪肝，添加深度发酵豆粕可有效改善肝脏肿大，各添加组与对照组相比肝体比差异显著（P0.05），以添加2.5%的深度发酵豆粕组为最佳。2.2.4发酵豆粕对尖吻鲈鱼体肌肉脂肪含量影响脂肪含量分析发现，对照组鱼体油脂含量（干重）腹（部）肉最高，背肉、尾肉脂肪含量则远低于腹肉，添加深度发酵豆粕可使油脂分布较为均匀，尤其以添加2.5%深度发酵豆粕效果最佳，可使鱼腹脂肪含量约下降2%，背肉、尾肉含量则约增加2%3%脂肪含量。3讨论近年来，人们对发酵豆粕越来关注，尤其是在图4发酵豆粕对尖吻鲈肌肉脂肪含量的影响项目成活率（SR），%初始体重，g终末体重，g增重率，%饲料系数（FCR）肝体比（HIS），%对照组10014.380.1187.141.98a506.0912.45a1.270.03a3.010.27a0.5%添加组10014.350.2188.542.07a517.1511.63a1.280.02a2.720.31b1.25%添加组10014.390.1595.262.31b562.2914.43b1.220.05b2.430.21b2.5%添加组10014.370.1897.862.19b581.1112.98b1.190.03b2.140.33b表3发酵豆粕对尖吻鲈生长性能指标的影响注：同行数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05）；同行数据肩标无字母，或相同字母表示差异不显著（P0.05）。图3发酵豆粕对尖吻鲈肝体比的影响图2发酵豆粕对尖吻鲈饲料系数的影响图1发酵豆粕对尖吻鲈增重率的影响70060050040030020010003周6周9周12周1.31.251.21.151.11.0513周6周9周12周3.532.521.510.5014.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%腹（部）肉背肉尾肉 23鱼粉替代研究方面。豆粕经发酵后，微生物在代谢活动中所产生的蛋白酶使得蛋白质发生降解，大豆蛋白的粒径减小，同时游离氨基酸含量增多，尤其是鱼类的必需氨基酸和呈味氨基酸的增多可改善饲料的营养价值和适口性7。同时发酵产生的抗菌肽类、异黄酮类具有清除DPPH自由基、抑菌的作用，本试验发酵豆粕的DPPH清除率高于豆粕也与文献报道相符89。由于抗营养因子的去除以及粗蛋白质、小肽和氨基酸的相对提升，发酵豆粕在水产动物饲料中替代鱼粉的效果要优于豆粕10。此前已有关于发酵豆粕替代鱼粉对花鲈、大口黑鲈的生长性能的相关报道，本试验针对尖吻鲈进行相关生产性能研究，添加2.5%发酵豆粕对尖吻鲈的增重率、饲料系数、肝体比、肌肉脂肪含量的结果要优于 0.5%和1.25%的添加量1112。因肌肉组织弹性和脂肪分布及含量影响咀嚼口感，因此肌肉氨基酸、核苷酸与脂肪含量会影响鱼肉甘甜与风味。鲈鱼本身是一种脂肪含量相对较高的鱼类，养殖鲈鱼的脂肪过度沉积（“大肚子”现象）严重降低了其品质和价值13。在本试验条件下添加2.5%本试验所用发酵豆粕可以达到缓解高密度养殖下尖吻鲈的应激反应，改善尖吻鲈生长性能，提高尖吻鲈养殖产量的目的。由于本试验未对各组肝脏的过氧化氢酶、总超氧化歧化酶等指标进行测定，添加发酵豆粕改善尖吻鲈肝体比的机理尚需进一步研究。鲈鱼体内的脂肪代谢是一个复杂的过程，其中包括脂肪的合成、氧化、代谢和转运14。饲料中添加发酵豆粕对鱼体脂肪代谢影响的分子机制尚需进一步探究。4结论本试验结果表明，本试验采用的发酵豆粕的水提物和醇提物的DPPH清除率优于豆粕，具有较好的抗氧化作用；各添加组的增重率、饲料系数、肝体比和肌肉脂肪含量结果均优于对照组，且以2.5%的添加量为最优。参考文献：1 刘亚娟.尖吻鲈早期发育与环境胁迫影响研究 D.天津：天津农学院，2019.2 冷向军，何明.发酵豆粕在水产饲料中的应用研究 J.饲料工业，2022，43（4）：18.3 刘志东，郭本恒，王荫榆.抗氧化活性检测方法的研究进展J.天然产物研究与开发，2008（3）：563567.4 李启思.五味子抗菌/抗氧化活性成分分析及其对热风干燥红鱼干品质的影响 D.湛江：广东海洋大学，2021.5 向蓉，舒柄垚，高原，等.牡荆提取物主要化学成分分析及自由基清除能力 J.中国兽医学报，2021，41（6）：11461153.6 殷晓风，丁瑞志，蔡旋，等.高活性大豆异黄酮发酵豆粕体外抗氧化能力研究 J.生物技术，2015，25（3）：296300.7 杨小佳.固态发酵豆粕生产大豆肽及其功能特性研究 D.郑州：河南工业大学，2014.8 张灿辉.豆粕发酵产抗菌肽类活性物质的研究 D.广州：暨南大学，2015.9 嵇美华.发酵豆粕中异黄酮对细菌抑制作用的研究 J.四川粮油科技，2003（2）：1112.10何明.大口黑鲈饲料中发酵豆粕替代鱼粉的效果及谷氨酰胺、丁酸梭菌提升其效价的营养策略研究 D.上海：上海海洋大学，2020.11杨艳玲，陈冰，彭凯，等.发酵豆粕替代鱼粉及添加包膜氨基酸、植酸酶对花鲈幼鱼生长性能及养殖水质的影响 J.饲料工业，2019，40（10）：4753.12田鑫鑫，黄卫，谢春元，等.发酵豆粕替代鱼粉对大口黑鲈幼鱼生长、饲料利用和消化酶活力的影响 J.上海海洋大学学报，2022，31（2）：355364.13曹林，张婷婷，徐后国，等.饲料中不同水解蛋白对鲈鱼（Lateolabraxjaponicus）幼鱼鱼体及组织脂肪含量的影响 J.渔业科学进展，2017，38（3）：8695.14张改改，李向，蔡修兵，等.酶解豆粕替代鱼粉对大口黑鲈的生长性能、消化酶活性、肝脏功能及代谢的影响 J.水生生物学报，2019，43（5）：10011012.试验研究发酵豆粕的抗氧化活性及其对尖吻鲈生长性能的研究唐兴刚，等 24