棉籽浓缩蛋白在促进凡纳滨对虾生长、改善肠道菌群中的应用

1.本发明属于水产饲料应用技术领域，更具体地，涉及棉籽浓缩蛋白在促进凡纳滨对虾生长、改善肠道菌群中的应用。


背景技术：

2.鱼粉具有鱼类生长所需的必需氨基酸组成，富含长链n-3脂肪酸、维生素、矿物质，同时其具有高的消化性和适口性。一直都被视为水产饲料中最优质的蛋白源。受海洋环境的恶化和厄尔尼诺现象的影响，全球鱼粉产量逐年递减，同时养殖业的快速发展对蛋白源的需求不断加大，因此鱼粉的供需矛盾日益突出。
3.目前水产饲料中鱼粉的替代蛋白主要包括动物蛋白、植物蛋白和单细胞蛋白。其中，动物蛋白主要来源于肉粉、肉骨粉、羽毛粉及乌贼内脏粉等畜禽加工副产物，具有脂肪含量高，易氧化，高灰分导致动物消化率低等缺陷。此外，由于疯牛病和口蹄疫以及沙门氏菌等动物传染病引发的饲用动物蛋白安全性问题，极大限制了动物蛋白源的利用，如很多国家已经禁止饲料中使用牛羊源性动物蛋白；植物蛋白主要来自豆粕、棉粕、菜粕等饼粕类及植物分离蛋白等，但是与鱼粉相比，植物蛋白具有适口性差，蛋白含量低，必须氨基酸不平衡和抗营养因子等缺点，在生产中往往会引发鱼类肠道和肝脏疾病，从而降低鱼类生长性能；单细胞蛋白产品质量很大程度受非蛋白氮含量的影响，部分产品质量较差，例如味精菌体蛋白存在真蛋白质含量低、氨基酸不平衡和氨基酸消化率低等问题。随着我国水产养殖业的快速增长，水产饲料对鱼粉需求量进一步加大，鱼粉的供需矛盾日益突出。因此必须开发新型蛋白源替代鱼粉。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述问题，首先提供棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源的应用。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.本发明首先提供棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源在促进凡纳滨对虾生长性能中的应用，所述生长性能包括饲料系数、增重率和特定生长率。
7.本发明还提供棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源在促进凡纳滨对虾抗副溶血弧菌感染能力中的应用。
8.本发明还提供棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源在促进凡纳滨对虾血清免疫中的应用。
9.优选的，所述棉籽浓缩蛋白显著提高超氧化歧化酶、溶菌酶、过氧化氢酶和酚氧化酶的活性。
10.本发明还提供棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源在调节凡纳滨对虾肠道菌群中的应用。
11.优选的，所述棉籽浓缩蛋白能够增加对虾肠道中益生菌的数量，并且改善肠道菌群多样性。
12.优选的，所述棉籽浓缩蛋白能够增加对虾肠道中拟杆菌门、海绵菌属的丰度。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14.本发明以凡纳滨对虾为研究对象，研究了棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源对凡纳滨的影响，结果发现，其对凡纳滨生长性能、免疫性能、肠道菌群、抗副溶血弧菌感染等各方面均有积极影响，从而为实现棉籽浓缩蛋白作为鱼粉部分替代源提供了理论基础。
附图说明
15.图1为棉籽浓缩蛋白替代鱼粉对凡纳滨对虾生长性能的影响；图中不同字母代表差异显著，相同字母代表差异不显著；下图同；
16.图2为棉籽浓缩蛋白替代鱼粉对凡纳滨对虾免疫的影响；
17.图3为棉籽浓缩蛋白替代鱼粉对凡纳滨对虾虾肠道菌群out的韦恩图比较；
18.图4为棉籽浓缩蛋白替代鱼粉对凡纳滨对虾虾肠道菌群主坐标分析(pcoa)；
19.图5为棉籽浓缩蛋白替代不同水平鱼粉对虾肠道菌群在门(a)和属(b)水平上的影响；
20.图6为副溶血弧菌对凡纳滨对虾的影响。
具体实施方式
21.下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.下述实施例以及实验例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料；所用的设备，如无特殊说明，均为常规实验设备。
23.实施例1
24.棉籽粕的氨基酸组成较为平衡，因此可以作为替代鱼粉的新型蛋白质源，但其中含有的游离棉酚是一种抗营养因子，从而严重限制了棉籽粕的利用。通过脱毒脱酚技术，脱除或钝化棉籽粕中的游离棉酚，使之变成优质的蛋白质源，则可大大提高棉籽粕的饲料利用率。浓缩棉籽浓缩蛋白(concentrated degossypolized cottonseed protein，cpc)是以棉籽粕为原料，在“液-液-固”三相萃取专利技术生产工艺的基础上，通过低温提油、脱酚等工艺生产出来的脱酚棉籽浓缩蛋白，其脱除了部分水溶性的非淀粉多糖及低聚寡糖和棉酚、单宁、植酸等抗营养因子和致敏性抗原，使得蛋白质含量和营养价值和适口性都得到了提升。
25.以鱼粉为主要蛋白源配制基础饲料，并以浓缩棉籽浓缩蛋白分别替代基础饲料中的0％、15％、30％、45％的鱼粉，共配制4种等氮等脂饲料，分别为fm、cpc15、cpc30、cpc45，饲料组成及营养水平见表1。各种大宗原料过筛(60目)，按照配方准确称取原料，混匀，用膨化机制出直径2mm的颗粒饲料，自然风干。风干后的颗粒饲料贮存于-20℃的冰柜中待用。通过投4种等氮等脂饲料，进行8周的养殖实验，比较不同饲养条件下，纳滨对虾的生长、免疫、
肠道菌群及攻毒结果。
26.表1各替代饲料配方(％，干物质基础)
[0027][0028]
注：a每千克多维多矿预混料含；维生素a,100000iu，维生素d3，10000iu，维生素e，4000mg，维生素k3，1000mg，维生素b1，500mg维生素b2，1000mg，维生素b6，1000mg，维生素b12，2.0mg，烟酰胶烟酸，4000mg，泛酸钙，2000mg，叶酸，100mg，生物素，10.0mg，维生素c，15000mg；铁，10000mg，铜，300mg，锌，5000mg，锰，1200mg，碘，80mg，硒，30mg，钴，20mg。
[0029]
一、饲养8周后凡纳滨对虾的生长情况如图1所示，由图可知：浓缩棉籽浓缩蛋白可以替代0-45％鱼粉，且对凡纳滨对虾的生长情况没有显著影响。cpc15和cpc30饲料投喂组还可以显著提高凡纳滨对虾的增重率和特定生长率，同时cpc30饲料投喂组可以显著降低饲料系数。
[0030]
二、如图2所示，随着浓缩棉籽浓缩蛋白替代鱼粉的比例的升高，凡纳滨对虾血清的超氧化歧化酶(sod)、过氧化氢酶的活性(cat)、酚氧化酶(po)、溶菌酶(lzm)呈先上升后下降的趋势；其中，cpc15、cpc30、cpc45饲料的饲喂组，其sod、cat的活性都显著高于fm饲料的饲喂组；其中，cpc30饲料的饲喂组，其lzm的活性显著高于fm和cpc15饲料饲喂组。在总蛋
白(tp)活性上，都无显著性影响。
[0031]
三、如图3所示，养殖8周后，投喂棉籽浓缩蛋白替代不同水平鱼粉的凡纳滨对虾肠道出现不同数量和种类的微生物种群。由此可知，饲料中棉籽浓缩蛋白替代不同水平鱼粉能够调节凡纳滨对虾肠道中的微生物菌群。
[0032]
四、如表2所示，cpc15、cpc30、cpc45投喂凡纳滨对虾的肠道物种总数显著高于fm肠道物种总数。且cpc15、cpc45的菌种丰富度显著高于fm的菌种丰富度，同时cpc45的物种组成的丰富度和均匀度显著高于fm肠道物种组成的丰富度和均匀度。α多样性分析结果随着替代量的增加一定程度上提高了原有肠道的物种总数、菌种丰富度以及均匀度。基于加权bray-curtis距离进行pcoa分析显示，fm组在图的下方，靠近pco1，占总变化的43.55％，且其它替代组都在图的上方。β多样性分析结果表明不同处理可显著影响肠道菌群的组成。
[0033]
表2棉籽浓缩蛋白替代不同水平的鱼粉对凡纳滨对虾肠道菌群α多样性指数的影响
[0034][0035]
注:表中不同字母表示差异显著，相同字母表示差异不显著(p＜0.05)
[0036]
五、如图5所示，凡纳滨对虾在门水平上各组的细菌组成相同，包括变形菌门(proteobacteria)、拟杆菌门(bacteroidetes)、浮霉菌门(planctomycetes)、厚壁菌门(firmicutes)四者总含量都超过了96％，还有部分未鉴定出及含量极少的门类(others)。在人类及其他哺乳动物，爬行动物蛇和蜥蜴、青石斑鱼肠道菌群中，拟杆菌门为优势种群，其中的大部分细菌参与了食物的消化和代谢。拟杆菌门是人类肠道内的优势有益菌，且有研究发现肠道炎症伴随着拟杆菌门的下降相吻合。本研究中，随着替代量的增加拟杆菌门的含量先升高后下降，其中cpc30的bacteroidetes的含量显著高于fm。所以一定量的替代能提高肠道有益菌的数量，促进肠道健康，改善肠道菌群结构。在属水平上，cpc15、cpc30、cpc45、fm凡纳滨对虾肠道中菌群种类相同，包括弧菌属(vibrio)、海绵菌属(spongiimonas)、单胞菌属(motilimonas)、鲁格属(ruegeria)、嗜盐杆菌属(halocynthiibacter)、不动杆菌(acinetobacter)、浮霉菌属(planctomicrobium)(图5b)。随着替代量的增加海绵菌属的含量先升高后下降，且与fm相比，cpc30中海绵菌属的含量显著升高。
[0037]
六、如图6所示，在注射副溶血弧菌24h内，cpc15的存活率显著高于fm。其它替代浓度无显著性变化。
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综上所述，棉籽浓缩蛋白可以替代鱼粉，且在一定量棉籽浓缩蛋白替代鱼粉下，提高了凡纳滨对虾的生长性能、血清免疫指标，对副溶血弧菌的抵抗能力，改变凡纳滨对虾的肠道菌群结构。
[0039]
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。