豹纹石斑鱼(Plectropomus leopardus)主要分布于西太平洋的热带和亚热带珊瑚海域,是Epinephelus属的代表物种,是珊瑚礁生态系统中的重要生物成员(Zhou et al., 2020)。由于其高市场需求、丰富的营养价值、鲜艳的红色体色和美味的口感,P. leopardus在中国具有巨大的经济价值(Mekuchi et al., 2017)。近年来,随着人工繁殖技术的建立和营养需求的进步,P. leopardus的水产养殖在中国南部迅速发展(Light and Jones, 1997, Yu et al., 2018)。然而,P. leopardus是一种肉食性鱼类,需要高蛋白饲料,而鱼粉价格因生产不稳定而持续上涨(Qian et al. 2023)。因此,近年来人们致力于寻找廉价且可持续的蛋白质来源作为鱼粉的替代品(Kari et al., 2022)。
目前,豹纹石斑鱼的确切营养需求已得到系统研究。例如,该物种的膳食蛋白需求约为50%(Xia et al., 2020)。最佳膳食脂质水平在9.3%至10.0%之间,这一范围有助于整体健康和改善脂质代谢(Cao, 2023)。根据生长指标,必需氨基酸蛋氨酸和赖氨酸的适宜添加量分别为2.60%–2.97%和1.26%–1.37%(Dou, 2023)。此外,精氨酸的最佳添加量为3.72%。在这一添加量下,精氨酸可增强免疫力和抗氧化能力,并促进皮肤发育(Liang, 2023)。这些营养参数的确定为使用替代蛋白质来源替代鱼粉提供了理论和实践基础。
目前,水产养殖中使用了多种创新蛋白质来源,主要包括植物蛋白浓缩物、渔业和陆地动物副产品以及单细胞蛋白(Sánchez-Muros et al., 2020)。昆虫粉料因其高蛋白含量和与鱼粉相似的平衡氨基酸组成而成为鱼粉的替代品(Nogales-Me et al. 2018)。新兴的昆虫蛋白包括黑水虻(Hermetia illucens)、黄粉虫(T. molitor)和蝗虫(Zonocerus variegatus),与传统蛋白质来源相比,这些昆虫蛋白对土地利用有积极影响(Tran et al., 2021)。然而,大多数昆虫蛋白需要脱脂处理,这可能导致必需脂肪酸的流失。关键的是,昆虫蛋白成分中缺乏二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),而这些脂肪酸对海洋鱼类至关重要(Barroso et al., 2014)。因此,基于昆虫的饲料中需要添加EPA/DHA以满足鱼类的营养需求。
黄粉虫幼虫是一种有价值的昆虫蛋白来源,具有在水产养殖中作为商业饲料的潜力(Syahrulawal et al., 2023)。有研究表明,将脱脂后的黄粉虫粉料(TMM)添加到饲料中可改善大西洋鲑鱼(Salmo salar)的健康状况(Habte-Tsion et al., 2024)。此外,研究发现TMM对大型黄鲷鱼的体色有促进作用,且不影响生长性能(Yuan et al., 2022)。还有研究显示,用11.1%的TMM替代鱼粉喂养大口黑鲈(Micropterus salmoides)对生长和抗氧化能力没有负面影响(Gu et al., 2022)。总之,TMM可以在一定程度上或完全替代鱼粉,显示出显著的应用潜力,尽管其利用效果因鱼类种类和生长阶段而异。
鱼类因其高质量的蛋白质、EPA、DHA和花生四烯酸含量而成为人类饮食中的重要组成部分,这些成分有助于身体发育和疾病预防(Pyz-Łukasik et al., 2020)。作为必需营养素的主要来源,鱼肌肉成分是生理状态、产品质量和营养价值的可靠指标(Ravichandr et al., 2011)。根据“动物体内成分与饮食相似”的理论,通过增强饲料的营养组成来提高肌肉的营养价值是可行的(Iaconisi et al., 2019)。值得注意的是,水产饲料中昆虫蛋白的平衡氨基酸组成,特别是蛋氨酸和赖氨酸,可能有利于丰富鱼类的肌肉营养(Fabrikov et al., 2020)。
目前关于TMM对豹纹石斑鱼饲料补充效果的研究较少。因此,本研究旨在评估其对生长性能和健康状况的影响,以评估其在饲料中的可行性。通过分析氨基酸和脂肪酸的组成来评估肌肉的营养价值。此外,我们还将通过分析喂食TMM的鱼肠道转录组和血清代谢组来探讨生理变化。本研究将丰富有关昆虫蛋白在水产鱼类饲料中应用的数据,并为开发含有昆虫蛋白的饲料提供参考。