长期以来,豆粕一直是水产饲料中的主要植物蛋白来源,因其理想的氨基酸组成和高消化率。然而,豆粕价格波动和某些地区的供应压力,加上全球水产养殖的持续发展,对蛋白质生产的需求不断增加。玉米麸质粉作为一种高质量的植物蛋白成分,具有诸多优势:其粗蛋白含量高达60-70%,纤维含量低,并富含B族和E族维生素。此外,它几乎不含有害的抗营养因子(Hernández等,2021)。不过,与豆粕相比,玉米麸质粉在某些必需氨基酸(尤其是赖氨酸)方面相对不足(Nascimento等,2020)。因此,合理使用玉米麸质粉替代豆粕可以在发挥其高蛋白、低纤维的营养优势的同时,克服其氨基酸组成不平衡的挑战。评估玉米麸质粉替代豆粕的适宜比例及其对鱼类生长、消化代谢和肌肉蛋白质沉积的影响具有重要的科学意义和实际价值。然而,关于玉米麸质粉作为鱼饲料替代品的潜力研究较少。现有证据表明,CGM可以在不影响多种鱼类(包括金头鲷(Sparus aurata)(Pereira和Oliva-Teles,2003)、日本比目鱼(Kikuchi,1999)、大西洋鲑鱼(Mente等,2003)、阳光鲈鱼(Lewis和Kohler,2008)以及暗鲀(Zhong等,2011)正常生长的情况下部分替代鱼粉。针对褐鲈(Pagrus major)的研究证实,日粮中添加20%的CGM替代鱼粉可维持正常生长并保持全身氨基酸平衡(Kwon和Cho,2025)。因此,玉米麸质粉有可能替代豆粕,需要进一步研究。
鱼类消化和吸收营养的能力是决定其生长的关键因素。这一能力在很大程度上依赖于多种消化酶和刷状缘酶的功能状态(Dı́az等,1998;Douglas等,1999;Zhao等,2020)。在暗鲀中,用CGM替代10%的鱼粉可增强肠道胰蛋白酶活性,且添加量高达15%时未观察到不良影响(Zhong等,2011)。然而,CGM替代豆粕对草食性鱼类营养消化和吸收的影响尚不明确。
肌肉组织中蛋白质的净积累取决于其合成与分解之间的动态平衡(Xiao等,2023)。翻译过程启动了细胞蛋白质的生产,这一机制由雷帕霉素靶标(TOR)信号通路精密调控(Simioni等,2019)。CGM作为豆粕替代品对鱼类肌肉蛋白质合成的影响尚不清楚。比较研究表明,不同蛋白质来源对草鱼(Ctenopharyngodon idella)的影响存在差异。虽然完全用其他替代品替代豆粕对mTOR和S6K1无影响,但用棉籽蛋白粉(CAP)和十四烷基麦芽糖苷完全替代豆粕会显著下调肌肉组织中的4E-BP1表达(Fan等,2022)。先前的研究表明,日粮中氨基酸的变化会影响虹鳟(Oncorhynchus mykiss)肌肉中与泛素-蛋白酶体和自噬-溶酶体途径相关的基因表达(Belghit等,2014a,Belghit等,2014b)。因此,CGM替代豆粕是否会影响草鱼的蛋白质合成和降解仍需进一步研究。
2020年,草鱼占全球内陆水产养殖产量的11.8%,是全球主要的水产养殖物种(FAO,2024)。本研究选择草鱼作为实验模型,旨在探讨日粮中CGM替代豆粕对生长性能、关键消化酶和吸收酶功能、肠道氨基酸转运蛋白以及肌肉蛋白质合成与分解平衡的影响。主要目标是评估将CGM整合到水产饲料中替代豆粕的可行性。此外,研究还旨在确定草鱼日粮中CGM的理想添加比例,为开发低豆粕饲料方案提供理论依据。