本發明屬于水產養殖
技術領域：
，具體涉及利用輻照羽毛粉替代水產動物配合飼料中魚粉水平的方法，從而配制高蛋白、低魚粉配合飼料。
背景技術：
：水產動物配合飼料蛋白質含量較高，飼料蛋白源包括動物蛋白原料(魚粉、雞肉粉、肉骨粉、羽毛粉和血粉等)和植物蛋白原料(豆粕、菜粕和棉粕等)。魚粉是水產動物的優質飼料蛋白源，已被大量用于生產水產動物配合飼料。我國肉食性魚類配合飼料中魚粉添加量高達35-50％。隨著水產養殖業規模化和產業化的發展，我國每年需要進口100多萬噸的魚粉用于生產水產動物配合飼料。由于魚粉的來源受海洋漁業資源限制，因此供應量有限且價格昂貴。利用廉價蛋白原料替代水產動物配合飼料中的魚粉已經成為水產養殖產業發展中的一個趨勢。國內外迄今已進行了30多年的研究，分別探索了利用動物性蛋白原料(如雞肉粉、肉骨粉、羽毛粉和血粉等)和植物性蛋白原料(如豆粕、菜粕和棉粕等)替代飼料中魚粉的可行性。羽毛粉蛋白質含量超過80％(90％為角蛋白)，由于角蛋白分子間含有大量的二硫鍵、氫鍵以及疏水作用，使其難以被包括魚類在內的水產動物消化利用。當配方中添加>5％羽毛粉時往往導致養殖魚類的生長性能和飼料利用效率下降。因此，盡管羽毛粉廉價易得，但很少被用作水產動物配合飼料中魚粉的替代蛋白源。目前提高羽毛粉蛋白利用率的方法包括高溫高壓水解法，酸、堿化學水解法，微生物酶解法，擠壓膨化法，閃爆技術等，但這些技術的處理對象是羽毛，而非羽毛粉，并且這些技術存在不同程度的局限性。輻照被廣泛用于農產品貯存和食品加工中。電子加速器產生的高能電子或放射性同位素產生的γ射線可導致細菌蛋白質變性，達到延長食物保質期和提高食品質量的目的。輻照方法已被用于改善畜禽動物對植物蛋白原料的利用，但效果因動物種類和飼料原料而異。輻照處理可改善陸生單胃動物和反芻動物對植物蛋白原料的利用，但一些研究表明輻照處理對提高禽類利用植物蛋白原料的正面效果不大。在水產動物方面，已經證明輻照處理可改善花鱸和卵形鯧鲹對豆粕和大豆濃縮蛋白的利用，但輻照處理不能改善卵形鯧鯵對玉米蛋白粉的利用。由于輻照處理植物蛋白原料的目的是為了消除植物蛋白原料中抗營養因子的影響，而通常認為動物性蛋白原料中不含有抗營養因子，因此輻照處理動物性蛋白原料的工作不多見。部分研究中比較了應用γ射線與酸、堿、酶復合處理水解羽毛效果，指出輻照羽毛粉可以降解羽毛粉，促進蛋白降解為水溶性蛋白，但其實驗的輻照劑量為100～600kgy，超出我國對食品輻照劑量要求。有關輻照處理對利用羽毛粉替代水產動物飼料中魚粉的的影響尚未見報道。技術實現要素：為了解決水產動物對羽毛粉利用率低的問題，本發明提供了一種通過輻照提高利用羽毛粉替代水產動物配合飼料中魚粉水平的方法。申請人前期的研究發現5-60kgy輻照劑量可改變植物蛋白原料的蛋白質結構，對粗蛋白、粗脂肪、灰分、必需氨基酸的含量不會產生顯著的影響。我們通過大量實驗證明輻照處理可提高利用羽毛粉替代魚類配合飼料中魚粉水平，并優化得出針對羽毛粉適合的輻照劑量為5-20kgy。本發明采取以下技術方案：一種提高羽毛粉替代水產動物配合飼料中魚粉水平的方法，所述方法為，將羽毛粉經過輻照處理制得輻照羽毛粉，輻照劑量為5-20kgy，優選10-20kgy，然后將輻照羽毛粉用于水產動物配合飼料中替代魚粉，按照等量蛋白替代的原則，加入的輻照羽毛粉的蛋白質的質量與替換掉的魚粉的蛋白質的質量相等，被替代的魚粉質量為飼料總質量的6～19％，優選10～13％。輻照羽毛粉添加量為飼料總質量的5～15％，優選8～12％；所述輻照處理可采用電子加速器0.2mev～10mev產生的電子線或放射性同位素cs-137或co-60產生的γ射線進行定量輻照。羽毛粉是指以毛發、羽毛及抽絨剩下的羽毛梗為原料，經過水解、殺菌和干燥工藝處理后形成的細顆粒物。主產地有美國、中國等，其外形、營養組成和用途在本領域是熟知的。羽毛粉通常呈淺金黃色，具有羽毛味，可以作為各種家禽、家畜、水產動物飼料的蛋白質的來源。本發明輻照處理的羽毛粉，按重量份計，粗蛋白含量>80％，作為水產動物飼料蛋白源，羽毛粉是本領域技術人員熟知的。優選的，經過輻照處理后羽毛粉粗蛋白、粗脂肪、灰分、必需氨基酸的含量的變化幅度<5％，但通過sds電泳可檢測到蛋白質分子量發生了變化。本發明還提供一種用羽毛粉替代魚粉的水產動物配合飼料，其特征在于所述水產動物配合飼料包含魚粉和輻照羽毛粉，所述魚粉和輻照羽毛粉的總量為飼料總質量的25-35％，其中輻照羽毛粉的用量為飼料總質量的5～15％，優選8～12％；魚粉用量為飼料總質量的10～25％，優選15～20％。進一步，本發明所述提高羽毛粉替代水產動物配合飼料中魚粉水平的方法，優選按如下步驟進行：(1)測定羽毛粉、魚粉和其它飼料原料的粗成分、能量含量和氨基酸組成；(2)確定輻照劑量：輻照羽毛粉的劑量為5-20kgy；(3)確定輻照方法：利用電子加速器0.2mev～10mev產生的電子線或放射性同位素cs-137或co-60產生的γ射線直接定量輻照羽毛粉；(4)按照等量蛋白替代的原則，加入的輻照羽毛粉的蛋白質的質量與替換掉的魚粉的蛋白質的質量相等，被替代的魚粉質量為飼料總質量的6～19％，優選10～13％優選的，飼料的粗成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分；所述的粗成分：干物質質量>80％，粗蛋白質量>35％，粗脂肪質量<5％，灰分質量<5％。優選的，氨基酸指魚類的必需氨基酸，包括蛋氨酸、賴氨酸、酪氨酸、精氨酸、組氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸。本發明采用電子加速器(0.2mev～10mev)產生的電子線或放射性同位素(cs-137或co-60)產生的γ射線直接對羽毛粉進行定量輻射，使羽毛粉蛋白質結構發生改變，從而消除角蛋白的不良影響。電子加速器(0.2mev～10mev)或放射性同位素(cs-137或co-60)輻照配屬設備、輻照方法以及輻照劑量是農產品加工和食品加工領域所熟知的。羽毛粉，既可以參考本領域的公知技術、根據現有的技術標準自行生產，也可以直接從市場上購得，羽毛粉在中國、美國等國家可以容易地購得。利用本發明方法處理的羽毛粉可以進一步地配制動物飼料，即，將經過輻照處理的羽毛粉與其它飼料原料按比例配制動物飼料，例如用經過co-60輻照處理的羽毛粉替代魚粉，與其它飼料原料和添加劑配合配制魚類飼料，這一配方和配制過程對于本領域的技術人員來說是熟知的。動物指任意適合于使用本發明經過輻照處理的羽毛粉的水產動物，優選是魚類，更優選的是肉食性魚類。因此，本發明方法處理后的羽毛粉能夠在制備水產動物飼料中得以應用，最優是為養殖魚類配合的飼料。本發明處理羽毛粉的方法不僅不會明顯改變羽毛粉蛋白質、能量含量和氨基酸組成，而且對原料適口性還有所改善。輻照處理后的羽毛粉在肉食性魚類飼料配方中的添加量可達到5-10％，按等量蛋白替代的原則相當于直接替代掉6-13％的魚粉。在上述范圍內，利用輻照處理的羽毛粉替代配方中的魚粉對魚類生長和魚體組成沒有不良影響，但可以顯著降低飼料成本，產生的經濟收益高于輻照處理成本。因此，本發明根據經過輻照后蛋白質結構發生變化的原理，對羽毛粉中的角蛋白進行變性處理，提高水產動物對羽毛粉的利用效率。利用經過輻照處理的羽毛粉與其它飼料原料可配制營養平衡的低魚粉水產動物飼料，提高羽毛粉替代水產動物配合飼料中魚粉水平，降低飼料成本，提高經濟效益。具體實施方式以下通過優選實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍不限于此。干物質、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量采用aoac方法測定，總能含量采用氧彈式能量計測定，氨基酸組成采用氨基酸分析儀或高效液相色譜儀測定。實施例1：利用輻照提高水產動物對羽毛粉利用率的處理方法，按以下步驟：(1)配備羽毛粉；(2)測定羽毛粉的粗成分：采用aoac方法分析飼料原料的干物質、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。(3)根據飼養對象及羽毛粉在飼料中的用量確定輻照劑量：當羽毛粉在飼料中添加量不超過15％時，對其輻照劑量為5-20kgy。(4)確定輻照方法：利用電子加速器(0.2mev～10mev)產生的電子線或放射性同位素(cs-137或co-60)產生的γ射線定量輻照羽毛粉。根據飼養對象和配方中羽毛粉的含量確定輻照劑量，按方案進行輻照處理，即完成本發明所述的對羽毛粉的輻照處理。經過輻照處理后羽毛粉的干物質、粗蛋白、粗脂肪、灰分和磷組分變化幅度<5％。實施例2：羽毛粉的co-60輻照處理(1)配備羽毛粉，購自國內市場。(2)通過實施例1的步驟方法測定羽毛粉的粗成分組成和氨基酸含量：經測定，干物質90.2％，蛋白質86.5％、脂肪5.0％、灰分1.2％。蛋氨酸0.41％、賴氨酸1.60％、酪氨酸1.98％、精氨酸5.28％、組氨酸1.32％、纈氨酸5.42％、蘇氨酸3.60％、苯丙氨酸4.55％、亮氨酸6.52％和異亮氨酸3.95％。(3)利用co-60放射源輻照羽毛粉，輻照劑量為10kgy。經測定，經過co-60輻照的羽毛粉成分組成和氨基酸含量為：干物質90.1％、蛋白質85.4％、脂肪4.8％、灰分1.2％。蛋氨酸0.41％、賴氨酸1.60％、酪氨酸1.98％、精氨酸5.28％、組氨酸1.32％、纈氨酸5.42％、蘇氨酸3.60％、苯丙氨酸4.55％、亮氨酸6.52％和異亮氨酸3.95％。實施例3：用輻照的羽毛粉配制的水產動物飼料在水產飼料中含有30％魚粉，其他成分為雞肉粉、豆粕、大豆濃縮蛋白、棉粕、面粉、魚油、植物油、磷酸氫鈣、氨基酸預混物、礦物鹽預混物。魚粉的成分組成和含量為：干物質91.0％，蛋白質66.3％、脂肪8.3％、灰分17.8％、水分0.9％。氨基酸組成為：蛋氨酸1.92％、賴氨酸5.21％、酪氨酸1.70％、精氨酸3.54％、組氨酸2.59％、纈氨酸3.44％、蘇氨酸3.15％、苯丙氨酸2.89％、亮氨酸5.20％和異亮氨酸3.02％。取實施例2的經過co-60輻照的羽毛粉(干物質90.1％、蛋白質85.4％、脂肪4.8％、灰分1.2％、水分為9.9％；氨基酸組成為：蛋氨酸0.41％、賴氨酸1.60％、酪氨酸1.98％、精氨酸5.28％、組氨酸1.32％、纈氨酸5.42％、蘇氨酸3.60％、苯丙氨酸4.55％、亮氨酸6.52％和異亮氨酸3.95％)，按等量蛋白替代的原則將飼料配方中的40％的魚粉替代。替代魚粉后飼料魚粉含量為18％，羽毛粉含量為10％。含30％魚粉的飼料(羽毛粉含量為0％)粗成分組成為：蛋白質49.7％、脂肪9.2％、灰分12.6％、磷2.2％、水分6.5％；氨基酸組成為：蛋氨酸0.84％、賴氨酸3.21％、酪氨酸1.16％、精氨酸2.87％、組氨酸1.84％、纈氨酸2.47％、蘇氨酸2.02％、苯丙氨酸2.28％、亮氨酸3.72％和異亮氨酸2.17％。用輻照的羽毛粉替代魚粉的飼料(含18％魚粉，10％羽毛粉)粗成分組成為：蛋白質51.4％、脂肪9.4％、灰分10.1％、磷1.7％、水分8.3％；氨基酸組成為：蛋氨酸0.62％、賴氨酸2.50％、酪氨酸1.00％、精氨酸2.62％、組氨酸1.44％、纈氨酸2.22％、蘇氨酸1.80％、苯丙氨酸2.08％、亮氨酸3.37％和異亮氨酸1.90％。實施例4：利用輻照羽毛粉替代加州鱸飼料中魚粉效果驗證試驗(1)養殖條件：魚類種類：加州鱸，體重14克；養殖環境：350升圓柱形水槽，每個水槽放養25尾魚；淡水，水溫22-30℃，溶氧6毫克/升。采用5種飼料：1)飼料c：基礎飼料，魚粉含量為30％。飼料其他成分為雞肉粉、豆粕、大豆濃縮蛋白、棉粕、面粉、魚油、植物油、磷酸氫鈣、氨基酸預混物、礦物鹽預混物。2)飼料f20，f40：用未經過輻照處理的羽毛粉分別替代飼料c中20％，40％的魚粉(按等量蛋白替代的原則，配方中魚粉含量分別為24％，18％，羽毛粉含量分別為5.3％、10.6％。3)飼料if20，if40：用經過co-60輻照處理的羽毛粉(輻照劑量10kgy)分別替代飼料c中20％，40％的魚粉(按等量蛋白替代的原則，配方中魚粉含量分別為24％、18％，羽毛粉含量分別為5.3％、10.6％。飼料c、f20，f40，if20，if40含蛋白質49％，粗脂肪9％。(2)養殖過程及方法：養殖時間：8周。每種飼料投喂3個水槽。試驗期間，每天分兩次向水槽內按足量投喂飼料，水槽之間除飼料以外投喂方法和環境保持一致。實驗開始和結束時分別稱魚，并取樣分析魚體的粗成分。(3)養殖結果：從表1可見，與投喂飼料c的加州鱸相比，投喂飼料if40的加州鱸在試驗結束時魚體重、體增重并未表現出顯著性差異。從表2可見，試驗結束時，在同等魚粉水平下，攝食不同飼料的加州鱸之間在魚體組成方面無顯著差異；與攝食飼料c的加州鱸相比，投喂飼料f20，f40，if20，if40的加州鱸在試驗結束時魚體組成無顯著性差異。表1不同種飼料喂養加州鱸生長和食物利用飼料末體重(g)體增重(g)攝食量(％d-1)飼料系數蛋白沉積效率(％)c69.69±2.24a55.31±2.02a2.15±0.130.91±0.0542.10±2.05af2064.03±5.32a49.77±5.47a1.96±0.11a0.87±0.08a41.21±4.25af4062.45±2.17b47.85±2.24b1.91±0.13a0.86±0.08a40.63±4.32aif2063.40±0.56b49.16±0.61b2.40±0.10b1.06±0.04b37.00±2.38aif4066.61±1.83a52.62±1.90a2.38±0.06b1.02±0.04b35.25±0.86b注：同一列不同的大寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40與對照組c存在顯著性差異；同一列不同的小寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40之間存在顯著性差異。表2試驗結束時不同飼料喂養的加州鱸魚體組成飼料水分(％)粗蛋白(％)粗脂肪(％)灰分(％)磷(％)c720±8174±661±540±17.7±0.3f20723±2168±0ab57±1ab40±0ab7.5±0.2f40723±5166±3a60±3ab39±1a7.2±0.2if20715±3175±4b62±1b41±1b7.3±0.2if40725±1167±4a56±3a40±1ab7.4±0.2注：同一列不同的小寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40之間存在顯著性差異。試驗結果表明，直接添加5.3％羽毛粉能將加州鱸飼料配方中魚粉用量從30％降至24％；添加10.6％輻照羽毛粉可將加州鱸飼料配方中魚粉用量從30％降低到18％且對加州鱸的生長、飼料利用和魚體組成沒有不良影響。實施例5：利用輻照羽毛粉替代卵形鯧鲹飼料中魚粉效果驗證試驗(1)養殖條件：魚類種類：卵形鯧鲹，體重32克；養殖環境：1×1×1.5米網箱，每個網箱放養23尾魚；海水，水溫24-27℃，鹽度28-31‰。采用5種飼料：1)飼料c：基礎飼料，魚粉含量為25％。飼料其他成分為雞肉粉、豆粕、大豆濃縮蛋白、棉粕、面粉、魚油、植物油、磷酸氫鈣、氨基酸預混物、礦物鹽預混物。2)飼料f20，f40：用未經過輻照處理的羽毛粉分別替代飼料c中20％，40％的魚粉(按等量蛋白替代的原則，配方中魚粉含量分別為20％，15％，羽毛粉含量分別為4.3％、8.6％。3)飼料if20，if40：用經過co-60輻照處理的羽毛粉(輻照劑量10kgy)分別替代飼料c中20％，40％的魚粉(按等量蛋白替代的原則，配方中魚粉含量分別為20％、15％，羽毛粉含量分別為4.3％、8.6％。飼料c、f20，f40，if20，if40含蛋白質47％，粗脂肪8％。(2)養殖過程及方法：養殖時間：8周。每種飼料投喂3個網箱。試驗期間，每天分兩次向網箱內按足量投喂飼料，網箱之間除飼料以外投喂方法和環境保持一致。實驗開始和結束時分別稱魚，并取樣分析魚體的粗成分。(3)養殖結果：從表3可見，與投喂飼料c的卵形鯧鲹相比，投喂飼料f20，f40的卵形鯧鲹在試驗結束時魚體重、體增重均顯降低，而投喂飼料if20，if40的卵形鯧鲹在試驗結束時魚體重、體增重并未表現出顯著性差異。從表4可見，與攝食飼料c的卵形鯧鲹相比，投喂飼料if20的卵形鯧鲹在試驗結束時魚體水分、粗脂肪、磷組成無顯著性差異，投喂飼料if40的卵形鯧鲹在試驗結束時魚體水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分組成無顯著性差異。表3不同種飼料喂養卵形鯧鲹生長和食物利用飼料末體重(g)體增重(g)攝食量(％d-1)飼料系數蛋白沉積效率(％)c158.9±2.1a126.9±1.7a3.29±0.031.39±0.0224.94±0.65f20145.2±1.1ab113.4±2.2abb3.11±0.091.34±0.0624.57±1.25f40143.6±3.4ab111.4±2.5ab3.18±0.021.42±0.0224.33±0.16if20161.1±1.0ca129.3±1.1ca3.34±0.141.41±0.0622.60±0.83if40151.6±0.7ba120.3±1.1ba3.30±0.021.41±0.0224.09±0.48注：同一列不同的大寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40與對照組c存在顯著性差異；同一列不同的小寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40之間存在顯著性差異。表4試驗結束時不同飼料喂養的卵形鯧鲹魚體組成注：同一列不同的大寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40與對照組c存在顯著性差異；同一列不同的小寫字母代表實驗組f20，f40，if20，if40之間存在顯著性差異。試驗結果表明，直接添加未輻照羽毛粉，卵形鯧鲹飼料配方中魚粉用量不能低于20％；添加8.6％輻照羽毛粉可將加州鱸飼料配方中魚粉用量從30％降低到15％且對卵形鯧鲹的生長、飼料利用和魚體組成(除磷含量外)沒有不良影響。當前第1頁12