评估玉米发酵蛋白在杂交条纹鲈（Morone chrysops x M. saxatilis）配方饲料中的有效性

《Animal Feed Science and Technology》：Evaluating the efficacy of corn fermented protein in formulated diets for Hybrid Striped Bass (Morone chrysops x M. saxatilis)

玉米发酵蛋白（CFP）替代饲料蛋白对杂交鲈鱼生长的影响研究。通过两个喂养试验评估了ProCap Gold?和Ultra-High Protein两种CFP产品替代豆粕和鱼 meal的效果，发现最高30%-40%替代率下生长性能和体成分无显著负面影响，但超过此比例会降低饲料效率和体脂转化效率。

　　

普雷斯顿·斯塔恩斯（Preston Starnes）|凯西·奥康纳（Kathy O’Connor）|布莱恩·苏斯（Blaine Suehs）|德尔伯特·M·加特林三世（Delbert M. Gatlin III）

德克萨斯A&M大学系统生态与保护生物学系，美国德克萨斯州大学城（College Station, TX）

摘要

本研究评估了玉米发酵蛋白（CFP）作为多种饲料替代品的有效性，尤其是替代去壳大豆粉，用于杂交条纹鲈鱼（Morone chrysops x M. saxatilis）的饲料中。在控制条件下，对两种不同的CFP产品进行了为期8周和7周的喂养试验。由Marquis Energy生产的ProCap Gold^TM含有47.7%的粗蛋白和18.1%的脂质，而Green Plains生产的Ultra-High Protein含有56.2%的粗蛋白和3.65%的脂质。在第一次喂养试验中，每组17条平均体重为3.4克的杂交条纹鲈鱼被放入24个38升的玻璃水族箱中，每个水族箱中有四个重复组，这些鱼分别被喂食含有0%、20%、40%或80% ProCap Gold^TM CFP的饲料，这些CFP替代了等量的去壳大豆粉和鲱鱼粉。饲料每天喂食两次，接近饱腹量，每周对每组鱼进行称重以调整饲料量。第二次试验采用了类似的程序，每组平均体重为8.0克的幼鱼被放入12个水族箱中，这些鱼被喂食含有不同比例Ultra-High Protein CFP的饲料，替代了0%、10%、20%或30%的去壳大豆粉和水解羽毛粉。

在第一次喂养试验中，喂食含CFP比例高达40%（干饲料的30.6%）的饲料的杂交条纹鲈鱼，在体重增长（WG）、饲料效率（FE）和存活率方面与喂食参考饲料（0%）的鱼相似。然而，喂食60%和80% CFP替代品的鱼的生长表现显著降低（P < 0.05），表明在较高CFP添加水平下存在营养限制。饲料中的CFP含量还显著影响了鱼的全身组成，喂食60%和80% CFP替代品的鱼的全身脂质增加，而水分和蛋白质转化效率降低。在第二次喂养试验中，喂食含CFP比例高达30%（干饲料的30%）的所有饲料的杂交条纹鲈鱼在体重增长、饲料效率和存活率方面表现相似。同样，由于饲料处理的不同，全身组织的水分、粗蛋白、脂质和灰分没有显著差异。本研究结果表明，所评估的两种CFP产品都可以替代杂交条纹鲈鱼饲料中的其他蛋白质饲料，并且可以提供约30%至40%的饲料蛋白质（相当于干饲料重量的约30%），而不会对鱼的体重增长、饲料效率和身体组成产生负面影响。

引言

2020年，水产养殖产量达到了1.22亿吨的历史最高水平，总价值约为2810亿美元（FAO，2022年）。目前，水产养殖海鲜的消费量是20世纪90年代的两倍多。人均消费量在2019年达到了20.5公斤，而20世纪60年代仅为9.9公斤。水生食品占全球动物蛋白的17%，在亚洲和非洲的许多国家中，水生食品占总蛋白的一半以上。预计到2030年，水生动物产量将再增长14%（FAO，2022年）。由于对水产养殖生产海鲜的需求不断增加，因此需要可持续来源的蛋白质饲料作为这些养殖生物的饮食成分，以减轻对环境和全球供应链的压力。

鱼粉（FM）被认为是提供高质量蛋白质和脂质的黄金标准；然而，随着全球水产养殖的持续扩张以及用于生产鱼粉的饵料鱼资源的有限性，其可持续性和价格波动成为行业的主要问题（Glencross等人，2024年）。在过去二十年里，水产养殖营养学家一直在寻找鱼粉的替代品，特别是植物性饲料（Gatlin等人，2007年），以满足全球水产养殖的需求，并可能找到更具成本效益的替代品。在这二十年里，鱼粉的价格翻了一番多，仍然比大多数其他蛋白质饲料高出很多（Naylor等人，2021年）。因此，出于成本和可持续性的考虑，各种其他饲料组合已被用于部分或完全替代水产养殖中主要鱼类的饲料中的鱼粉。大豆粉是最常见的植物性蛋白质饲料。然而，近年来大豆粉的供需变化使其成本与其他植物性饲料相比波动较大（https://www.indexmundi.com/commodities/）。大豆粉含有潜在的抗营养因子，如胰蛋白酶抑制剂和寡糖，这些因素会限制营养物质的消化和吸收，尽管这些问题通常根据具体物种在饲料配方中进行管理（Gatlin等人，2007年）。各种传统的和新型的植物、动物和微生物来源的饲料继续被视为潜在的鱼饲料替代品（Glencross等人，2024年）。

玉米是美国最丰富的作物，是多种人类食品的主要来源，包括玉米粒、淀粉、油和糖浆（美国农业部国家农业统计服务局，2022年）。除了食品用途外，大约40%的玉米目前通过酵母发酵生产乙醇作为燃料（美国生物能源统计，2025年）。玉米的另一个主要用途是作为动物饲料的成分。发酵过程中产生了多种副产品，包括蒸馏干燥谷物（DDGS）和玉米发酵蛋白（CFP）副产品（CFP；AAFCO 27.5；Shurson，2023年）。由于CFP副产品较高的蛋白质含量，它们最近受到了关注，被视为鱼饲料中鱼粉和其他蛋白质饲料的潜在替代品。已经使用了不同的专有加工技术来浓缩CFP副产品中的酵母和蛋白质，从而生产出营养成分略有不同的高蛋白产品（Shurson，2023年）。在本研究中，从商业生产商处获得了两种不同的CFP副产品，并用杂交条纹鲈鱼（Morone chrysops x M. saxatilis）进行了评估，这种鱼在水产养殖中用于海鲜生产和种群增强。本研究的目的是评估在杂交条纹鲈鱼饲料中添加不同比例的CFP以替代传统蛋白质饲料的效果。进行了两次独立的喂养试验，使用类似的培养系统和实验程序，但采用了不同的饲料配方和初始体重不同的鱼。

方法

本研究中评估的两种玉米发酵蛋白（CFP）副产品由Marquis Energy（ProCap Gold^TM）和Green Plains（Ultra-High Protein）使用专有工艺生产，其详细成分见表1。两种产品之间最显著的区别是ProCap Gold^TM的脂质含量较高。每个实验中使用的饲料都是根据实际成分配制的，以满足杂交条纹鲈鱼的所有已知营养需求（NRC）

结果

在试验1中，喂食参考饲料的杂交条纹鲈鱼（HSB）表现出快速生长、高效的饲料转化率和高的存活率，喂食含有ProCap Gold^TM玉米发酵蛋白（CFP）替代20%和40%参考饲料中粗蛋白的实验饲料的鱼也是如此（表4）。然而，在60%和80%的替代水平下，ProCap Gold^TM显著降低了HSB的体重增长、饲料效率和存活率（表4）。

讨论

两项独立的比较喂养试验表明，将两种不同的玉米发酵蛋白（CFP）副产品以递增水平添加到实际饲料中，可以在不影响杂交条纹鲈鱼（HSB）生长表现的情况下替代其他蛋白质饲料。使用ProCap Gold^TM评估了从0%到80%替代鱼粉和大豆粉中粗蛋白的广泛CFP添加水平

伦理

作者声明本手稿描述的研究是在最高的伦理标准下进行的。所有程序均得到了德克萨斯A&M大学机构动物护理和使用委员会（IACUC 2022-0162）的批准。

未引用的参考文献

(De Cruz等人，2019a，De Cruz等人，2019b，Grayson等人，2023，Hossain等人，2022，Li等人，2023，国家研究委员会，2011，Shurson和美国谷物委员会，2023，美国农业部国家农业统计服务局，2022)

CRediT作者贡献声明

布莱恩·苏斯（Blaine Suehs）：撰写 – 审稿与编辑、方法论、调查、数据分析、数据管理。凯西·奥康纳（Kathy O’Connor）：调查、数据分析。普雷斯顿·斯塔恩斯（Preston Starnes）：撰写 – 初稿撰写、调查、数据分析。德尔伯特·加特林（Delbert Gatlin）：撰写 – 审稿与编辑、监督、资金获取、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本研究在德克萨斯州大学城（College Station, TX）的德克萨斯A&M大学水产研究与教学设施进行，得到了Marquis Energy、Green Plains和Texas A&M AgriLife Research的财务支持。感谢Brian Ray先生在整个喂养试验期间提供的技术协助，以及德克萨斯A&M鱼类营养实验室的研究生和访问学者在采样程序中提供的帮助。