本发明属于水产养殖
技术领域：
，具体涉及利用辐照羽毛粉替代水产动物配合饲料中鱼粉水平的方法，从而配制高蛋白、低鱼粉配合饲料。
背景技术：
：水产动物配合饲料蛋白质含量较高，饲料蛋白源包括动物蛋白原料(鱼粉、鸡肉粉、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)。鱼粉是水产动物的优质饲料蛋白源，已被大量用于生产水产动物配合饲料。我国肉食性鱼类配合饲料中鱼粉添加量高达35-50％。随着水产养殖业规模化和产业化的发展，我国每年需要进口100多万吨的鱼粉用于生产水产动物配合饲料。由于鱼粉的来源受海洋渔业资源限制，因此供应量有限且价格昂贵。利用廉价蛋白原料替代水产动物配合饲料中的鱼粉已经成为水产养殖产业发展中的一个趋势。国内外迄今已进行了30多年的研究，分别探索了利用动物性蛋白原料(如鸡肉粉、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)替代饲料中鱼粉的可行性。羽毛粉蛋白质含量超过80％(90％为角蛋白)，由于角蛋白分子间含有大量的二硫键、氢键以及疏水作用，使其难以被包括鱼类在内的水产动物消化利用。当配方中添加>5％羽毛粉时往往导致养殖鱼类的生长性能和饲料利用效率下降。因此，尽管羽毛粉廉价易得，但很少被用作水产动物配合饲料中鱼粉的替代蛋白源。目前提高羽毛粉蛋白利用率的方法包括高温高压水解法，酸、碱化学水解法，微生物酶解法，挤压膨化法，闪爆技术等，但这些技术的处理对象是羽毛，而非羽毛粉，并且这些技术存在不同程度的局限性。辐照被广泛用于农产品贮存和食品加工中。电子加速器产生的高能电子或放射性同位素产生的γ射线可导致细菌蛋白质变性，达到延长食物保质期和提高食品质量的目的。辐照方法已被用于改善畜禽动物对植物蛋白原料的利用，但效果因动物种类和饲料原料而异。辐照处理可改善陆生单胃动物和反刍动物对植物蛋白原料的利用，但一些研究表明辐照处理对提高禽类利用植物蛋白原料的正面效果不大。在水产动物方面，已经证明辐照处理可改善花鲈和卵形鲳鲹对豆粕和大豆浓缩蛋白的利用，但辐照处理不能改善卵形鲳鯵对玉米蛋白粉的利用。由于辐照处理植物蛋白原料的目的是为了消除植物蛋白原料中抗营养因子的影响，而通常认为动物性蛋白原料中不含有抗营养因子，因此辐照处理动物性蛋白原料的工作不多见。部分研究中比较了应用γ射线与酸、碱、酶复合处理水解羽毛效果，指出辐照羽毛粉可以降解羽毛粉，促进蛋白降解为水溶性蛋白，但其实验的辐照剂量为100～600kgy，超出我国对食品辐照剂量要求。有关辐照处理对利用羽毛粉替代水产动物饲料中鱼粉的的影响尚未见报道。技术实现要素：为了解决水产动物对羽毛粉利用率低的问题，本发明提供了一种通过辐照提高利用羽毛粉替代水产动物配合饲料中鱼粉水平的方法。申请人前期的研究发现5-60kgy辐照剂量可改变植物蛋白原料的蛋白质结构，对粗蛋白、粗脂肪、灰分、必需氨基酸的含量不会产生显著的影响。我们通过大量实验证明辐照处理可提高利用羽毛粉替代鱼类配合饲料中鱼粉水平，并优化得出针对羽毛粉适合的辐照剂量为5-20kgy。本发明采取以下技术方案：一种提高羽毛粉替代水产动物配合饲料中鱼粉水平的方法，所述方法为，将羽毛粉经过辐照处理制得辐照羽毛粉，辐照剂量为5-20kgy，优选10-20kgy，然后将辐照羽毛粉用于水产动物配合饲料中替代鱼粉，按照等量蛋白替代的原则，加入的辐照羽毛粉的蛋白质的质量与替换掉的鱼粉的蛋白质的质量相等，被替代的鱼粉质量为饲料总质量的6～19％，优选10～13％。辐照羽毛粉添加量为饲料总质量的5～15％，优选8～12％；所述辐照处理可采用电子加速器0.2mev～10mev产生的电子线或放射性同位素cs-137或co-60产生的γ射线进行定量辐照。羽毛粉是指以毛发、羽毛及抽绒剩下的羽毛梗为原料，经过水解、杀菌和干燥工艺处理后形成的细颗粒物。主产地有美国、中国等，其外形、营养组成和用途在本领域是熟知的。羽毛粉通常呈浅金黄色，具有羽毛味，可以作为各种家禽、家畜、水产动物饲料的蛋白质的来源。本发明辐照处理的羽毛粉，按重量份计，粗蛋白含量>80％，作为水产动物饲料蛋白源，羽毛粉是本领域技术人员熟知的。优选的，经过辐照处理后羽毛粉粗蛋白、粗脂肪、灰分、必需氨基酸的含量的变化幅度<5％，但通过sds电泳可检测到蛋白质分子量发生了变化。本发明还提供一种用羽毛粉替代鱼粉的水产动物配合饲料，其特征在于所述水产动物配合饲料包含鱼粉和辐照羽毛粉，所述鱼粉和辐照羽毛粉的总量为饲料总质量的25-35％，其中辐照羽毛粉的用量为饲料总质量的5～15％，优选8～12％；鱼粉用量为饲料总质量的10～25％，优选15～20％。进一步，本发明所述提高羽毛粉替代水产动物配合饲料中鱼粉水平的方法，优选按如下步骤进行：(1)测定羽毛粉、鱼粉和其它饲料原料的粗成分、能量含量和氨基酸组成；(2)确定辐照剂量：辐照羽毛粉的剂量为5-20kgy；(3)确定辐照方法：利用电子加速器0.2mev～10mev产生的电子线或放射性同位素cs-137或co-60产生的γ射线直接定量辐照羽毛粉；(4)按照等量蛋白替代的原则，加入的辐照羽毛粉的蛋白质的质量与替换掉的鱼粉的蛋白质的质量相等，被替代的鱼粉质量为饲料总质量的6～19％，优选10～13％优选的，饲料的粗成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分；所述的粗成分：干物质质量>80％，粗蛋白质量>35％，粗脂肪质量<5％，灰分质量<5％。优选的，氨基酸指鱼类的必需氨基酸，包括蛋氨酸、赖氨酸、酪氨酸、精氨酸、组氨酸、缬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。本发明采用电子加速器(0.2mev～10mev)产生的电子线或放射性同位素(cs-137或co-60)产生的γ射线直接对羽毛粉进行定量辐射，使羽毛粉蛋白质结构发生改变，从而消除角蛋白的不良影响。电子加速器(0.2mev～10mev)或放射性同位素(cs-137或co-60)辐照配属设备、辐照方法以及辐照剂量是农产品加工和食品加工领域所熟知的。羽毛粉，既可以参考本领域的公知技术、根据现有的技术标准自行生产，也可以直接从市场上购得，羽毛粉在中国、美国等国家可以容易地购得。利用本发明方法处理的羽毛粉可以进一步地配制动物饲料，即，将经过辐照处理的羽毛粉与其它饲料原料按比例配制动物饲料，例如用经过co-60辐照处理的羽毛粉替代鱼粉，与其它饲料原料和添加剂配合配制鱼类饲料，这一配方和配制过程对于本领域的技术人员来说是熟知的。动物指任意适合于使用本发明经过辐照处理的羽毛粉的水产动物，优选是鱼类，更优选的是肉食性鱼类。因此，本发明方法处理后的羽毛粉能够在制备水产动物饲料中得以应用，最优是为养殖鱼类配合的饲料。本发明处理羽毛粉的方法不仅不会明显改变羽毛粉蛋白质、能量含量和氨基酸组成，而且对原料适口性还有所改善。辐照处理后的羽毛粉在肉食性鱼类饲料配方中的添加量可达到5-10％，按等量蛋白替代的原则相当于直接替代掉6-13％的鱼粉。在上述范围内，利用辐照处理的羽毛粉替代配方中的鱼粉对鱼类生长和鱼体组成没有不良影响，但可以显著降低饲料成本，产生的经济收益高于辐照处理成本。因此，本发明根据经过辐照后蛋白质结构发生变化的原理，对羽毛粉中的角蛋白进行变性处理，提高水产动物对羽毛粉的利用效率。利用经过辐照处理的羽毛粉与其它饲料原料可配制营养平衡的低鱼粉水产动物饲料，提高羽毛粉替代水产动物配合饲料中鱼粉水平，降低饲料成本，提高经济效益。具体实施方式以下通过优选实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。干物质、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量采用aoac方法测定，总能含量采用氧弹式能量计测定，氨基酸组成采用氨基酸分析仪或高效液相色谱仪测定。实施例1：利用辐照提高水产动物对羽毛粉利用率的处理方法，按以下步骤：(1)配备羽毛粉；(2)测定羽毛粉的粗成分：采用aoac方法分析饲料原料的干物质、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。(3)根据饲养对象及羽毛粉在饲料中的用量确定辐照剂量：当羽毛粉在饲料中添加量不超过15％时，对其辐照剂量为5-20kgy。(4)确定辐照方法：利用电子加速器(0.2mev～10mev)产生的电子线或放射性同位素(cs-137或co-60)产生的γ射线定量辐照羽毛粉。根据饲养对象和配方中羽毛粉的含量确定辐照剂量，按方案进行辐照处理，即完成本发明所述的对羽毛粉的辐照处理。经过辐照处理后羽毛粉的干物质、粗蛋白、粗脂肪、灰分和磷组分变化幅度<5％。实施例2：羽毛粉的co-60辐照处理(1)配备羽毛粉，购自国内市场。(2)通过实施例1的步骤方法测定羽毛粉的粗成分组成和氨基酸含量：经测定，干物质90.2％，蛋白质86.5％、脂肪5.0％、灰分1.2％。蛋氨酸0.41％、赖氨酸1.60％、酪氨酸1.98％、精氨酸5.28％、组氨酸1.32％、缬氨酸5.42％、苏氨酸3.60％、苯丙氨酸4.55％、亮氨酸6.52％和异亮氨酸3.95％。(3)利用co-60放射源辐照羽毛粉，辐照剂量为10kgy。经测定，经过co-60辐照的羽毛粉成分组成和氨基酸含量为：干物质90.1％、蛋白质85.4％、脂肪4.8％、灰分1.2％。蛋氨酸0.41％、赖氨酸1.60％、酪氨酸1.98％、精氨酸5.28％、组氨酸1.32％、缬氨酸5.42％、苏氨酸3.60％、苯丙氨酸4.55％、亮氨酸6.52％和异亮氨酸3.95％。实施例3：用辐照的羽毛粉配制的水产动物饲料在水产饲料中含有30％鱼粉，其他成分为鸡肉粉、豆粕、大豆浓缩蛋白、棉粕、面粉、鱼油、植物油、磷酸氢钙、氨基酸预混物、矿物盐预混物。鱼粉的成分组成和含量为：干物质91.0％，蛋白质66.3％、脂肪8.3％、灰分17.8％、水分0.9％。氨基酸组成为：蛋氨酸1.92％、赖氨酸5.21％、酪氨酸1.70％、精氨酸3.54％、组氨酸2.59％、缬氨酸3.44％、苏氨酸3.15％、苯丙氨酸2.89％、亮氨酸5.20％和异亮氨酸3.02％。取实施例2的经过co-60辐照的羽毛粉(干物质90.1％、蛋白质85.4％、脂肪4.8％、灰分1.2％、水分为9.9％；氨基酸组成为：蛋氨酸0.41％、赖氨酸1.60％、酪氨酸1.98％、精氨酸5.28％、组氨酸1.32％、缬氨酸5.42％、苏氨酸3.60％、苯丙氨酸4.55％、亮氨酸6.52％和异亮氨酸3.95％)，按等量蛋白替代的原则将饲料配方中的40％的鱼粉替代。替代鱼粉后饲料鱼粉含量为18％，羽毛粉含量为10％。含30％鱼粉的饲料(羽毛粉含量为0％)粗成分组成为：蛋白质49.7％、脂肪9.2％、灰分12.6％、磷2.2％、水分6.5％；氨基酸组成为：蛋氨酸0.84％、赖氨酸3.21％、酪氨酸1.16％、精氨酸2.87％、组氨酸1.84％、缬氨酸2.47％、苏氨酸2.02％、苯丙氨酸2.28％、亮氨酸3.72％和异亮氨酸2.17％。用辐照的羽毛粉替代鱼粉的饲料(含18％鱼粉，10％羽毛粉)粗成分组成为：蛋白质51.4％、脂肪9.4％、灰分10.1％、磷1.7％、水分8.3％；氨基酸组成为：蛋氨酸0.62％、赖氨酸2.50％、酪氨酸1.00％、精氨酸2.62％、组氨酸1.44％、缬氨酸2.22％、苏氨酸1.80％、苯丙氨酸2.08％、亮氨酸3.37％和异亮氨酸1.90％。实施例4：利用辐照羽毛粉替代加州鲈饲料中鱼粉效果验证试验(1)养殖条件：鱼类种类：加州鲈，体重14克；养殖环境：350升圆柱形水槽，每个水槽放养25尾鱼；淡水，水温22-30℃，溶氧6毫克/升。采用5种饲料：1)饲料c：基础饲料，鱼粉含量为30％。饲料其他成分为鸡肉粉、豆粕、大豆浓缩蛋白、棉粕、面粉、鱼油、植物油、磷酸氢钙、氨基酸预混物、矿物盐预混物。2)饲料f20，f40：用未经过辐照处理的羽毛粉分别替代饲料c中20％，40％的鱼粉(按等量蛋白替代的原则，配方中鱼粉含量分别为24％，18％，羽毛粉含量分别为5.3％、10.6％。3)饲料if20，if40：用经过co-60辐照处理的羽毛粉(辐照剂量10kgy)分别替代饲料c中20％，40％的鱼粉(按等量蛋白替代的原则，配方中鱼粉含量分别为24％、18％，羽毛粉含量分别为5.3％、10.6％。饲料c、f20，f40，if20，if40含蛋白质49％，粗脂肪9％。(2)养殖过程及方法：养殖时间：8周。每种饲料投喂3个水槽。试验期间，每天分两次向水槽内按足量投喂饲料，水槽之间除饲料以外投喂方法和环境保持一致。实验开始和结束时分别称鱼，并取样分析鱼体的粗成分。(3)养殖结果：从表1可见，与投喂饲料c的加州鲈相比，投喂饲料if40的加州鲈在试验结束时鱼体重、体增重并未表现出显著性差异。从表2可见，试验结束时，在同等鱼粉水平下，摄食不同饲料的加州鲈之间在鱼体组成方面无显著差异；与摄食饲料c的加州鲈相比，投喂饲料f20，f40，if20，if40的加州鲈在试验结束时鱼体组成无显著性差异。表1不同种饲料喂养加州鲈生长和食物利用饲料末体重(g)体增重(g)摄食量(％d-1)饲料系数蛋白沉积效率(％)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：同一列不同的大写字母代表实验组f20，f40，if20，if40与对照组c存在显著性差异；同一列不同的小写字母代表实验组f20，f40，if20，if40之间存在显著性差异。表2试验结束时不同饲料喂养的加州鲈鱼体组成饲料水分(％)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：同一列不同的小写字母代表实验组f20，f40，if20，if40之间存在显著性差异。试验结果表明，直接添加5.3％羽毛粉能将加州鲈饲料配方中鱼粉用量从30％降至24％；添加10.6％辐照羽毛粉可将加州鲈饲料配方中鱼粉用量从30％降低到18％且对加州鲈的生长、饲料利用和鱼体组成没有不良影响。实施例5：利用辐照羽毛粉替代卵形鲳鲹饲料中鱼粉效果验证试验(1)养殖条件：鱼类种类：卵形鲳鲹，体重32克；养殖环境：1×1×1.5米网箱，每个网箱放养23尾鱼；海水，水温24-27℃，盐度28-31‰。采用5种饲料：1)饲料c：基础饲料，鱼粉含量为25％。饲料其他成分为鸡肉粉、豆粕、大豆浓缩蛋白、棉粕、面粉、鱼油、植物油、磷酸氢钙、氨基酸预混物、矿物盐预混物。2)饲料f20，f40：用未经过辐照处理的羽毛粉分别替代饲料c中20％，40％的鱼粉(按等量蛋白替代的原则，配方中鱼粉含量分别为20％，15％，羽毛粉含量分别为4.3％、8.6％。3)饲料if20，if40：用经过co-60辐照处理的羽毛粉(辐照剂量10kgy)分别替代饲料c中20％，40％的鱼粉(按等量蛋白替代的原则，配方中鱼粉含量分别为20％、15％，羽毛粉含量分别为4.3％、8.6％。饲料c、f20，f40，if20，if40含蛋白质47％，粗脂肪8％。(2)养殖过程及方法：养殖时间：8周。每种饲料投喂3个网箱。试验期间，每天分两次向网箱内按足量投喂饲料，网箱之间除饲料以外投喂方法和环境保持一致。实验开始和结束时分别称鱼，并取样分析鱼体的粗成分。(3)养殖结果：从表3可见，与投喂饲料c的卵形鲳鲹相比，投喂饲料f20，f40的卵形鲳鲹在试验结束时鱼体重、体增重均显降低，而投喂饲料if20，if40的卵形鲳鲹在试验结束时鱼体重、体增重并未表现出显著性差异。从表4可见，与摄食饲料c的卵形鲳鲹相比，投喂饲料if20的卵形鲳鲹在试验结束时鱼体水分、粗脂肪、磷组成无显著性差异，投喂饲料if40的卵形鲳鲹在试验结束时鱼体水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分组成无显著性差异。表3不同种饲料喂养卵形鲳鲹生长和食物利用饲料末体重(g)体增重(g)摄食量(％d-1)饲料系数蛋白沉积效率(％)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：同一列不同的大写字母代表实验组f20，f40，if20，if40与对照组c存在显著性差异；同一列不同的小写字母代表实验组f20，f40，if20，if40之间存在显著性差异。表4试验结束时不同饲料喂养的卵形鲳鲹鱼体组成注：同一列不同的大写字母代表实验组f20，f40，if20，if40与对照组c存在显著性差异；同一列不同的小写字母代表实验组f20，f40，if20，if40之间存在显著性差异。试验结果表明，直接添加未辐照羽毛粉，卵形鲳鲹饲料配方中鱼粉用量不能低于20％；添加8.6％辐照羽毛粉可将加州鲈饲料配方中鱼粉用量从30％降低到15％且对卵形鲳鲹的生长、饲料利用和鱼体组成(除磷含量外)没有不良影响。当前第1页12