克氏原螯蝦配合飼料黏合劑的黏合性能研究

摘要：為篩選出生產(chǎn)蝦蟹類(lèi)水產(chǎn)顆粒飼料用黏合劑，選擇海藻酸鈉、明膠、膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素鈉4種黏合劑，用于小批量制作克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）顆粒飼料，并評(píng)價(jià)了其耐水性，溶失率及對(duì)克氏原螯蝦攝食率的影響。養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)添加不同黏合劑的飼料在水中的穩(wěn)定性和溶失率進(jìn)行觀察和計(jì)算，并且通過(guò)比較不同黏合劑對(duì)克氏原螯蝦攝食率的影響，以此作為指標(biāo)來(lái)篩選出適宜克氏原螯蝦飼料的黏合劑。結(jié)果顯示，四種黏合劑耐水時(shí)間分別為45′24″、31′53″、37′09″、32′26″，其中海藻酸鈉的耐水性能最好，在水中溶失率最?。?6.21%）；明膠溶失率最大（58.42%）。經(jīng)過(guò)7 d的投喂，發(fā)現(xiàn)用海藻酸鈉作為黏合劑對(duì)克氏原螯蝦的攝食率影響較小，適口性較好。研究結(jié)果表明，四種黏合劑在相同添加量的情況下，海藻酸鈉耐水性能最好，溶失率最小，是實(shí)驗(yàn)飼料小批量生產(chǎn)條件下蝦蟹類(lèi)顆粒飼料比較適合的黏合劑。

關(guān)鍵詞：黏合劑；顆粒飼料；黏合性能；克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）

中圖分類(lèi)號(hào)：S963.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)水產(chǎn)飼料的需求也在不斷增加。為提高飼料利用率、降低養(yǎng)殖成本，通常要求水產(chǎn)顆粒飼料具有一定的耐水性。其中魚(yú)類(lèi)顆粒飼料在水中的穩(wěn)定性應(yīng)不小于0.5 h，蝦蟹類(lèi)顆粒飼料在水中的穩(wěn)定性應(yīng)不小于2 h，才能讓養(yǎng)殖動(dòng)物盡可能地?cái)z食，減少養(yǎng)分流失，從而提高餌料利用率[1-2]。粘合劑又稱(chēng)之為賦形劑，是指在制作和生產(chǎn)顆粒飼料的過(guò)程中將各種飼料成分黏合，有助于顆粒黏結(jié)，增加生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)制粒機(jī)環(huán)模壽命，減少運(yùn)輸或貯藏過(guò)程中的粉化現(xiàn)象和改善飼料品質(zhì)，而添加于飼料中以提高飼料產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的物質(zhì)[3]。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于水產(chǎn)飼料中的黏合劑種類(lèi)有很多，按照來(lái)源可分為天然黏合劑和人工化學(xué)合成黏合劑，前者根據(jù)來(lái)源類(lèi)別又可分為陸生植物類(lèi)、海藻類(lèi)、動(dòng)物類(lèi)以及礦物質(zhì)類(lèi)，各類(lèi)常用的黏合劑分別為淀粉、海藻酸鈉、明膠和膨潤(rùn)土；后者多為高分子化合物，諸如脲甲醛、脲醛樹(shù)脂、聚乙烯醇、聚丙烯酸等，其中以羧甲基纖維素鈉用途最廣[4]。由于黏合劑的種類(lèi)繁多，在生產(chǎn)中如何對(duì)其進(jìn)行篩選仍未得到廣泛共識(shí)。

目前蝦蟹類(lèi)飼料多選用膨化飼料，其高溫調(diào)制工藝使淀粉糊化，耐水性好，不再額外添加黏合劑[5-6]。但膨化飼料的生產(chǎn)工藝較高、器械昂貴，一般科研院所不具備生產(chǎn)膨化飼料的條件。因此，一般實(shí)驗(yàn)研究都采用小型制粒設(shè)備壓制顆粒飼料，但其制作工藝（溫度，壓力，環(huán)模）決定了生產(chǎn)的顆粒飼料耐水性能差，溶失率較高，不利于實(shí)驗(yàn)開(kāi)展。因此，在實(shí)驗(yàn)研究中，小型制粒設(shè)備制粒配方黏合劑的選擇顯得尤為重要。該實(shí)驗(yàn)選用4種常用黏合劑，測(cè)定了其對(duì)飼料的黏合效果以及對(duì)克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）攝食率的影響，旨在篩選出適合實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制作蝦蟹類(lèi)顆粒飼料的黏合劑，以期能夠在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)小批量生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用飼料提供參考數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1飼料制作

根據(jù)黏合劑的不同種類(lèi)選擇了4種（海藻酸鈉、明膠、膨潤(rùn)土、羧甲基纖維素鈉）常用的黏合劑作為實(shí)驗(yàn)材料。4種粘合劑均為市售品，純度均大于99%。實(shí)驗(yàn)用飼料配方見(jiàn)表1。各組原料經(jīng)粉碎機(jī)（皇代800Y，永康市鉑歐五金制品有限公司）粉碎，然后通過(guò)80目篩，精確稱(chēng)量，充分混勻，加入適量的水。采用制粒機(jī)（NBS-150，河南贊西機(jī)械有限公司）制成粒徑為2.0 mm的顆粒飼料，60℃烘干，-20℃保存直到使用。

1.2耐水性能檢測(cè)

將制備的5種飼料，分別放入5個(gè)裝滿水（250 mL）的燒杯中。期間為模擬蝦蟹的夾食行為，用鑷子輕提飼料，并觀察其外形變化并記錄所耗時(shí)間。

1.3溶失率計(jì)算

每種飼料稱(chēng)取2.0 g，放置250 mL裝滿水的燒杯中，靜置20 min后，撈起烘干稱(chēng)重，計(jì)算溶失率。

溶失率=（M1－M2）/M1×100%

其中：M1為入水前飼料干重；M2為浸泡后飼料干重。

1.4不同黏合劑添加對(duì)克氏原螯蝦攝食效果

克氏原螯蝦購(gòu)自荊州市荊州區(qū)萬(wàn)金小龍蝦養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)合作社，將其放入實(shí)驗(yàn)室有遮蔽物的水族箱（長(zhǎng)0.8 m×寬0.5 m×高0.4 m，有效養(yǎng)殖水體積約120 L）內(nèi)暫養(yǎng)2周。每天早晚（9：00，21：00）飽食投喂商業(yè)沉性膨化飼料（蛋白質(zhì)≥30％、脂肪≥3％、粗灰分≤22％、粗纖維≤10％，某飼料公司），投喂2 h后用虹吸法清除缸底殘餌和糞便。

暫養(yǎng)結(jié)束后，隨機(jī)挑選附肢健全，體重相近（6.0±0.5）g的克氏原螯蝦。每缸10尾蝦，每組設(shè)置3個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。分組后24 h，不進(jìn)行任何投喂。然后，各組將投喂實(shí)驗(yàn)制備飼料，投喂量和時(shí)間與暫養(yǎng)期間相同。投0.5 h后吸出未被攝食的飼料，在60℃烘干稱(chēng)重，用于計(jì)算日攝食率。

日攝食率=N1/W×100%

其中：N1為日攝食量；W為蝦的體重。

養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)將持續(xù)一周，為保持水質(zhì)良好，每日換水量約為養(yǎng)殖水體積的1/3，養(yǎng)殖用水為充分曝氣自來(lái)水，其間用氣泵增氧使水體溶氧＞5 mg/L，氨氮，亞鹽未檢測(cè)到。

1.5數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD），利用SPSS 26.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，以P＜0.05表示差異顯著，最后用Origin 2022b軟件繪圖。

2結(jié)果

2.1添加不同黏合劑的飼料耐水性測(cè)定

將5種飼料投入到盛水燒杯后，其外觀物理變化見(jiàn)表2。對(duì)照組投入到水中后，31 s就開(kāi)始吸水膨脹，5 min全部分散溶失。相比于對(duì)照組，另外4種黏合劑飼料在水中的穩(wěn)定性大幅度提高，其中以海藻酸鈉耐水性能最好，直至45 min才全部溶解散開(kāi)。

2.2添加不同黏合劑的飼料溶失率測(cè)定

由圖1可知，各組飼料在水中浸泡20 min后，實(shí)驗(yàn)組的溶失率均顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。其中海藻酸鈉組的溶失率最低，僅為26.21%±1.71%，顯著低于其他組（P＜0.05）。對(duì)照組溶失率最高，達(dá)100%，明膠組與羧甲基纖維素鈉組的溶失率無(wú)顯著性差異（P＞0.05），分別為58.42%±1.87%和50.00% ± 2.21%。

2.3添加不同黏合劑的飼料對(duì)克氏原螯蝦的攝食效果比較

經(jīng)停食后再投喂7 d，添加不同黏合劑的飼料對(duì)克氏原螯蝦的攝食影響見(jiàn)圖2。隨著投喂時(shí)間的延長(zhǎng)，克氏原螯蝦對(duì)各組飼料的攝食率出現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中，海藻酸鈉組第4天的攝食率顯著下降（P＜0.05），4 d～7 d攝食率無(wú)顯著性差異（P＞0.05）；明膠組分別在第3天、第5天的攝食率顯著下降（P＜0.05）；膨潤(rùn)土組分別在第3天、第4天、第5天的攝食率顯著下降（P＜0.05）；羧甲基纖維素鈉組變化趨勢(shì)最明顯，第2天開(kāi)始攝食率出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，持續(xù)到第4天，其間每天攝食率都顯著降低（P＜0.05），第6天顯著下降（P＜0.05），6 d～7 d天無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。從投喂時(shí)間上來(lái)看，在投喂第2天時(shí)，羧甲基纖維素鈉組的攝食率已顯著低于其他黏合劑組的攝食率，5 d～7 d海藻酸鈉組的攝食率顯著高于其他組（P＜0.05）。

3討論

3.1不同黏合劑對(duì)克氏原螯蝦飼料耐水性能的影響

在飼料配制過(guò)程中，要考慮到養(yǎng)殖對(duì)象的生活習(xí)慣及攝食習(xí)性。水生動(dòng)物與畜禽動(dòng)物的生活習(xí)性大不相同，其在飼料投喂過(guò)程中有水環(huán)境介質(zhì)，因此在制作水產(chǎn)飼料時(shí)需要考慮飼料在水中的耐水性能；蝦蟹類(lèi)動(dòng)物通過(guò)緩慢啃食并且通過(guò)步足夾取將食物送入口器中，所需時(shí)間更長(zhǎng)，所以蝦蟹類(lèi)飼料對(duì)其硬度和溶失率有較高的要求。黏合劑的使用保障了飼料在水中的完整性，增大了水生動(dòng)物攝食的概率，提高了飼料的利用效率，減少了因殘餌導(dǎo)致水質(zhì)惡化造成的養(yǎng)殖動(dòng)物死亡。然而，不同黏合劑其黏合性能也存在差異，特別制作甲殼動(dòng)物的顆粒飼料，其黏合劑選擇就顯得尤為重要[7-8]。在該研究中，飼料在水中的耐水性能時(shí)長(zhǎng)最久只有45 min，而對(duì)照組只有5 min，遠(yuǎn)低于行業(yè)蝦蟹類(lèi)至少2 h的耐水時(shí)間要求，這可能與原料粉碎程度和小型設(shè)備加工工藝有關(guān)[6]。但是在相同的制作條件下，海藻酸鈉的黏合性能優(yōu)于其他黏合劑。這與姜小敏等[9]研究中明膠保形時(shí)間長(zhǎng)于海藻酸鈉的結(jié)果不一致，這可能是因?yàn)榧尤腼暳现械拿髂z狀態(tài)不同所致。

3.2不同黏合劑對(duì)克氏原螯蝦飼料溶失率的影響

蝦蟹類(lèi)水生動(dòng)物攝食緩慢，飼料在水體過(guò)早地溶失不利于蝦蟹的攝食，導(dǎo)致飼料利用率下降，營(yíng)養(yǎng)流失，養(yǎng)殖水體惡化[10-11]。黏合劑的添加能夠有效減緩飼料的溶失，提高水產(chǎn)動(dòng)物攝食率。該研究發(fā)現(xiàn)添加了黏合劑的飼料組中，海藻酸鈉組黏合效果最好，投喂20 min后溶失率最小，明膠組溶失率最大。同時(shí)，在飼料的制作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉組的飼料表面致密光滑，明膠組飼料表面略顯粗糙，其黏合性能不如海藻酸鈉[12]。可能是明膠組增加了其與水的接觸面積，使其更容易在水中溶失。

3.3不同黏合劑對(duì)克氏原螯蝦攝食效果的影響

黏合劑因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和添加劑量與飼料的適口性以及營(yíng)養(yǎng)性存在一定的關(guān)聯(lián)性。通常黏合劑添加量越高，其他營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)相應(yīng)降低，適口性會(huì)變差，不利于動(dòng)物的攝食；相反，劑量越少，營(yíng)養(yǎng)成分的占比越多，適口性會(huì)更好，但黏合效果較差，飼料易于溶失，導(dǎo)致攝食率降低[13]。該研究針對(duì)同一添加劑量，不同黏合劑對(duì)克氏原螯蝦的適口性研究，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦對(duì)海藻酸鈉組飼料攝食率最高，經(jīng)過(guò)一周的投喂，其攝食率變化較小，而羧甲基纖維素鈉組變化幅度較大，表明克氏原螯蝦更傾向于攝食含有海藻酸鈉的飼料?？赡苁窃谠撗芯織l件下，以海藻酸鈉為黏合劑做出來(lái)的飼料黏合程度更高，不易潰散，克氏原螯蝦更易攝食飼料。此外，海藻酸鈉是從海藻的細(xì)胞壁中提取出來(lái)的天然多糖，具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)還能夠提高飼養(yǎng)動(dòng)物的免疫功能，可作為一種食用型添加劑[14]。董穎超等[15]比較了不同黏合劑對(duì)西伯利亞鱘（Acipenser baerii）仔魚(yú)生長(zhǎng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉組的仔魚(yú)的成活率和特定生長(zhǎng)率均高于羧甲基纖維素鈉組。進(jìn)一步說(shuō)明了海藻酸鈉在飼料中的添加不僅可以提高飼料的保形效果，還具有一定的營(yíng)養(yǎng)功能。

4結(jié)論

該實(shí)驗(yàn)研究表明，選用海藻酸鈉作為小批量實(shí)驗(yàn)飼料生產(chǎn)的顆粒飼料黏合劑，其耐水性能最好，溶失率最低；在模擬蝦蟹的夾食過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，添加海藻酸鈉飼料組不易夾斷，黏合效果較好。且海藻酸鈉飼料組對(duì)克氏原螯蝦的攝食率影響較小，是蝦蟹類(lèi)顆粒飼料較為理想的黏合劑。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬學(xué)坤，張璐，鄭石軒，等.水產(chǎn)飼料粘合劑的研究與應(yīng)用[J].廣東飼料，2008，17（2）：30-33.

[2]GAO S， JIN J， LIU H， et al.Effects of pelleted and extruded feed of different ingredients particle sizes on feed quality and growth performance of gibel carp （ Carassius gibelio var. CAS V）[J].Aquaculture，2019， 511：734236.

[3]AKSOY B，YILDIRIM-AKSOY M，JIANG Z H，et al.Novel animal feed binder from soybean hulls -evaluation of binding properties[J].Animal Feed Science and Technology，2022，288.

[4]肖瑤，王振潔，孫濤，等.水產(chǎn)飼料粘合劑應(yīng)用及展望[J].山東畜牧獸醫(yī)，2016，37（5）：56-57.

[5]葛春雨，楊潔，張嘉琦，等.不同淀粉糊化度的擠壓膨化大料對(duì)顆粒飼料質(zhì)量以及斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分表觀消化率與血清生化指標(biāo)的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2022，34 （1）：141-149.

[6]許傳祥，楊潔，李軍國(guó)，等.膨化飼料中常用淀粉源理化性質(zhì)比較研究[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2021，33（10）：5874-5886.

[7]VOLPE M G， VARRICCHIO E， COCCIA E，et al.Manufacturing pellets with different binders： Effect on water stability and feeding response in juvenile Cherax albidus[J].Aquaculture，2012，324：104-110.

[8]SIMON C J.The effect of carbohydrate source， inclusion level of gelatinised starch， feed binder and fishmeal particle size on the apparent digestibility of formulated diets for spiny lobster juveniles， Jasus edwardsii[J].Aquaculture，2009，296（3-4）：329-336.

[9]姜小敏，蔣霞敏，羅斌，等.管角螺配合飼料粘合劑的黏合性能研究[J].生態(tài)科學(xué)，2012，31（2）：182-186.

[10]陳勇，李朝暉，唐寧，等.飼料形狀對(duì)克氏原螯蝦攝食率和生長(zhǎng)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（9）：1859-1860.

[11]許元釗，張春梅，畢永紅，等.飼料溶失對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)的影響及其處置技術(shù)[J].水產(chǎn)學(xué)雜志，2020，33（4）：50-58.

[12]羅莉，林仕梅，葉元土，等.水產(chǎn)飼料常用粘合劑黏合性能測(cè)定[J].飼料工業(yè)，1998（9）：3-5.

[13]盛偉博.不同養(yǎng)殖模式下刺參飼料中適宜粘合劑的研究[D].大連：大連海洋大學(xué)，2022.

[14]PESO-ECHARRI P，F(xiàn)RONTELA-SASETA C，SANTAELLA-PASCUAL M，et al.Sodium alginate as feed additive in cultured sea bream （Sparus aurata）： Does it modify the quality of the flesh[J].Food Chemistry，2012，135（2）：699-705.

[15]盛洪建，董穎超，薛敏，等. 不同粘合劑制備微顆粒飼料對(duì)西伯利亞鱘仔魚(yú)生長(zhǎng)的影響[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2009，36（3）：36-40.

Study on the bonding properties of compound feed binder of Procambarus clarkii

ZHAO Xueru1， FANG Liu1， FAN Wenhao1， LIU Yulin1， LIU Haijun2， LIN Fawen2

（1.College of Animal Science and Technology， Yangtze University， Wetland Ecology and Agricultural Use Engineering Research Center， Ministry of Education， Jingzhou 434200， Hubei China; 2.Zhanxiang Feed Group Co.， LTD.， Jingzhou 434000， Hubei China）

Abstract：In order to screen out the adhesives for the production of shrimp and crab aquatic pellet feed， four adhesives， sodium alginate， gelatin， bentonite and sodium carboxymethyl cellulose， were selected for the production of pellet feed of Procambarus clarkii in small batch. The water resistance， dissolution loss rate and its effect on the feeding rate of Procambarus clarkii were evaluated. After the culture experiment， the stability and dissolution loss rate of feed added with different adhesives in water were observed and calculated， and the effects of different adhesives on the feeding rate of Procambarus clarkii were compared， and the adhesives suitable for Procambarus clarkii feed were selected as indicators. The results showed that the water resistance time of the four kinds of adhesives was 45′24″， 31′53″， 37′09″and 32′26″， respectively. Sodium alginate had the best water resistance and the lowest dissolution loss rate in water （26.21%）. The loss of gelatin was the highest （58.42%）. After 7 days of feeding， it was found that sodium alginate as a binder had little effect on the feeding rate of Procambarus clarkii， and the palatability was better. The results showed that sodium alginate had the best water resistance and the lowest dissolution rate under the same dosage of the four kinds of adhesives， which was suitable for shrimp and crab pellet feed under the condition of small batch production of experimental feed.

Keywords： adhesive; pelleted feed; bonding performance; Procambarus clarkii

文章編號(hào)：1674-2419（2024）05-0529-06

作基金項(xiàng)目：教育部濕地生態(tài)與農(nóng)業(yè)利用工程研究中心項(xiàng)目（KF202318）；湖北省教育廳百校聯(lián)百縣項(xiàng)目（BXLBX0312）；2022年荊州市科技計(jì)劃項(xiàng)目；特種水產(chǎn)生物發(fā)酵飼料與功能飼料關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)（企業(yè)委托項(xiàng)目）。

作者簡(jiǎn)介：趙雪茹（2000- ），女，碩士研究生。研究方向：特種水產(chǎn)飼料與營(yíng)養(yǎng)。E-mail： xiaozhao008791@163.com。

作者簡(jiǎn)介：方劉（1986- ），男，博士，副教授。研究方向：水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)。E-mail： fangliu@yangtzeu.edu.cn。