饲料蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾生长性能、消化力和抗氧化性能的影响

引用本文

郭赛, 陈效儒, 袁汉文, 罗凯, 张付贤, 陈燚, 郜卫华, 田娟. 饲料蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾生长性能、消化力和抗氧化性能的影响[J]. 渔业科学进展, 2023, 44(5): 90-103. DOI: 10.19663/j.issn2095-9869.20230404003.

GUO Sai, CHEN Xiaoru, YUAN Hanwen, LUO Kai, ZHANG Fuxian, CHEN Yan, GAO Weihua, TIAN Juan. Effects of Dietary Protein Levels and Processing Techniques on the Growth Performance, Digestibility, and Antioxidant Capacity of Red Swamp Crayfish (Procambarus clarkii)[J]. Progress in Fishery Sciences, 2023, 44(5): 90-103. DOI: 10.19663/j.issn2095-9869.20230404003.

基金项目

湖北省教育厅百校联百县项目(BXLBX0312)、中国水产科学研究院基本科研业务费(2022XT01)、通威股份有限公司产学研合作项目(TW2011259)、湿地生态与农业利用教育部工程研究中心开放课题(KFT202003; KFT202102)和大学生创新创业训练项目(YZ2021062)共同资助

作者简介

郭赛，E-mail: 1151740175@qq.com;
陈效儒，E-mail: CHENXR@tongwei.com

通讯作者

郜卫华，E-mail: gwh105@126.com
田娟，E-mail: tianjuan@yfi.ac.cn

文章历史

收稿日期：2023-04-04
收修改稿日期：2023-05-14

Contents Abstract Full text Figures/Tables PDF

饲料蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾生长性能、消化力和抗氧化性能的影响

郭赛 ^1,2^#, 陈效儒 ³^#, 袁汉文 ¹, 罗凯 ¹, 张付贤 ¹, 陈燚 ¹, 郜卫华 ¹, 田娟 ²

1. 长江大学涝渍灾害与湿地农业湖北省重点实验室湖北荆州 434024;
2. 中国水产科学研究院长江水产研究所湖北武汉 430223;
3. 通威股份有限公司水产健康养殖四川省重点实验室四川成都 610041

收稿日期：2023-04-04；收修改稿日期：2023-05-14

基金项目：湖北省教育厅百校联百县项目(BXLBX0312)、中国水产科学研究院基本科研业务费(2022XT01)、通威股份有限公司产学研合作项目(TW2011259)、湿地生态与农业利用教育部工程研究中心开放课题(KFT202003; KFT202102)和大学生创新创业训练项目(YZ2021062)共同资助

作者简介：郭赛，E-mail: 1151740175@qq.com;
陈效儒，E-mail: CHENXR@tongwei.com.

通讯作者：郜卫华，E-mail: gwh105@126.com; 田娟，E-mail: tianjuan@yfi.ac.cn.

#共同第一作者

摘要：为研究不同蛋白质水平和加工工艺饲料对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)生长性能、消化力和抗氧化能力的影响，本研究采用4个蛋白质水平(28%、30%、32%和36%)和2种加工工艺即膨化饲料(EF)和硬颗粒饲料(PF)的4×2双因素实验设计，进行为期13周的养殖实验。结果显示，蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾增重率和肝体比有显著的交互作用(P<0.05)。主效应结果显示，28%蛋白质可显著提高增重率和特定生长率，EF组的末重和增重率显著高于PF组(P<0.05)。蛋白质水平和加工工艺对肝胰脏的胰蛋白酶和淀粉酶活性有交互作用(P<0.05)。主效应结果显示，肝胰脏的胰蛋白酶、淀粉酶和肠道胰蛋白酶、淀粉酶均在28%蛋白质水平时最高，EF组肝胰脏胰蛋白酶、淀粉酶和肠道胰蛋白酶活力高于PF组(P<0.05)。蛋白质水平和加工工艺对肝胰脏的丙二醛和碱性磷酸酶活性有显著的交互作用(P<0.05)。主效应结果显示，肝胰脏碱性磷酸酶活性以及血清的碱性磷酸酶和酸性磷酸酶均在28%蛋白质水平时最低。PF组肝胰脏丙二醛含量显著低于EF组(P<0.05)，碱性磷酸酶活性显著低于EF组(P<0.05)。4种模型(Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy和Brody)均能很好地模拟克氏原螯虾体重和体长的生长曲线，拟合度均大于0.97，其中，以Logistic模型拟合克氏原螯虾体重和体长最优，且幂函数可以反映体重和体长之间的关系。综上所述，28%蛋白质水平和膨化加工工艺使克氏原螯虾具有最优的生长性能和消化力，28%蛋白质水平的硬颗粒饲料可提高克氏原螯虾的抗氧化能力。

关键词：克氏原螯虾蛋白水平加工工艺生长曲线消化力抗氧化

Effects of Dietary Protein Levels and Processing Techniques on the Growth Performance, Digestibility, and Antioxidant Capacity of Red Swamp Crayfish (Procambarus clarkii)

GUO Sai ^1,2^#, CHEN Xiaoru ³^#, YUAN Hanwen ¹, LUO Kai ¹, ZHANG Fuxian ¹, CHEN Yan ¹, GAO Weihua ¹, TIAN Juan ²

1. Yangtze University, Hubei Key Laboratory of Waterlogging Disaster and Agricultural Use of Wetland, Jingzhou 434024, China;
2. Yangtze River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuhan 430223, China;
3. Tongwei Co., Ltd., Healthy Aquaculture Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610041, China

Corresponding author: GAO Weihua, E-mail: gwh105@126.com; TIAN Juan, E-mail: tianjuan@yfi.ac.cn.

Abstract: The red swamp crayfish (Procambarus clarkii) is the largest freshwater shrimp cultured in China. Protein is a critical factor affecting red swamp crayfish growth performance and feed cost. Too high or too low protein levels in feed negatively affect crustaceans. However, the results of the optimal dietary protein content of red swamp crayfish identified in different studies vary considerably. There are mainly two types of feed for red swamp crayfish on the market: extruded and pellet feed. There have been few reports on the impact of processing technique on red swamp crayfish. Many studies have shown that the growth-promoting effects of extruded and pellet feed on diverse aquatic animals differ considerably. Moreover, there have been few studies on the impact of different protein levels and processing techniques on the growth of aquatic species. This study aimed to investigate the effects of dietary protein levels and processing techniques on the growth performance, digestibility, and antioxidant capacity of red swamp crayfish. The two-factor experiment (4×2) with four different protein levels (28%, 30%, 32%, and 36%) and two processing techniques (expanded feed [EF] and pellet feed [PF]) was conducted for 13 weeks as a feeding trial, aiming to provide theoretical support for optimizing the feed formula and processing technique of red swamp crayfish. The results showed that the protein levels and processing technique significantly influenced the weight gain rate (WGR) and hepatosomatic index of red swamp crayfish (P<0.05). The main effects showed that 28% protein could significantly increase the WGR of red swamp crayfish. The WGR and SGR (specific growth rate) of the EF group were significantly higher than those of the PF group (P<0.05). There was an interaction between the protein level and processing technique and the trypsin and amylase activities in the hepatopancreas of the red swamp crayfish (P<0.05). The activities of trypsin and amylase in the hepatopancreas and intestine were highest, with 28% of dietary protein. Trypsin and amylase activities in the hepatopancreas and trypsin activity in the intestine of red swamp crayfish from the EF group were higher than those from the PF group (P<0.05). The impact of dietary protein levels and processing technique on the malondialdehyde (MDA) content and alkaline phosphatase (AKP) activity in the hepatopancreas of the red swamp crayfish was observed (P<0.05). The results revealed that AKP activities in the hepatopancreas, and AKP and acid phosphatase activities in the serum were significantly lower at 28% dietary protein (P<0.05). The MDA content in the hepatopancreas of the PF group was significantly lower than that in the EF group, respectively (P<0.05). The AKP activity in the hepatopancreas of the PF group was significantly lower than that of the EF group (P<0.05). Logistic, Gompertz, von Bertalanffy, and Brody models could be suitable for fitting the growth curves of body weight and body length of red swamp crayfish with a R² value of no less than 0.97. The Logistic model was the most suitable for fitting the body weight and length, and the power function could reflect the relationship between the body weight and length. Overall, a dietary protein level of 28% and expanded processing could optimize the growth performance and digestibility of red swamp crayfish, and supplementation with a 28% dietary protein level and pellet processing could improve their antioxidative ability.

Key words: Procambarus clarkii Protein levels Processing technique Growth curve Digestibility Antioxidant

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)原产于美国、墨西哥北部等地区(蔡凤金等, 2010)，于20世纪30年代从日本引入我国，具有生长周期短、适应力强、口感鲜美、营养丰富等优点(黄晓丽等, 2022)。近10年来，克氏原螯虾产量快速增长，由2011年的56.3万t增加到2021年的263.3万t，目前已是我国淡水养殖规模最大的养殖虾类(农业农村部渔业渔政管理局等, 2022)。蛋白质是影响克氏原螯虾生长性能和饲料成本的最重要因素之一，饲料蛋白质水平过高或过低都会对甲壳动物起负面作用(Teles et al, 2020)。饲料中蛋白质水平不足会降低克氏原螯虾机体免疫力从而影响生长，而蛋白质水平过高会引起代谢负担，增加成本(范陈伟等, 2020)。然而，不同研究得出的克氏原螯虾饲料蛋白质最适添加量的结果差异较大。凌俊等(2012)认为克氏原螯虾饲料中蛋白质含量以30%为宜，吴东等(2007)认为蛋白质水平在27%时可以满足克氏原螯虾的需求，王自蕊等(2020)研究得出克氏原螯虾饲料中适宜的蛋白质水平为31.37%~32.20%，Lu等(2020)认为饲料蛋白质水平为35.77%时增重率最高。这可能与所选择的饲料原料、生长阶段和评价指标等不同有关。

目前，市场上克氏原螯虾饲料主要有膨化沉性饲料和挤压颗粒饲料2种。在异育银鲫(Carassius gibelio var.) (Gao et al, 2019)、草鱼(Ctenopharynodon idellus) (陈团等, 2018)、哲罗鲑(Hucho taimen)(王常安等, 2008)和台湾泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)(李玲丽等, 2020)中发现膨化饲料优于硬颗粒饲料，在金头鲷(Sparus aurata)中膨化饲料和硬颗粒饲料对生长性能无显著差异(Venou et al, 2010)，而在大菱鲆(Scophthalmus maximus)中得到相反的结论(魏旭光, 2015)。这些结果表明膨化饲料和硬颗粒饲料对不同水产动物的促生长作用存在较大差异。

目前，关于不同蛋白质水平和加工工艺对水生动物生长的影响研究较少。(胡兵2021)研究发现，蛋白质水平为41%和43%和膨化加工工艺可促进凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长和体蛋白沉积。然而，蛋白质水平和加工工艺是否影响克氏原螯虾的生长至今未知。因此，本研究基于饲料企业的实际生产需要，研究4个不同蛋白质水平(28%、30%、32%和36%)和2种加工工艺(膨化饲料和硬颗粒饲料)的饲料对克氏原螯虾生长性能、消化力和抗氧化性能的影响，旨在为优化克氏原螯虾饲料配方和加工工艺提供理论支撑。

1 材料与方法 1.1 实验设计和实验饲料

采用4种蛋白质水平和2种加工工艺的4×2双因素实验设计，所制作的8种饲料分别为蛋白质水平28%、30%、32%和36%的膨化饲料(expanded feed，分别简称为EF28、EF30、EF32和EF36组)和硬颗粒饲料(pelleted feed，分别简称为PF28、PF30、PF32和PF36组)。实验饲料由通威股份有限公司提供，所有饲料置于–20 ℃储存，饲料营养成分见表 1。

表 1 实验饲料基本营养成分(干物质, %) Tab.1 Basic nutrient composition of experimental feed (dry matter, %)

1.2 饲养管理

养殖实验在长江大学动物科学学院水产研究基地进行，克氏原螯虾虾苗购于湖北荆州高清养殖合作社，采用塑料圆桶(直径×高= 150 cm×50 cm)饲养。实验用水为经曝气的自来水，养殖水深为0.25 m。虾苗先于圆桶中暂养1周，正式实验前24 h停止喂食，挑选初始体重为(5.35±0.63) g的虾苗随机分到24个养殖桶中。每3个养殖桶(30尾/桶)为一个处理，进行为期13周的养殖实验，每天分别于08:00和17:00饱食投喂2次。养殖用水pH为7.5~8.0，溶解氧为5.0~7.0 mg/L，氨氮低于0.1 mg/L。

1.3 样本收集与分析

正式实验开始后，每7 d从每桶随机捞取10尾虾测量体重和体长，所得数据用于生长曲线拟合。实验结束后，每个重复随机选择15尾，用1 mL无菌注射器从围心腔内抽取血淋巴，于4 ℃冰箱放置24 h后，4 ℃离心(12 000 ×g) 20 min，取上清液于–80 ℃保存。取肝胰脏和肠道，–80 ℃保存待用。采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定血清和肝胰脏的酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AKP)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)以及肠道和肝胰脏胰的胰蛋白酶(trypsin)、淀粉酶(amylase)和脂肪酶(lipase)。

饲料及虾体营养组成按照AOAC(2005)国际标准方法分析。饲料中水分含量的测定采用105 ℃干燥法，全虾水分的测定采用真空冷冻干燥法。粗蛋白含量采用凯氏定氮法测定，粗脂肪含量用索氏提取法进行测定，灰分通过550 ℃灼烧法测定。

1.4 计算公式与统计分析

克氏原螯虾生长指标计算公式如下：

增重率(weight gain rate, WGR, %)=100×(W_t– W₀)/W₀

成活率(survival rate, SR, %)=100×(N₂/N₁)

肝体比(hepatosomatic index, HSI, %)=100×H/W式中，W_t为虾终末均重(g)，W₀为虾初始均重(g)；N₂为终末虾尾数，N₁为初始虾尾数；H为肝脏质量(g)，W为体重(g)。

本研究所有结果用平均值±标准差(Mean±SD)表示。实验数据采用SPSS 19.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA)、T检验、双因素方差分析(two-way ANOVA)和非线性回归分析，用Duncan法进行多重比较，P<0.05为差异显著水平。

生长曲线选用4种常用的生长模型对克氏原螯虾体重和体长进行拟合(表 2)，根据拟合曲线参数值、估计值和拟合度(R²)选择最优的生长模型。使用幂函数对体重和体长进行拟合，方程表达式为W=aL^b (a和b为参数，W为体重，L为体长)。本研究中所选的4个模型均为非线性微分方程，采用高斯–牛顿(Gauss-Newton)算法，以残差平方和最小为目标函数，逐次迭代计算各参数值，收敛标准为1×10^–8，计算复相关指数(R²)，作为衡量拟合优度的指标。

表 2 4种生长曲线模型表达式 Tab.2 Four growth curve model expressions

2 结果 2.1 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾生长性能和体组成的影响

蛋白质水平和加工工艺对增重率和肝体比有显著的交互作用(P<0.05)(表 3)。由主效应分析可知，蛋白水平对终末体重、增重率和肝体比有显著影响(P<0.05)。随着蛋白质水平的提高，增重率逐渐下降。EF28组终末体重和增重率显著高于EF36组，EF28组肝体比显著低于其他实验组(P<0.05)。膨化加工工艺组末重和增重率显著高于颗粒加工工艺组(P<0.05)。此外，本实验养殖在半露天养殖环境中，养殖水体中有其他杂质，而饲料为沉性饲料，残余饲料较难收集，因此，没有摄食率和饲料系数等相关数据。

表 3 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾生长的影响 Tab.3 Effects of protein level and processing technique on the growth of P. clarkii

蛋白质水平和加工工艺对全虾粗蛋白和粗脂肪有显著的交互作用(P<0.05)(表 4)。主效应分析显示，蛋白质水平对全虾粗蛋白和粗脂肪影响显著(P<0.05)。加工工艺对粗脂肪有显著影响(P<0.05)，膨化饲料粗脂肪含量显著高于颗粒饲料组(P<0.05)。

表 4 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾常规成分的影响(鲜物质, %) Tab.4 Effects of protein level and processing technique on the composition of P. clarkii (fresh matter, %)

2.2 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾酶活性和丙二醛的影响

蛋白质水平和加工工艺对肝胰脏的胰蛋白酶和淀粉酶活性有显著的交互作用(P<0.05)(表 5)。主效应结果显示，蛋白质水平对肝胰脏的胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和肠道胰蛋白酶与淀粉酶活性影响显著(P<0.05)。肝胰脏的胰蛋白酶、淀粉酶和肠道胰蛋白酶、淀粉酶活性随蛋白水平升高而降低，均在28%蛋白水平时达到最大值，肝胰脏脂肪酶呈先上升后下降的趋势(P<0.05)。膨化饲料组肝胰脏胰蛋白酶、淀粉酶活力和肠道胰蛋白酶活性显著高于颗粒饲料组(P<0.05)。

表 5 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾肝胰脏和肠道消化酶活性的影响 Tab.5 Effects of protein level and processing technique on the activities of digestive enzymes in hepatopancreas and intestines of P. clarkii

项目 Items	肝胰脏 Hepatopancreas			肠道 Intestine
项目 Items	胰蛋白酶 Trypsin /(U/mg prot)	淀粉酶 Amylase /(U/mg prot)	脂肪酶 Lipase /(U/g prot)	胰蛋白酶 Trypsin /(U/mg prot)	淀粉酶 Amylase /(U/mg prot)	脂肪酶 Lipase /(U/g prot)
组别 Group
EF28	5 038.44±119.86^a	13.66±0.53^a	28.21±1.61^abc	92.97±4.30^a	1.81±0.06^a	33.92±3.45
EF30	4 648.51±183.74^b	8.24±0.13^cd	30.21±1.00^a	82.42±3.02^bc	1.83±0.11^a	34.92±3.83
EF32	4 343.80±68.33^c	11.84±0.24^b	28.99±1.09^ab	81.64±3.27^bc	1.71±0.18^a	33.14±5.19
EF36	2 551.40±101.58^g	6.26±1.21^ef	26.71±1.80^bc	72.32±2.92^de	1.45±0.11^b	34.28±4.15
PF28	4 353.07±122.06^c	8.96±0.65^c	28.01±1.55^abc	84.66±4.77^b	1.85±0.11^a	34.05±2.54
PF30	3 833.29±70.73^d	7.11±0.89^de	28.26±1.33^abc	76.46±2.62^cd	1.78±0.07^a	33.32±2.69
PF32	3 538.54±91.04^e	7.49±0.89^de	28.69±2.6^abc	74.81±2.09^de	1.70±0.20^a	35.53±1.00
PF36	2 984.19±118.54^f	4.84±1.87^f	25.61±1.46^c	69.07±3.53^e	1.45±0.10^b	34.74±0.72
主效应 Main effect
蛋白质水平 Protein level
28	4 695.76±159.49^a	11.31±1.07^a	28.11±0.58^b	88.81±2.49^a	1.83±0.03^a	33.99±1.11
30	4 240.90±189.25^b	7.68±0.34^c	29.23±0.61^a	79.44±1.69^b	1.80±0.04^a	34.12±1.26
32	3 941.17±182.45^c	9.67±1.00^b	28.84±0.73^a	78.23±1.83^b	1.71±0.07^a	34.33±1.47
36	2 767.79±104.83^d	5.55±0.66^d	26.16±0.66^b	70.69±1.39^c	1.45±0.04^b	34.51±1.09
加工工艺 Processing
膨化饲料 Expanded feed	4 145.54±288.92^a	10.00±0.89^a	28.53±0.52	82.34±2.36^a	1.70±0.05	34.06±1.05
硬颗粒饲料 Pelleted feed	3 677.27±151.42^b	7.10±0.53^b	27.64±0.57	76.25±1.88^b	1.69±0.06	34.41±0.54
双因素方差分析 Two-way ANOVA
蛋白质水平 Protein level	0.000	0.000	0.201	0.000	0.000	0.993
加工工艺 Processing	0.000	0.000	0.023	0.000	0.886	0.798
交互作用 Interaction effect	0.000	0.007	0.774	0.636	0.935	0.774

蛋白水平和加工工艺对肝胰脏丙二醛含量和碱性磷酸酶活性有显著的交互作用(P<0.05)。主效应结果显示，蛋白质水平对肝胰脏丙二醛含量、碱性磷酸酶活力和血清碱性磷酸酶、酸性磷酸酶活性及丙二醛含量影响显著(P<0.05)(表 6)。随着蛋白质水平升高，肝胰脏碱性磷酸酶活性和血清总抗氧化能力、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活性逐渐降低，肝胰脏和血清的丙二醛逐渐升高(P<0.05)。颗粒饲料肝胰脏丙二醛含量显著低于膨化饲料组(P<0.05)，碱性磷酸酶活力显著低于膨化饲料(P<0.05)。

表 6 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾肝胰脏和血清抗氧化和免疫酶活性及丙二醛的影响 Tab.6 Effects of protein level and processing technique on activities of antioxidant- and immune-related indices in hepatopancreas and serum of of P. clarkii

项目 Items	肝胰脏 Hepatopancreas			血清 Hemolymph
项目 Items	MDA /(nmol/mg prot)	AKP /(King U/g prot)	ACP /(King U/g prot)	MDA /(nmol/mL)	AKP /(King U/100 mL)	ACP /(King U/100 mL)
组别 Group
EF28	2.43±0.52^a	58.99±1.01^d	6.45±0.90	0.63±0.08^a	2.43±0.24^ab	1.46±0.05^c
EF30	4.79±0.57^b	53.98±2.50^c	7.27±0.84	1.21±0.22^ab	2.37±0.19^ab	1.36±0.14^bc
EF32	5.90±0.25^c	56.82±0.79^cd	6.60±0.62	1.26±0.08^ab	2.25±0.48^ab	1.23±0.10^b
EF36	5.11±0.46^bc	56.71±2.13^cd	6.58±0.19	1.45±0.29^b	2.17±0.37^ab	1.09±0.13^a
PF28	2.52±0.55^a	46.79±3.86^b	6.95±0.67	1.26±0.10^ab	3.08±0.15^c	1.51±0.14^c
PF30	2.54±0.79^a	45.80±2.86^b	6.81±0.52	1.21±0.22^ab	2.55±0.22^b	1.25±0.11^ab
PF32	2.58±0.20^a	42.05±2.38^a	6.41±0.30	1.41±0.16^b	2.45±0.49^ab	1.2±0.18^ab
PF36	2.99±0.65^a	39.68±3.24^a	6.94±0.23	1.64±0.84^b	2.01±0.26^a	1.19±0.09^ab
主效应 Main effect
蛋白质水平 Protein level
28	2.47±0.20^a	52.89±2.48^b	6.70±0.28	0.94±0.15^b	2.75±0.14^a	1.48±0.04^a
30	3.67±0.56^b	45.80±0.94^a	7.27±0.28	1.21±0.08^a	2.46±0.08^b	1.30±0.05^b
32	4.24±0.75^b	49.43±2.85^a	6.50±0.16	1.33±0.06^a	2.35±0.16^c	1.22±0.05^bc
36	4.05±0.52^b	39.68±1.06^a	6.58±0.06	1.55±0.23^a	2.09±0.11^c	1.14±0.04^c
加工工艺 Processing
膨化饲料 Expanded feed	4.56±0.41^a	56.62±0.60^a	6.73±0.18	1.14±0.10	2.30±0.08	1.28±0.04
硬颗粒饲料 Pelleted feed	2.66±0.16^b	43.58±1.02^b	6.78±0.12	1.38±0.12	2.52±0.12	1.29±0.05
双因素方差分析 Two-way ANOVA
蛋白质水平 Protein level	0.000	0.000	0.870	0.179	0.072	0.926
加工工艺 Processing	0.000	0.008	0.361	0.095	0.004	0.000
交互作用 Interaction effect	0.000	0.013	0.329	0.76	0.131	0.367

2.3 生长模型拟合

蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾体重和体长的累计生长曲线如图 1所示，体重呈先上升后逐渐平缓的趋势，其中，EF28实验组从第28天开始体重累计生长曲线高于其他各实验组。体长的生长曲线前期(0~35 d)呈生长较快，到第49天开始减慢，70 d后各组的体长增长趋势差异不明显。

用Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy和Brody共4种模型对体重进行拟合(表 7)。结果显示，除Gompertz模型对EF28组拟合效果最好，R²为0.992，其余各组均为Logistic模型效果最好，R²分别为0.992、0.994、0.989、0.993、0.987、0.989和0.996，拟合曲线见图 2。说明Logistic模型最适宜拟合克氏原螯虾的体重生长过程。EF28、EF30、EF32、EF36、PF28、PF30、PF32和PF36组体重在最适模型(Logistic)条件下的拐点时间分别为35.47、31.26、35.00、34.30、33.12、27.76、29.92和26.58 d，拐点体重分别为10.20、9.28、9.60、8.87、9.42、8.36、8.81和8.19 g。

图 1 饲料蛋白水平和加工工艺克氏原螯虾体重(a)和体长(b)的累计生长曲线 Fig.1 Cumulative growth curves of body weight (a) and body length (b) on different protein level and processing technique of P. clarkii

表 7 不同饲料蛋白质水平和加工工艺下克氏原螯虾体重生长曲线模型拟合 Tab.7 Fitting of body weight growth curve model with different protein level and processing technique of P.clarkii

组别 Group	模型 Model	拟合参数 Fitting parameter			R²	拐点(t, y) Inflection point
组别 Group	模型 Model	A	B	k	R²	拐点(t, y) Inflection point
EF28	Logistic	20.395	5.079	0.330	0.991	34.47	10.20
	Gompertz	17.367	1.577	0.201	0.992	15.86	6.39
	Von Bertalanffy	23.580	0.520	0.159	0.985	25.15	6.99
	Brody	28.841	0.869	0.011	0.981	–	–
EF30	Logistic	18.553	4.047	0.313	0.992	31.26	9.28
	Gompertz	20.033	1.827	0.199	0.989	21.20	7.37
	Von Bertalanffy	20.977	0.476	0.161	0.987	22.74	6.22
	Brody	24.315	0.829	0.013	0.984	–	–
EF32	Logistic	19.200	4.116	0.283	0.997	35.00	9.60
	Gompertz	21.215	1.848	0.173	0.994	24.85	7.80
	Von Bertalanffy	22.573	0.480	0.136	0.993	27.14	6.69
	Brody	28.152	0.851	0.010	0.990	–	–
EF36	Logistic	17.739	3.646	0.264	0.989	34.30	8.87
	Gompertz	19.838	1.724	0.159	0.986	23.98	7.30
	Von Bertalanffy	21.267	0.456	0.124	0.984	28.28	6.30
	Brody	27.240	0.839	0.008	0.982	–	–
PF28	Logistic	18.840	3.907	0.288	0.993	33.12	9.42
	Gompertz	20.644	1.791	0.179	0.99	22.79	7.59
	Von Bertalanffy	21.832	0.469	0.142	0.988	25.40	6.47
	Brody	26.371	0.835	0.011	0.985	–	–
PF30	Logistic	16.726	3.392	0.308	0.989	27.76	8.36
	Gompertz	17.734	1.653	0.206	0.985	17.08	6.52
	Von Bertalanffy	18.332	0.440	0.171	0.983	19.79	5.43
	Brody	20.152	0.786	0.016	0.980	–	–
PF32	Logistic	17.623	3.605	0.300	0.988	29.92	8.81
	Gompertz	18.978	1.708	0.193	0.984	19.42	6.98
	Von Bertalanffy	19.818	0.451	0.157	0.983	22.09	5.87
	Brody	22.880	0.809	0.013	0.985	–	–
PF36	Logistic	16.372	3.136	0.301	0.996	26.58	8.19
	Gompertz	17.367	1.577	0.201	0.992	15.86	6.39
	Von Bertalanffy	17.949	0.424	0.168	0.990	19.41	5.32
	Brody	19.668	0.770	0.015	0.988	–	–
注：表中A为极限生长值，k为瞬时生长速度，B为参数，t为拐点天数(d)，y为拐点体重(g)。 Note: In the table, A is the limit growth value, k is the instantaneous growth speed, B is the parameter, t is the inflexion days (d), and y is the inflexion weight (g).

图 2 克氏原螯虾实际体重和体长生长曲线与Logistic模型拟合生长结果的比较 Fig.2 Comparison between growth curve and Logistic fitting curve models of actual body weight and body length of P. clarkia a：膨化饲料组体重；b：硬颗粒饲料组体重；c：膨化饲料组体长；d：硬颗粒饲料组体长 a: Body weight of EF groups; b: Body weight of PF groups; c: Body length of EF groups; d: Body length of PF groups

用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy 3种模型对体长进行拟合(表 8)。结果显示，Logistic模型最适宜拟合克氏原螯虾的体长生长过程，各组的R²依次为0.993、0.989、0.994、0.987、0.978、0.996、0.983和0.982，拟合曲线见图 2。EF28、EF30、EF32、EF36、PF28、PF30、PF32和PF36组体长在最适模型(Logistic) 条件下的拐点时间分别为6.19、5.51、6.11、6.12、5.62、4.85、5.10和3.84 d，拐点体长分别为38.06、37.32、37.46、37.13、37.04、36.39、36.75和35.81 mm。

表 8 不同蛋白质水平和加工工艺下克氏原螯虾体长生长曲线模型拟合 Tab.8 Fitting of body length growth curve model with different protein level and processing technique of P.clarkii

通过幂函数对各组克氏原螯虾体重和体长之间关系进行拟合，EF28、EF30、EF32、EF36、PF28、PF30、PF32和PF36的拟合方程分别为W=1.321×10^–6 ×L^3.814 (R²=0.981)、W=4.923×10^–6×L^3.496 (R²=0.970)、W=3.186×10^–6×L^3.601 (R²=0.982)、W=2.332×10^–6×L^3.669 (R²=0.976)、W=1.740×10^–6×L^3.751(R²=0.985)、W=6.272× 10^–6×L^3.438 (R²=0.979)、W=4.331×10^–6×L^3.527(R² = 0.973)、W = 2.174×10^–6×L^3.692(R²=0.977)，拟合度(R²)均大于0.97，说明幂函数可很好地对克氏原螯虾体重和体长之间的关系进行拟合。

3 讨论 3.1 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾生长性能的影响

增重率是反映养殖动物生长速度快慢的一项重要指标。在本研究中，克氏原螯虾在28%蛋白质水平的膨化加工工艺饲料组生长性能最佳，且蛋白质水平和加工工艺对增重率存在交互作用。胡兵(2021)研究发现，凡纳滨对虾在41%和43%蛋白质水平的膨化饲料生长最佳，这与本结果存在一定差异，表明在不同的甲壳动物之间蛋白质水平和加工工艺对其促生长作用存在差异。李强(2012)认为克氏原螯虾饲料中适宜的蛋白质水质平为33.44%~37.95%(硬颗粒加工工艺)，何吉祥等(2009)发现克氏原螯虾对蛋白质的最适需求量为31.86%(硬颗粒加工工艺)。本研究发现，添加28%蛋白质的膨化加工工艺饲料能够使克氏原螯虾达到最佳生长性能，表明膨化加工工艺可降低克氏原螯虾饲料蛋白质添加水平，节约饲料成本。主效应分析结果显示，随着蛋白质水平的升高，克氏原螯虾增重率显著下降，说明过高的蛋白质水平降低了其生长性能。这有可能是由于蛋白质水平过高，机体的代谢负担增加，从而抑制其生长发育(Lu et al, 2020)。在罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)(董云伟等, 2001)和斑节对虾(Penaeus monodon)(张加润等, 2012)中也发现相似的结果。此外，膨化加工工艺的饲料对克氏原螯虾生长性能的影响优于颗粒加工工艺，这与草鱼(陈团等, 2018)和凡纳滨对虾(胡兵, 2021)结果相似。相反，对斑点叉尾(Ictalurus punctatus)(徐怀兵, 2017)，膨化饲料相比于硬颗粒饲料并没有显著优势。表明不同蛋白水平和加工工艺对不同水生动物生长的影响存在较大差异，还需要在实际生产中进一步研究。

消化酶是维持机体正常代谢的活性物质，消化酶活性直接反映机体对营养物质消化吸收的能力(Mairesse et al, 2006; Mohanta et al, 2009)，消化酶活性与生长呈正相关(于宁等, 2014)。本研究中，主效应分析结果表明，克氏原螯虾肝胰脏和肠道胰蛋白酶和淀粉酶活性随着饲料蛋白质水平的升高而降低。这可能是蛋白质水平超过其需要量时，增加了肠道及肝胰脏消化负担，导致消化酶活性降低(王建等, 2019)。膨化饲料消化酶活性高于硬颗粒饲料，可能是由于膨化饲料通过机器高温加工，饲料中蛋白质结构疏松，抗营养因子被破坏，消化酶活性得到提高，从而促进其生长(林仕梅等, 2001)，这与草鱼(陈团等, 2018)和哲罗鲑(王常安等, 2008)研究相一致。综上可知，28%蛋白质的膨化饲料可提高克氏原螯虾的消化能力，进而促进其生长。

3.2 蛋白质水平和加工工艺对克氏原鳌虾生长曲线的影响

目前，已有许多学者针对水生动物进行生长发育规律研究并寻求与之符合的生长模型。在这些研究中，Logistic模型能很好地拟合日本沼虾(Macrobranchium nipponense)(刘军等, 2003)的生长曲线，Gompertz模型可以很好地拟合白斑红点鲑(Salvelinus leucomaenis)幼鱼(郭媛等, 2015)和罗氏沼虾(Chen et al, 2019)的生长曲线，Von Bertalanfy模型能很好地拟合欧洲沟对虾(Melicertus kerathurus)的生长曲线(Conides et al, 2006)。以往研究发现，即便是同一物种，饲喂不同营养水平饲料时的最优生长模型也存在较大差异(Araneda et al, 2013; Chávez-García et al, 2020)。本研究利用Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy和Brody 4种生长模型对克氏原螯虾体重和体长进行拟合。结果发现，这4种生长模型均能很好地拟合克氏原螯虾生长模型(除Brody方程无法拟合体长外)，且预测值与实际相接近。从拟合度来看，Logistic模型的拟合度最高，且Logistic模型的预测生长曲线与实际值更为接近。因此，从拟合曲线的拟合度、生长拐点和预测值等多方面进行比较，认为Logistic模型模拟克氏原螯虾体长和体重的生长规律优于另外3种模型。

在本实验中，用幂函数对克氏原螯虾体长与体重的关系进行拟合，得到各组拟合度均大于0.97，表明幂函数能很好拟合体长与体重的关系。在幂函数中，b值代表生物的生长特点，当b=3代表等速生长，b>3为正异速生长，b<3为负异速生长(臧娜等, 2021)。本实验中，各组b值均大于3，且相差不大，说明克氏原螯虾是正异速生长，各组之间的生长特点较为一致。唐建清等(2003)用幂函数对不同性别克氏原螯虾体长与体重的关系进行拟合，得出其雌虾和雄虾体长与体重关系式分别为W=0.019 9L^{3.244 2}、W=0.015 5 L^{3.406 5}，为正异速生长，与本实验结果一致。张年国等(2020)对池塘养殖条件下的虾蛄(Oratosquilla oratoria)体长与体重的关系进行拟合，拟合方程为W=0.016L^2.879，为负异速生长，说明不同物种之间生长特点有所不同。本研究不同组之间b值出现一定差异，这可能是蛋白水平和加工工艺所导致。

3.3 蛋白质水平和加工工艺对克氏原螯虾抗氧化和免疫酶活的影响

水生动物的免疫应答和抗氧化能力可以反映其健康状况。研究表明，适宜范围内的饲料蛋白质水平可以提高生物机体的非特异性免疫机能(张宝龙等, 2021; 王纤纤等, 2020)。T-AOC是反映机体抗氧化酶和非酶系统总体能力的指标。MDA是脂质过氧化作用形成的产物，MDA含量的多少可反映机体内脂质过氧化的程度，间接地反映机体细胞受自由基攻击的严重程度，即细胞受损程度(Li et al, 2019)。AKP和ACP是溶酶体的组成部分，是甲壳类动物重要的先天免疫酶。ACP和AKP活性越高，说明免疫状态越好(Krogdahl et al, 2000)。本研究中，主效应分析结果显示，克氏原螯虾肝胰脏和血清的ACP和AKP随蛋白水平的上升而下降，在28%蛋白质水平组最高，而MDA含量在36%蛋白质组最高。这说明饲料中添加28%蛋白质可以使克氏原螯虾具有最优的抗氧化能力和免疫反应能力，过高的蛋白质水平会对机体产生免疫抑制并削弱抗氧化系统能力。原因可能是过高的蛋白质含量摄入增加了机体代谢负担，产生代谢紊乱，从而影响其免疫和抗氧化机能的正常发挥(Buentello et al, 2001)。谢国驷等(2007)研究发现，适宜的蛋白质水平可以提高凡纳冰对虾的SOD和AKP活性。张宝龙等(2021)得出饲料蛋白质水平在34.64%时澳洲淡水龙虾(Cherax quadricarinatus) SOD、CAT、T-AOC、GSH-PX和GSH-ST活性显著升高，均与本实验结果相符。加工工艺的主效应结果显示，投喂膨化饲料的克氏原螯虾肝胰脏的AKP显著低于颗粒饲料，MDA含量显著高于颗粒饲料。对于膨化加工工艺来说，随着蛋白质水平升高到32%，MDA显著升高，这与脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)(范陈伟等, 2020)和中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)(Zhu et al, 2021)的结果相一致。原因可能是膨化饲料加工过程中的高温高压会导致一些热敏性物质维生素E、维生素C和类胡萝卜素等被破坏，这些物质失活后会使生物机体内的抗氧化能力降低(张采等, 2008)。综上得到，28%蛋白质水平可提高克氏原螯虾抗氧化能力。虽然膨化饲料会使克氏原螯虾抗氧化能力下降，但在28%蛋白质水平时，2种加工工艺之间克氏原螯虾抗氧化能力并无差异。

4 结论

本研究结果表明，蛋白水平和加工工艺以交互作用的方式影响克氏原螯虾的生长性能和抗氧化能力。在28%蛋白质水平时，克氏原螯虾生长性能、消化酶,和抗氧化能力最高，膨化饲料组生长性能优于硬颗粒饲料。生长模型拟合结果表明，4种模型(Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy和Brody)均能很好模拟克氏原螯虾体重和体长的生长曲线，以Logistic模型最优，且幂函数可以反映体重和体长之间的关系。综上所述，建议在实际生产中对克氏原螯虾投喂28%蛋白质水平的膨化饲料。

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