牛蛙营养需求研究进展

◆作者：刘 敏 张海涛 孙广文 王卓铎

◆单位：广东恒兴饲料实业股份有限公司；农业农村部华南水产与畜禽饲料重点实验室

牛蛙(Lithobates catesbeiana)在分类学上属脊索动物门、脊椎动物亚门、两栖纲、无尾目、蛙科、蛙属。牛蛙原产于北美，于20世纪50 年代引入中国，近年来牛蛙养殖业发展迅猛，且已成为我国养殖产量最大的两栖动物（皇康康，2014）。2018 年我国蛙养殖总产量为10.2255 万吨，养殖区域主要集中在江西省、湖南省、福建省、湖北省和辽宁省等，而且产业规模相较于2017 年增加1.0602 万吨（中国渔业统计年鉴2019）。

然而，在牛蛙养殖过程中常出现牛蛙生长慢、饲料效率低且病害频发的情况，为提高生长速度和防治病害，各种药物的滥用引发了社会对养殖食品安全的忧虑，因而高效环保型牛蛙配合饲料的开发迫在眉睫。牛蛙对各种营养素的需求是配制牛蛙饲料的理论基础，目前国内外有关牛蛙营养需求的研究报道不多。

本文综述了近年来牛蛙对蛋白质、脂类、糖类、微量元素以及添加剂的需求研究概况，以期为建立和完善牛蛙的营养标准和高效配合饲料的开发提供参考依据。

1 牛蛙蛋白质营养

1.1 蛋白质与能量

蛋白质具有多种结构和代谢功能，其对于所有生物来说都是至关重要的有机物。可同时满足水产动物对氨基酸的需要量和获得最佳生长性能的蛋白质水平，即水产动物的蛋白质需求量（麦康森等，2015）。适宜的蛋白水平，既可节约饲料成本，又可降低氨氮排放，保护养殖环境。

目前，关于牛蛙饲料适宜蛋白质水平的研究，仅见皇康康（2014）和Olvera-Novoa 等（2007）有报道。皇康康（2014）以红鱼粉、豆粕和酪蛋白为蛋白源，鱼油和豆油为主要脂肪源，配制3个蛋白水平（35%、40%、45%），4个脂肪水平（4%、7%、10%、13%），蛋能比变化范围为21.9～32.0 mg/kJ 的12 种饲料，饱食投喂牛蛙[(91.5±1.1)g]8周。以牛蛙生长、体组成和肝脏健康为评价指标，推荐牛蛙饲料适宜的蛋白质为40%，适宜蛋白能 量 比 为 27.7mg/kJ。 Olvera-Novoa 等（2007）以鱼粉为主要蛋白源，配制粗蛋白水平为20%～58%的6 种试验日粮，饲喂初重为8.84±1.42 g 的牛蛙，以确立幼龄牛蛙生长所需的最佳蛋白质水平。结果表明，以增重率为指标，经二次回归分析得出：牛蛙饲料最优粗蛋白含量为39.21%，对应的蛋能比为81.34 mg P/kcal。基于该研究的试验条件，以生长为评价指标，推荐幼龄牛蛙日粮最佳粗蛋白水平为40%。

此外，牛蛙全蛙、肌肉及蛙皮的蛋白含量（奚刚等，1999；王晓清等，2002；张璐等，2007）见表1，以供研究者参考。

表1 牛蛙全蛙、肌肉以及蛙皮主要营养成分及矿物元素含量

表2 牛蛙全蛙、肌肉以及蛙皮氨基酸含量(%)

1.2 氨基酸需要量

细胞内蛋白质代谢是以氨基酸为中心的代谢。动物对蛋白质的需求实际上是对氨基酸的需求。合理的氨基酸组成和含量对于维持动物的生长和繁殖极为重要（麦康森，2011）。目前牛蛙饲料氨基酸需求仅见有蛋氨酸需求的相关报道。

冯伟（2016）以鱼粉、豆粕和大豆分离蛋白为蛋白源，以基础饲料（40%粗蛋白，0.64%蛋氨酸）为对照，在基础饲料中分别添加0～2.0%的DL- 蛋氨酸及0.4%、1.2%和2.0%的蛋氨酸二肽，设计9 种等氮等能的实验饲料，饱食投喂牛蛙8 周，牛蛙初重40.01±0.24g。结果表明，当饲料胱氨酸含量为0.26%时，以牛蛙蛋白质效率或增重率为评价指标，经二次回归分析得出，牛蛙对饲料中蛋氨酸最适需求量为1.53%或1.63%，占饲料蛋白的3.82%或4.07%。Zhang 等（2016）采用类似于冯伟的方法对牛蛙的研究发现，牛蛙日粮蛋氨酸的最佳水平为1.53%～1.62%。在日粮含0.26%胱氨酸的前提下，牛蛙日粮中总含硫氨基酸的最适水平为1.79%～1.88%。

鱼类肌肉蛋白质含量和氨基酸的组成在一定程度上可以反应鱼对蛋白质及氨基酸的需求。奚刚等（1999）、王晓清等（2002）和张璐等（2007）对牛蛙全蛙、肌肉及蛙皮的氨基酸组成进行了分析（表2）。

1.3 牛蛙饲料替代蛋白源的选择

鱼粉是水产养殖动物饲料的主要蛋白源。全球渔业资源逐年衰退，同时水产养殖业迅猛发展导致的鱼粉需求激增，均使得鱼粉价格高涨，饲料行业进入薄利时代。寻求低价质优的鱼粉替代源，是维持水产行业可持续发展的重要途径之一。

豆粕蛋白含量高，氨基酸组成良好，且我国豆粕年产量在6000 万吨左右（张连慧，2017），来源丰富，因而豆粕成为了鱼粉替代品的主要研究对象之一。但豆粕中含多种抗营养因子，包括植酸、胰蛋白酶抑制剂、大豆抗原蛋白等，阻碍了动物对营养物质的充分吸收和利用。因而部分研究也探讨了以黄粉虫粉、蝇蛆粉、蚕蛹等为代表的动物性蛋白，以酵母蛋白为代表的单细胞蛋白替代饲料鱼粉对牛蛙的影响。

方卫东等（2016）以含30%鱼粉的饲料为对照组，用豆粕分别替代20%～100%的鱼粉配制5种等氮等能的实验料，饲喂牛蛙(26.49±0.95)g 60 天。结果发现，饲料中豆粕替代80%鱼粉不会影响牛蛙的生长性能，但显著降低牛蛙后腿指数；豆粕100%替代鱼粉会导致牛蛙肠道蛋白酶活力、肝脏超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活力显著降低，并显著降低牛蛙的生长性能。因此建议牛蛙饲料中豆粕可替代鱼粉的比例为60%～80%。而丁李等（2019）的研究则得出了与此相悖的结果。丁李等以基础饲料（含44%的鱼粉）为对照，以豆粕分别替代基础饲料中50%和100%的鱼粉配制2 种等氮等能的试验料，饲喂初始体重为（40±0.3）g 的牛蛙30 天。结果发现，在该实验条件下，50%豆粕替代鱼粉即会降低牛蛙的生长性能、饲料利用率及其对饲料营养物质的表观消化率；且高豆粕日粮饲喂牛蛙可诱导其肠道炎症反应，豆粕诱导的肠道炎性反应可能是损害肠道健康、降低营养物质消化吸收的重要因素。Yang 等（2019）评估了不同蛋白源对牛蛙消化道pH 值和形态的影响，得出了类似的结果：用豆粕完全替代鱼粕对牛蛙胃肠道健康有不利影响。王健等（2018）的研究也表明，摄食全豆粕蛋白饲料的牛蛙肠粘膜上会定植大量与碳水化合物及纤维素消化相关的梭杆菌门及其门下鲸杆菌属细菌，这可能是牛蛙对植物性原料有较高利用率的原因，但同时高水平豆粕也存在引起牛蛙肠道疾病的潜在风险。此外，王健（2018）报道，蛙源酵母菌ZR1（Pseudozyma aphidis strain）具有良好的发酵豆粕能力，豆粕经其发酵后抗营养因子有所减少。但使用蛙源酵母菌ZR1 发酵豆粕完全替代饲料中的鱼粉会降低牛蛙生长性能；替代普通豆粕对牛蛙生长性能没有明显促进作用，但能提高饲料中钙与磷的表观消化率、肠道消化酶活性，肠道绒毛完整性和上皮细胞间杯状细胞数量，降低血清中血氨和尿素氮含量。

啤酒酵母的主要成分是酿酒的酵母菌体及培养基残渣等副产品，粗蛋白质含量高，粗纤维含量低，并且含有较为丰富的必需氨基酸和B 族维生素（白晓婷，2005）。李潇等（2019）以含20%鱼粉的饲料为对照饲料，用啤酒酵母粉分别替代对照饲料中25%和50%的鱼粉，配制3 种等氮等脂的试验饲料，饲喂初重为（34.15±1.10）g 的牛蛙8 周。结果表明，啤酒酵母粉替代鱼粉水平不超过50%时可维持牛蛙正常的生长性能，并有利于维护肝脏健康，因而可作为牛蛙饲料中优质的蛋白源。

黄粉虫粉的粗蛋白质含量高达50%以上（赵大军，2003），且含有动物生长所必需的18 种氨基酸（宋志峰等，2008）。黄粉虫粉的脂肪含量最高可占33.27%，其中不饱和脂肪酸可占72.73%（霍健聪等，2005）。唐扬等（2019）以含20%鱼粉的基础饲料喂对照组，用黄粉虫粉分别替代25%、50%、75%、100%的鱼粉配制4 种试验料，饲喂牛蛙(34.67±1.00)g 8 周。结果表明，黄粉虫粉可以作为牛蛙低鱼粉或无鱼粉日粮的优质蛋白源，替代牛蛙饲料中100%的鱼粉仍可维持牛蛙正常生长，且还可提高牛蛙的抗氧化能力。

蝇蛆粉蛋白质含量高，氨基酸、维生素和矿物质含量丰富且全面，富含抗菌肽、凝集素、溶菌酶等生物活性物质且价格低廉。Li 等（2019）以含20%鱼粉的基础饲料为对照组，以家蝇蛆粉分别替代基础饲料中25%、50%、75%、100%的鱼粉，共配制五组试验日粮，饱食投喂初重为（34.1±1.10）g 的牛蛙8 周。结果表明，用家蝇蛆粉完全替代鱼粉对牛蛙生长性能没有显著影响，但在较高的替代水平下，牛蛙对营养物质的消化率和肠道健康可能会有不利影响。王树华等（1990）的研究也表明，蝇蛆对幼蛙和成蛙的适口性都较好，且繁殖速度快，产量高，蝇蛆是解决牛蛙饲料蛋白来源短缺的有效途径之一。陆清尔等（1995）分别饲以蚕蛹和全价配合饲料饲喂初重为（19.09±6.02）g 的牛蛙幼蛙64 天。结果发现，饲喂全价饲料的牛蛙健康活泼、生长发育良好,而饲喂蚕蛹的牛蛙则普遍出现营养不良症状。且蚕蛹组牛蛙出现明显的脂肪肝病变，骨骼和血清钙、磷含量异常，蛙腿骨数处骨折。

胡石亮（2003）以酵母蛋白按35%、45%、55%、65%的比例、粉浆蛋白按20%、30%、40%的比例分别替代原配方中的秘鲁鱼粉，投喂规格为26～28.5g 的幼蛙22 天。结果表明：酵母蛋白替代45%的秘鲁鱼粉可提高增重率、降低饲料系数；替代比例为35%或55%时养殖效果与对照组间差异不显著，但可显著降低饲料成本；替代比例为65%时养殖效果明显比对照组差。

Zhang 等（2015）测定了分别以白鱼粉（white fishmeal，WFM）、棕鱼粉（brown fishmeal，BFM）、猪肉骨粉（porcine meat and bone meal，PMBM）、家 禽 副 产 品 粉（poultry by-product meal，PBM）、羽毛粉（feather meal，FEM）、豆粕（soybean meal，SBM）、 花 生 粕（peanut meal，PNM）、 棉 籽 粕（cottonseed meal，CSM）和菜籽粕（rapeseed meal，RSM）为蛋白源的牛蛙（初重153±3.14 g）饲料中干物质、粗蛋白、总能量、磷和氨基酸的表观消化率。结果表明，PMBM、PBM、SBM 和PNM 都可能是较好的蛋白源和氨基酸源，作为牛蛙饲料中鱼粉的替代品应用前景广阔。曾秋辉等（2017）也测定了牛蛙对MBM、FEM、血浆蛋白、肠膜蛋白和蛋白胨5 种动物蛋白原料中干物质、粗蛋白质、磷、钙以及能量的表观消化率。结果表明，牛蛙对血浆蛋白、肠膜蛋白和蛋白胨都有很高的表观消化率，可作为牛蛙饲料中优质蛋白源的备选。虽然牛蛙对MBM、FEM 的表观消化率较低，但基于饲料成本考虑亦可适量用于牛蛙饲料。

表3 牛蛙配合饲料中的鱼粉替代研究

2 牛蛙脂类营养与糖类营养

2.1 脂肪需求、碳水化合物需求及糖脂比

作为常量营养素，脂类是主要的能量来源。饲料中适当添加脂肪，可起到“节约”蛋白质需要量的作用。饲料脂肪的需要量依赖于脂肪来源及其脂肪酸组成。通常认为，糖类不是鱼虾所必须的营养物质，但饲料中添加适量的可消化糖类对于减少蛋白质和脂肪作为供能物质非常重要（麦康森等，2015）。

Zhang 等（2016）配制了糖脂比（CHO/L）水平为1.20～12.11 的6 种等氮等能日粮，饲喂初重为68.43±0.42 g 的牛蛙8 周，以确定牛蛙日粮最佳CHO/L。结果表明，日粮CHO/L 水平可影响牛蛙生长性能，基于体增重（WG）进行的二次回归分析显示，牛蛙日粮 最 佳 CHO/L 为 2.07 （约22.49%的碳水化合物和10.83%的脂质）。皇康康以鱼油和豆油为主要脂肪源，玉米淀粉为主要糖源， 配制CHO/L 范围为0.76～12.11 的7 种等氮等能试验饲料（蛋白质水平为40%，可利用能为14.5k J/g），饲喂初重（68.43±0.42）g 的牛蛙8 周。结果得出，牛蛙饲料中适宜的CHO/L 为2.76～3.94，对应的碳水化合物水平和脂肪水平分别为25.5%～30.0%和9.3%～7.6%。皇康康等（2014）的研究同时表明，以牛蛙生长、体组成和肝脏健康为评价指标，推荐牛蛙饲料适宜的脂肪水平为7%。

2.2 脂肪酸需求

目前尚未见牛蛙脂肪酸需求的相关报道。仅见Zhang 等（2016） 分别以鱼油（Fish oil，FO）、鸡油（Poultry fat，PF）、猪油（Pork lard，PL）、大豆油（Soybean oil，SO）和 棕 榈 油（Palm oil，PO）为脂肪源配制了五种牛蛙饲料，并对不同脂肪源饲料饲喂的牛蛙肌肉脂肪酸组成进行了分析（表4）。

2.3 脂肪源替代

鱼油是最重要的脂质来源，但世界渔业资源的衰退使得其产量锐减，价格飙升，因而饲料行业亟需寻找鱼油的替代脂质资源。

Zhang 等（2016）分别以鱼油（FO）、家禽脂肪（PF）、猪油（PL）、大豆油（SO）和棕榈油（PO）为脂肪源配制五种蛋白水平为40%、脂肪水平为7%的试验牛蛙饲料，饲喂初重为83.50±1.10 g 的牛蛙8 周。结果发现，用SO 或PO 完全替代牛蛙日粮中的鱼油，不会对牛蛙的生长性能产生负面影响。替代性脂肪源SO、PO、PF、PL 对牛蛙的体成分无影响。日粮脂肪源不同，则牛蛙肌肉脂肪酸组成也不同。此外，脂肪源可影响牛蛙的肝脂代谢。皇康康（2014）分别以FO、PF、PL、SO 和PO 为主要脂肪源，配制5 种等氮等能（粗蛋白含量40%，总能19.8kJ/g）的试验饲料，饲喂牛蛙(83.50±1.10)g 8 周。其结果表明，鱼油、大豆油和棕榈油是牛蛙配合饲料优质的脂肪源。

表4 不同脂肪源对牛蛙肌肉脂肪酸组成的影响

3 牛蛙矿物质与维生素营养

由于鱼虾类既可从饲料中获得矿物元素，亦可从养殖水体中吸收某些矿物质，因而相较于陆生动物，水生动物矿物质营养研究相对困难。当前国内外有关牛蛙矿物质需求的研究报道还很少，仅见胡田恩（2015）有过初步研究。胡田恩以二水磷酸二氢钠和乳酸钙分别作为磷源和钙源，在基础饲料（含钙磷分别为0.7%和0.8%）中分别添加3 个水平的钙（0%、0.4%、0.8%），每个钙水平对应3 个磷添加水平（0%、0.4%、0.8%），通过完全交叉试验设计9 组试验饲料，饱食投喂初重为12.78±0.35 g 的牛蛙60 天。结果发现，饲料高钙更有利于牛蛙生长。钙和磷的添加有利于牛蛙骨骼的矿化，增强腿骨的强度，但饲料钙水平升高不利于钾、钠、镁、锌、铁、锰和铜等阳离子在牛蛙体内的沉积和营养物质的吸收，而添加0.4%的磷（可利用磷0.83%～0.95%）能促进牛蛙对这些元素和饲料营养物质的吸收。综合考虑，饲料总钙以1.5%（可利用钙0.86%～1.01%），总磷以1.2%（可利用磷0.83%～0.95%）的水平为宜。此外，奚刚等（1999）、王晓清等（2002）和张璐等（2007）对牛蛙全蛙、肌肉及蛙皮的几种主要矿物元素组成进行了分析（表1）。

动物需要从外界（通常是饲料）摄入微量的维生素，以维持机体生长、繁殖和健康（麦康森，2015）。维生素在动物的生长过程中扮演着多种角色：作为辅酶参与物质代谢和能量代谢调控；作为生理活性物质直接参与生理活动；作为生物体内的抗氧化剂保护细胞和器官组织的正常结构和生理功能；作为细胞和组织的结构成等（麦康森，2011）。然而，目前国内外有关牛蛙维生素需求的研究报道还属空白。

4 牛蛙饲料添加剂

传统意义上的饲料添加剂是指饲料中的非营养性成分或原料中非营养性的组分。饲料配方中使用添加剂，可影响饲料的理化性质以及影响水产动物的生长表现及产品质量（麦康森，2015）。

Zeng 等（2018）探讨了在植物性蛋白日粮中添加胍基乙酸（guanidinoacetic acid，GAA）对牛蛙的生长、抗氧化能力和肌肉能量代谢的影响。试验以基础饲料（含250 g/kg 的鱼粉、320 g/kg 的豆粕）为对照组（FM），不添加鱼粉的豆粕型日粮组（SM）含540 g/kg 的豆粕，其他四组在SM中分别添加0.02%、0.04%、0.06%、0.08%的GAA。以六种日粮分别饱食投喂初重（45±0.2）g 的牛蛙8 周。结果发现豆粕型日粮SM 中补充0.04%的GAA 可改善牛蛙生长性能、抗氧化性能和肌肉能量代谢。

胡田恩等（2015，2016）配制了 胆 汁 酸 水 平 为0、0.1、0.2 和0.3 g/kg 的4 种等氮等能饲料，饲喂牛蛙(75.01±4.23)g 8 周。结果发现，饲料中添加适量的胆汁酸有助于维护肝细胞的正常功能，且胆汁酸可促进牛蛙对营养物质的消化吸收,从而提高饲料效率和蛋白质效率,促进牛蛙的生长,同时可促进体内脂肪代谢,提高牛蛙可食部分比例。但饲料中300 mg/kg 的胆汁酸添加量对牛蛙肝脏组织有明显的毒害作用。综合考虑,建议牛蛙饲料中胆汁酸的添加量为200 mg/kg。

曾秋辉（2017）以两种产植酸酶细菌（阴沟肠杆菌E.cloacae和枯草芽孢杆菌B.subtilis）分别设3 个添加梯度（105、107和109cfu/g）以及对照组（无菌），共制作7 种饲料，饲喂初重为（42.5±0.2）g 的牛蛙幼蛙8 周。结果表明：饲料中添加E.cloacae 和B.subtilis 不影响牛蛙生长性能，且能提高牛蛙饲料效率和蛋白质效率，提高血清抗氧化能力。此外，两种产植酸酶菌的添加能够促进全体和血清钙磷的沉积以及提高饲料表观消化率；提高肠道微生物的丰度和多样性。在一定程度上可促进有益菌比例的增加，并抑制致病菌的增殖。

水产动物对猪油的消化率比鱼油低（麦康森，2015），乳化剂能有效促进脂肪在肠道内乳化形成水溶性微粒，增强动物对脂肪的吸收和利用。冯伟等（2015）分别以猪油和鱼油为脂肪源，设计两个乳化剂添加水平(0 和300 mg/kg)，配制4 种等氮等能的试验饲料，饲喂初重为（19.01±0.01）g 的牛蛙8 周。结果表明，在饲料脂肪水平为7%条件下，饲料中以猪油为主要脂肪源时添加0.03%乳化剂能提高牛蛙的采食量和肠道消化酶的活力，并促进牛蛙生长。胡石亮等（2000）的研究表明:牛蛙饲料中添加50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg 的大蒜素可提高牛蛙成活率、增重率，降低饲料系数，从而降低养蛙成本，提高经济效益。

表5 牛蛙饲料添加剂

表6 牛蛙的部分营养需要

5 总结与展望

综合牛蛙营养需求的相关研究成果，牛蛙各营养素推荐添加范围见表6。此外，相关研究表明，豆粕、发酵豆粕、啤酒酵母粉、黄粉虫粉、家蝇蛆粉等蛋白源适量替代牛蛙饲料中的鱼粉，对牛蛙生长效果没有显著影响。大豆油、棕榈油、家禽脂肪和猪油等脂肪源在适当范围内替代牛蛙配合饲料中的鱼油是可行的。

关于牛蛙饲料添加剂的研究表明，0.04%的胍基乙酸、200 mg/kg 的胆汁酸、150 mg/kg 的大蒜素对牛蛙生长性能、抗氧化性能等均有较好的贡献。两种蛙源产植酸酶菌（阴沟肠杆菌E.cloacae 和枯草芽孢杆菌B.subtilis）可提高牛蛙的抗氧化性能和免疫性能。饲料中以猪油为主要脂肪源时添加0.03%的乳化剂能提高牛蛙的采食量和肠道消化酶的活力，并促进牛蛙生长。

当前有关牛蛙营养需求和饲料研究仍然存在诸多不足，研究数据极为有限。氨基酸中仅见蛋氨酸需求有研究，脂肪酸与维生素的需求研究基本空白。蛋白源与脂肪源替代的相关研究相对丰富，但适宜的替代水平和技术还需深入研究。为达到配方精准、牛蛙养殖产业效益最大化，需进一步建立并完善的牛蛙营养需求数据库。