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微胶囊饲料一些理化指标的测定与评价

更新时间:2016-07-05

目前,大黄鱼(Pseudosciaena crocea)人工育苗的开口饵料基本上是依靠微藻、轮虫、卤虫、桡足类等传统的生物饵料。生物饵料具有生产成本高、产量和质量不稳定、有时还携带病原微生物等缺点,严重制约了大黄鱼苗种生产的可持续发展[1-2]。微胶囊饲料在很大程度上可以弥补生物饵料的不足。

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微胶囊饲料是指在饲料工业中运用微胶囊技术加工而成的微小颗粒饲料。微胶囊技术是一种将分散的固体物质、液滴或气体完全包封在一层致密膜中形成微胶囊的方法,可以有效降低外部环境对包被物质的影响,具有屏蔽芯材味道、颜色和气味,降低毒性,改变物质的性质,延长挥发物质的储存时间,持续释放物质进入外界,将不可混合的化合物隔离等功能[3]。此外,微胶囊饲料还具有以下特点:提高水中的稳定性,营养成分不易散失,减少浪费;水中悬浮性好,便于鱼苗摄食,减少对养殖水体的污染;营养全面,能满足鱼苗各个生长时期的营养需求[4]。正因为微胶囊饲料的这些优点,在海水仔稚鱼育苗开口饲料方面,微胶囊饲料能否替代生物活饵的问题成为近年来研究的热点。

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目前国内外在海水仔稚鱼微粒饲料营养消化生理和人工微颗粒饲料技术方面的研究较多[5-7],但在微胶囊饲料适口性、稳定性、易消化性等理化性质方面的研究较为少见[4]。笔者研究了大黄鱼仔稚鱼微胶囊饲料的外部形态、粒径、均匀性以及在水中的悬浮性和溶解性等理化性质,旨在为微胶囊开口饲料的研究与开发提供一些理论依据和参考。

1 材料与方法

在海水鱼养殖水体标准中,要求pH在7.5~8.2,氨氮浓度不高于0.2 mg/L,亚硝酸盐浓度不高于0.5 mg/L。由此

悬浮率和溶解率分别按以下方式计算:

1.3 试验方法

1.3.1 微胶囊饲料的颗粒形态。取0.1 g左右的微胶囊饲料样品放在烧杯中,搅拌均匀,然后取样分散在载玻片上,置于倒置生物显微镜下观察,选择合适的倍数,找到同一张画面中最清晰的图像并拍照记录,多次取样观察,最终选择2张差异较明显的图像进行对比。

悬浮率=b/a×100%

1.3.3 水中的悬浮率和溶解率。量取100 mL海水倒入100 mL烧杯中,然后称取一定质量a的微胶囊饲料撒在上述烧杯中,使其均匀地分布在海水表面,分别静置0.5、1.0、1.5、2.0 h后,再用滴管沿液面吸取悬浮液,将沉淀和悬浮液分别放入恒温干燥箱中105 ℃恒温烘干至恒重,得到悬浮固体的质量b和沉淀固体的质量c,进行多次平行试验,计算悬浮率和溶解率,然后求平均值,绘制成折线图。

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1.2 试验仪器 分析天平、倒置生物显微镜、激光粒度分布仪、烧杯、移液管、量筒。

1.3.2 微胶囊饲料的粒径和均匀性。将上述搅拌均匀的颗粒饲料按照粒径大小(差异明显)分为2组,定义为1号和2号饲料,再分别逐个滴入到粒度分布仪的样品槽中,然后进行测量,测定多次,取其平均值,得到平均粒径,然后根据粒径分布来比较颗粒的均匀性。

(1)

溶解率=(a-b-c)/a×100%

(2)

式(1)和(2)中,a代表选取微胶囊饲料样品质量(g);b代表悬浮在水中的微胶囊饲料质量(g);c代表沉淀的微胶囊饲料质量(g)。

1.3.4 浸泡2 h后水体的pH、氨氮和亚硝酸盐浓度。分别量取100 mL海水置于2个相同烧杯中,一个不做任何处理,作为空白对照;另外一个烧杯需要称取10 g左右颗粒样品倒入其中,搅拌10 min使其溶解,静置一段时间待溶液明显分层,取上层清液过滤。然后,分别测定海水和浸泡液的pH、氨氮、亚硝酸盐浓度。pH的测定使用标准pH电极法;NH4+含量使用纳氏试剂比色法与分光光度计测定:碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物,其色度与氨氮含量成正比,通常可在波长410~425 nm范围内测定其吸光度,计算NH4+含量;NO2-含量使用重氮-偶氮比色法测定:在酸性(pH=2)条件下,与对氨基苯磺酰进行重氮化反应,反应产物与二盐酸-1-萘乙二胺作用,生成深红色偶氮染料,再测定吸光度。

2 结果与分析

2.1 大黄鱼仔稚鱼微胶囊饲料形态的观察 由表1、表2可知,微胶囊1号饲料的平均粒径为(27.77±1.18)μm,粒径大小比较集中,分布范围在20~40 μm;微胶囊2号饲料的平均粒径为(34.73±1.76)μm,粒径大小不一。从图1可以看出,这2种饲料的外观形态差异显著。微胶囊1号饲料(a)分布均匀,多呈圆形或椭圆形;微胶囊2号饲料(b)分布散乱,大部分呈不规则形状,排列无序混乱。

表1 微胶囊1号饲料平均粒径的分布

Table 1 The average particle size distribution of microcapsule feed No.1

粒径范围Rangeofparticlesize∥μm个数Number百分比Percentage∥%10~208322.821~3017748.531~405916.241~50277.451~60123.361~7020.571~8030.881~9020.5

表2 微胶囊2号饲料平均粒径的分布

Table 2 The average particle size distribution of microcapsule feed No.2

粒径范围Rangeofparticlesize∥μm个数Number百分比Percentage∥%10~20227.121~308427.231~4010935.341~506119.751~60258.161~70102.371~8010.381~9000

注:a.1号饲料;b.2号饲料 Note:a.Feed No.1;b.Feed No.2 图1 微胶囊饲料的微观形态观察 Fig.1 The morphological observation of microcapsule feed

2.2 大黄鱼仔稚鱼微胶囊饲料在水中的悬浮率和溶解率 从图2可以看出,随着时间的增加,悬浮率逐渐降低。1号饲料在整个过程中的沉降速度比较均匀,相对比较平稳,而2号饲料主要的沉降过程集中在前1.0 h内,此时的沉降速度最快,之后随着时间的增加,沉降速度放慢,且低于1号饲料的沉降速度。最初,1号饲料的悬浮率低于2号饲料,是因为2号饲料的粒径相对较大,与水接触的表面积大,所以悬浮性较好;此后,1号饲料的悬浮率高于2号饲料,这是因为2号饲料的颗粒完整度不高,呈不规则形,与水接触的表面积大,从而加快溶解,颗粒慢慢变小,悬浮率降低。

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图2 2种微胶囊饲料在水中的悬浮率比较 Fig.2 The suspension rate comparison of two kinds of microcapsule feed in water

从图3可以看出,随着时间的增加,2种饲料的溶解率不断增加,但溶解速度越来越小。最初,1号饲料的溶解率高于2号饲料,后来随着浸泡时间的延长,2号饲料的溶解率高于1号饲料,这与粒径的大小也有关,2号饲料的粒径大且呈不规则形,与水接触的面积大,溶解率较高;1号饲料粒径较小,与水接触的面积小,溶解率较低。

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图3 2种微胶囊饲料在水中的溶解率比较 Fig.3 The solubility comparison of two kinds of microcapsule feed in water

2.3 微胶囊饲料浸泡2 h后水体的pH氨氮和亚硝酸盐浓度 由表3可知,作为空白对照的海水所测得的pH为(8.100±0.058),氨氮浓度为(0.010±0.002)mg/L,亚硝酸盐浓度为(0.316±0.047)mg/L。作为试验组微胶囊饲料1号的浸泡液pH为(6.800±0.056),氨氮浓度为(0.052±0.003)mg/L,亚硝酸盐浓度为(0.412±0.006)mg/L;微胶囊饲料2号的浸泡液pH为(6.683±0.031),氨氮浓度为(0.047±0.005)mg/L,亚硝酸盐浓度为(0.493±0.026)mg/L。

1.1 材料 微胶囊饲料由福建省淡水水产研究所水产动物营养与饲料研究室研发并制成。微胶囊饲料芯材的主要原料为:鱼粉、鱿鱼浆、牡蛎、饲料酵母、海藻多糖、复合维生素、复合矿物质、诱食剂、蛋黄等。壁材的主要原料为辛烯基琥珀酸淀粉钠、明胶;表面活性剂包括司班80和吐温。

表3 海水浸泡2 h后微胶囊饲料的pH氨氮和亚硝酸盐浓度

Table 3 pHammonia concentration and nitrite concentration of microcapsule feed after soaking in the seawater 2 h

类型Type样本质量Massofsamples∥gpH氨氮Ammonianitrogen∥mg/L亚硝酸盐Nitrite∥mg/L1号饲料FeedNo.110.030±0.0496.800±0.0560.052±0.0030.412±0.0062号饲料FeedNo.210.020±0.0306.683±0.0310.047±0.0050.493±0.026海水本体值Backgroundvalueofseawater10.040±0.0458.100±0.0580.010±0.0020.316±0.047

可见,微胶囊饲料对水体有一定的影响,浸泡液偏酸性,但对水体中氨氮和亚硝酸盐浓度的影响不大。

3 讨论

3.1 微胶囊饲料微观形态的观察 处于开口期的海水鱼仔稚鱼一般个体微小,大小为400~500 μm,摄食能力较弱,消化器官不完善,对饵料有着非常严格的要求,所以微胶囊饲料的颗粒大小和形态对海水鱼仔稚鱼的摄食有着直接的影响。王有基等[8]研究表明,用于鱼类育苗的开口饵料适宜粒径的通常在20~40 μm,且在育苗过程中各个时期的鱼苗对饵料的粒径都有不同的需求,所以在制作微胶囊饲料的工艺流程中要对粒径规格严格控制。该试验中所得到的微胶囊饲料的粒径大小符合海水鱼开口饵料的要求,与2号饲料相比,1号饲料粒径更适宜。此外,呈椭圆形或圆形的颗粒饲料更利于鱼苗的摄食,而2号饲料呈不规则形,有棱角,鱼苗摄食时,容易受伤并且很难消化,造成浪费。黄志强等[4]研究表明,粒径大小分布均匀的微胶囊饲料在适口性方面优于传统的生物活饵,并且在水中的稳定性好,在水中不易溃散,营养物质保存较为完整。

3.2 微胶囊饲料在水中的悬浮率和溶解率 海水鱼仔稚鱼个体较小,通常在中上层活动和采食[4],所以为了便于鱼苗的采食,微胶囊饲料在水中的悬浮性要好,以利于减少浪费和污染。悬浮性和溶解性是反映微胶囊饲料在水中稳定的重要特征。

该试验所用2种微胶囊饲料在水中的悬浮性都偏低,很多都沉在底部,而且随着浸泡时间的增加,悬浮性越来越低,溶解性越来越高。微胶囊饲料粒径的大小与悬浮性、溶解性有一定的关系,饲料粒径越大,悬浮性越差,溶解性越高;粒径越小,溶解性越低,悬浮性越好。生物饵料(轮虫、卤虫、桡足类等)经常在水的上层活动,在投喂时海水鱼仔稚鱼很容易摄食。在水中稳定性方面,微胶囊饲料还存在着不足,很难完全替代生物饵料独立作为海水鱼仔稚鱼的开口饵料。张玲等[3]研究表明,微胶囊饲料的结构(芯材和壁材)很大程度上决定了其悬浮性和溶解性的好坏,所以在微胶囊饲料的原料选择,加工流程、后期的制囊技术等方面需要进一步研究。

3.3 微胶囊饲料浸泡液的pH氨氮和亚硝酸盐浓度 在水产育苗过程中对水质的各项指标有着更严格的控制。大黄

鱼属于海水鱼类,生活的水体环境要求偏碱性并且氨氮和亚硝酸盐浓度在正常范围内。微胶囊饲料的水中稳定性对水质的pH、氨氮、亚硝酸盐浓度有着直接的关系,水中稳定性好、消化吸收率高的饲料,营养物质可以更好地被仔稚鱼消化吸收,排泄物少,参与到水体氨氮的转化过程中,对水体污染小。水中稳定性差、消化吸收率低的饲料,对养殖水体污染大,水体的氨氮和亚硝酸盐浓度高,对水产育苗造成不良影响。该试验中微胶囊饲料浸泡液偏酸性,但在生产性育苗池塘饲料投放密度较低,对水体中氨氮、亚硝酸盐浓度的影响不大。这说明微胶囊饲料的水中稳定性基本符合要求。

4 结论

该试验所用的微胶囊饲料颗粒形态可以满足大黄鱼育苗开口时期的摄食要求,微胶囊饲料的悬浮性和溶解性较差,其加工工艺有待进一步改善。在大黄鱼育苗生产中,试验所用的微胶囊饲料可以部分替代生物饵料。

生长发育指标:在各处理中选择长势均匀的 5 株棉花定株进行各项指标的连续测定。从6月6日开始每10 d分别测定选定棉株的株高、茎粗和叶片数。

参考文献

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[3] 张玲,杨丽.微胶囊技术在饲料工业中的应用[J].河南水产,2011(1):21-22.

[4] 黄志强,李保国.水产养殖微胶囊开口饲料的耐浸泡性、悬浮性测试分析[C]//2007中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨中国中部地区农产品加工产学研研讨会论文集.北京:中国农业工程学会,2007:107-110.

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[8] 王有基,胡梦红,翟旭亮.微粒饲料在水产动物苗种培育中的应用研究[J].北京水产,2007(3):52-57.

梁萍,严美姣,林建斌,朱庆国,邱曼丽,IJEOMA CHRIS JUSTICE
《安徽农业科学》 2018年第9期
《安徽农业科学》2018年第9期文献

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