Clostridium autoethanogenum蛋白替代鱼粉对青鱼生长性能、血清生化、抗氧化能力、免疫反应及肌肉品质的影响研究

　　为解决鱼粉资源短缺及可持续水产养殖需求，研究人员开展Clostridium autoethanogenum蛋白(CAP)替代鱼粉对青鱼(Mylopharyngodon piceus)多维度影响的研究。通过设置0-100%梯度替代实验，发现40%CAP替代可显著提升血清IGF-Ⅰ和5-HT水平，增强肠道绒毛高度(VH)和紧密连接蛋白cldn-5表达，同时改善肌肉硬度和弹性。该研究为单细胞蛋白在水产饲料中的应用提供理论依据，对推动水产养殖业可持续发展具有重要意义。

　　

在全球水产养殖业快速发展的背景下，传统饲料原料鱼粉(FM)面临着资源枯竭和环境压力的双重挑战。作为中国"四大家鱼"中唯一的肉食性鱼类，青鱼(Mylopharyngodon piceus)因其卓越的口感和营养价值备受消费者青睐，2023年产量已达80万吨。然而，现有替代蛋白源如动植物蛋白存在成本高、适口性差、抗营养因子等问题，严重制约着水产养殖的可持续发展。寻找新型可持续蛋白源成为行业迫切需求，而利用工业废气发酵生产的Clostridium autoethanogenum蛋白(CAP)因其85%的高蛋白含量、平衡的氨基酸谱和环保特性，展现出巨大潜力。

为系统评估CAP的替代效果，来自湖州大学等机构的研究团队在《Aquaculture Reports》发表了创新性研究成果。该研究采用六组等氮等脂饲料设计(CAP0-CAP100)，对450尾初始体重5.34±0.02g的青鱼幼鱼进行8周养殖实验。研究综合运用生长性能测定、血清生化分析、抗氧化酶活性检测、qPCR基因表达分析、肠道组织学观察和肌肉质构测定等技术手段，首次全面揭示了CAP替代鱼粉对青鱼多系统的影响机制。

在生长性能方面，研究发现各替代组间终末体重(FBW)、增重率(WG)和特定生长率(SGR)无显著差异，二次回归分析确定最佳替代比例为51.03%。血清生化结果显示，CAP40组显著降低谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性，提高高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平，表明40%替代可改善肝脏健康状态。值得注意的是，CAP60组胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)和5-羟色胺(5-HT)含量显著升高，提示其对生长代谢和摄食行为的调控作用。

消化生理研究发现，CAP替代显著影响消化酶活性和相关基因表达。肝胰腺中淀粉酶(AMS)和脂肪酶(LPS)活性在CAP80组达到峰值，而胰蛋白酶(TRY)活性随替代比例增加持续升高。肠道AMS活性在CAP40组最高，与ams基因表达上调一致，表明CAP可能通过调节消化酶系统促进营养吸收。

抗氧化系统分析揭示，CAP40组肝胰腺中谷胱甘肽过氧化物酶1(gpx1) mRNA表达显著上调，同时kelch样ECH相关蛋白1α(keap1α)表达下降。虽然总超氧化物歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在CAP0-CAP40组间无差异，但核因子E2相关因子2(nrf2)表达随CAP比例增加而降低，表明Keap1/Nrf2通路参与调控CAP诱导的抗氧化反应。

免疫相关指标显示，CAP40组溶菌酶(LZM)活性和免疫球蛋白M(IgM)水平显著高于CAP100组。基因表达分析发现，碱性磷酸酶(alp)、补体成分4(c4)和igm在CAP40组表达最高，证实40%替代可有效增强先天免疫和体液免疫。肠道组织学观察发现，CAP40组绒毛高度(VH)和隐窝深度(CD)显著增加，紧密连接蛋白claudin-5(cldn-5)表达上调，表明其对肠道屏障功能的改善作用。

在肌肉品质方面，CAP40组硬度和弹性显著提高，肌纤维直径增大而密度降低。胶原合成相关基因phd和lox表达上调，而胶原降解酶cathepsin-L(cath-l)和cathepsin-B(cath-b)活性增加，表明CAP通过调节胶原代谢平衡影响肌肉质地。值得注意的是，40%替代组肌肉粗蛋白含量最高，必需氨基酸组成保持稳定，证实CAP能维持鱼肉营养价值。

这项研究首次系统阐明了CAP替代鱼粉在青鱼养殖中的应用效果，证实40%替代比例可优化生长性能、改善肝脏功能、增强免疫防御并提升肌肉品质。研究结果不仅为水产饲料蛋白源开发提供新思路，也为实现绿色可持续的水产养殖模式奠定理论基础。特别是CAP利用工业废气生产的特性，实现了"变废为宝"的循环经济理念，对推动整个水产行业转型升级具有重要指导意义。未来研究可进一步探索CAP在不同生长阶段青鱼中的应用策略，以及与其他蛋白源的协同效应，为产业化应用提供更全面的技术支撑。