《Aquaculture》：Dietary
Paecilomyces variotii single-cell protein supports growth and intestinal health in gilthead sea bream
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单细胞蛋白替代鱼粉对沙丁鱼生长、血浆生化及肠道菌群的影响及应激缓解作用。
塞雷娜·布斯蒂（Serenata Busti）| 特隆德·莫滕·科特纳（Trond Morten Kortner）| 埃琳·克里斯蒂娜·瓦伦（Elin Christine Valen）| 伊莉莎·贝尼尼（Elisa Benini）| 亚历西奥·博纳尔多（Alessio Bonaldo）| 查里拉奥斯·希罗斯（Charilaos Xiros）| 法比奥·布兰比拉（Fabio Brambilla）| 丹尼尔·斯奇基塔诺（Daniel Scicchitano）| 乔治亚·帕拉迪诺（Giorgia Palladino）| 马可·坎德拉（Marco Candela）| 马可·贝雷蒂尼（Marco Berrettini）| 弗朗切斯科·多恩迪（Francesco Dondi）| 玛丽亚·朱利亚·法拉利（Maria Giulia Ferrari）| 皮耶尔·保罗·加塔（Pier Paolo Gatta）| 卢卡·帕尔马（Luca Parma）
博洛尼亚大学兽医医学科学系，Via Tolara di Sopra 50，40064 Ozzano Emilia，博洛尼亚，意大利
摘要
本研究评估了来自丝状真菌Paecilomyces variotii（PV）的单一细胞蛋白（SCP）对鲷鱼生长、血浆生物化学成分和肠道健康的影响。实验鱼初始平均体重为120.3±0.02克，喂食四种不同配方的饲料104天，这些饲料中含有不同比例的PV SCP粉（0% CTRL、5% SCP5、7.5% SCP7.5和10% SCP10），作为鱼粉（FM）的部分替代品，对照组饲料中鱼粉含量为22%。试验结束时，鱼被置于2小时的高密度环境中（80 kg/m3生物量）。结果显示，最终体重（FBW）、特定生长率（SGR）、饲料转化率（FCR）和饲料摄入量（FI）均无显著差异，表明添加SCP并未对生长和饲料利用产生不利影响。相反，含有PV的饲料上调了与营养转运相关的基因表达，如肽转运蛋白1（pept1）、脂肪酸结合蛋白（fabp2）、钠/葡萄糖共转运蛋白1（slc5a1）和水通道蛋白8（aquap8），表明营养吸收能力得到增强。不同水平的膳食SCP还增加了潜在有益的乳酸菌以及以几丁质酶活性著称的Paenibacillus属细菌的数量，这可能通过几丁质降解提高营养物质的可用性。高密度环境显著改变了大多数血浆参数，表明对鱼的代谢功能产生了负面影响。值得注意的是，喂食含SCP饲料的鱼血浆中的天冬氨酸氨基转移酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）和肌酸激酶（CK）水平显著降低，表明SCP具有缓解压力引起的组织损伤的作用。这一保护作用还得到了谷胱甘肽还原酶（gr）表达上调的支持，表明抗氧化防御能力增强，能够对抗肌肉和其他组织中的氧化损伤。总之，这些发现证实了Paecilomyces variotii丝状真菌作为鲷鱼蛋白质来源的潜力，不仅可作为鱼饲料中传统蛋白质的部分替代品，还具有促进健康的功效。
引言
近年来，植物性蛋白质来源已被用作鱼粉（FM）在水产饲料中的替代品。然而，这些成分存在显著的可持续性问题，包括高碳足迹以及与人类食用作物的直接竞争（Wilkinson等人，2020年）。这凸显了需要新型、可持续且营养充足的饲料成分的必要性。其中，单一细胞蛋白（SCP）是一种有前景的替代品，它们来自酵母、细菌、真菌和微藻，通过发酵高效生产且对环境影响较小（Sharif等人，2021年；Marchi等人，2023年）。SCP可以在富含有机物的工业和农业废弃物上培养，所需土地、水和时间比传统植物性来源少（Sharif等人，2021年）。特别是来自丝状真菌的SCP因能够利用多种低成本底物、较高的营养价值（40–60%蛋白质）以及含有必需氨基酸、多不饱和脂肪酸、维生素和矿物质而受到关注（Karimi等人，2019年；Hooft等人，2024年）。此外，真菌细胞壁含有功能性成分，如甘露聚糖寡糖（MOS）、β-葡聚糖、几丁质和壳聚糖，这些成分可通过促进生长性能（Refstie等人，2010年；Staykov等人，2007年）、调节肠道结构（Schmidt等人，2017年）、发挥抗氧化作用（Karimi等人，2023年）和增强抗病性（Gokulakrishnan等人，2023年）来为鱼类带来健康益处。
最近的研究评估了Paecilomyces variotii（PV）丝状真菌在鱼类中的营养价值，主要是在鲑科鱼类中。在大西洋鲑鱼（Salmo salar）中，PV成功替代了高达20%的鱼粉和植物性成分中的粗蛋白，从而提高了饲料转化率（FCR）和营养利用率（Hooft等人，2024年）。一项关于虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）的研究表明，将PV作为饲料中的替代蛋白质来源可以提高可持续性而不影响饲料效率。实际上，含有PV的饲料能够维持与传统大豆基饲料相当的FCR，并具有环境优势（Bergman等人，2024年）。此外，PV还表现出免疫调节作用。在大西洋鲑鱼的初级头部肾脏和脾脏白细胞培养中，PV暴露诱导了促炎细胞因子和抗菌效应（Mensah等人，2024年）。类似地，在饲料中添加4%和16%的PV可以增强针对Vibrio anguillarum的特异性IgM产生，并减少与炎症途径相关的蛋白质，包括头部肾脏中的沙门氏菌感染、细胞凋亡和坏死（Mensah等人，2025年）。其他研究也探讨了丝状真菌在鱼类中的效果。在瑞巴鲤（Cirrhinus reba）中，来自Aspergillus niger丝状真菌的SCP改善了生长性能（Chakraborty等人，2022年）。在虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）中，添加Neurospora intermedia调节了肠道微生物群并增加了乳酸菌的数量（Singh等人，2021年）。同样，在吉贝尔鲤（Carassius auratus gibelio）中，添加Geotrichum candidum改善了生长和饲料利用（Noor-Ul等人，2020年）。
迄今为止，尚未有研究评估PV衍生的SCP在鲷鱼（Sparus aurata）饲料中的应用。本研究旨在填补这一空白，首次测试PV-SCP在鲷鱼饲料中的效果。试验采用了该物种当前使用的商业配方，确保其应用于水产养殖的高度相关性。采用了一种综合方法，整合了生长性能、血浆生物化学分析和微生物群谱分析。此外，我们还评估了与压力、免疫、营养吸收和屏障完整性相关的肠道基因表达，并通过模拟养殖条件下的高密度环境挑战来评估PV的功能潜力。
伦理声明
实验程序经过博洛尼亚大学动物实验伦理科学委员会的评估和批准，符合欧洲2010/63/UE指令关于用于科学目的的动物保护的规定。实验方案得到了博洛尼亚大学（意大利）伦理委员会的批准（方案编号N° 237,050）。
实验饲料
四种实验饲料（颗粒大小：4.0毫米）由Sparos Lda（Olh?o）使用挤出技术配制和生产。
生长、营养利用和形态指标
试验结束时的生长性能数据（FBW和SGR）、FI、FCR、HSI、VSI和MFI总结在表4中。在整个实验期间，FBW、SGR、FCR和FI均未观察到显著差异（p > 0.05）。VSI和MFI也未观察到显著差异（p > 0.05）。根据ANOVA分析，SCP7.5组的HSI值显著高于其他组（p = 0.024）。
讨论
在本研究中，给鲷鱼喂食不同水平的膳食SCP（最高达10%，相当于鱼粉含量减少36.5%）并未导致生长或饲料利用的显著差异。这些结果表明，SCP可以在鱼粉含量较低的饲料中部分替代鱼粉。同样，在大西洋鲑鱼中，可以在饲料中添加16%的Paecilomyces variotii SCP，作为鱼粉、小麦麸质和大豆蛋白浓缩物的部分替代品。
结论
总之，这些发现证实了Paecilomyces variotii丝状真菌作为鲷鱼蛋白质来源的潜力，不仅可作为当前饲料配方中传统蛋白质的替代品，还具有作为功能性成分的潜力。
作者贡献声明
塞雷娜·布斯蒂（Serenata Busti）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学研究。特隆德·莫滕·科特纳（Trond Morten Kortner）：撰写 – 审稿与编辑、方法学研究。埃琳·克里斯蒂娜·瓦伦（Elin Christine Valen）：撰写 – 审稿与编辑、监督、方法学研究、概念化。伊莉莎·贝尼尼（Elisa Benini）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学研究、概念化。亚历西奥·博纳尔多（Alessio Bonaldo）：撰写 – 审稿与编辑、方法学研究、概念化。查里拉奥斯·希罗斯（Charilaos Xiros）：
未引用参考文献
AOAC, 2025
Karimi等人，2018
Young, 2020
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究是在NextGenProteins项目（将未充分利用的资源转化为下一代食品和饲料蛋白质）的支持下进行的，该项目由欧盟的Horizon 2020研究和创新计划资助。授权协议编号862704：https://nextgenproteins.eu/。作者Elisa Benini获得了项目代码CN_00000033的支持，该项目的许可法令编号为2022年6月17日的意大利大学和研究部CUP J33C22001190001。
