我國是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖大國之一,水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量已連續(xù)多年居世界第一。水產(chǎn)飼料是水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要物質(zhì)基礎(chǔ), 被稱為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的糧草, 在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中具有舉足輕重的地位。水產(chǎn)動物對飼料蛋白質(zhì)水平要求較高,一般為畜禽的2 ~ 4 倍,通常占配方的25% ~ 50%,甚至更多。飼料蛋白質(zhì)含量過高或過低,均不利于魚蝦生長。同時,不同水產(chǎn)動物對脂肪、糖類等營養(yǎng)成分的需求也存有明顯差異。因此,合理的飼料配方及蛋白來源是水產(chǎn)飼料能否得到高效利用的關(guān)鍵。
1、魚粉應(yīng)用現(xiàn)狀
魚粉具有蛋白質(zhì)含量高、富含動物必需氨基酸、容易被動物消化吸收等特點,因此,魚粉作為水產(chǎn)飼料的主要蛋白源具有特殊的優(yōu)勢。近年來,隨著水產(chǎn)品需求量的日益增加,養(yǎng)殖規(guī)模的逐漸擴大,魚粉的需求量呈現(xiàn)快速增長之勢。然而全球漁業(yè)自然資源的衰退導(dǎo)致世界魚粉產(chǎn)量逐年下降,魚粉供應(yīng)矛盾日益突出、價格不斷攀升。我國年均進(jìn)口魚粉約100萬t, 魚粉供應(yīng)的數(shù)量和價格對我國養(yǎng)殖業(yè)的效益影響頗大。尋找價格低廉、來源豐富的飼料蛋白源來替代魚粉具有重要的意義。
近年來,國內(nèi)外學(xué)者在尋找魚粉替代蛋白源及各種蛋白源替代魚粉作為飼料蛋白源的最優(yōu)比例方面已進(jìn)行了大量的研究。當(dāng)前可利用的蛋白源主要包括動物性蛋白源、植物性蛋白源和單細(xì)胞蛋白源三類。動物性蛋白源和單細(xì)胞蛋白源的營養(yǎng)價值較植物性蛋白源高,含豐富的蛋白質(zhì),但植物蛋白源具有價格低廉且供應(yīng)比較穩(wěn)定的優(yōu)勢。
2動物性蛋白源
魚粉替代動物性蛋白源主要包括畜禽加工副產(chǎn)品、昆蟲及其他一些動物性蛋白源等。此類蛋白源富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素,但糖類含量低,營養(yǎng)價值一般比植物性蛋白源高。
2 .1畜禽加工副產(chǎn)品
根據(jù)所利用的畜禽下腳料不同,可作為蛋白源的畜禽加工副產(chǎn)品包括肉骨粉、肉粉、血粉、羽毛粉等。羽毛粉蛋白質(zhì)含量高,但因含有較多的二硫鍵且不易被水解,不易被水產(chǎn)動物消化吸收,可消化率低。Wang 等發(fā)現(xiàn),當(dāng)羽毛粉替代10% ~30%魚粉,娩狀黃姑魚的特定生長率和體增質(zhì)量都顯著下降。因此,摸索出一些破壞二硫鍵的有效方法對于提高羽毛蛋白質(zhì)的利用率具有重要的意義。
目前羽毛粉降解技術(shù)主要有高壓水煮、膨化、酸堿降解、生物酶法等。血粉是一種非常好的魚粉替代蛋白源,其營養(yǎng)豐富, 粗蛋白含量往往超過85% ,且畜禽血液年產(chǎn)達(dá)2000萬t以上,每年可供生產(chǎn)血粉200萬t。然而不同加工工藝生產(chǎn)的血粉其營養(yǎng)價值差別很大,目前應(yīng)用較廣的主要為發(fā)酵血粉。發(fā)酵血粉經(jīng)菌種優(yōu)選和工藝改進(jìn),比直接干燥血粉或蒸煮血粉可消化氨基酸增加,適口性提高,且發(fā)酵過程中可產(chǎn)生多種B族維生素。譚東權(quán)報道,用發(fā)酵血粉培養(yǎng)革胡子鯰魚苗,無論生長還是成活率都較理想。北京水產(chǎn)研究所用發(fā)酵血粉全部代替鯉魚飼料中的魚粉,獲得成功。養(yǎng)鱒飼料一般添加5%左右的發(fā)酵血粉。E IHaroun等對虹鱒的研究表明, 噴霧干燥后的雞血粉和急驟干燥后的牛血粉中賴氨酸的生物活性比L- 賴氨酸鹽酸鹽還略高,對虹鱒的體增質(zhì)量和飼料效率等也有較好的效果。肉粉、肉骨粉是營養(yǎng)比較全面的飼料蛋白源,后者鈣、磷含量豐富。但肉骨粉的消化率低且必需氨基酸不平衡, 在大黃魚飼料中替代水平較低,而以肉骨粉配合賴氨酸和蛋氨酸使用時則對鯉魚的生長性能有較大程度改善。另外,肉骨粉的替代比例也成為眾多學(xué)者研究的熱點,Robaina等用肉骨粉替代魚粉的飼料喂養(yǎng)金頭鯛,發(fā)現(xiàn)肉骨粉替代魚粉的比例高達(dá)40% 時,魚的生長情況良好, 各項生長指標(biāo)和飼料利用率均高于全魚粉對照組。但進(jìn)一步的組織學(xué)研究卻發(fā)現(xiàn),當(dāng)飼料中的肉骨粉超過20%時,魚的肝部發(fā)生了明顯的病變。
2. 2昆蟲
昆蟲是動物界中最大的類群, 是地球上最具開發(fā)潛力的動物蛋白資源。相關(guān)研究表明, 昆蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)含量接近或高于優(yōu)質(zhì)魚粉的含量,各種營養(yǎng)因子齊全,許多國家將人工飼養(yǎng)昆蟲作為解決蛋白質(zhì)飼料來源的主攻方向。目前可利用的昆蟲蛋白源有蠶蛹、蠅蛆、黃粉蟲、天虻和天蛾等,它們代替魚粉飼喂不同水產(chǎn)動物均取得不錯的效果。
美國密西水產(chǎn)研究所開展的以昆蟲作水產(chǎn)飼料蛋白源的課題已可以進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用。該項目是以玉米和棉花的兩種蟲蛾作為昆蟲源,進(jìn)行高速度和高密度的大量繁殖,出房時以氣霧劑將昆蟲麻醉后,就可為魚提供活體蛋白飼料。該技術(shù)已在一些集約養(yǎng)殖場作為鮭、鱒、鰻、鱸等魚類的飼料,其成本比魚粉的蛋白源飼料低15%左右,而被飼魚的肉質(zhì)和口感還有所提高。劉伯生用摻有6% ~ 8%的活黃粉蟲配合飼料中喂養(yǎng)禽畜和甲魚、鰻、蟹等特種水產(chǎn)動物, 適口性好,助消化,長勢快,肉味好,形狀美,抗病力強。用之喂養(yǎng)蛋雞,產(chǎn)蛋數(shù)量多,蛋重增加。喂養(yǎng)野雞、野鴨,體重明顯增加。喂牛蛙可提前1個半月達(dá)標(biāo)。喂豬,皮毛光滑,膚色紅潤,長膘快,可縮短1個月的飼養(yǎng)周期。家蠅幼蟲喂養(yǎng)家禽的報道最早見于20世紀(jì)50年代,自此以后陸續(xù)有相關(guān)報道家蠅的飼養(yǎng)方法及其家蠅營養(yǎng)組分分析。家蠅幼蟲、蛹蛋白質(zhì)含量高達(dá)50% ~65%, 脂肪約30%, 含有豐富蛋氨酸,必需氨基酸種類齊全且含量豐富,礦物質(zhì)Ca、P含量較高,是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料。用家蠅代替部分或全部魚粉用作飼料飼喂畜禽、魚類等都取得不錯效果。
2. 3其他動物性蛋白源
除節(jié)肢動物中的昆蟲被開發(fā)利用為動物蛋白源,甲殼動物中的鹵蟲、環(huán)節(jié)動物中的蚯蚓和紅蟲以及軟體動物中的河蚌、蝸牛和福壽螺等也被開發(fā)利用為動物性蛋白源。福壽螺被加工成鯰魚飼料、鮭魚飼料和鱒魚飼料,經(jīng)喂養(yǎng)試驗后表明,福壽螺可完全代替魚粉作為水產(chǎn)動物的蛋白源,魚體的增長率和蛋白蓄積率均比魚粉高。
3、植物性蛋白源
植物性蛋白源來源廣泛,處理比較容易,但營養(yǎng)價值較動物性蛋白源低。傳統(tǒng)的植物蛋白源主要包括不同大豆產(chǎn)品(大豆粉和大豆餅粕)、棉籽餅粕、亞麻餅粕、麥胚芽粉、玉米蛋白粉、土豆蛋白等。目前研究較多的植物蛋白源主要有大豆酶解蛋白、大豆?jié)饪s蛋白、發(fā)酵植物蛋白等。朱偉等報道,以不同量的麥芽胚芽粉部分代替魚粉,日本對蝦成長和成活率均未受影響,替代量以5% ~10%較為合適。日本北海道水生生物研究所對用大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白、大豆酶解蛋白來代替紅魚粉作為水產(chǎn)飼料蛋白源進(jìn)行5 年跟蹤對比試驗,發(fā)現(xiàn)以大豆蛋白混合物代替魚粉的最優(yōu)化比例為30% ~ 40% ,同時飼料成本降低25% ~ 45% 。然而, 有研究表明植物蛋白源的添加導(dǎo)致飼料適口性變差,魚類攝食率降低,這主要是因為植物蛋白中含有胰蛋白酶抑制因子、植酸、棉酚等抗?fàn)I養(yǎng)因子。這些因子可直接或間接地影響動物的消化酶活性,從而降低蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率。胰蛋白酶抑制因子和消化道內(nèi)的胰蛋白酶結(jié)合生成無活性的復(fù)合物,降低胰蛋白酶的活性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的消化吸收率降低。植酸可與蛋白質(zhì)堿性殘基結(jié)合,抑制胃蛋白酶和胰蛋白酶活性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的利用率降低。某些因子甚至直接對魚類產(chǎn)生毒害作用,如棉籽餅中的游離棉酚不僅直接對魚類產(chǎn)生毒害作用,而且在加工過程中易和賴氨酸結(jié)合,降低賴氨酸的利用率。因此,如何降低植物蛋白源中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量成為有效利用植物蛋白源的研究重點。當(dāng)前主要采用適當(dāng)?shù)募訜帷D壓、膨化和生物發(fā)酵等方法加以消除部分抗?fàn)I養(yǎng)因子,甚至通過添加外源性酶制劑和誘食劑來改善飼料適口性。
4、單細(xì)胞蛋白源
單細(xì)胞蛋白源也稱微生物飼料,主要包括一些單細(xì)胞藻類、酵母、細(xì)菌和真菌等。單細(xì)胞蛋白源比高等植物和動物更富含蛋白質(zhì), 必需氨基酸含量多且較平衡, 粗纖維含量極低。Nandeesha 等報道用螺旋藻代替魚粉不影響鯉魚苗增重、飼料轉(zhuǎn)化率和蛋白質(zhì)效率。另外, 酵母單細(xì)胞是另一應(yīng)用較多的單細(xì)胞蛋白源,如酒廠和面包房的酵母液或維生素B1酵母菌等。程光平等用不同比例的酵母蛋白替代飼料中的魚粉,進(jìn)行室內(nèi)分階段飼養(yǎng)胡子鯰試驗,養(yǎng)殖效果表明在胡子鯰飼料中,酵母蛋白可替代魚粉,其適合用量為10% 左右(即替代50%左右魚粉)。近年來,我國東北地區(qū)進(jìn)口了一些飼用石油酵母,其粗蛋白質(zhì)含量在60%以上,比其他酵母約高10% ,略低于進(jìn)口魚粉,其中賴氨酸與魚粉接近,蛋氨酸或含硫氨基酸明顯偏低。從能量角度看,飼用石油酵母要優(yōu)于魚粉。一般來說,工業(yè)化生產(chǎn)的魚粉經(jīng)脫脂后,粗脂肪較低,雖然未經(jīng)脫脂的魚粉粗脂肪也很高,但極易氧化變質(zhì)而影響品質(zhì)。石油酵母粗脂肪含量雖高(一般可達(dá)10% 以上) ,但在細(xì)胞質(zhì)中以結(jié)合型存在,非常穩(wěn)定,利用率也好。但如何減少單細(xì)胞蛋白中的高核酸,改善其利用率和消化率是有效利用單細(xì)胞蛋白源的未來研究熱點。
5、組合蛋白源
與單一蛋白源部分或全部替代魚粉不同, 當(dāng)前人們傾向于設(shè)計不同類型的蛋白源組合來替代魚粉, 這可能是因為各種蛋白源的營養(yǎng)成分具有互補性, 不同蛋白源的混合使用使配方的營養(yǎng)更均衡,從而有利于動物體的吸收利用及生長發(fā)育。吳建國等選用魚粉、豆粕、菜籽粕和啤酒酵母為原料設(shè)計6種不同的蛋白源組合對方斑東風(fēng)螺進(jìn)行對比試驗, 研究結(jié)果表明魚粉、豆粕、菜籽粕為1:1:1(質(zhì)量比) 的比例組是方斑東方螺的較優(yōu)蛋白源,可獲得較好的飼養(yǎng)效果。丁雪燕等在海區(qū)小網(wǎng)箱中開展豆粕粉加肉骨粉、玉米蛋白粉代替魚粉的配合飼料飼養(yǎng)大黃魚試驗, 結(jié)果表明: 用豆粕粉加肉骨粉加玉米粉替代60% 和30% 魚粉,對大黃魚的養(yǎng)殖性能和經(jīng)濟效益無顯著影響,以30% 的替代量更為合適,而且膨化飼料優(yōu)于粉狀飼料。
6、小結(jié)及展望
盡管水產(chǎn)飼料替代蛋白源的開發(fā)利用已取得了很大的進(jìn)展,但是多數(shù)水產(chǎn)飼料仍然擺脫不了魚粉的限制,無法在水產(chǎn)飼料中進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用,尤其是名貴的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種。如何合理開發(fā)和利用非魚粉蛋白源尚存在諸多問題需要研究和探討,如氨基酸平衡性差、存在抗?fàn)I養(yǎng)因子、飼料適口性差、消化率差等問題。
因此,只有在營養(yǎng)學(xué)、飼料加工技術(shù)等方面,深入探討非魚粉蛋白源飼料配方技術(shù)以及相配套的養(yǎng)殖技術(shù),大幅度提高飼料蛋白的消化、吸收、轉(zhuǎn)化,減少浪費,才能真正緩和甚至解決飼料行業(yè)的發(fā)展與蛋白源飼料短缺的矛盾。