水產飼料蛋白源的研究現(xiàn)狀存在的問題

feed2006

蛋白質是飼料中最為重要的營養(yǎng)組分，同時也是配合飼料中成本最高的部分。在多年的漁業(yè)生產中，動物蛋白尤其是魚粉一直是水產配合飼料最重要的蛋白源，魚粉的品質是不容置疑的。但隨著飼料業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的日益發(fā)展，對于魚粉的需求量增加，造成全球魚粉的短缺，導致魚粉價格居高不下?；谑澜玺~粉資源逐漸減少以及環(huán)境保護的原因，在未來的水產養(yǎng)殖中，魚粉將不能作為水產動物飼料的主要蛋白源（New 和 Csavas, 1995）。
　　近年來，我國養(yǎng)殖水產品價格偏低，營養(yǎng)學家和飼料配方者不得不尋求其它蛋白源，減少魚粉在飼料配方中的用量，甚至完全不用。目前，這方面的研究較多，也取得了一些進展。因此，本文作者主要針對除魚粉外其他蛋白源在水產飼料配方中的應用現(xiàn)狀作一綜述。
1. 關于“替代”概念
　　目前，國內外動物營養(yǎng)學家在有關蛋白源研究的論文中都使用了“替代”（Replace或substitute）這個詞。作者認為“替代”這個概念在動物營養(yǎng)領域中的應用值得進一步商榷，魚粉以及除魚粉外其他蛋白源都能為動物生產提供蛋白質，只是蛋白質的質量和載體不同而已，而營養(yǎng)學家和飼料配方者僅僅關注的是它們的營養(yǎng)價值，尤其是所含有的蛋白質的質和量。由于歷史原因，過去魚粉資源廣，品質好，加之動物產品市場價格高，單位產品的利潤空間大，因此，魚粉在水產飼料配方中所占比例較高。目前，由于魚粉資源短缺以及環(huán)境保護的要求，更何況養(yǎng)殖水產品價格持續(xù)下降，而魚粉價格居高不下，營養(yǎng)研究者和飼料配方者就不得不尋求新的蛋白源，降低魚粉在配方中的用量，甚至完全不用。二者在本質上都是為動物提供蛋白質，只是用量不同而已，所以不存在替代的問題。
2. 蛋白源的應用
2.1 植物蛋白源的應用效果
2.1.1 大豆制品
　　目前，常用的大豆制品有全脂豆粉、豆餅、豆粕、大豆蛋白粉、大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白和大豆組織蛋白等，由于大豆來源廣，蛋白品質好，所以大豆制品是水產飼料中常用的植物蛋白源。有關這方面的研究報道很多，也是目前研究的熱點和重點。從目前的一些研究結果來看，在現(xiàn)有水產飼料配方的基礎上，適當增加大豆制品的用量不會影響魚類的生長，而完全不用魚粉時，生長速度會顯著降低（Kaushik等, 1995; Chou等, 2004）。當然，不同的魚類對不同大豆制品的耐受劑量是不一樣的(Refstie 等, 1998, 2000)。
　　大豆制品在飼料中的比例不僅影響到水產動物的生長，而且也影響動物體的營養(yǎng)組成。研究表明，隨著飼料中豆粉含量的增加，魚體的含水量增加（Olli等,1995），脂肪含量會增加（Chou等, 2004）。Jouni等（2000）研究發(fā)現(xiàn)，大豆?jié)饪s蛋白和大豆粉的應用會降低鰓骨灰分的含量。
　　另外，大豆中的抗營養(yǎng)因子會影響魚類的生長和健康。Baeverfjord 和Krogdahl（1996）在研究中發(fā)現(xiàn)全脂或脫脂大豆粉會引起魚腸道粘膜出現(xiàn)病理變化，使得腸道的吸收面積降低，甚至會出現(xiàn)腸炎。然而，這些改變是否造成投飼高含量豆粕飼料所伴隨的成長差異，則不得而知。Krogdahl 和Bakke-McKellep（2001）也發(fā)現(xiàn)投飼含豆粕的飼料魚會產生腸道末梢腫瘍的現(xiàn)象，這種情況常伴隨糞便含水量高的現(xiàn)象而出來，說明食物通過消化道的速度快，使得消化與吸收的時間縮短。雖然乙醇可溶物是造成腸末梢炎的可能因素，但是目前仍不了解豆粕中何種物質會造成腸道的改變。Krogdahl 等（2000）發(fā)現(xiàn)大豆粉會引起魚類出現(xiàn)免疫反應，因此Storebakken 等(2000)建議我們在其它魚品種上應用研究時應該對腸道的組織形態(tài)學進行觀察。而Kikuchi（1999）則報道大豆粉對魚腸道沒有任何不良影響。
　　大豆產品中的抗原可激起鱒魚的非特定免疫機制（Krogdahl 等, 2000），不過這種情形是否可增進魚類對傳染性疾病的抵抗力仍然未知，需要更進一步的研究探討使用低抗原大豆產品是否對鮭鱒類的免疫功能有利。細菌性的疾病在攝食含豆粕的大西洋鮭中比攝食魚粉或濃縮大豆蛋白飼料的魚為高，這可能是因為攝食豆粕飼料的鮭魚較容易造成腸末梢炎使細菌容易入侵（Krogdahl 和Bakke-McKellep, 2001）。當含豆粕的飼料投喂鮭魚時，免疫功能也可能受到影響。
2.1.2 非常規(guī)植物蛋白源
　　盡管非常規(guī)植物蛋白源的資源和品質方面存在一些問題，但仍有一些研究和報道，為新蛋白源的開發(fā)和應用提供了理論依據(jù)。目前，這方面的研究主要包括花生餅（粕）、亞麻籽（粕）、銀合歡粉、扇羽豆（粕）、豌豆（粕）、蠶豆（粕）、玉米麩蛋白、土豆蛋白濃縮物等，結果表明，不同植物性蛋白源在不同魚類飼料中的添加比例是不一樣的，適宜添加不會影響魚類的生長、攝食、飼料的適口性和消化率。相反，過量添加會導致不良生長效果?！?br /> 　　另外，也有研究者通過蛋白質的互補關系，把兩種或兩種以上的植物蛋白源按一定比例配合進行研究。Opstvedt 等（2003）研究發(fā)現(xiàn)全脂大豆和玉米面筋蛋白的配合使用不會影響魚類的生長、蛋白質的效率，也不影響魚體的生化組成，但隨混合物用量的增加，用于魚體生長的能量降低。這方面工作值得深入探討。
　　由于非常規(guī)植物蛋白的來源有限，加之品質相對較差，因此，在實際生產中飼料配方可以根據(jù)當?shù)厥袌銮闆r（價格、來源、品質等）和飼料公司（或廠）的具體情況（魚品種、生產規(guī)模等）在配方中進行適當添加。
2.2 動物蛋白源的應用
2.2.1畜禽副產物
　　畜禽副產物(Terrestrial animal by-products)包括雞肉粉（Poultry by-product meal，PBM）、血粉（Blood meal，BM）、羽毛粉（Feather meal）、肉粉（Meat meal，MM）、肉骨粉（Meat and bone meal，MBM）和骨粉（Bone meal）等。除骨粉以外，它們具有蛋白含量較高、氨基酸種類較為豐富、價格低廉等優(yōu)點，在畜禽及水產飼料中被廣泛應用。但它們也存在共同的缺點：如消化率低、質量不穩(wěn)定等。尤其是該類產品的質量安全隱患（如瘋牛?。?，使得其應用受限。
　　目前，這方面的研究主要集中在海水魚蝦類，并且國外研究居多。根據(jù)現(xiàn)有的研究結果表明，魚蝦對雞肉粉、噴霧干燥血粉的消化率較高，與魚粉差異不顯著，而對肉骨粉的蛋白質消化率則顯著低于魚粉。
　　有些研究認為肉骨粉的適口性不好，因而影響魚類的攝食率。Robaina 等 (1997)研究發(fā)現(xiàn)在一定范圍內使用肉骨粉不會影響硬頭鱒的攝食率，但當其用量增加時攝食率明顯低于魚粉組。而以肉骨粉和植物蛋白結合，并補充部分賴氨酸、色氨酸和蘇氨酸時，飼料中完全可以不添加魚粉(Wu 等,1999)。Millamena（2002）報道肉粉和血粉按4:1添加不會影響魚類的生長、成活率以及飼料的轉化率，還會顯著降低飼料配方成本。在未來的水產飼料研發(fā)中，畜禽副產物和植物蛋白源的配合使用將是其研究的重點。
2.2.2 水產品副產物
　　除魚粉以外，對其它水產品副產物（Fishery by-products）在魚蝦類飼料中的蛋白提供作用研究相對較少。這部分原料主要包括魚濃縮蛋白（fish protein concentrate and hydrolysate, FPC）、蝦粉（shrimp meal）、磷蝦粉（krill meal）和烏賊粉（squid meal）。研究表明，水產品副產物在魚蝦飼料中適宜添加不會影響動物的生長。
　　蝦粉、磷蝦粉和烏賊粉都是魚蝦飼料中良好的蛋白源。近年來，它們成了蝦飼料配方中不可缺少的成分之一。它們除了營養(yǎng)結構較為平衡外，還具有明顯的促攝食作用，蝦粉和磷蝦粉中所含有的蝦青素還是魚蝦類可以很好地利用的色素源。但是由于蝦粉和磷蝦粉中較高含量的幾丁質和氟以及烏賊粉中較高含量的鎘都可能影響魚類的安全，限制了它們在魚蝦飼料中的使用量。
　　魚蝦對水產品副產物的利用率一般較高，但是由于這類資源同魚粉一樣因人類的過渡捕撈和自然環(huán)境的惡化正在逐漸減少。相對而言，畜禽副產物是資源更為豐富的蛋白原料。
2.3 單細胞蛋白源的應用
　　單細胞蛋白源也稱微生物飼料，主要包括一些單細胞藻類、酵母、細菌和真菌等。單細胞蛋白源比高等植物和動物更富含蛋白質，且蛋白質生物學價值也比較高，必需氨基酸含量多且較平衡，粗纖維含量極低。但由于目前單細胞蛋白的商業(yè)化生產還存在一些困難，所以其利用受到一定的局限。
　　關于單細胞蛋白在水產動物上的應用效果得到了人們的廣泛認可。但近年來，研究人員似乎更關注單細胞蛋白的免疫作用，他們在研究中發(fā)現(xiàn)，單細胞蛋白除了具有促生長作用外，還具有明顯的非特異免疫作用。在飼料中添加能提高水產動物頭腎細胞的呼吸爆發(fā)力、溶菌酶活力和噬菌細胞的吞噬能力，還能增強動物的抗感染能力，這主要是由于單細胞蛋白源是核酸和多糖的來源（Yoshida 等, 1995）。但究竟是哪種RNA起免疫作用，目前還不清楚。
3. 影響飼料蛋白源利用的因素
　 與魚粉相比，其它動植物蛋白對水產動物的促生長效果相對較差，這是由其營養(yǎng)組成特點所決定的。可能原因如下：
3.1 適口性與攝食量
　　飼料原料的質量會直接影響到配合飼料的適口性，進而影響動物的攝食量。這一點是非常重要的，雖可以通過添加香味劑、誘食劑來改善飼料的適口性和提高動物對飼料的攝食量，還需考慮添加成本，也僅僅是治表不治本。有關這方面的研究不多，加之研究手段欠佳，故所報道的研究結果也是不一致的。
3.2 消化率
　　魚類對蛋白源利用較差的另一主要原因可能是消化率較低。相關研究則較多，不同的研究者所報道的結果也是千差萬別的，但有一點是肯定的，其消化率均不會比魚粉好。
3.3 氨基酸平衡性
　　飼料蛋白質質量即氨基酸的平衡性是影響動物對其蛋白利用的關鍵因素。眾所周知，除魚粉氨基酸較平衡外，其它蛋白源均缺乏某種和某些必需氨基酸，一些研究通過在飼料中添加必需氨基酸成功地提高了蛋白質飼料的質量。
3.4 抗營養(yǎng)因子
　　Francis 等(2001) 的綜述中，系統(tǒng)地列出了蛋白源(植物性)中的抗營養(yǎng)因子。我國在這方面比較重視，成立了動物營養(yǎng)學會飼料毒物專業(yè)委員會，還出版了《飼料毒物學》。而涉及水產動物病理、毒理、組織、代謝方方面面的研究，目前還是一片空白，僅僅有一些生長實驗報告，這無疑影響和阻礙了新蛋白源在水產動物上的研發(fā)和應用?？範I養(yǎng)因子在飼料原料尤其是植物性飼料中廣泛存在，主要是影響了動物對飼料營養(yǎng)物質的消化利用率，有些可能對動物消化道產生一些不良影響，甚至引起動物中毒死亡。當然，不同動物對不同抗營養(yǎng)因子的耐受劑量是不一樣的。
3.5 其它因素
　　除上述原因外，也有人認為飼料利用率差的原因可能是缺乏未知生長因子、影響適口性和營養(yǎng)價值的因子存在以及其較高的非蛋白氮、環(huán)境問題。
　　過多低質飼料蛋白的應用，一方面由于其消化利用率不高，排泄物較多，造成對水環(huán)境的污染，尤其是氮，它是影響水體富營養(yǎng)化的重要元素之一。另外，也給飼料加工提出了更高的要求，否則，飼料在水中的穩(wěn)定性差，易造成飼料對水體的直接污染。犧牲環(huán)境來提高動物的生產能力的時代已過去，也是漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展所不容許的。Lupatsch 等(1998) 等根據(jù)營養(yǎng)物質攝入量=生長量或沉積量+糞便含量+排泄物，估測了烏頰魚(gilthead seabream) 的營養(yǎng)物質分配模型（見圖1），可見，飼料中的N、P僅22%和28%用于生長沉積，絕大部分被間接損失，造成營養(yǎng)物質的浪費，進而引起對養(yǎng)殖水體的污染。當然，引起N排泄的因素較多，如溫度、體重、 營養(yǎng)水平、日投喂頻率、鹽度、蛻皮期和環(huán)境的氨濃度等。
　　目前，營養(yǎng)學家一方面通過營養(yǎng)平衡來提高飼料N的利用，也試圖通過對營養(yǎng)（蛋白）需要量進行重新評估，獲得準確的營養(yǎng)參數(shù)，使飼料配制技術更加科學，更加符合生產實際。但目前面臨的一個十分突出的矛盾問題，就是由于魚產品價格下降，而優(yōu)質蛋白源（如魚粉、豆粕等）價格居高不下，導致低質蛋白源在配方中大量添加，飼料質量下降，從而加劇了環(huán)境污染。因此，面臨著提高動物生產能力（產量和品質）和環(huán)境保護的雙重任務，是現(xiàn)在和今后動物生產者所追求的目標，也就是說，飼料中的氮最大限度地用于動物的生長沉積。這就要求動物營養(yǎng)研究者、飼料配方者和飼料加工業(yè)共同努力，提高飼料產品的質量，生產出環(huán)境友好的飼料，進而生產出優(yōu)質的水產品來滿足消費者的需求。
4. 應用前景
　　值得欣慰的是，近年來，對蛋白資源的研發(fā)作了許多工作，如前所述，也取得了較大的基礎理論和應用研究成果，推動了飼料工業(yè)的發(fā)展。尤其可喜的是水產動物營養(yǎng)與飼料的研究滲透到其他學科，形成了一些交叉的研究領域，如生物技術、環(huán)境營養(yǎng)、免疫營養(yǎng)、生物礦化等。有關水產動物免疫營養(yǎng)和生物礦化，是有待研究進軍的新領域。
　　 雖然目前有較多的研究工作主要集中在蛋白源的用量以及對動物生長的影響上，但仍存在許多問題，有待進一步探討，對飼料蛋白質營養(yǎng)價值的評定還完全沒有系統(tǒng)性。約束了飼料數(shù)據(jù)庫的建立，因此，許多工作還是摸著石頭過河，這就不可避免地會走許多彎路，甚至蒙受巨大的經(jīng)濟損失。今后還需深入開展以下研究工作：飼料加工工藝參數(shù)的研究；蛋白源配合利用和復合蛋白的研究；對動物生長的長期影響；對動物腸道組織形態(tài)學的研究；對蛋白質周轉利用的影響；對動物能量利用分配的影響；對動物免疫功能的影響；對動物品質的影響等。

泰州劍客

感謝樓主提供這么好的資料

AYU

關于“替代”概念：在本質上都是為動物提供蛋白質，只是用量不同而已，所以不存在替代的問題。

值得推敲！

wyg

一個永恒的主題,一條不盡的路!

zjhkc

贊同樓主的提法,不用"替代"的說法.在動物營養(yǎng)學者眼里是用何種蛋白質原料及每種原料的用量問題.

zengehl

原帖由 feed2006 于 2008-3-3 10:17 發(fā)表
但目前面臨的一個十分突出的矛盾問題，就是由于魚產品價格下降，而優(yōu)質蛋白源（如魚粉、豆粕等）價格居高不下，導致低質蛋白源在配方中大量添加，飼料質量下降，從而加劇了環(huán)境污染。因此，面臨著提高動物生產能力（產量和品質）和環(huán)境保護的雙重任務，是現(xiàn)在和今后動物生產者所追求的目標，也就是說，飼料中的氮最大限度地用于動物的生長沉積。這就要求動物營養(yǎng)研究者、飼料配方者和飼料加工業(yè)共同努力，提高飼料產品的質量，生產出環(huán)境友好的飼料，進而生產出優(yōu)質的水產品來滿足消費者的需求。

同感！

feed2006

感謝大家的積極參與，尤其感謝曾先生的指點！??！:huahua:

thxulei

感謝分享。。。。。。。。。

水產人

什么好用，拿來用就可以了，我覺得替代不科學