魚粉替代
——魚粉高價運行下水產(chǎn)配合飼料研發(fā)的技術(shù)對策

■艾春香 陶青燕

（1.廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院，福建廈門 361005；2.諾偉司國際貿(mào)易(上海)有限公司，上海 200080）

魚粉是水產(chǎn)養(yǎng)殖動物最重要的蛋白質(zhì)源，其富含必需氨基酸(鳀魚粉：lys 4.9%、Met 1.9%；鯡魚粉：lys 5.7%、Met 2.2%)和脂肪酸(特別是EPA、DHA)，且較為平衡；可消化能高，碳水化合物含量低；適口性好；抗?fàn)I養(yǎng)因子少；能夠被水產(chǎn)養(yǎng)殖動物很好地吸收；含有未知生長因子：如Se、VB2、VB12、煙酸、膽堿、小肽，特殊的免疫蛋白等；富含鈣、磷、鐵、鋅、碘、VD、VA等。大約全球漁獲量的30%被用于生產(chǎn)魚粉，且大多數(shù)魚粉被用于水產(chǎn)飼料(FAO，2011)。然而由于全球氣候變化、環(huán)境惡化和過度捕撈等因素造成漁業(yè)生物資源衰退，漁獲量越來越低，用于生產(chǎn)魚粉的漁業(yè)生物資源減少，最近幾年全球魚粉產(chǎn)量一直在500～600萬噸之間波動(FAO，2011)。而市場對魚粉的需求旺盛，導(dǎo)致魚粉價格迅速飚升和持續(xù)上漲，魚粉短缺是全球水產(chǎn)飼料工業(yè)面臨的最大難題之一，嚴(yán)重影響了水產(chǎn)飼料業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，急需對策解決這個問題。近期，隨著氣溫的迅速回升，高價魚粉給予水產(chǎn)飼料企業(yè)的壓力也在不斷升溫，魚粉替代一直是全球水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料學(xué)者及水產(chǎn)飼料企業(yè)研究的熱點。

1 魚粉替代的必要性及其可行性

我國是全球最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖國，其水產(chǎn)養(yǎng)殖總量占到了全球的70%左右的份額，水產(chǎn)飼料總產(chǎn)量超過了全球水產(chǎn)飼料產(chǎn)量的60%，是最大的魚粉消費國。據(jù)不完全統(tǒng)計，2012年我國水產(chǎn)配合飼料中魚粉使用量約為140萬噸，其中160多萬噸蝦料使用了50萬噸左右魚粉，配方平均魚粉用量約為31%，其余90萬噸魚粉被1 600萬噸其他水產(chǎn)料所消耗，配方平均魚粉用量為5.6%。由于海水魚飼料總產(chǎn)量為40萬噸左右，總體影響較小(我國海水魚類配合飼料中魚粉的使用量平均45%左右)，所以這個配方魚粉用量主要還是反映的主養(yǎng)普通淡水魚飼料的魚粉使用情況(淡水肉食性魚類飼料中魚粉的使用量大約占20%～40%)。Albert等(2008)在《Aquaculture》上發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2007年全球蝦料平均魚粉使用量為18%，海水魚平均使用量為30%，淡水鯉科魚類平均為5%，預(yù)計到2015年這些數(shù)據(jù)將分別下降至8%、16%和2%。從這些全球的數(shù)據(jù)我們可以看到魚粉替代的全球性趨勢以及我們目前的差距，即使拋開純粹的科學(xué)研究，從全球魚粉應(yīng)用層面來看，我們對于魚粉應(yīng)用層面技術(shù)的掌握與國際平均水平還有很大的一段距離。從目前水產(chǎn)飼料研發(fā)處于前沿的挪威的實踐數(shù)據(jù)來看，這種差距則更大。來自于挪威的官方數(shù)據(jù)表明，三文魚飼料中魚粉的平均用量從2004年的34.9%降至2011年的18.3%，下降幅度達(dá)到了47.56%，最低魚粉用量更是低到了12.4%。同樣是肉食性魚類的三文魚這種下降的幅度達(dá)到了實質(zhì)性的改變。此外，過去泰國的飼料廠商在蝦料中使用25%～30%的魚粉，現(xiàn)在他們只使用12%～15%，甚至更低。而我國水產(chǎn)料中魚粉的替代更多的是基于成本壓力的被動行為，在替代方式上也更多地采取了原料的組合和配方營養(yǎng)濃度的提升(如蛋白質(zhì)和脂肪水平的逐年升高)。隨著我國標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、集約化、工程化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，水產(chǎn)飼料需求量不斷增加，優(yōu)質(zhì)蛋白源需求量急劇上升，主要依賴于魚粉的水產(chǎn)飼料生產(chǎn)方式將難以滿足水產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需求。從另外一個角度來看，魚粉中高含量的磷難以被水產(chǎn)動物有效利用而排放到養(yǎng)殖水體環(huán)境，增加養(yǎng)殖環(huán)境負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致水體磷污染，引起水體富營養(yǎng)化，魚粉的使用量也將逐漸受到限制，魚粉替代研究是水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料學(xué)領(lǐng)域極為重要的課題之一，但如果沒有魚粉替代技術(shù)的實質(zhì)性進展，魚粉的資源性限制將很大程度上制約水產(chǎn)飼料的自然增長，進而制約我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料學(xué)研究表明，水產(chǎn)飼料的配方技術(shù)主要依賴于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物營養(yǎng)需要量的數(shù)據(jù)(即營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn))和飼料的原料數(shù)據(jù)。魚、蝦、蟹、貝、參等水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的營養(yǎng)需求研究成果可以實現(xiàn)水產(chǎn)飼料營養(yǎng)素的定量化，這就是數(shù)量營養(yǎng)學(xué)的理論，也是水產(chǎn)動物營養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。水產(chǎn)動物營養(yǎng)學(xué)的一個基本原理就是營養(yǎng)素的可加性，也就是說飼料中每種營養(yǎng)素不是僅依賴于某一種飼料原料，而是可以來源于不同的飼料原料，這就是飼料營養(yǎng)素的可加性，比如大黃魚幼魚賴氨酸需要量為2.56%，這2.56%的賴氨酸既可來源于各種飼料原料，也可以來自單體賴氨酸添加物。飼料營養(yǎng)素的可加性在配方設(shè)計時表現(xiàn)為飼料原料間的可替代性，這正是魚粉替代的營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)，失去了飼料原料間可替代性，飼料配方設(shè)計就失去了意義。水產(chǎn)飼料的飛速發(fā)展與魚粉供求量相對平穩(wěn)(近20年來全球魚粉產(chǎn)量沒有增加)的反差，表明單噸飼料的魚粉用量絕對下降，對魚粉的依存度顯著下降。生產(chǎn)實踐也證實，用豐富的動植物蛋白源、單細(xì)胞蛋白源和藻粉部分或大部分代替魚粉是可行的，特別是在魚粉價格不斷上漲的今天，走魚粉替代之路，才能避免我國水產(chǎn)飼料原料受制于人。

2 魚粉替代的技術(shù)方案

水產(chǎn)動物營養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)理論認(rèn)為，水產(chǎn)動物生長依賴的是營養(yǎng)素本身而不是飼料原料，基于這一基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)，現(xiàn)代水產(chǎn)動物營養(yǎng)和配合飼料科學(xué)實現(xiàn)了快速發(fā)展，也正是在這一理論的指導(dǎo)下，人們堅信了魚粉替代的可能性、可行性和科學(xué)性。原料替代的終極思想是在原料的采購和配方設(shè)計時主要依賴原料所提供的營養(yǎng)素含量高低、配比和利用率等進行原料的價值采購和配方的原料優(yōu)選。

我國水產(chǎn)飼料的可持續(xù)發(fā)展能力，必須通過整體技術(shù)進步與升級，因地制宜，提升產(chǎn)業(yè)的抗風(fēng)險能力。水產(chǎn)飼料的技術(shù)進步，魚粉系統(tǒng)替代方案的開發(fā)，客觀上對魚粉的依存度下降，使得水產(chǎn)飼料配方的彈性空間較大。魚粉替代不是簡單的原料間的替代，而是一個系統(tǒng)工程，是一個大平衡，是將孤立的飼料原料，切割的水產(chǎn)動物營養(yǎng)知識，剝離的水產(chǎn)動物生理過程還原到系統(tǒng)整合的狀態(tài)去應(yīng)答原本統(tǒng)一的水產(chǎn)動物生命需求。因此，水產(chǎn)飼料配方要做到成功地替代魚粉，必須綜合運用系統(tǒng)論的觀點，整合數(shù)量營養(yǎng)和功能營養(yǎng)，也就是說配方師并不是單一地看某一種原料在飼料中的比例是多少，而是看營養(yǎng)素含量和配比是否達(dá)標(biāo)。目前，學(xué)術(shù)界和飼料企業(yè)對魚粉替代中平衡數(shù)量營養(yǎng)的認(rèn)識較為清晰，然而對功能營養(yǎng)在魚粉替代中的必要性的認(rèn)識尚不足。如何通過營養(yǎng)途徑去克服魚粉替代物對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物帶來的不利影響，以確保水產(chǎn)飼料中魚粉替代的有效性，以及如何去實現(xiàn)除水產(chǎn)動物正常生長以外的目的，這就是水產(chǎn)動物功能營養(yǎng)學(xué)的范疇，是水產(chǎn)動物數(shù)量營養(yǎng)學(xué)的有力保證和補充。因此，從大的方向上要確定原料間的可替代性，在具體操作時還需針對魚粉替代原料的特性與可能存在的不足，充分考慮功能營養(yǎng)的確保。一般來說，飼料的功能營養(yǎng)往往是通過功能性飼料添加劑來實現(xiàn)的，綜合替代一定是未來的方向。人們只有加強水產(chǎn)動物數(shù)量營養(yǎng)和功能營養(yǎng)等方面的研究，采取平衡必需氨基酸(如蛋氨酸、賴氨酸等)、礦物質(zhì)(如鋅和硒等)、脂肪酸(如EPA、DHA等)，以及使用有機酸、酶制劑(對于無胃魚類，宜選用中性酶制劑，對于有胃魚類、蝦、蟹、蛙、龜、鱉等水產(chǎn)動物宜用酸性酶制劑)、免疫調(diào)節(jié)劑等技術(shù)措施，以提高水產(chǎn)飼料的利用率，提升水產(chǎn)養(yǎng)殖動物自身免疫力，維持水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的肝、胰和腸道健康，制訂魚粉替代綜合技術(shù)方案才能高效地實現(xiàn)水產(chǎn)飼料的魚粉替代。水產(chǎn)飼料中魚粉替代的系統(tǒng)方案可以概括為：適口性+水產(chǎn)營養(yǎng)(數(shù)量營養(yǎng)與功能營養(yǎng)的平衡性)研究+飼料加工技術(shù)+原料的新處理技術(shù)(遺傳改良、發(fā)酵、基因工程和膨化技術(shù)等)與品質(zhì)(包括營養(yǎng)與安全品質(zhì))控制+養(yǎng)殖生態(tài)營養(yǎng)學(xué)技術(shù)(包括投喂技術(shù)體系)，提升水產(chǎn)飼料中魚粉替代技術(shù)是機遇也是挑戰(zhàn)。

2.1 魚粉替代的前提及應(yīng)考慮的因素

2.1.1 魚粉替代的前提

要成功地實現(xiàn)水產(chǎn)飼料中的魚粉替代，其前提：①不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生長——主要從營養(yǎng)素的平衡出發(fā)，充分考慮飼料氨基酸的平衡、礦物元素的平衡、能量蛋白的平衡；②不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的存活——通過使用一些功能性飼料添加劑，如免疫多糖、抗菌肽、微生態(tài)制劑等提高水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的自身免疫力，進而提高養(yǎng)殖動物的成活率；③不影響水產(chǎn)飼料的誘食性——通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，消除或鈍化魚粉替代物中影響水產(chǎn)動物適口性的抗?fàn)I養(yǎng)因子；同時適當(dāng)使用安全高效環(huán)境友好型飼料誘食劑，如酵母膏、DMPT等，改善水產(chǎn)飼料的適口性；④不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的品質(zhì)——使用魚粉替代物養(yǎng)殖水產(chǎn)動物，不能影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的風(fēng)味、肉質(zhì)、體色、安全等品質(zhì)(即營養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì))。

2.1.2 在水產(chǎn)飼料中魚粉替代需要考慮的因素

基于成功地實現(xiàn)魚粉替代的前提，在開展水產(chǎn)飼料魚粉替代時應(yīng)該著重考慮如下因素，以實現(xiàn)魚粉的高效替代：①魚粉替代物的營養(yǎng)素含量與質(zhì)量：如蛋白質(zhì)(必需氨基酸組成)、能量(必需脂肪酸組成)、維生素(VB6、VB12)、礦物鹽(有效磷、硒)及其他營養(yǎng)素等；②魚粉替代物的適口性；③魚粉替代物中營養(yǎng)素的消化利用率。為此，開展水產(chǎn)配合飼料中魚粉替代一定要優(yōu)化粗蛋白水平、平衡氨基酸組成、平衡脂肪酸和微量元素、確定適宜能量含量，以提升魚粉替代效果。

2.2 魚粉替代的技術(shù)對策

基于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物數(shù)量和功能營養(yǎng)理念，采用營養(yǎng)素平衡技術(shù)[Micro Balance(微量營養(yǎng)素平衡)、Amino Acid Balance(氨基酸平衡)、Lipo Balance(油脂平衡)等平衡技術(shù)]以及提高飼料轉(zhuǎn)化率的技術(shù)措施(飼料加工技術(shù)、維護腸道和肝臟健康技術(shù)與產(chǎn)品、酶制劑的使用、酸化劑的使用及其他功能性原料的使用)，達(dá)到成功實現(xiàn)魚粉替代。

2.2.1 魚粉替代下提升水產(chǎn)飼料配方技術(shù)

2.2.1.1 水產(chǎn)飼料配方設(shè)計應(yīng)遵循的原則及目標(biāo)

水產(chǎn)飼料配方設(shè)計應(yīng)遵循的原則：營養(yǎng)素均衡與充足原則、良好適口性原則、經(jīng)濟性原則、可加工性原則、市場認(rèn)同性原則、質(zhì)量穩(wěn)定性原則、靈活性原則、安全合法性原則。

水產(chǎn)飼料配方設(shè)計的主要目標(biāo)是：①實現(xiàn)營養(yǎng)素的全面性、均衡性與充足性。通過飼料配方，實現(xiàn)水產(chǎn)飼料營養(yǎng)素全面滿足水產(chǎn)動物的生理需要，從而促進水產(chǎn)養(yǎng)殖動物快速生長。②提高營養(yǎng)素的可利用性。通過配方設(shè)計，最大限度地使水產(chǎn)飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)利用轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)動物機體物質(zhì)。③滿足營養(yǎng)素與水產(chǎn)養(yǎng)殖動物生長的適應(yīng)性。通過配方設(shè)計滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖動物不同生長階段、生理狀態(tài)和環(huán)境條件下所需要的營養(yǎng)物質(zhì)供給。④滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖動物特殊的營養(yǎng)需要?？共?、防病、治病、適口性、安全性(對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物、對環(huán)境、對人)、體型、體色、品質(zhì)。⑤實現(xiàn)飼料高性價比。在市場價格和固定產(chǎn)品質(zhì)量的情況下獲得最低成本配方，以實現(xiàn)良好的水產(chǎn)養(yǎng)殖效益。

2.2.1.2 魚粉替代下水產(chǎn)飼料配方的調(diào)整思路及其措施

魚粉替代下的水產(chǎn)飼料配方的調(diào)整思路及其措施：①提高水產(chǎn)飼料配方中魚粉使用的科學(xué)性，結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖動物各生長發(fā)育階段的消化生理規(guī)律和營養(yǎng)需求，從營養(yǎng)平衡、節(jié)約魚粉和遵循《飼料原料目錄》(農(nóng)業(yè)部公告1773號)篩選原料的角度出發(fā)，選用合適的魚粉替代物，設(shè)計魚粉含量不同的階段配方，從總量上控制魚粉的用量；同時，適當(dāng)降低配方中淀粉類含量，為魚粉替代騰出更大的空間；此外，根據(jù)不同的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式、季節(jié)和地區(qū)設(shè)計魚粉含量不同的模式配方、季節(jié)配方和地區(qū)配方。②改進加工工藝，推廣和普及熟化與低溫膨化加工工藝，提高水產(chǎn)飼料的利用率，降低水產(chǎn)飼料配方中魚粉的用量。③完善原料生物利用率數(shù)據(jù)庫，密切關(guān)注原料的消化率、適口性及利用率，努力開拓飼料蛋白源，推行低蛋白質(zhì)、高質(zhì)量的蛋白質(zhì)原料，低蛋白質(zhì)、高油脂的飼料方案等，轉(zhuǎn)變配方思路：以優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)原料為基礎(chǔ)，同時適當(dāng)降低水產(chǎn)飼料蛋白質(zhì)水平。這一方面可節(jié)約蛋白質(zhì)飼料資源，同時也減輕水產(chǎn)養(yǎng)殖動物蛋白質(zhì)代謝排泄物對水體的污染；另一方面，在保證配合飼料質(zhì)量的前提下能有效控制飼料配方成本。調(diào)整水產(chǎn)飼料的配方思路：通過能量的蛋白節(jié)約效應(yīng)，開發(fā)高能低蛋白水產(chǎn)飼料；采用高效環(huán)境友好型飼料添加劑，如有機酸、精油、寡糖、小肽、益生菌等，開發(fā)功能性水產(chǎn)配合飼料，提高水產(chǎn)動物的免疫功能及對原料的利用率；完善水產(chǎn)動物營養(yǎng)調(diào)控理論與技術(shù)，建立水產(chǎn)動物營養(yǎng)學(xué)調(diào)控模型，運用營養(yǎng)平衡理論，合理添加包被晶體氨基酸或氨基酸衍生物，提高水產(chǎn)動物對植物性蛋白和畜禽水產(chǎn)加工副產(chǎn)品的利用率；合理利用水產(chǎn)動物生長期、養(yǎng)殖模式、地區(qū)和季節(jié)，采用動態(tài)配方技術(shù)，開發(fā)水產(chǎn)飼料的階段配方、模式配方、地區(qū)配方和季節(jié)配方。重新審視和修改水產(chǎn)配合飼料標(biāo)準(zhǔn)；完善精準(zhǔn)的水產(chǎn)動物營養(yǎng)學(xué)參數(shù)，修訂和制訂水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的精準(zhǔn)營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，提升精準(zhǔn)配方技術(shù)水平，防止飼料中出現(xiàn)過高的蛋白質(zhì)含量(蛋白質(zhì)含量過高，既浪費了蛋白源，又導(dǎo)致養(yǎng)殖水體污染)，適當(dāng)提高飼料能量含量，采用脂類和碳水化合物節(jié)約蛋白質(zhì)效應(yīng)，以降低飼料中魚粉的用量。設(shè)計水產(chǎn)飼料配方時還要考慮多學(xué)科交叉，結(jié)合水產(chǎn)動物遺傳改良繁育計劃，通過水產(chǎn)動物的基因育種，可以定向選育出能夠高效利用蛋白質(zhì)的養(yǎng)殖新品種，從而達(dá)到降低水產(chǎn)養(yǎng)殖動物飼料中魚粉使用量的目的。同時，結(jié)合飼料生產(chǎn)管理體系，使用高利用率的蛋白質(zhì)原料，適當(dāng)降低飼料蛋白質(zhì)水平，提升魚粉替代效果。

2.2.1.3 魚粉替代下的水產(chǎn)飼料配方設(shè)計中的氨基酸平衡策略

一般來說，魚粉替代物的局限性之一就是氨基酸的平衡性與不足，為此，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施，補充和平衡配方中的氨基酸。①采用不同蛋白源的合理搭配——使蛋白質(zhì)互補、氨基酸平衡；②合理補充限制性單體氨基酸，如蛋氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、色氨酸等。相對于畜禽料普遍使用合成氨基酸進行飼料配方的靈活處理情況，我國在水產(chǎn)飼料中使用合成氨基酸的普及程度相對較低。這與我國主要養(yǎng)殖鯉科魚類等無胃魚為主，而歐美等國則主要養(yǎng)殖以肉食性有胃魚為主有關(guān)。早在20世紀(jì)70、80年代，大量研究表明，在蛋氨酸缺乏的日糧中添加DL-蛋氨酸不能促進鯉科魚類和蝦的生長。研究者甚至發(fā)現(xiàn)這些魚類、蝦可以將外源添加的DL-蛋氨酸直接排出體外。進一步的研究則發(fā)現(xiàn)，合成氨基酸相對于蛋白質(zhì)來源的氨基酸會更容易進入血液中，形成集聚的血液峰值，與蛋白質(zhì)來源的其它氨基酸吸收不同步，從而溢出代謝池。此外，后續(xù)的研究表明，通過增加投喂頻率可以使前1次完整蛋白質(zhì)來源的氨基酸與后1次快速入血的晶體氨基酸峰值達(dá)成疊加效應(yīng)從而使合成氨基酸的使用成為可能。

目前，在水產(chǎn)養(yǎng)殖動物中進行了大量的關(guān)于配方中添加合成氨基酸效果評價試驗。結(jié)果表明：①晶體賴氨酸在飼料中添加，在3次以上的投喂頻率的條件下被證實是有效的，賴氨酸在現(xiàn)有日糧配方結(jié)構(gòu)下幾乎是不缺乏的，蛋氨酸依然是水產(chǎn)飼料配方中的第一限制性氨基酸，在魚粉的用量下降后，蛋氨酸的補充顯得更為重要。氨基酸平衡和理想蛋白模式的基礎(chǔ)理論是現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)的理論基礎(chǔ)，適用于所有的養(yǎng)殖動物，也是魚粉替代中最關(guān)鍵的技術(shù)。②相比晶體賴氨酸，DL-蛋氨酸的添加有效性普遍存在質(zhì)疑。③相對于普通硬顆粒料，膨化造粒下使用DL-蛋氨酸能得到更好的效果。其可能的機制在于，飼料膨化的物理化學(xué)過程中，晶體氨基酸可以同飼料中的淀粉、脂肪形成一定的交聯(lián)，從而達(dá)到一定緩釋的作用，當(dāng)然這種過程和發(fā)生的程度很難人為控制。在水產(chǎn)動物飼料中超量添加不同蛋氨酸源的研究進一步證實了高蛋氨酸血液濃度對于動物采食量的抑制，進而導(dǎo)致生產(chǎn)性能的下降。按大鱗鲆需要量1.73倍超量添加等硫的DL-蛋氨酸和羥基蛋氨酸鈣，超量添加DL-蛋氨酸導(dǎo)致的生長抑制為羥基蛋氨酸鈣的2.09倍。羥基蛋氨酸是將蛋氨酸的氨基用羥基進行替代后的蛋氨酸類似物，其化學(xué)本質(zhì)已經(jīng)不是氨基酸而是一種有機酸。這種有機酸是動物體內(nèi)普遍微量存在的氨基酸類似物。在動物體內(nèi)線粒體酶系的作用下可轉(zhuǎn)化為L-蛋氨酸參與蛋白質(zhì)的合成，這種轉(zhuǎn)化過程在動物上的特殊生理意義在于：可以延遲血液中蛋氨酸濃度的上升；使血液蛋氨酸水平逐步平緩上升，避免高濃度蛋氨酸水平導(dǎo)致的生理負(fù)反饋抑制。羥基蛋氨酸的這種生理緩釋作用對于無胃魚和蝦具有極其重要的生理意義。

因此，目前魚粉替代下的水產(chǎn)飼料中蛋氨酸的平衡要著重關(guān)注：適宜蛋氨酸源的選擇；至少需要1次準(zhǔn)確測定配方調(diào)整后的含硫氨基酸量(氧化法)；按照統(tǒng)一的氨基酸模式進行蛋氨酸的補充；對于蝦和肉食性魚類需考慮誘食性物質(zhì)的補充。

2.2.1.4 微量元素的平衡

微量元素既是組成水產(chǎn)動物機體成分，又參與機體重要的生命活動。但相對于同樣維生素來說，水產(chǎn)動物微量元素由于其研究的特殊性，其本身的營養(yǎng)功能卻沒有引起人們的重視。然而大量的科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐表明，微量元素特別是鋅、銅、鐵、硒等元素對于水產(chǎn)動物的生長、健康發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鋅缺乏會導(dǎo)致水產(chǎn)動物生長停滯，脂肪沉積增加。魚粉替代成功的關(guān)鍵之一就是要平衡飼料中微量元素，關(guān)鍵之二是采用中性植酸酶消除或降低植物性原料中的植酸——礦物元素的拮抗物，一般植酸酶在魚飼料中的最適添加量以500～1 500 U/kg為宜，植酸酶可提高植酸磷利用率20%～45%(Ravindran等，1995)。

2.2.2 基于水產(chǎn)動物生理健康的飼料配方設(shè)計的思考——肝臟和腸道健康

水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生理健康已成為影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動物生長速度、養(yǎng)殖產(chǎn)量、飼料利用效率和水產(chǎn)品安全的重要基礎(chǔ)條件，是建立在水產(chǎn)動物主要內(nèi)臟器官生理健康、組織結(jié)構(gòu)和功能完整性的基礎(chǔ)上的。針對飼料不能損害水產(chǎn)養(yǎng)殖動物自身的生長代謝系統(tǒng)和免疫防御系統(tǒng)的目標(biāo)，設(shè)計水產(chǎn)飼料配方時要關(guān)注飼料營養(yǎng)素和非營養(yǎng)物質(zhì)與水產(chǎn)動物生理健康的關(guān)系，特別是與肝臟和腸道健康的關(guān)系，以及防范措施，建立“以飼料原料質(zhì)量保障飼料的營養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì)、以飼料營養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì)保障水產(chǎn)養(yǎng)殖動物健康、以水產(chǎn)養(yǎng)殖動物健康保障生長速度和飼料效率、以水產(chǎn)養(yǎng)殖動物健康保障養(yǎng)殖水產(chǎn)品食用安全”為技術(shù)思路的水產(chǎn)飼料配方技術(shù)體系，這將有助于促進水產(chǎn)飼料的持續(xù)發(fā)展。

肝臟(或肝胰腺)作為水產(chǎn)動物主要的器官，發(fā)揮著十分重要的生理功能：①參與機體代謝。各種營養(yǎng)物質(zhì)進入水產(chǎn)動物肝臟，在肝細(xì)胞內(nèi)進行處理、加工，合成機體所需的多種蛋白質(zhì)，合成和分解糖原，參與維生素和激素的代謝。②參與機體的解毒：水產(chǎn)動物吸收以及代謝產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，可經(jīng)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化或結(jié)合作用，形成無毒、低毒或易溶解的物質(zhì)，并隨膽汁或排泄液排出體外，消除或降低毒物對機體的毒副作用。③參與機體免疫功能。④產(chǎn)生凝血原酶、促使血液凝固。⑤分泌膽汁，乳化脂肪，促進脂肪的消化吸收。

目前，我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖動物，特別是養(yǎng)殖魚類的肝膽綜合征發(fā)病率高達(dá)75%～90%，嚴(yán)重影響了水產(chǎn)健康養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。影響水產(chǎn)動物肝臟健康的主要因素：養(yǎng)殖密度過高，水體環(huán)境惡化，亞硝酸鹽和氨氮等有害物含量增加；飼料中營養(yǎng)素不平衡，脂類、糖類或蛋白含量過高或強化投喂，維生素或微量元素缺乏；飼料氧化酸敗、發(fā)霉變質(zhì)(脂肪氧化產(chǎn)生的醛、酮、酸對水產(chǎn)動物有毒，對肝臟造成損害)；飼料中含有有毒有害物質(zhì)(如棉粕中的棉酚、菜粕中的硫葡萄糖甙、劣質(zhì)魚粉中的亞硝酸鹽等有毒有害物質(zhì)均能引發(fā)水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的肝膽類疾病)，飼料中黃曲霉毒素偏高；水產(chǎn)動物疾病防治過程中濫用藥物，造成水產(chǎn)動物肝臟中毒；同時，高頻率、高濃度藥物消毒也會導(dǎo)致養(yǎng)殖動物肝臟受損；水產(chǎn)動物遭到某些病毒和細(xì)菌的侵襲，對水產(chǎn)動物肝臟造成損害。

基于肝臟健康的飼料配方設(shè)計時，要著重考慮：飼料營養(yǎng)素的均衡，同時考慮補充足夠的維生素(如B族維生素、VC、VK等)和微量元素以及促進脂類代謝的物質(zhì)(卵磷脂、氯化膽堿、甜菜堿、蛋氨酸、?；撬岬?；飼料原料的新鮮度、安全性，防止飼料原料霉變、氧化酸??；要考慮水產(chǎn)動物的生長發(fā)育階段、養(yǎng)殖模式、季節(jié)和地區(qū)差異；考慮飼料中適宜的脂肪和碳水化合物含量，高脂肪的水產(chǎn)動物日糧增大了機體氧化損傷的幾率，因為脂肪的能量代謝會產(chǎn)生大量的活性氧自由基，從而在體內(nèi)形成強烈的氧化應(yīng)激，耗竭天然抗氧化營養(yǎng)物質(zhì)如VC、VE、硒等，最終導(dǎo)致水產(chǎn)動物生長受損，免疫力下降。因此，在水產(chǎn)動物體內(nèi)抗氧化和飼料抗氧化都必須同時做好。水產(chǎn)飼料中使用一些能清除機體自由基的生物活性物質(zhì)，如一些中草藥提取物，對飼用高脂飼料的水產(chǎn)動物維持機體肝臟正常的結(jié)構(gòu)和功能具有十分重要的意義。避免水產(chǎn)動物的抗氧化損傷，需要采用切實的技術(shù)措施(如使用高效安全的自由基清除劑)，清除機體內(nèi)的自由基，以確保水產(chǎn)動物體內(nèi)氧化還原狀態(tài)的動態(tài)平衡；最大限度降低水產(chǎn)動物因環(huán)境、高脂日糧、高速代謝產(chǎn)生的自由基；提高水產(chǎn)飼料中具有抗氧化性能營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率；保護水產(chǎn)動物腸道、肝臟、心臟等臟器因氧化應(yīng)激所致的細(xì)胞損傷；提高水產(chǎn)動物捕撈運輸過程中抗應(yīng)激能力，提高水產(chǎn)品的品質(zhì)及貨架期，以促進水產(chǎn)養(yǎng)殖健康發(fā)展。

水產(chǎn)動物的腸道不僅是水產(chǎn)動物的消化和吸收器官，參與機體的消化、吸收，而且是體內(nèi)最大的免疫器官、代謝器官和內(nèi)分泌器官，參與機體的免疫反應(yīng)、代謝活動和分泌，還活躍地參與各種應(yīng)激反應(yīng)，是多器官功能障礙綜合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome，MODS)發(fā)生的始動器官(Go?sain，2005)。水產(chǎn)動物的腸道因為結(jié)構(gòu)簡單更容易受到損傷。腸道受損后，導(dǎo)致水產(chǎn)動物消化吸收出現(xiàn)障礙，限制了營養(yǎng)素的供給(腸道自身和機體)，養(yǎng)殖效果不理想；同時腸道受損后，導(dǎo)致病原菌入侵(腸道自身和機體)，會引起水產(chǎn)動物腸道疾病爆發(fā)，并引發(fā)肝臟和其他器官的病變或損傷，造成水產(chǎn)養(yǎng)殖失敗。因此，進行水產(chǎn)飼料配方設(shè)計時要考慮水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的腸道健康。水產(chǎn)動物的腸道健康主要包括腸道形態(tài)（黏膜絨毛和微絨毛完整性，皺襞高度等）；腸道微生物（組成較為穩(wěn)定、分布正常、代謝旺盛）；腸道AKP、LDH、Na+，K+-ATP酶、ALT、AST等酶活指標(biāo)正常；維持VE、VC、SOD、GST、GSH等的動態(tài)平衡，進而維護腸道抗氧化系統(tǒng)；營養(yǎng)素的消化率高。

魚粉替代后的主要問題之一是水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的腸道健康，采用植物性原料替代魚粉，其含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子是誘導(dǎo)水產(chǎn)動物腸炎的主要因素。例如優(yōu)質(zhì)的植物性蛋白源——大豆及其制品中的大豆皂甙、大豆蛋白抗原、低聚糖等非熱敏感抗?fàn)I養(yǎng)因子，均具有明顯的腸道損傷的抗?fàn)I養(yǎng)作用，極容易引起水產(chǎn)動物腸道疾病。為此，從營養(yǎng)、消化改善、免疫提升的角度綜合考慮魚粉替代下的水產(chǎn)飼料配方，維護水產(chǎn)動物的腸道健康具有重要的意義和實際應(yīng)用價值?；诰S持水產(chǎn)動物腸道健康的理念，在飼料配方時采用一些功能性飼料添加劑，如酶制劑、丁酸鈉(給黏膜細(xì)胞供能；調(diào)節(jié)菌群)、酸化劑(調(diào)節(jié)菌群)、微生物制劑(如益生菌、益生元、合生素)、植物提取物、果寡糖、酵母培養(yǎng)物、動物源性小肽等用于改善腸道健康狀況。

2.3 加工設(shè)備的完善及其工藝改進

完善水產(chǎn)配合飼料加工設(shè)備，推廣和普及膨化工藝及低溫擠出工藝在水產(chǎn)動物飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進水產(chǎn)飼料健康發(fā)展。

首先，強化飼料原料的粉碎工藝，選用先進的粉碎機、改進飼料的粉碎工藝路線，增加飼料原料的粉碎細(xì)度，提高生產(chǎn)線的粉碎能力，依賴飼料粉碎質(zhì)量的提高而改善飼料產(chǎn)品的加工質(zhì)量和產(chǎn)品的養(yǎng)殖效果。

其次，在調(diào)質(zhì)(調(diào)質(zhì)溫度、水分和調(diào)質(zhì)時間)、制粒和制粒后熟化工藝上大幅度改造設(shè)備和工藝，例如在先進的差速雙軸調(diào)質(zhì)器后面，再增加一級或二級調(diào)質(zhì)熟化器(增加前熟化)，顯著提高對飼料原料的調(diào)質(zhì)效果。在制粒環(huán)節(jié)，通過模具的改進和調(diào)質(zhì)參數(shù)的調(diào)整，提高制粒的質(zhì)量和外觀效果。在制粒后增加了后熟化設(shè)備和工藝(后熟化)，使顆粒質(zhì)量得到顯著改善，同時又避免了擠壓膨化的高溫、高壓對熱敏感營養(yǎng)物質(zhì)的損失量。

“熟化顆粒飼料”即這種飼料的特點是前、后熟化工藝。這將是今后我國水產(chǎn)飼料生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

3 魚粉替代研究與應(yīng)用存在的問題與展望

目前，關(guān)于魚粉替代開展了許多工作，也取得了一定的進展，但許多研究結(jié)果可比性差、重復(fù)性差、可用性低，魚粉替代研究標(biāo)準(zhǔn)飼料配方以及標(biāo)準(zhǔn)化的研究方法尚未建立，評價指標(biāo)體系有待改進，魚粉替代研究還有許多問題有待于人們?nèi)ヌ剿?，仍需大力加強水產(chǎn)飼料中魚粉替代技術(shù)及其應(yīng)用研究。

水產(chǎn)養(yǎng)殖動物種類繁多，養(yǎng)殖學(xué)特性各異，在研究魚粉替代蛋白源時，要根據(jù)水產(chǎn)動物種類、大小或生長階段、環(huán)境條件(如水溫、鹽度等)、投飼頻率、不同蛋白源生產(chǎn)工藝以及配方中的其它原料營養(yǎng)組成等不同設(shè)計實驗，規(guī)范魚粉替代實驗研究方法，延長實驗期，以期結(jié)果具有較好的可比性和較高的推廣價值。

加強對水產(chǎn)飼料中魚粉替代蛋白源有效性研究評價指標(biāo)體系的建立，除常規(guī)評價指標(biāo)，如水產(chǎn)動物生長、存活、飼料利用效率、機體組成和水產(chǎn)動物體色等外，還應(yīng)確立組織學(xué)、生理生化學(xué)、肌肉營養(yǎng)品質(zhì)、病理學(xué)以及免疫學(xué)指標(biāo)，以多項指標(biāo)綜合評價魚粉替代蛋白源對水產(chǎn)動物生長、發(fā)育、健康和繁殖的影響，進而確定其在水產(chǎn)飼料中替代魚粉的潛力。

加強水產(chǎn)動物飼料中使用魚粉替代蛋白源后對養(yǎng)殖水域環(huán)境影響的研究，推進水產(chǎn)動物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)研究。加強魚粉替代技術(shù)手段研究，從代謝組學(xué)入手，研究水產(chǎn)飼料中魚粉替代的可行途徑。

植物性蛋白源的抗?fàn)I養(yǎng)因子的去除問題以及一些帶有有毒、有害物質(zhì)蛋白源的安全使用問題需要系統(tǒng)研究?？梢越柚F(xiàn)代生物技術(shù)(如發(fā)酵工程、酶工程技術(shù))、組織學(xué)、毒理學(xué)、病理學(xué)和免疫學(xué)等學(xué)科的理論、技術(shù)和方法加以研究。此外，植物性蛋白源存在誘食性問題，如何研制開發(fā)高效綠色漁用誘食劑，是提高植物性替代蛋白源使用效果的有力措施。

替代蛋白源氨基酸不平衡的問題，可以根據(jù)各種替代蛋白源的營養(yǎng)特性，采用適當(dāng)添加單體氨基酸的方法，提高其營養(yǎng)價值以及替代效果。為此，對各種魚粉替代蛋白的營養(yǎng)特性應(yīng)進行系統(tǒng)研究，以便完善飼料配方，提高替代效率。

完善水產(chǎn)飼料原料數(shù)據(jù)庫。按照《飼料原料目錄》(農(nóng)業(yè)部公告1773號)的原料，有計劃地組織國內(nèi)相關(guān)高等院校、科研院所和大型水產(chǎn)飼料企業(yè)聯(lián)合開展水產(chǎn)動物對各種原料營養(yǎng)素的消化率、能量利用率、抗?fàn)I養(yǎng)因子種類與含量、有毒有害物質(zhì)含量等研究，建立和完善水產(chǎn)飼料原料數(shù)據(jù)庫，為魚粉替代提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。