桑葉在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用研究進(jìn)展

潘世會(huì)　周慧慧　邊富云　何艮

摘要：隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)集約化和規(guī)?；陌l(fā)展，全球魚粉需求和供應(yīng)之間的矛盾加大，急需尋找新的蛋白源，保障水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。桑葉作為一種新型植物蛋白原，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和天然活性物質(zhì)，并且氨基酸種類齊全，營養(yǎng)價(jià)值高，具有較大的開發(fā)潛力。本文結(jié)合近幾年桑葉的研究報(bào)道，介紹了桑葉的營養(yǎng)價(jià)值，綜述了飼料中使用桑葉粉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長、消化、品質(zhì)和原料表觀消化率的影響，初步探討了提高桑葉在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：桑葉；魚粉；生長；品質(zhì)；表觀消化率

我國是世界上唯一的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量超過捕撈產(chǎn)量的國家，也是世界上頭號(hào)水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，每年水產(chǎn)養(yǎng)殖所需的飼料數(shù)目龐大。長期以來，魚粉因蛋白含量高、氨基酸平衡、適口性好、抗?fàn)I養(yǎng)因子少、富含一些未知促攝食生長因子而被作為水產(chǎn)飼料的主要蛋白源。近年來，隨著環(huán)境惡化、厄爾尼諾等自然災(zāi)害頻發(fā)、遠(yuǎn)洋捕撈產(chǎn)量下降、魚粉價(jià)格高漲，導(dǎo)致魚粉的供應(yīng)量不能滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖快速發(fā)展的需要，因此急需尋找開發(fā)新的蛋白源替代魚粉。其中，桑葉以較高的蛋白質(zhì)，豐富的氨基酸和多種天然活性物質(zhì)等特點(diǎn)而受到關(guān)注。2000年，F(xiàn)AO召開“桑樹在動(dòng)物生產(chǎn)應(yīng)用（mulberry for animal production）”重要會(huì)議，共同探討了桑葉添加在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用價(jià)值。目前，桑葉應(yīng)用研究報(bào)道主要集中在奶牛、山羊、肉雞、蛋雞等畜禽動(dòng)物上面，并證實(shí)了飼料中適量添加桑葉對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物的生產(chǎn)性能有積極的意義。自16世紀(jì)以來，我國就有種桑、養(yǎng)蠶和養(yǎng)魚相結(jié)合的“?；~塘”模式，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，一直被人津津樂道。因此新時(shí)代桑葉如何高效應(yīng)用到水產(chǎn)飼料中，是一個(gè)值得研究探討的問題。本文結(jié)合近幾年國內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道，對(duì)桑葉粉在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用情況作一概述。

1桑葉的營養(yǎng)價(jià)值

桑葉（Morus alba L.），是?？浦参锷５母稍锶~，傳統(tǒng)上一直作為家蠶的飼料，至今已經(jīng)有幾千年的歷史。我國桑種資源豐富、種植范圍廣泛，預(yù)估每年桑葉累計(jì)產(chǎn)量可達(dá)1197萬噸。桑葉含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和天然活性物質(zhì)，氨基酸種類齊全，營養(yǎng)價(jià)值高，被稱為“天然的植物營養(yǎng)庫”。目前，國內(nèi)外對(duì)其營養(yǎng)成分報(bào)道較多，但因品種、產(chǎn)地、季節(jié)和加工方式不同等因素的影響，其結(jié)果也有較大的差異。綜合近年來的研究報(bào)，桑葉的主要營養(yǎng)成分如表1。黃靜等（2014）統(tǒng)計(jì)桑葉、大豆、苜蓿草、小麥等作物的基礎(chǔ)營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)桑葉的粗蛋白、粗脂肪僅次于大豆，明顯高于苜蓿草、玉米等作物，粗纖維的含量是苜蓿草的43%，而苜蓿草營養(yǎng)價(jià)值高而被稱為“飼草之王”。由此可見，桑葉是一種值得開發(fā)利用的蛋白源。

食品中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值與其含有的必需氨基酸的種類、數(shù)量和氨基酸之間的比例密切相關(guān)，其組成比例越接近人體的組成比例，就表明其質(zhì)量越好。桑葉中的氨基酸不僅含量豐富，而且種類是飼料作物中最齊全的。王芳等（2015）對(duì)桑葉蛋白研究發(fā)現(xiàn)，桑葉蛋白的7種必需氨基酸（除色氨酸外）含量可達(dá)36.1%，EAA/TAA值可達(dá)34.7（色氨酸除外），EAA/NEAA值可達(dá)0.531，其營養(yǎng)價(jià)值接近在營養(yǎng)學(xué)上被公認(rèn)的“優(yōu)質(zhì)蛋白”——大豆蛋白的價(jià)值，大豆蛋白的7種必需氨基酸（除色氨酸外）含量為38.1%，EAA/TAA值約0.349和EAA/NEAA約0.538。根據(jù)氨基酸比值系數(shù)法和模糊識(shí)別法評(píng)價(jià)，其氨基酸比值系數(shù)分（SRCAA）接近70，可以與豬肉（74）、牛肉（74）的營養(yǎng)價(jià)值相媲美。另外，谷氨酸和天冬氨酸分別可以達(dá)到48.9 mg/g pro和43.8 mg/gpro，這兩種氨基酸可以與氯化鈉發(fā)生反應(yīng)，生成鮮味物質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的攝食積極性?？梢姡Ｈ~蛋白具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和利用價(jià)值。

2桑葉在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

2.1桑葉粉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長的影響及其在飼料中的適宜添加量

魚類的生長性能是評(píng)價(jià)蛋白源優(yōu)劣的重要指標(biāo)。相比魚粉，植物蛋白源由于含有較多的粗纖維、抗?fàn)I養(yǎng)因子和氨基酸不平衡等特點(diǎn)，在水產(chǎn)飼料中隨著添加量的增加，會(huì)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物造成不同程度的影響。一般來講，隨著飼料中植物蛋白源添加量的增加，水產(chǎn)動(dòng)物的生長速度、飼料利用率下降，死亡率增加。而植物蛋白源的添加量在適宜的范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長造成負(fù)面影響。然而，植物蛋白源在水產(chǎn)飼料中的添加量會(huì)因處理植物蛋白的方式、添加的形式及不同的養(yǎng)殖對(duì)象等因素的影響而有所不同。

2.1.1直接添加 植物蛋白源中普遍存在抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子不僅會(huì)降低飼料的適口性，而且還會(huì)破壞營養(yǎng)成分，降低飼料的營養(yǎng)價(jià)值。例如，單寧（tannins）可以在口腔中與其他蛋白質(zhì)結(jié)合，具有苦澀味道，影響飼料的適口性，進(jìn)入腸道后，又可以和腸道消化酶結(jié)合，延長飼料消化時(shí)間，影響動(dòng)物的攝食量。雖然，畜禽上面的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加少量的桑葉有助于提高養(yǎng)殖動(dòng)物的生長性能、降低料重比，改善腸道菌群。但是，桑葉粉直接添加到水產(chǎn)飼料中能否起到類似的效果，就目前的研究報(bào)道，還未有相關(guān)報(bào)道證實(shí)這一點(diǎn)。馬恒甲等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，草魚飼料中添加5%的桑葉粉不影響草魚的生長性能；但當(dāng)添加量達(dá)到10%，草魚的生長性能明顯下降。李法見和楊陽等（2014）的研究表明，羅非魚飼料中分別添加10%不同產(chǎn)地的桑葉粉，不影響羅非魚的生長機(jī)能。由此可見，水產(chǎn)動(dòng)物飼料中直接添加桑葉粉是可行的，不影響水產(chǎn)動(dòng)物的生長等性能，但是，添加量不宜太高。這可能是飼料添加大量的桑葉時(shí)，桑葉中的一些防御蛋白、植物凝集素和丹寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物消化吸收造成的負(fù)面影響；另外，桑葉表面覆蓋蠟質(zhì)層，單胃動(dòng)物難以消化利用。

2.1.2發(fā)酵處理后添加 發(fā)酵處理是一種借助微生物菌群去除植物蛋白源中抗?fàn)I養(yǎng)因子和有毒有害物質(zhì)的高效而廉價(jià)的方法。已有大量的研究表明，發(fā)酵處理植物蛋白源，可以有效降低或消除抗?fàn)I養(yǎng)因子、顯著提高常規(guī)營養(yǎng)成分、增加種生物活性因子。Anilava Kavirai（2012）對(duì)桑葉進(jìn)行了發(fā)酵處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過發(fā)酵處理后，桑葉中的植酸和單寧明顯降低，基本在配合飼料中檢測(cè)不出。近年的研究表明，經(jīng)過發(fā)酵技術(shù)處理的桑葉粉，在水產(chǎn)飼料中的添加量也有顯著的提高。Mondal等（2011）的研究結(jié)果表明，飼料中添加75%的發(fā)酵桑葉不影響淡水鯰魚（Heteropneu-stesfossilis）的生長和飼料利用。Kausik Mon-dal（2012）等在研究桑葉部分替代魚粉對(duì)巴塔野鯪（Labeobata）的影響的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵桑葉粉替代50 %的魚粉時(shí)，巴塔野鯪的增重率、特定生長率明顯高于對(duì)照組，而且還展現(xiàn)出良好的飼料利用率。陳文燕（2015）的研究表明，羅非魚飼料中添加40%的發(fā)酵桑葉不影響其生長性能13引。

2.1.3與其他蛋白源配伍使用 蛋白源配伍是根據(jù)水產(chǎn)動(dòng)物的營養(yǎng)需求，結(jié)合不同蛋白源的優(yōu)缺點(diǎn)，科學(xué)合理地調(diào)整不同蛋白源在混合物的比例，互相補(bǔ)償各自的營養(yǎng)上的不足，緩解單一蛋白源中氨基酸不足或過多，進(jìn)而提高整體復(fù)合蛋白源的營養(yǎng)價(jià)值，從而整體提高其在水產(chǎn)飼料中的使用量。桑葉中的氨基酸種類齊全，是其他植物蛋白源不能媲美的。另外，還富含賴氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸，谷氨酸、天冬氨酸等增進(jìn)食物鮮味氨基酸和1-脫氧野尻霉素等生物活性物質(zhì)。Kausik Mondal等（2011）對(duì)印度囊鰓鯰（Hetero-pneustesfossilis）的研究發(fā)現(xiàn)，以30%魚的下腳料、24%的桑葉混合發(fā)酵后，可以替代飼料中75%的魚粉而不影響印度囊鰓鯰的生長性能。Anilava Kaviraj等（2013）對(duì)南亞野鯪（Labeoroh-ita）的研究發(fā)現(xiàn)，桑葉和魚的下腳料混合發(fā)酵后可以替代飼料中80%的魚粉，而對(duì)南亞野鯪的生長機(jī)能和飼料利用率不產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.2對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生理健康的影響

目前，有關(guān)桑葉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生理健康的研究報(bào)道比較少，主要集中在腸道消化酶上面。魚類的消化酶大致可以分為蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等，其活性受魚的種類、生長階段、健康狀態(tài)和環(huán)境等因素的影響，但其活性的強(qiáng)弱可以反映魚類的消化能力的大小，是反映飼料蛋白源優(yōu)劣的重要指標(biāo)。Kausik Mondal等（2012）對(duì)巴塔野鯪（Labeobata）的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加65%的發(fā)酵桑葉，明顯提高了巴塔野鯪的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性，但是其后隨著添加量的增加，蛋白酶的活性逐漸下降，這種結(jié)果可能是飼料中纖維素的增加導(dǎo)致的。隨后，Mondal K等（2015）對(duì)巴塔野鯪的研究發(fā)現(xiàn)，以24的桑葉和30%魚的下腳料混合發(fā)酵后替代75%的魚粉，巴塔野鯪淀粉酶、脂肪酶較對(duì)照組有明顯的提高，但蛋白酶活性有所降低，這可能與桑葉和魚的下腳料混合比例不同所致?？梢姡暳现刑砑舆m量的桑葉，有助于提高水產(chǎn)動(dòng)物消化酶活性。

2.3對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物品質(zhì)的影響

魚類品質(zhì)的研究相對(duì)于畜禽類起步晚、研究時(shí)間短，且目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前，桑葉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物肌肉品質(zhì)的影響主要集中在肌肉的pH值、滴水損失及熟肉率等肌肉理化性質(zhì)的研究。pH值通過影響揮發(fā)性芳香化合物生物合成代謝途徑，硫化氫、二甲基硫醚和三甲胺等小分子的生成和美拉德反應(yīng)等方面影響魚肉的氣味。正常情況下魚肉的pH呈中性或偏堿性，魚死亡后，魚體貯存的糖原通過糖酵解途徑生成大量的乳酸，導(dǎo)致肌肉pH值顯著下降，進(jìn)而引起蛋白質(zhì)變性，貯存時(shí)間縮短。肌肉蛋白質(zhì)的持水能力可以通過滴水損失來評(píng)價(jià)，滴水損失越小，肌肉失水率越小，肌肉的品質(zhì)也就越好。李法見和楊陽等（2014）對(duì)羅非魚的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加10%的桑葉可以降低肌肉pH的下降速度和滴水損失。不同處理?xiàng)l件下，肌肉蛋白質(zhì)的保水能力及烹調(diào)損失可以通過熟肉率來反映。李法見等（2014）對(duì)羅非魚的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加10%的桑葉，可以明顯提高羅非魚的熟肉率。草魚飼料中添加5%的桑葉，對(duì)改善草魚出肉率和血脂含量有積極的作用?？梢?，飼料中添加適量的桑葉可以提高水產(chǎn)動(dòng)物的品質(zhì)。另外，飼料蛋白質(zhì)源的影響表現(xiàn)在飼料中使用植物蛋白或魚粉以外的動(dòng)物蛋白能提高魚肉的硬度，飼料中添加桑葉是否有助于提高魚體肌肉的硬度，還有待進(jìn)一步研究。

2.4對(duì)飼料表觀消化率的影響

消化率（Digestibility）是指被動(dòng)物消化吸收的蛋白質(zhì)或其他營養(yǎng)物質(zhì)占攝人食物的百分比，它是反映魚類對(duì)飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收狀況的重要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)飼料原料營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。Kausik Mondal（2012）對(duì)巴塔野鯪（Labeobata）的研究發(fā)現(xiàn)，以發(fā)酵桑葉分別替代飼料中50%、75 9/6、80%的魚粉，隨著發(fā)酵桑葉粉的增加飼料表觀消化率逐漸降低，但是這種變化不大，都在88.78%～88.99%之間。Kausik Mondal（2011）對(duì)淡水鯰魚（Heteropneustesfossilis）的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加65%～80%的發(fā)酵桑葉，隨著添加量的增加，表觀消化率逐漸下降，變化范圍在78.70%～89.17%，其中添加75%和80%發(fā)酵桑葉粉組的表觀消化率與對(duì)照組差異顯著。姜瑞麗（2010）分別以30%的豆粕、菜粕、肉骨粉和羽毛粉和70%的基礎(chǔ)飼料組成的飼料喂養(yǎng)羅非魚，發(fā)現(xiàn)羅非魚對(duì)其表觀干物質(zhì)消化率分別為67.99%、47.07%、58.39%和58.32 9%。由此可見，雖然配方、魚的種類不同，但是可以看出不同食性的魚對(duì)發(fā)酵桑葉粉的表觀消化率要高于豆粕、菜粕、肉骨粉和羽毛粉，肉食性魚類對(duì)植物蛋白源的消化率較草食性魚類的表觀消化率偏低。

3提高桑葉在水產(chǎn)飼料中利用的途徑

3.1桑葉粉深加工，濃縮提取桑葉蛋白

水產(chǎn)動(dòng)物不同于陸地畜禽動(dòng)物，其對(duì)飼料中的蛋白質(zhì)要求比較高，而且不能有效利用飼料中的碳水化合物。在尋找開發(fā)水產(chǎn)動(dòng)物飼料新蛋白源時(shí)，必須考慮蛋白源中的蛋白質(zhì)含量。桑葉粉中的粗蛋白含量雖然較玉米、苜蓿草、小麥等飼料作物的蛋白含量高，但比魚粉低得多，魚粉粗蛋白含量一般在60%以上。因此，桑葉粉深加工，濃縮提取桑葉蛋白是提高其在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用的有效方法。蛋白濃縮加工工藝在大豆、玉米等農(nóng)作物加工領(lǐng)域中已經(jīng)比較成熟，但在桑葉粉上面還處于摸索研究階段。據(jù)報(bào)道，桑葉粉經(jīng)過濃縮、提取等加工工藝處理，蛋白含量極大提高。但是，目前還未有桑葉蛋白在水產(chǎn)飼料應(yīng)用的報(bào)道，但可以大膽預(yù)想，今后桑葉蛋白將是水產(chǎn)飼料中替代魚粉研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向。

3.2發(fā)酵及與其他蛋白源配伍使用

發(fā)酵可以有效降低植物蛋白源中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高蛋白源的營養(yǎng)價(jià)值，并在水產(chǎn)飼料應(yīng)用中取得良好的效果。但是，目前發(fā)酵桑葉的工藝并不成熟，使用的菌種比較復(fù)雜，發(fā)酵時(shí)間長。例如，Kausik Mondal（2011）就發(fā)酵桑葉和魚的下腳料配合使用對(duì)淡水鯰魚的研究中，以乳酸桿菌（Lactobacillus sp.）、紅假單胞菌（Rhodop-seudomonas sp.）、自生固氮菌（Azotobactersp.）、啤酒酵母（Saccharomyces sp.）和鏈霉菌（Streptomyces sp.）在27～30℃的條件下發(fā)酵混合物，用時(shí)36～40 d。Kausi kMondal（2012）就發(fā)酵桑葉對(duì)巴塔野鯪的生長和消化酶活性的研究中，以乳酸桿菌（Lactobacillus sp.）、紅假單胞菌（Rhodopseudomonas sp.）、自生固氮菌（Azo-tobacter sp.）、啤酒酵母（Saccharomyces sp.）在27～30℃的條件下發(fā)酵桑葉，用時(shí)40～44 d。而H Has（2013）就發(fā)酵桑葉對(duì)肉雞的末重、干物質(zhì)和粗纖維的消化及能量代謝的研究中，先用馬的瘤胃液處理，然后在厭氧、37～41℃的條件下，用時(shí)一周即可發(fā)酵完成，大大縮短發(fā)酵時(shí)間。因此，未來關(guān)于桑葉的發(fā)酵，可以優(yōu)化發(fā)酵菌種，發(fā)酵條件，提高發(fā)酵效率和發(fā)酵質(zhì)量。

3.3添加晶體氨基酸

桑葉蛋白的氨基酸雖然豐富、種類齊全，但是經(jīng)氨基酸比值系數(shù)法和模糊識(shí)別法分析，異亮氨酸為其第一限制氨基酸。異亮氨酸（Ile）是魚類等水產(chǎn)動(dòng)物的必需氨基酸，主要的生理功能為參與氨基酸和蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)，如促胰島素分泌與蛋白質(zhì)合成過程中，可以為谷氨酰胺合成提供底物，作為機(jī)體內(nèi)組織器官蛋白質(zhì)代謝的信號(hào)物等，對(duì)機(jī)體組織修復(fù)和生長，維持體內(nèi)氮平衡有積極的作用。據(jù)報(bào)道，飼料中添加異亮氨酸可以肉雞和哺乳豬的生產(chǎn)性能。但目前還未有桑葉應(yīng)用的水產(chǎn)動(dòng)物飼料中添加異亮氨酸的研究報(bào)道。因此，未來桑水產(chǎn)飼料中添加異亮氨酸是否有助于提高桑葉應(yīng)用價(jià)值還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4結(jié)語

有關(guān)桑葉在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)有研究表明，桑葉粉直接添加到水產(chǎn)動(dòng)物飼料中是可行的，但是效果并不理想。而發(fā)酵或與其他蛋白源復(fù)合發(fā)酵的桑葉，可以高效替代水產(chǎn)飼料中的魚粉，并且適量添加對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長性能、消化、魚體的品質(zhì)有積極的意義。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，魚粉的供需矛盾加劇，中國作為水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，尋找開發(fā)新的蛋白源對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖和水產(chǎn)飼料整個(gè)行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。結(jié)合桑葉粉的營養(yǎng)價(jià)值及其在水產(chǎn)飼料中的研究現(xiàn)狀，高效廉價(jià)地提取桑葉蛋白、發(fā)酵工藝處理和桑葉與其他蛋白源配伍使用應(yīng)是研發(fā)者今后研究的重點(diǎn)。