從海洋中獲取飼用蛋白質(zhì)

韓浩月

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2018）03-0059-03

每一個人都會同意，在未來的某天，為滿足人類日益增長的肉類需求，畜禽日糧所需的蛋白質(zhì)飼料將出現(xiàn)供應(yīng)不足的問題。在歐洲，人們普遍認(rèn)為，以犧牲南美熱帶雨林為代價來開發(fā)農(nóng)業(yè)用地，不應(yīng)該是生產(chǎn)動物用大豆蛋白質(zhì)飼料的方法。另一個流行的觀點認(rèn)為，以僅為用作飼料的目的來捕魚并不是一種可持續(xù)的肉類生產(chǎn)途徑。這些問題促使人們開始尋找新型可持續(xù)的飼用蛋白源，這能夠使當(dāng)?shù)鼗蛑辽偈菤W洲實現(xiàn)自給自足。自2018年起，有機豬和有機肉雞的生產(chǎn)者將面臨是否擁有足量的有機蛋白質(zhì)飼料的挑戰(zhàn)。出于這個原因，海洋蛋白質(zhì)，如藍(lán)貽貝、海星和海藻將成為未來飼料原料的不二之選，因為它們可以解決養(yǎng)殖行業(yè)和社會面臨的重要挑戰(zhàn)。

1 貽貝

晚春時節(jié)，藍(lán)貽貝幼體可以在繩索、塑料管或網(wǎng)上自然生長。它們可以過濾海水獲取其中的藻類以便進食，并且可以在第一個冬季到來之前收獲，最好是在海水冰封之前收獲。貽貝在收獲后需要經(jīng)過加工處理，以便于儲存。丹麥峽灣每年生產(chǎn)的脫殼干貽貝粉可能有15 000 t。貽貝養(yǎng)殖場的位置應(yīng)處于營養(yǎng)豐富的水域，并要符合歐盟對貽貝養(yǎng)殖的規(guī)定。一項在丹麥內(nèi)陸峽灣進行的試驗發(fā)現(xiàn)，18公頃的貽貝養(yǎng)殖場可產(chǎn)出61 t的新鮮貽貝。收獲的這些貽貝可以使每公頃水面減少600 kg～900 kg氮和30 kg～ 40 kg磷。貽貝在以減少海水中的氮和磷為目的進行養(yǎng)殖時，它們被稱為“緩解貽貝（mitigation mussel）”，因此人們寄希望于其能夠在減少水體富營養(yǎng)化問題上發(fā)揮出重要作用。貽貝粉的特點是粗蛋白含量高，為58%～66%（以干物質(zhì)為基礎(chǔ)），礦物質(zhì)含量低，如果用作豬和雞的飼料，則氨基酸組成比較平衡。若以干物質(zhì)為基礎(chǔ)，其粗脂肪含量為12%～16%，并包含大量的多不飽和脂肪酸，特別是ω-3脂肪酸二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic，EPA）和二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic，DHA）。表1列出了海洋生物的營養(yǎng)物質(zhì)組成。貽貝還含有類胡蘿卜素，如β-胡蘿卜素、葉黃素A、玉米黃素和蝦青素。豬對貽貝粗蛋白的回腸消化率為0.83。

2 海星

海星用于畜禽飼料已不是什么新鮮的事。在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)期間以及戰(zhàn)后，飼料原料短缺，海星就被作為畜禽飼料原料使用，已經(jīng)完成的多項試驗還記錄了它的營養(yǎng)作用，特別是在家禽營養(yǎng)上的作用。在丹麥峽灣，20世紀(jì)80年代中期前，海星以用作飼料原料的目的進行捕撈，隨后因傳染性海綿狀腦?。═ransmissible Spongiform Encephalopathies，TSE）問題的出現(xiàn)以及隨之而來對將魚類用于反芻動物飼料的限制，迫使海星捕撈中止。海星以貽貝為食物，這對貽貝產(chǎn)業(yè)來說是一大問題，他們發(fā)現(xiàn)海星的數(shù)量實在過于龐大。2013年，丹麥當(dāng)局批準(zhǔn)在某些海域捕撈海星，每年貽貝的產(chǎn)量相當(dāng)于3 000 t干海星粉的產(chǎn)量。自2017年7月起，歐盟開始允許將海星用作豬和家禽的飼料。海星粉被歸入與魚一類的產(chǎn)品。不幸的是，由于受TSE立法的限制，使得飼料行業(yè)很難加工海星粉，因為它不能在養(yǎng)殖場中儲存和加工成反芻動物飼料，不過海星是無脊椎動物，是一種安全的產(chǎn)品。

海星的特點是粗蛋白含量介于38%～70%、灰分含量為20%～42%（以干物質(zhì)為基礎(chǔ)），具體取決于收獲的季節(jié)；粗蛋白含量最高而灰分含量最低的收獲時機為2月；灰分不是沙子而是高濃度的鈣；脂肪的含量為9%～11%（以干物質(zhì)為基礎(chǔ)），其中含有多不飽和脂肪酸。豬對海星中粗蛋白的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率為0.8。研究人員已經(jīng)完成了兩項豬生長性能的試驗：第一個試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實驗條件下個體飼養(yǎng)的仔豬其日糧可以添加5%的海星粉但不是10%；第二個試驗證實，在商業(yè)化生產(chǎn)條件下，仔豬日糧中可以添加5%但不是7.5%的海星粉。

3 海帶

全球每年海帶的產(chǎn)量為2 500萬t，其中99%來自亞洲。在歐洲，最大的產(chǎn)地為挪威和法國。歐洲的海帶通常以手工的方法從天然的棲息地采集，但也利用基于繩索的設(shè)備養(yǎng)殖，但這需要耗費大量的人力和物力。海帶主要用作人類的食品，可直接食用完整的海帶，也可用其提取物。海帶的生產(chǎn)能力高度取決于海水質(zhì)量，海水應(yīng)該含有高濃度的鹽、低溫、營養(yǎng)物質(zhì)含量低，因陽光使得海水晶瑩剔透。

這些環(huán)境條件決定了海帶的產(chǎn)量，每公頃海帶養(yǎng)殖面積可年產(chǎn)新鮮海帶3 t～30 t。海帶的營養(yǎng)物質(zhì)含量因品種不同而不同。

丹麥海域具有最高的糖海帶和海白菜生產(chǎn)潛力。

糖海帶是一種褐藻，如以干物質(zhì)為基礎(chǔ)計算，其灰分含量為14%～38%，粗蛋白含量為7%～13%。鈉、鉀和碘的含量很高。海白菜是一種綠藻，粗蛋白含量高于15%，且氨基酸組成接近豆粕。

海白菜含有高濃度的硫、鈣、鎂、鈉和氯。根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)的這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，顯然海帶一般幾乎不用作飼料的蛋白質(zhì)來源。海帶中的海藻酸鹽、巖藻聚糖和海帶多糖，褐藻中的多酚以及綠藻中的半乳糖和木聚糖，它們都具有某些生物活性，可用來保持畜禽良好的健康狀況。因此，極為重要的是，在將海帶加工為最終產(chǎn)品的過程中，應(yīng)注意這些生物活性物質(zhì)不被破壞。

4 加工成飼料

貽貝、海星和海帶在儲存前都需要進行加工。加工成干粉是一種眾所周知的儲存方法，但也有將海產(chǎn)品加工成酸性的青貯飼料。然而，海產(chǎn)品的加工還有很多的挑戰(zhàn)。

使用現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)，海星和海帶能夠輕松地進行干燥。海星在魚粉加工廠進行干燥和粉碎是生產(chǎn)海星粉的一種常用方法。但是藍(lán)貽貝的加工比較困難，因為它有貝殼。在用作豬飼料時，貽貝肉應(yīng)與殼分離，但是帶殼的貽貝產(chǎn)品或許可以大量用于家禽飼料。

貽貝的殼可用煮沸法輕松地除去，這是在貽貝用作人類食品時最常用的加工方法。貽貝在采用煮沸法去殼時，存在蛋白質(zhì)和脂質(zhì)流失的風(fēng)險。其他的去殼方法基于物理分離為主，如新鮮貽貝粉碎后沉降、新鮮貽貝螺旋壓榨處理、酶解法或干法分提法。

在瑞典，在研究藍(lán)貽貝加工成干粉的工藝時申請了一項專利方法，即使用溫度介導(dǎo)的水解法分離貽貝的肉和殼。

5 不是干的，是濕的

干貽貝粉產(chǎn)品的一個替代產(chǎn)品是用有機酸進行穩(wěn)定的一種濕的青貯產(chǎn)品。對干海星進行的試驗發(fā)現(xiàn)，此產(chǎn)品對溫度極為敏感，同時在溫度過高時會導(dǎo)致海星粉變黑，這是因為發(fā)生了美拉德反應(yīng)，使賴氨酸無法被動物所利用。

在切碎的新鮮貽貝中加入有機酸，隨后進行壓榨處理制成青貯飼料，會使部分蛋白質(zhì)水解為游離氨基酸和多肽。這會使青貯貽貝有較高的粗蛋白標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率（0.86），相比較而言貽貝粉的粗蛋白標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率僅為0.83。

海星不適合進行酸解處理，因為其體內(nèi)含有大量的碳酸鈣。用乳酸菌發(fā)酵海星制成青貯飼料，會對動物腸道微生物菌群組成產(chǎn)生有益的作用。

海帶相對來說比較容易發(fā)酵，因為其含有大量的碳水化合物。丹麥公司的發(fā)酵專家可以將完整的糖海帶發(fā)酵成為豬飼料原料，并已經(jīng)商品化生產(chǎn)。

海星在魚粉加工廠里很容易進行處理，但是在此類工廠中處理海星可能有些困難，因為海星的捕撈量較低，且捕撈期與傳統(tǒng)海產(chǎn)品的漁期相重疊，因此采用替代的加工方法更現(xiàn)實。然而，海星的物理特性似乎使其很難進行加工，當(dāng)在切碎后用螺旋式壓榨機處理時，會產(chǎn)出富含蛋白質(zhì)的液態(tài)成分，這可以用作豬的液態(tài)飼料，渣滓部分可作為肥料使用。

原題名：Proteins derived from the sea（英文）

原作者：Jan V. Norgaard副教授（丹麥奧胡斯大學(xué)）