發(fā)酵豆粕在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用進(jìn)展

暴麗梅，米曉紅*，李 亮，王秀坤，張建平，尹勁松

（ 1. 天津現(xiàn)代天驕水產(chǎn)飼料股份有限公司，天津 301800 ； 2. 天津市寶坻區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，天津 301800 ）

在水產(chǎn)飼料中，豆粕是一種植物蛋白源，用途廣泛，具有資源豐富、價(jià)格合理、營養(yǎng)成分均衡等特點(diǎn)[1]。但由于豆粕中含有大豆凝集素、胰蛋白酶抑制劑、大豆抗原蛋白、低聚糖、脲酶、植酸等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)影響水產(chǎn)動(dòng)物消化酶活動(dòng)，損傷消化道結(jié)構(gòu)，破壞腸道微生物環(huán)境，影響水產(chǎn)動(dòng)物的健康生長，也限制了飼料中豆粕替代常規(guī)原料的比例[2]。因此，減量或消除豆粕抗?fàn)I養(yǎng)因子、緩解常規(guī)原料資源緊缺、提高豆粕替代比例是現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)方向。有研究指出，微生物發(fā)酵可將大分子物質(zhì)如多糖、蛋白質(zhì)、脂肪等降解為小分子物質(zhì)，如單糖、溶解肽、有機(jī)酸等，易被消化吸收，可改善動(dòng)物對(duì)飼料的適口性，提高采食率，進(jìn)而提高飼料利用效率[3-4]。基于此，本文綜述了發(fā)酵豆粕在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用研究進(jìn)展，以期為發(fā)酵豆粕在水產(chǎn)飼料中的合理應(yīng)用提供參考。

1 發(fā)酵豆粕的優(yōu)勢(shì)

發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵操作簡(jiǎn)單，污染物少，因此飼料工業(yè)中的發(fā)酵以固態(tài)發(fā)酵為主[5]。固態(tài)發(fā)酵是指以固態(tài)支持物為培養(yǎng)基底物，提供適宜微生物生長的環(huán)境和所需的營養(yǎng)物質(zhì)，通過微生物的生長繁殖去除豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高發(fā)酵過程中的有益物質(zhì)含量[6]。豆粕經(jīng)固態(tài)發(fā)酵處理可提高其營養(yǎng)價(jià)值，進(jìn)而改善動(dòng)物腸道微生物環(huán)境，增強(qiáng)抗病力[7]。郭萌萌等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，豆粕經(jīng)有益菌聯(lián)合發(fā)酵，枯草芽孢桿菌∶乳酸菌∶酵母菌體積比為6∶2∶3時(shí)，顯著增加了粗蛋白質(zhì)、小肽和有效磷含量，顯著降低了中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮的含量，提高了飼料品質(zhì)。鐘國防等[9]研究表明，豆粕經(jīng)芽孢桿菌有氧發(fā)酵后能夠替代餌料中20%的魚粉，大口黑鱸前腸絨毛密度、腸壁厚度顯著降低；中腸絨毛密度、寬度以及后腸腸壁厚度顯著降低，對(duì)改善腸道健康具有促進(jìn)作用。Yang等[10]研究表明，發(fā)酵豆粕等蛋白替代魚粉能夠顯著降低大口黑鱸感染嗜水氣單胞菌后的死亡率。

2 常用發(fā)酵菌種

2.1 乳酸菌

乳酸菌發(fā)酵飼料抗菌潛力大，屬綠色、環(huán)保的新型飼料生產(chǎn)技術(shù)。益生菌能夠產(chǎn)生有機(jī)酸、維生素、多肽等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有促進(jìn)腸道健康、提高飼料適口性、促進(jìn)動(dòng)物生長以及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等優(yōu)勢(shì)[11-13]，廣泛應(yīng)用于發(fā)酵飼料生產(chǎn)。崔艷紅等[14]研究表明，乳酸菌可通過競(jìng)爭(zhēng)腸道附著點(diǎn)，分泌代謝產(chǎn)物以及競(jìng)爭(zhēng)營養(yǎng)物質(zhì)等方式調(diào)節(jié)水產(chǎn)動(dòng)物腸道菌群結(jié)構(gòu)。宋曉明[15]研究發(fā)現(xiàn)，在南美白對(duì)蝦基礎(chǔ)飼料中添加1%的乳酸菌后，南美白對(duì)蝦的各項(xiàng)生長指標(biāo)（增重率、特定生長率、蛋白質(zhì)效率）顯著提高了3.62%、5.31%、5.88%。齊富剛等[16]研究表明，飼料中添加乳酸菌能夠改善鯉魚的生長性能。相似結(jié)論在斑點(diǎn)叉尾鮰[17]、雜交鱧[18]的相關(guān)研究中也得到了證實(shí)。

2.2 枯草芽孢桿菌

枯草芽孢桿菌能夠合成脂肽類抗菌肽（非核糖體途徑合成）和蛋白類抗菌肽（核糖體途徑合成）等兩類抑菌物質(zhì)，這些物質(zhì)通過相應(yīng)的作用機(jī)制可產(chǎn)生蛋白質(zhì)、多肽以及維生素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有無毒副作用、無殘留、原生態(tài)等特性，能夠抑制有害菌生長、提高動(dòng)物抗病力、促進(jìn)動(dòng)物生長發(fā)育[19-22]?？咕鞍字饕咕?、細(xì)菌素、酶類；脂肽類化合物主要包括表面活性素、伊枯草菌素以及泛革素[23]，這些物質(zhì)各具有不同功能。陳志誼[24]、Zou等[25]研究表明，抗菌肽具有部分替代抗生素潛力。Hashem等[26]、付云等[27]、程曉瑩[28]分別從表面活性素、伊枯草菌素以及泛革素等3個(gè)方面證明了脂肽類化合物的抗菌作用。鐘國防等[9]研究顯示，利用芽孢桿菌有氧發(fā)酵豆粕替代20%魚粉能夠促進(jìn)大口黑鱸幼魚腸道健康，替代量30%時(shí)腸絨毛高度和寬度顯著提高。

2.3 酵母菌

酵母菌屬于單細(xì)胞真核微生物，含有豐富的酶類、維生素和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)[29]。酵母菌應(yīng)用于發(fā)酵飼料中，具有增加粗飼料中蛋白含量，降解抗?fàn)I養(yǎng)成分和大分子物質(zhì)、抑制有害菌群生長等作用[30-31]。謝鵬等[32]研究發(fā)現(xiàn)，馬克斯克魯維酵母發(fā)酵豆粕原料72 h后，粗蛋白含量顯著升高；熱帶假絲酵母發(fā)酵豆粕48 h 后，豆粕植酸含量去除率達(dá)到55.3%。李杰[33]研究發(fā)現(xiàn)，使用釀酒酵母菌發(fā)酵豆粕，胰蛋白酶抑制因子的去除率≥97%，粗蛋白含量顯著高于未發(fā)酵豆粕組。

3 發(fā)酵豆粕在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 魚類

發(fā)酵豆粕在魚類養(yǎng)殖方面的研究多集中于發(fā)酵豆粕替代飼料組成部分，研究對(duì)象以大口黑鱸魚、鯉魚等為主，其他包括鯽魚、大黃魚、團(tuán)頭魴等。

3.1.1 大口黑鱸

何明等[34]在大口黑鱸飼料中分別以30%的豆粕和發(fā)酵豆粕替代魚粉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕組干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、磷和總氨基酸表觀消化率等指標(biāo)具有明顯優(yōu)勢(shì)。鐘國防等[9]研究表明，利用芽孢桿菌有氧發(fā)酵豆粕替代20%～30%魚粉，大口黑鱸幼魚在增重率方面優(yōu)勢(shì)顯著。田鑫鑫等[35]在研究發(fā)酵豆粕替代魚粉對(duì)大口黑鱸生長、飼料效率、表觀消化率和消化酶活力的影響的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，分別用0、10%、15%、20%、25%的發(fā)酵豆粕分別替代0、10%、20%、30%、40%魚粉，其攝食量分別較對(duì)照組提高了10.7%、10.4%、11.6%、17.8%。胡俊茹等[36]在發(fā)酵豆粕替代魚粉對(duì)大口黑鱸生長影響的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕能夠成功替代50%魚粉，且大口黑鱸攝食率顯著增加。郭偉干等[37]以加州鱸魚苗為研究對(duì)象，驗(yàn)證發(fā)酵豆粕對(duì)其生長性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)飼料中添加適量（5%或7.5%）的發(fā)酵豆粕能夠提高加州鱸魚的生長性能，提高飼料利用率。卞宇豪等[38]研究表明，發(fā)酵豆粕+肉骨粉混合物能夠有效替代飼料中150 g/kg魚粉，對(duì)大口黑鱸生長性能、免疫性能以及腸道健康等方面無不良影響。

3.1.2 鯉魚

殷海成等[39-40]開展了以發(fā)酵豆粕替代魚粉對(duì)黃河鯉生長以及血清抗氧化性能及消化酶活性的影響研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕替代10%～30%的豆粕時(shí)，對(duì)黃河鯉魚生長以及增強(qiáng)腸道消化酶活性具有積極作用；以23%發(fā)酵豆粕分別替代15%的魚粉，能夠增加前腸淀粉酶活性以及中腸和后腸脂肪酶活性。李云蘭等[41]以發(fā)酵豆粕分別替代50%和100%豆粕，研究其對(duì)鯉魚生長性能和腸道組織結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕50%或100%替代豆粕時(shí)，鯉魚蛋白質(zhì)效率提高；替代100%豆粕時(shí)，鯉魚后腸皺襞高度顯著升高。杜洪義[42]以鯉魚為研究對(duì)象，分別以0、25%、50%、75%、100%發(fā)酵豆粕等量替代飼料中的豆粕。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以75%和100%替代豆粕時(shí)，鯉魚腸長指數(shù)分別較對(duì)照組顯著提高了7.5%、8.89%；中腸皺襞高度分別較對(duì)照組顯著提高了6.43%、7.60%；后腸皺襞高度分別較對(duì)照組顯著提高了15.88%、23.07%，表明發(fā)酵豆粕對(duì)改善鯉魚腸道發(fā)育具有積極作用。

3.1.3 其他魚類

祝焱彬等[43]分別以0、2.7%、5.4%、8.1%、10.8%、13.5%的發(fā)酵豆粕替代梭魚飼料中0、20%、40%、60%、80%、100%的魚粉。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕替代魚粉比例≥40%時(shí)，梭魚的生長性能以及血液生化指標(biāo)得到顯著改善。王經(jīng)遠(yuǎn)等[44]研究發(fā)現(xiàn)，以50%～75%的發(fā)酵豆粕替代飼料中復(fù)合植物蛋白質(zhì)源，團(tuán)頭魴幼魚增重率、特定生長率、蛋白質(zhì)效率顯著升高，血清總膽固醇含量顯著下降，腸道谷胱甘肽過氧化酶活性、過氧化氫酶活性顯著升高。結(jié)果表明，發(fā)酵豆粕對(duì)提高團(tuán)頭魴幼魚的生長性能、改善腸道健康具有積極作用。何嬌嬌等[45]研究表明，飼料中添加適量發(fā)酵豆粕可以降低魚類腸道的過敏反應(yīng)，減輕腸道損傷，并維持腸道結(jié)構(gòu)的完整性。周興華等[46]研究發(fā)現(xiàn)，以15%的發(fā)酵豆粕替代飼料中魚粉對(duì)鰻魚生長沒有影響，還能夠降低養(yǎng)殖飼料成本約100元/t。彭翔等[47]研究表明，發(fā)酵豆粕能夠增加黑鯛前腸指狀絨毛高度，降低絨毛間隙，增加腸絨毛彎曲度。徐粒瀟等[48]以銀鮭為研究對(duì)象，探究發(fā)酵豆粕對(duì)其生長性能、免疫性能等影響。結(jié)果表明，在不影響銀鮭生長性能和血清成分的前提下，發(fā)酵豆粕能夠成功替代10%魚粉，且對(duì)銀鮭肝臟抗氧化能力具有積極的促進(jìn)作用。唐偉東[49]研究表明，以50%～75%的發(fā)酵豆粕替代禾花魚基礎(chǔ)飼料中的豆粕，禾花魚的增重率、特定生長率以及蛋白質(zhì)效率均得到顯著改善。

3.2 蝦、蟹

3.2.1 凡納濱對(duì)蝦

目前，發(fā)酵豆粕替代研究對(duì)象多為凡納濱對(duì)蝦。冷向軍等[50]研究表明，在同等替代10%的魚粉蛋白質(zhì)水平下，發(fā)酵豆粕組南美白對(duì)蝦的增重率（WGR）顯著高于豆粕組。李曉梅等[51]研究發(fā)現(xiàn)，以28.6%發(fā)酵豆粕替代飼料中等量魚粉，凡納濱對(duì)蝦成活率和增重率分別較對(duì)照組提高了11.29% 和7.92%，飼料系數(shù)降低了19.22%。Van Nguyen等[52]研究報(bào)道，發(fā)酵豆粕可成功替代凡納濱對(duì)蝦飼料中25.4%魚粉。劉韜等[53]分別以4%、8%、12%、16%發(fā)酵豆粕替代凡納濱對(duì)蝦飼料中9.7%、19.4%、29.1%、38.8%的魚粉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕最佳用量為8%～12%，超過該范圍可引起凡納濱對(duì)蝦的過度應(yīng)激。彭松等[54]試驗(yàn)表明，發(fā)酵豆粕替代飼料中6%的魚粉不會(huì)影響凡納濱對(duì)蝦生長和飼料利用情況。

3.2.2 其他蝦蟹

有研究表明，發(fā)酵豆粕使用量為8%時(shí)能夠顯著影響羅氏沼蝦的生長性能、抗氧化性能以及免疫功能[55]。Ding等[56]研究發(fā)現(xiàn)，以發(fā)酵豆粕替代日本沼蝦飼料中的25%魚粉，在生長和免疫指標(biāo)方面具有良好效果。沈城等[57]以中華絨螯蟹幼蟹為研究對(duì)象，探討發(fā)酵豆粕替代部分魚粉對(duì)其生長、體組成以及相關(guān)消化酶活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆粕替代15%魚粉時(shí)可顯著改善中華絨螯蟹的生長指標(biāo)，對(duì)體成分無顯著影響；當(dāng)發(fā)酵豆粕替代量≥15%時(shí)，脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等活性與對(duì)照組相比差異不顯著無顯著差異（P＞0.05）。許晨遠(yuǎn)[58]研究表明，發(fā)酵豆粕替代魚粉含量達(dá)10%時(shí)，中華絨螯蟹的生長性能最佳，證明了發(fā)酵豆粕替代適量魚粉能夠促進(jìn)中華絨螯蟹的生長；且適量替代能夠激活中華絨螯蟹蛋白代謝通路，提高蛋白質(zhì)代謝吸收能力。

4 結(jié)論

綜上所述，有關(guān)發(fā)酵豆粕在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用多集中于替代魚粉。隨著對(duì)發(fā)酵工藝以及發(fā)酵豆粕特性研究不斷深入，發(fā)酵豆粕替代魚粉比例、發(fā)酵豆粕與其他有益添加劑的協(xié)同作用以及不同水產(chǎn)動(dòng)物發(fā)酵豆粕的適宜添加量有待更進(jìn)一步的研究。