对虾饲料中鱼粉替代蛋白原料的研究进展

中国水产门户网报道    鱼粉作为对虾饲料中最主要的、昂贵的蛋白原料，其供给量、质量、价格
受到了市场和环境关系的制约，全球鱼粉的供应量持续下降，价格迅速上升。
所以寻找新的蛋白源已成为大家关注的焦点。 

1 动物性蛋白原料
1.1海洋蛋白原料
   常见的海洋动物蛋白原料包括鱿鱼粉、虾壳粉、磷虾粉、水解鱼产品等。原料有着极好的适口性和诱食效果，并且含有丰富的必需脂肪酸以及固醇类物质，可以改善对虾生长。 
    研究发现添加2.5%以上的鱿鱼内脏粉可改善南美白对虾（Penaeus vannamei）生长性能；高含量（20％）的鱿鱼内脏粉对成活率、生长、饲料系数、蛋白质效率并无不良影响（刘立鹤等，2002），采用挤压生产工艺，直接将湿鱿肝脏及鱿肝脏粉替代部分鱼粉，能提高饲料的诱食性及利用率，提高对虾体长与体重增长率（汪秋宽等，2006）。 

   这主要与鱿鱼的内在组分有关系，Cruz-Suarez和Guillaume（1983）研究认为，鱿鱼水溶组分可能含有诱食物质，能够提高饲料的摄食；而鱿鱼蛋白组分，可以改善生长，与其氨基酸平衡性无关，而是含有促生长因子。因为即使添加量只有1.5%时，对日本对虾（Penaeus japonicus）的生长和饲料转化率都能显著提高（Cruz-Suarez等，1984）。
      虾壳粉、磷虾粉除了营养结构较为平衡，还具有明显的促摄食作用，所含有的虾青素还是虾类可以很好地利用的体色素。
       投喂补充了5%磷虾粉的饲料后，斑节对虾生长速度提高了20%，并且饲料转化效率得到改善（Smith等，2005），可能与其含有提高生长的未知生长因子有关，并推测生长因子是磷虾的X-器官窦腺体中残留的神经内分泌激素的生物活性物质（Williams等，2005）。 
    近年来，Nunes等（2010）的研究也显示，通过磷虾粉或者磷虾油能够完全取代鱼粉、鱼油、大豆磷脂和胆固醇中蛋白和脂肪的价值。磷虾粉具有很强的诱食效应，主要是由于有较高含量的脯氨酸、谷氨酸和甘氨酸以及其他化学物质（Kolkovski等，2000），以及存在于蛋白-几丁质复合体的一些不溶性蛋白质（Williams 等，2005）。
      虽然能够改善饲料的摄食，但是过量的磷虾粉不能改善对虾生长，这主要是因为磷虾粉的添加量受到其中几丁质、铜以及主要的氟含量等因素的限制（Olsen等，2006）。
      动物水解蛋白被认为是优质的蛋白原料，对对虾生长有良好的促进作用，但是添加量需要控制。研究发现，低含量水解鱼蛋白（提供3%蛋白）可获得更好的生长，高含量（提供9%、15%蛋白）则会产生负面影响，水解鱼蛋白中大量的小肽和游离氨基酸的存在可能是限制添加量的主要原因。而补充水解磷虾蛋白能提高对虾的生长，且高含量对对虾生长无明显的影响，主要由于水解磷虾蛋白的水解程度低于水解鱼蛋白（Córdova-Murueta等，2002）。
    1.2陆生动物副产品
     陆生动物副产品包括畜禽屠体和内脏、用过的餐用脂肪、脂肪切屑、骨头以及其它肉和禽的加工产物，如肉（骨）粉、血粉、畜禽副产品、羽毛粉等。这类原料较鱼粉产量高，价格较低等，同时有着较高的蛋白含量和氨基酸组成。 

  Tan等（2005）研究表明，采用肉骨粉替代60%鱼粉，南美白对虾的生长性能，饲料效率和对虾品质均无显著影响，但更高水平时则体增重下降，饲料转化效率降低。 

    Williams等（1997）报道无论是在室内还是生产场的条件下，斑节对虾饲料中67%秘鲁鱼粉可以被肉骨粉取代。 

 Zhu等（2004）研究表明，使用肉骨粉替代60%鱼粉对于南美白对虾生长和表观消化率没有显著的影响，而使用鸡肉粉替代80%鱼粉对南美白对虾生长和表观消化率无显著的差异。 
  
   而Vietnam（2003）研究表明，采用鸡肉粉替代斑节对虾饲料中80%鱼粉对其正常生长没有显著影响。并有学者研究了四种不同禽副产品粉（低灰分鸡肉粉、鸡骨粉、宠物级鸡肉粉、饲料级鸡肉粉）在虾饲料中的应用，所有的鸡肉粉产品可以取代15%鱼粉不会影响生长。 

   Cheng等（2002）研究发现汽压水解羽毛粉可以替代33%鱼粉而不会使南美白对虾的生长性能降低，在添加赖氨酸与蛋氨酸的情况下，替代比例可以达到66%。而使用酶特殊处理后的水解羽毛粉可以替代南美白对虾饲料中43%鱼粉（Mendoza等，2001）。 

   陆生动物副产品有着较高的营养价值，但是存在较大的质量变异性，营养价值低于鱼粉（如氨基酸平衡性、高灰分、低消化率等），产品个别氨基酸缺乏，限制性氨基酸主要是赖氨酸（肉骨粉、羽毛粉）、异亮氨酸（血粉）和蛋氨酸（肉骨粉、血粉和羽毛粉）（NRC，1983），这些因素在对虾饲料的配置过程中必须考虑。
   2 植物蛋白原料
2.1大豆及副产品
      Piedad-Pascual等（1990）分别使用15，25，35，45和55%脱脂豆粉替代鱼粉（含量由30%减低到0%），在室外水泥池使用不同密度下饲喂，35%水平可以获得最佳的收成，且不同水平对虾生长均无显著差异。
     何大庆等（2005）利用5.0-20%去皮豆粕替代部分鱼粉，对南美白对虾的体长、体重、成活率、饵料系数和脱壳次数并无明显差异。
      Alvarez等（2007）使用了豆粕替代46%，59%，75%，88%和100%鱼粉，饲喂Litopenaeus schmitti，结果显示，替代水平为75%获得最佳的生长性能，但是增加豆粕的使用量会减低饲料的稳定性。过量豆粕会降低对虾生长、饲料转化效率和蛋白质效率，可能由于降低了饲料的适口性以及稳定性导致营养价值的下降。   
      im和Dominy（1990）报道，当豆粕含量超过42%时，饲料的摄食就会显著降低，这是引起效果不佳的主要原因。饲料的稳定性下降也会降低了其营养价值，Cruz-SuaŁrez（2004）报道，对虾饲料浸泡2小时以后干物质损失量不应该超过20%，这与饲料中粗纤维的含量有关，学者建议对虾饲料中粗纤维的含量不能超过4%，因为过高的粗纤维含量导致饲料的损失量增加，同时增加粪便的数量，减低饲料的可消化性以及消化酶活性，从而降低饲料的营养价值（Akiyama等，1992；Velasco，2002）。
      对大豆副产品的深加工处理可以提高其利用率。冷向军等（2006）分别采用脱皮豆粕、大豆蛋白、发酵豆粕替代饲料中10%鱼粉，饲养南美白对虾，发现大豆蛋白和发酵豆粕均优于脱皮豆粕对鱼粉的替代。大豆浓缩蛋白由于去除了原料中碳水化合物，改善饲料的适口性，提高其消化吸收率，大豆蛋白经过纯化以后，蛋白质表观消化率较实际的大豆粉更容易消化（Akiyama，1988）。
      Paripatananont等（2001）研究表明，大豆浓缩蛋白可以取代斑节对虾饲料中50%的鱼粉，而不会减低对虾的生长、摄食、饲料系数和成活率。Forster等（2002）通过室内和室外试验评估大豆浓缩蛋白在南美白对虾饲料中替代鱼粉，发现在室内养殖实验中，当补充精氨酸、甲硫氨酸和苯丙氨酸时，以大豆浓缩蛋白取代75%鱼粉；若只补充游离氨酸，则大豆浓缩蛋白的取代量可达50%。而在室外养殖实验中，因为池中含有天然的饵料生物，大豆浓缩蛋白即使100%取代鱼粉，也不需补充任何氨基酸。
   2.2菜粕
   菜粕中氨基酸的组成较好，与许多其它植物蛋白原料相同的是菜粕中赖氨酸的含量不高，但菜粕含有丰富的蛋氨酸和胱氨酸。
      Lim等（1998）使用高纤维和低纤维含量的菜粕，分别提供15%、30%、45%蛋白替代鱼粉1/3，2/3及全部鱼粉蛋白，结果发现使用高纤维菜粕添加量达到15%时（提供30%蛋白）不会导致南美白对虾生长、摄食以及饲料和蛋白的利用下降，但是当添加量达到30%和45%后，虾的生长、采食量和成活率开始下降。
    研究认为，降低菜粕的纤维并不能改善对其的营养价值，而且影响菜粕在饲料中使用的一个非营养因素是菜粕中的粗纤维影响饲料在水中的稳定性而造成的负面影响。因此，低纤维或者浸提处理的菜粕蛋白产品可能在替代鱼粉中更加有效。
     Cruz-suárez等（2001）研究发现添加30%的浸提双低菜粕对蓝对虾生长性能没有显著的影响。通过原料预处理可以改善菜粕的性能，如酶预处理，热处理等。Buchman等（1997）低含量菜粕（20%）对对虾生长和饲料系数等无显著的差异，而高含量（64%）导致生长的显著下降；在低含量补充酶的情况下，对虾可以获得更佳的生长和饲料系数。
    可以通过挤压膨化过程的热处理钝化和减低一些抗营养因子的活性，提高菜粕中淀粉类物质的利用率。徐金龙（2009）使用发酵菜粕替代10%鱼粉，对对虾生长并没有产生显著影响。而Rique-Marie 等（2005）使用去植酸的菜籽浓缩蛋白，能够替代50%的鱼粉蛋白而对对虾的生长不产生显著的影响。
 2.3棉粕
      棉粕在虾蟹饲料中的应用较少，主要受到了游离棉酚、赖氨酸水平偏低及消化利用率较低等因素的限制。
    Lim（1996）使用不同含量棉粕替代含鱼粉等动物蛋白发现，投喂低含量棉粕（0、13.3%和26.5%）饲料的南美白对虾增重、饲料消耗和成活率相似；饲料中的棉粕含量在26.5%以上，即游离棉酚含量达1100ppm，虾生长受到不利影响；高水平（39.8%、53.0%和66.3%）虾增重和摄食量下降，死亡率提高，甚至全部死亡。原因不是饲料缺乏赖氨酸；而是棉酚毒性所致。饲料蛋白水平、日粮组成，对虾种类和规格影响棉粕的使用比例。
    Fernandez和Lawrence(1988)发现，日粮蛋白30%时，20%棉粕对于南美白对虾和蓝对虾生长无影响，但使得Penaeus setiferus生长下降；当蛋白水平降低为20%时，10%棉粕对于南美白对虾和蓝对虾生长无影响，而棉粕水平超过5%即会影响Penaeus setiferus生长。棉粕对于对虾幼期、生长速度较快的阶段影响更为明显，主要是受营养不平衡及抗营养因子的影响(Chen等，1985)。
      另外，棉粕中粗纤维含量较高或过量使用会导致饲料颗粒的质量和水中稳定性下降，以及影响饲料的加工等因素也成为影响棉粕在对虾饲料中使用的一个重要原因。加工过程中对棉粕进行脱绒脱酚加工处理能够有效地降低棉粕中的粗纤维和游离棉酚的含量，提高棉粕的使用效果。
    薛敏等（2006）使用脱酚棉籽蛋白替代0%，20%，35%，50%的鱼粉蛋白。结果显示，脱酚棉籽蛋白替代20%鱼粉蛋白对南美白对虾的增重率、特定生长率、饲料系数和蛋白质效率与对照组相比无显著差异。
    2.4花生粕  
    对虾饲料花生粕的研究较少，但是实际应用较广，主要限制因子是赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸含量较低。
    Lim（1997）使用不同含量花生粕分别替代海洋动物蛋白，饲喂南美白对虾，结果发现，添加量达到11.7%不会影响对虾生长和饲料摄食，更高水平时生长受限；添加量达到35.1%饲料系数、蛋白质效率和蛋白利用无明显影响。
   刘立鹤等（2008）研究认为南美白对虾饲料中用花生粕替代20%鱼粉是完全可行的。
   伍代勇等（2009）研究发现南美白对虾饲料中使用24%花生粕，虽然增重率和特定生长率均低于鱼粉组和豆粕，但是均无显著差异。并认为花生粕对对虾生长和饲料利用也表现出较好的效果，这可能与花生粕具有较好的适口性以及对虾对花生饼粕有较高的消化率有关。
    另外花生粕中黄曲霉毒素等毒素含量也影响其在对虾饲料中的应用，Ostrowski-Meissner等（1995）研究发现饲料中黄曲霉毒素B1含量50 ppb两周导致南美白对虾肝胰腺和触角腺组织异常，含量在400ppb左右会显著影响对虾生长和饲料利用。同样，用含黄曲霉毒素472.0 ppb、78.7 ppb的饲料喂中国对虾，其增重率分别为对照组的43.9%、45.4%，同时成活率和消化率均下降（梁萌青等，1996）。
    2.5其它
      韩斌等（2009a）分别使用5%、10%、15%玉米蛋白粉分别等氮替代鱼粉8.6%、17.2%、5.8%，结果显示，玉米蛋白粉在南美白对虾饲料中适宜添加量为10%。韩斌等（2009b）研究南美白对虾对玉米蛋白粉表观消化率的研究，结果显示，对于玉米蛋白粉干物质和蛋白质的消化率分别为82.61%，90.40%，与鱼粉（78.94%、89.88%）无显著差异。Molina-Poveda和Morales（2004）使用33%玉米蛋白与小麦蛋白（1:1）混合物替代海洋动物蛋白对生长和饲料利用没有影响，如果氨基酸平衡性和适口性得以改善的话，可以提高到66%。
      植物蛋白原料因其来源丰富、价格低廉、品质稳定，被认为是一种既经济又营养的蛋白源。利用植物蛋白可能有以下限制因素，包括了必需氨基酸的缺乏及不平衡，抗营养因子及其毒性，降低饲料的适口性等。这些限制因素通过一些手段可以被克服，包括不同种类蛋白源的组合使用以满足必需营养素平衡，通过特殊的加工方法可以钝化、减少和降低营养因子等。另外，可以通过使用诱食剂的添加改善饲料的适口性，提高植物蛋白的使用比例，主要有氨基酸类，含硫有机物（DMPT）、核酸类物质、甜菜碱、动植物及其提取物。
     冯健和王明鹏（2004）使用2%虾肽作为诱食剂可显著改善植物蛋白的适口性，提高南美白对虾对大豆蛋白的的消化吸收功能，达到与鱼粉组相同的养殖效果，从而明显降低南美白对虾日粮成本，颉志刚等（2003）研究发现，使用诱食剂明显可以改善豆粕替代鱼粉的局限性。而张伟涛等（2010）研究发现印度菜粕添加比例为28%时，配合使用0.2%诱食剂，罗非鱼摄食、生长以及饲料效率达到最佳效果，饲料中添加诱食剂，提高了饲料的适口性，促进鱼体的摄食，进而促进鱼体的生长。