发酵粕类替代鱼粉在水产养殖中的应用

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　　导读

　　鱼粉蛋白质含量为46％～70％，适口性佳，消化利用率高，且富含氨基酸、脂肪酸、维生素、矿物质、促生长因子等生长必需的营养成分，是水产饲料中的优质蛋白质来源。但随着水产养殖的集约化发展，鱼粉需求量逐年上升，导致价格不断上涨且供应不稳定，仅依靠鱼粉已难以满足水产养殖业发展的需求，寻找鱼粉的有效替代物已成为水产养殖业研究的热点。植物蛋白质饲料包括豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕等，因其价格低廉、来源丰富，且蛋白质含量高，已成为替代鱼粉生产水产饲料的一个现实选择。这些粕类虽然蛋白质含量高，但氨基酸组成不理想，不能完全满足水产动物的生长需求，而且粕类物质中还含有抗营养因子，阻碍营养吸收，对动物生长性能产生不利影响。多项研究发现，将粕类原料经过微生物发酵后可有效消除或降低饲料原料中抗营养因子，提高原料的营养水平和利用效率，提高动物的生长及生产性能。因此，发酵粕类替代鱼粉在水产养殖中的应用备受关注。

　　1微生物发酵对粕类蛋白质饲料的影响

　　因粕类蛋白质含有多种抗营养因子和毒素，动物食用过量会影响营养吸收、降低生长性能、甚至损害动物肝脏、肠道等器官，从而限制了粕类蛋白质资源在水产动物饲料中的广泛应用。目前研究者采用如加热、加压、辐射等物理方法；加入酸碱、有机溶剂等化学方法；微生物发酵和酶解法等来消除和钝化粕类蛋白质中的抗营养因子。

　　发酵法是利用微生物发酵过程产生的酶类和活性物质，将大分子蛋白质分解为多肽、寡肽，提高蛋白质消化吸收率，降低或消除抗营养因子，同时产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，是改善饲料原料的一种有效方式。而且粕类蛋白质经发酵后，气味芳香，适口性极佳，可以作为优良的发酵蛋白质饲料。

　　1.1 微生物发酵对豆粕成分的影响

　　豆粕是大豆经压榨取油后的产物，再经过脱脂、碾碎、烘干即成为豆粕。豆粕蛋白质含量达到44％-49％，并且生产成本低，是经济实惠且用量最多的植物性蛋白质原料。但豆粕中存在许多抗营养因子如胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素、植酸、大豆抗原蛋白等，在豆粕替代鱼粉的饲料中，适量添加不会对鱼类生长、饲料利用效率及鱼体健康产生显著影响，添加量较高时，饲料中蛋氨酸缺乏导致必需氨基酸不平衡，会严重影响鱼类的生长：饲料中的抗营养因子含量越高，饲料的适口性会降低，并会导致肠道和肝脏组织损伤，发生病变。微生物发酵过程中会分泌多种酶类，可将大分子蛋白质分解为小分子肽类或氨基酸类物质，从而提高营养物质的消化吸收率。蛋白酶可以降解豆粕中的蛋白类抗营养因子，发酵过程还可消耗非蛋白类抗营养因子，从而减轻抗营养因子对动物健康及生长产生的不良影响。发酵后的豆粕含有大量益生菌，可促进食欲，提高采食量，促进生长。吴慧等(2016)采用四株乳酸菌固体发酵豆粕，筛选得到干酪乳杆菌为优良的发酵菌株，发酵后酸溶蛋白含量达8.66％、乳酸含量达到4.64％.与未发酵相比，豆粕发酵后总酸含量提高了510％；小肽含量增加了510％；游离氨基酸含量提高了280％。且发酵豆粕颜色呈金黄色，无霉斑。刘稳结等(2010)用混菌(枯草芽孢杆菌Bs11，酿酒酵母Sc1、Sc2)发酵豆粕，测其主要营养成分和抗营养因子含量变化，表明豆粕发酵后，真蛋白质含量增加了22.03％；游离氨基酸含量提高了88.18％，同时抗原蛋白降解率达到81.77％。营养价值显著提高，抗营养成分大幅降解，无不良气味，蛋白质含量已接近三级鱼粉的水平(三级鱼粉蛋白质含量≥50％)，可以在一定比例上替代鱼粉。魏炳栋等(2014)采用乳酸菌和酸性蛋白酶复合固态发酵豆粕，胰蛋白酶抑制剂活性为4550.94 TIU/g，发酵12 h降至912.68 TIU/g，发酵72 h为50.32TIU/g；脲酶活性发酵12 h由0.05 mgN/(g.min)降为0：植酸含量降解率为9.85％。Anonvmous(2010)等检测发酵豆粕和豆粕的表观消化率及植酸含量，结果发现。发酵豆粕中的植酸含量明显小于豆粕，表明发酵可以降解豆粕中的植酸。

　　1.2 微生物发酵对棉籽粕成分的影响

　　棉籽粕经螺旋压榨法和预压浸提法脱壳取油后得到棉籽饼和棉籽粕，简称棉粕。棉粕中蛋白质含量为33％~50％。棉粕蛋白品质较高，所含氨基酸种类丰富，但缺乏赖氨酸，蛋氨酸和半胱氨酸。棉粕中的抗营养因子主要为棉酚、环丙烯脂肪酸、单宁和植酸。这些抗营养因子不仅能破坏鱼类的肠道结构，而且抑制鱼类消化道中消化酶活性(Escaffre，1997)，在一定程度上限制了棉粕在水产饲料中的应用。Yildirim等(2003)研究发现，饲料中游离棉酚达到300 mg/kg时，斑点又尾幼鱼生长会受到抑制。红细胞、血红素和血红蛋白浓度会变低。棉粕中含有对动物毒性较大且具有活性羟基和活性醛基的游离棉酚，以及毒性很小并在动物消化道内不被动物吸收的结合棉酚。将菌种接种到棉粕固态培养基中，利用微生物产生的一些酶类(包括蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、果胶酶等)，将棉粕中的游离棉酚分解，形成没有生理活性的结合棉酚，从而达到脱毒的目的。微生物发酵棉粕还可以去除多种抗营养因子，改变其必需氨基酸、乳酸等活性物质的含量，使棉粕的饲用品质得到了改善(乔晓艳，2013)。刘稳结等(2010)采用米曲霉发酵棉粕36 h，棉籽粕中游离棉酚含量由535 mg/kg降至117 mg/kg，降解率达到78.13％。乔晓艳等(2013)利用热带假丝酵母和干酪乳杆菌发酵棉粕，发酵后，游离棉酚脱毒率达到48.1％，小肽含量从3.46％提高到14.43％，总氨基酸和必需氨基酸含量分别提高了10.81％和11.57％，植酸含量从1.83％降到0.29％，pH下降至4.66，有益代谢产物乳酸含量达到6.0％，表明发酵可以达到改善棉粕饲用品质的目的。张秀敏等(2014)选用不同菌种发酵棉粕，结果表明，枯草芽孢杆菌组、地衣芽孢杆菌组、酿酒酵母组及乳酸菌组，游离棉酚含量与对照组相比分别下降了75.56％、61.34％、65.71％和62.35％，四株菌株均可显著降低游离棉酚含量，以枯草芽孢杆菌组降解效果最显著。

　　1.3 微生物发酵对菜籽粕成分的影响

　　菜籽粕是油菜籽产油的副产物，产量大且稳定。菜籽粕蛋白质含量约为35％～50％，蛋氨酸、胱氨酸含量较高，但缺乏赖氨酸，菜籽粕富含维生素和矿物质。是一种价廉易得的蛋白质饲料资源。但菜籽粕纤维素含量较高，会降低矿物质的利用率，而且含有多种毒素和抗营养因子，不仅影响饲料的适口性和营养利用率。还会对鱼体重要器官造成不利影响。微生物发酵法可有效降解菜籽粕中的抗营养因子，而且微生物代谢所产生的蛋白酶亦可将菜籽粕蛋白质降解为小肽，使蛋白质品质有所改善，还能积累乳酸等有益代谢物，提高菜籽粕的营养价值，对缓解蛋白质资源供应紧张具有重要意义。肖萌等(2014)采用混菌分步固态发酵的方法发酵菜籽粕，结果表明，菜籽粕发酵后，粗蛋白质量和粗脂肪含量提高了27％和33.1％：还原糖含量从0.63％提高到4.59％：总糖较发酵前降低了39.1％：菜籽粕小肽含量从0.53％增长到5.38％：总氨基酸和总必需氨基酸含量分别提高了18.72％和26.34％。何小丽(2015)采用以地衣芽孢杆菌、芬氏纤维微菌、T-1混菌发酵菜籽粕48 h后。硫苷、单宁和粗纤维的降解率分别达89.4％、28.6％和14.0％(P<0.05)，酸溶蛋白和蛋白质溶解度分别提高了254.0％、31.6％(P<0.05)。邱良伟等(2015)采用植物乳杆菌和黑曲霉进行固体发酵菜籽粕，发酵后粗蛋白质、小肽、总氨基酸含量分别提高了6.57％、88.76％、11.59％，抗营养因子异硫氰酸酯、嗯唑烷硫酮、硫苷分别降低了64.00％、81.82％、75.16％。

　　1.4 微生物发酵对花生粕成分的影响

　　花生粕是花生仁经压榨提油后的副产品，其粗蛋白质含量达48％以上，营养价值高，且代谢能较高，但花生粕蛋白质品质欠佳。氨基酸含量不平衡，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸含量较低，而且花生粕不易保存，易产生强毒性的黄曲霉毒素，损害动物肝脏，影响生产性能：此外，其含有的抗营养因子如植酸会降低单胃动物对磷的利用率，并可与蛋白酶和蛋白质结合形成络合物(Escaffre，1997)，影响蛋白质的消化吸收；胰蛋白酶抑制因子可降低胰蛋白酶活性并诱导胰蛋白酶补偿性分泌造成含硫氨基酸的内源性损失(Francis，2001；Schneeman，1986)，因此限制了花生粕在饲料行业的高效利用。微生物发酵可以降解黄曲霉毒素，减轻其产生的危害：发酵还可以使蛋白质类过敏原结构发生变化，降低过敏反应；微生物代谢产生的多种酶可使大分子蛋白质水解成小分子蛋白质，增加氨基酸和多肤的含量。刘冬梅(2014)采用枯草芽孢杆菌发酵花生粕，结果表明。发酵后花生粕蛋白质含量提高了23.49％，必需氨基酸和总氨基酸的含量分别提高了43.97％和16.49％。SDS-PAGE电泳分析表明，发酵花生粕中分子质量为63、48、41 ku的蛋白质大分子被全部降解。余维三等(2015)研究多菌种发酵豆粕、米糠粕和花生粕混合原料，结果表明，黄曲霉毒素B1降低10％～35％，pH值达到4.5～5.17，乳酸含量为2.98％～3.38％，粗蛋白质含量增加8％~13％，小肽含量增加106％～129％。徐会茹等(2015)采用微生物与酶制剂混合固态发酵花生粕，经发酵后，蛋白质、氨基酸、小肽、水溶性蛋白和总酸含量均显著增加，黄曲霉毒素由21.24μg/kg降至14.98μg/kg，在储藏过程中，发酵花生粕中的黄曲霉毒素增长不明显，而未发酵花生粕中黄曲霉毒素增长幅度较大。

　　2发酵粕类替代鱼粉在水产养殖中的应用

　　2.1 在凡纳滨对虾上的应用

　　彭松等(2015)以三种发酵豆粕等蛋白替代对照组饲料中6％的鱼粉(对照组21％鱼粉含量)，配制成4种等氮饲料，饲喂凡纳滨对虾42 d。结果表明，发酵豆粕替代饲料中6％的鱼粉不影响凡纳滨对虾生长性能，并可提高血淋巴PO活性。彭松等(2015)以4.5％、9.0％、13.5％的发酵花生粕分别替代3.0％、6.0％、9.0％的鱼粉(对照组21％鱼粉含量)，配制成4种等氮等能饲料，饲喂凡纳滨对虾42 d。结果表明，发酵花生粕替代饲料中6.0％鱼粉不影响凡纳滨对虾生长性能。徐金龙(2009)等进行了发酵豆粕等氮替代10％鱼粉的凡纳滨对虾养殖试验。结果显示，发酵豆粕组与高鱼粉含量的对照组相比，凡纳滨对虾的生长非常接近，无显著性差异。对虾养殖期间的水质变化也相似，而发酵豆粕组的溶解氧较高，亚硝酸盐氮的含量较低。冷向军(2007)用脱皮豆粕替代20％鱼粉、发酵豆粕替代20％鱼粉。分别饲养体重为0.10 g凡纳滨对虾30 d。结果表明，发酵豆粕优于脱皮豆粕，取代饲料中鱼粉用量的20％，不会对虾体增重率、虾体肌肉组成产生显著影响。李小梅(2012)试验分别用不同厂家发酵豆粕及去皮豆粕替代饲料中14.3％与28.6％的鱼粉，饲喂初体重为0.55 g左右的凡纳滨对虾49 d。结果表明，作为凡纳滨对虾饲料中部分鱼粉的替代物，不同厂家的发酵豆粕均优于去皮豆粕。

　　2.2 在鱼上的应用

　　袁勇超(2011)根据白鱼粉、红鱼粉(国产)、发酵豆粕、膨化豆粕、豆粕、棉籽粕和菜籽粕的干物质、蛋白质、脂肪、总能、磷和氨基酸等的表观消化率检测结果得出结论，发酵豆粕和膨化豆粕可以考虑作为胭脂鱼饲料中鱼粉的良好替代蛋白源。设计试验用发酵豆粕蛋白质分别替代鱼粉蛋白质的0％、15％、25％、35％、45％、55％和65％，配制7组等氮饲料。饲喂初始体重为(4.59±0.29)g胭脂鱼8周，结果表明，发酵豆粕可以作为胭脂鱼配合饲料中鱼粉蛋白质的替代原料，饲料中发酵豆粕蛋白质替代鱼粉蛋白质的含量可以达35％而对胭脂鱼的生长性能、饵料系数和蛋白质效率没有显著影响。李百安(2016)等分别以花生粕、发酵花生粕替代基础饲料(6％鱼粉为对照组)中鱼粉用量的1/3、2/3、3/3，分别饲养(68.0±0.4)g的奥尼罗非鱼8周。结果表明，在鱼粉含量为6％的奥尼罗非鱼饲料中，花生粕可替代鱼粉用量的1/3，发酵花生粕可替代鱼粉用量的2/3。张秀敏(2014)在室内循环水和室外网箱养殖的条件下，分别比较对照组与5.5％和11％发酵棉籽粕分别替代饲料中豆粕和鱼粉，在一定的饲养期内对鲫鱼生长速度、饲料系数、采食量、脏体比及水质等指标进行测定。结果表明，随着发酵棉籽粕添加比例增加，鲫鱼日增重逐渐上升，饲料系数逐渐下降，水体氨氮、亚硝氮含量均下降，说明发酵棉籽粕提高了饲料的消化吸收率。减少了对水质的污染，并且建议发酵棉籽粕的最佳添加量为11％，即替代10％豆粕+1％鱼粉。金红春(2011)用未发酵棉粕、发酵棉粕组、硫酸亚铁分别饲喂青鱼8周。结果显示，发酵棉籽粕青鱼的存活率、增重率显著高于对照组(P<0.05)，饵料系数、肝脏和血清中的谷草转氨酶显著低于对照组(P<0.05)。Shiu等(2015)采用枯草芽孢杆菌发酵豆粕替代鱼粉，结果表明，豆粕和发酵豆粕在石斑鱼饲料中的最大添加量分别为18.36％和29.32％，说明发酵豆粕替代鱼粉在水产饲料中的应用潜力巨大。

　　2.3 在蟹鳖上的应用

　　邹玉蓉(2011)以发酵豆粕分别替代0％(对照组)、6.38％和12.77％红鱼粉，配制成3种等氮等能的试验饲料，饲喂中华鳖120 d，研究发酵豆粕替代红鱼粉水平对中华鳖生长性能、饲料效率、体组成、体形态和免疫力的影响。结果表明。发酵豆粕替代6.38％红鱼粉能提高中华鳖生长性能，而对饲料效率及非特异性免疫力无显著影响。并建议发酵豆粕替代红鱼粉的适宜水平为6.38％左右，不宜超过12.77％。杨霞(2014)选用初始均重为(0.56±0.04)g的中华绒螯蟹幼蟹660只，饲喂添加不同剂量普通棉籽粕和发酵棉籽粕替代鱼粉的等氮等能饲料，发现普通棉籽粕的适宜添加量为16％，发酵棉籽粕的适宜添加量为24％。此外，相同替代水平下发酵棉籽粕的替代效果好于普通棉籽粕。沈城(2013)研究不同添加水平发酵豆粕替代部分鱼粉对中华鳖生长性能、体组成及肠道相关消化酶活性的影响。结果表明，与对照组相比。发酵豆粕替代15％鱼粉组中华鳖的增重率、成活率、饵料系数、摄食率和特定生长率均显著提高：不同水平发酵豆粕替代鱼粉对中华鳖的水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量影响不显著：当发酵豆粕替代量小于等于15％时，消化酶活性没有显著性差异。Zou等(2012)用发酵豆粕中华鳖替代饲料中0％、3％、6％的鱼粉饲喂中华鳖，发现3％发酵豆粕组摄食率、特定生长率和饲料转化率均显著优于对照组。

　　3小 结

　　发酵粕类来源广泛、价格低廉、营养价值高、适口性好。粕类经微生物发酵后，蛋白质含量、氨基酸组成、抗营养因子、毒素等均有显著变化，是一种可以部分替代鱼粉的优质蛋白质资源。但目前发酵粕类在生产应用中还存在着一些问题：

　　(1)发酵粕类的营养成分、氨基酸组成与优质鱼粉还有差距，只能部分替代，并且水产养殖种类、规模、规格、环境等都会影响发酵粕类在饲料中替代鱼粉的比例。

　　(2)不同发酵菌种对粕类成分的改变差异较大，需要针对性的筛选发酵菌种和优化发酵条件。

　　(3)发酵粕类在水产养殖中的应用起步较晚，还需对不同粕类在水产动物上的鱼粉替代量及应用效果继续深入研究。

　　注：本文由生物饲料开发国家工程研究中心（BFC）小编整理发布，如有任何建议或意见及投稿等，请您加小编微信（13260429991）交流互动。

　　参考文献略
　　责编：马维军；审阅：刘晶晶 博士
　　来源：中国饲料；作者：高绪娜，陈玉春，赵倩，郭婷婷，谷巍


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