淡水鱼类饲料原料模块化技术分析

yutaosl · 发表于 2011-4-6 09:31:45

　　淡水鱼类饲料原料模块化技术分析

　　饲料原料模块化处理的基本着眼点在于更加关注优质饲料原料的组合效果，将饲料质量建立在优质饲料原料的组合上，主要强调水产饲料配方的通识性和共性，可以有效控制水产饲料品种数量、有效控制饲料加工的成本，将有限的饲料成本应用于饲料质量的保障

　　叶元土：

　　理学硕士学位，苏州大学教授。从事水产动物营养与饲料研究20余年，在淡水鱼类消化生理、蛋白质代谢、脂质代谢、矿物质营养、饲料原料资源利用、饲料配方优化等方面取得一定成绩。发表论文100余篇，出版技术书籍《水产集约化健康养殖技术》，曾获农业部丰收奖一等奖1次、二等奖2次，北京市星火奖1次、重庆市科技进步奖三等奖1次。

　　现任中国水产学会水产动物营养与饲料专业委员会副主任委员，中国畜牧兽医学会动物营养分会理事。

　　水产动物营养与饲料学最基本的任务是在阐述、并尊重动物营养学原理、营养机制的基础上，通过饲料技术和饲养技术，实现养殖动物对饲料物质最有效的转化和利用，在保护水域生态环境的条件下，最大限度地获得符合人类需要的养殖水产品。这里有几个关键性的问题：(1)首先是尊重水产养殖动物的营养学原理、营养机制，基本含义应该是"需要什么、需要多少，就供给什么、供给多少"，而不是"有什么就供给什么"；(2)对水产养殖动物的营养供给是通过饲料来提供、通过养殖来实现的，可以理解为"饲料中营养物质种类和数量的供给应该与养殖动物对营养物质的需求必须保持平衡与协调"，这是饲料配制、生产的基本依据；(3)养殖动物对饲料物质实现最有效的转化和利用，这需要通过"养殖动物实现最佳生长潜力、获得最大生长效率"来体现，即"以最少的饲料物质获得最大量的动物产品"；(4)所获得的养殖动物产品应该是满足人类需要的，这种需要除了营养的需要外，还应该是食用效果（如风味、可食性等）和食用安全性的需要；(5)同时，还要在保护水域环境条件下获得最大量的、满足人类需要的动物产品。这其中最为核心的问题是：如何才能实现"以最少的饲料物质获得最大量的动物产品"。我们可以从养殖动物和饲料二个方面来分析。每种动物由于遗传决定，都有其最大的生长潜能，如何才能保障其在养殖条件下发挥其最大的生长潜能？除了最理想的生活环境外，养殖动物自身的健康状态应该是基本的条件，养殖动物只有在健康状态、而不是亚健康或不健康状态下才能实现其最大生长潜能和生产潜力，也只有在健康状态下才能实现对饲料物质最有效的转化和利用；而对饲料而言，所提供的饲料应该是满足养殖动物需要的，这种需要包含生长的需要、健康的需要。

　　现代营养学与养殖渔业对于营养与病害的防治思路已经发生重大概念性的改变：由"防重于治"向"养重于防"方向转变。而"养"既包含饲料对于养殖鱼类的饲料营养品质与安全性，也包含健康养殖技术的集成与应用。水产饲料的发展方向是更重视饲料的内在质量、更重视饲料物质与养殖鱼类健康的关系、更重视通过饲料途径解决养殖鱼类生长与病害防治问题。

　　一、水产饲料标准与饲料成本定位分析

　　1、水产饲料标准数量严重不足

　　由于我国水产养殖种类多、地理区域环境条件差异大、基础研究薄弱，而水产动物营养与饲料的研究与生产现状（阶段性）所决定了我们目前还不完全知道我们所养殖的每种水产动物到底需要些什么物质、每种物质到底需要多少。如果要科学地制定所有养殖种类的营养需求与饲料标准几乎是一件难以完成的艰巨任务!但是，人民要吃鱼，渔业要发展，水产饲料也必须要发展，这是我国水产饲料工业必须面对的现实。

　　我国水产配合饲料（营养）标准目前有7个国家标准（斑节对虾配合饲料GB/T 22919.1-2008、军曹鱼配合饲料GB/T 22919.2-2008、鲈鱼配合饲料GB/T 22919.3-2008、美国红鱼配合饲料GB/T 22919.4-2008、南美白对虾配合饲料GB/T 22919.5-2008、石斑鱼配合饲料GB/T 22919.6-2008、刺参配合饲料GB/T 22919.7-2008）和16个行业标准。相关的、得到强制性执行的主要有饲料标签GB 10648、饲料卫生标准GB 13078，以及农业部的有关法规如饲料添加剂目录、饲料添加剂安全使用规范等。就已经制定的水产饲料标准数量分析，远远不能满足我国水产饲料生产的需要，且现有的标准自身也还存在较大的局限性，导致有限数量的标准也难以得到有效的执行。以我国研究最多、生产量最大的草鱼饲料蛋白质量为例，草鱼蛋白质需要量25-40%（SC/T 1024 1997），而实际生产中饲料蛋白质22%的饲料也有，且养殖效果也还不错，能够存在也就有其合理性，也表明我们的饲料标准还有不足之处。这类事例很多，并引出了"经济营养学或市场营养学"的问题，我们的饲料不完全是按照营养标准来配制，而是依据市场机制在进行配制，且也显示出其存在的合理性。

　　现有的水产饲料国家标准和行业标准的内容还是一个框架性的标准，而相应的企业标准在国家标准下成为可操作的标准。国家标准中关于营养性指标主要还是蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、钙、磷和赖氨酸、蛋氨酸等，按照我国标准的一般规则，对这些指标的规定也是"下限规定"法则，而不是"上限规定"。

　　但标准中的营养指标种类和指标值并不能完全反映饲料实际的质量状态和水平。首先，其主要的营养指标和指标值是规定了饲料中主要营养素及其需要量必须达到基本下限，主要营养素不能代表全部的营养素；其次，主要营养指标值是化学测定值而不是实际生物利用值；再者，影响饲料质量的能量值、碳水化合物含量、有效磷等还没有进入饲料标准的内容。能准确反映饲料质量的应该是饲料原料组合的模块化。

　　2、水产饲料生产呈分散性发展

　　首先，我国水产养殖的动物种类最多、数量最大，而且还是变温的水生养殖动物类群，其渔业生产方式还是一种"靠天吃饭"的粗放式的渔业生产方式。

　　其次， "靠天吃饭"的渔业生产方式决定了水产饲料的生产是"分散性"的发展模式。由于渔业生产难以集中进行规模化的渔业生产，也难以实现技术密集型的集约化渔业生产方式，因此，渔业生产是"鱼儿离不开水"，水域资源集中的区域就成为渔业集中的区域，并不能实现渔业企业化经营。"饲料跟着养鱼走"，渔业集中区域就成为水产饲料企业集中区域。但是，水产饲料生产企业集中并不是单个饲料企业生产能力的集中，而是企业数量的集中。水产饲料企业产量的集中、产量的增长是由分散的饲料企业数量带来的，是依赖水产饲料生产车间或水产企业数量的增长来实现，而不是依赖于单个饲料企业生产能力、生产量的增长来实现。我国水产饲料年产量已经达到1300多万吨，但是，在全国范围内年产量超过10万吨的单个水产饲料企业应该不超过20家。

　　3、饲料配制模式化的意义

　　饲料生产工业化的基本要求首先应该是标准化，其次才是规模化。而我国的水产饲料工业是首先实现了规模化（年产量达到1300多万吨），目前难以实现标准化。

　　未实现标准化的主要原因是无法实现水产养殖动物营养需求标准化，且这个现实问题还难以在短期内得到改变。我国水产养殖的动物种类最多（养殖种类达到100种左右）、数量最大，而且还是变温水生养殖动物类群，其渔业生产方式还是一种"靠天吃饭"的粗放式的渔业生产方式，相应的水产饲料生产也是一种分散型的发展模式。同时，饲料原料生物利用率数据库严重不足、饲料加工设备和加工技术成熟度不足，这也是导致水产饲料工业难以实现标准化的主要原因。

　　因此，在营养需求、饲料生产标准化难以实现的现实下，提出饲料原料的模块化、饲料配制的模式化就有其存在的意义，至少在很长一段时期内还只能如此。

　　4、饲料成本定位分析

　　水产饲料配方的市场化（市场营养学）、配方的模式化和饲料原料的模块化是我国现阶段的主要特点。

　　如何按照"市场营养学"的理念来确定水产饲料的配制要求？"市场"的含义是指市场需求和市场价格，应该包含养殖的水产品市场和水产饲料（包含饲料原料）的市场二个市场的需求和市场价格。

　　饲料产品质量定位和饲料产品市场价格定位的基本顺序是："饲料产品质量←饲料配方成本←养殖渔产品的品质和市场价格←渔产品的市场供求关系"。

　　养殖的水产品市场需求和市场价格已经成为左右水产饲料价格的主要因素，按照市场价值分配的合理性分析，首先要保障水产养殖户的养殖效益获得，以草鱼养殖为例，见表1，如果按照我国草鱼养殖池塘销售价格9元/㎏计算，养殖户的利润、养殖成本等按照表1计算得到养殖的饲料成本为5.67元/㎏草鱼。如果按照我国多数饲料的转化效率以饲料系数1.8计算，依据表1中计算得到草鱼饲料的配方成本单价为2488.5元/T。配方师就可以按照这个配方成本确定饲料产品的营养方案和饲料原料模块方案。

　　二、配制模块化目的与意义

　　饲料配方编制本来应该参照饲料标准和饲料原料的营养价值进行，但是，饲料标准也只是一个主要营养素的框架，饲料标准不等于饲料的内在质量水平。饲料内在质量主要还是依赖饲料原料的质量和配方的技术水平。

　　水产饲料生产的标准化应该包含饲料营养标准化、饲料原料营养价值和可利用营养价值的标准化、饲料加工工艺标准化等。由于我国还有没有完整体系的饲料营养指标，也缺乏完整体系的饲料原料营养价值和可利用营养价值的数据库，所以难以实现配方编制的标准化技术。

　　为此，可以首先进行水产饲料配方编制的模式化和饲料原料的模块化处理。饲料配方的模式化处理的目的是对我国主要养殖的淡水鱼类饲料配方技术提供一个较为通用的参考模式，即设计不同质量水平（如蛋白质含量）、饲料配方成本梯度差异的系列配方，不同养殖种类、同种类不同生长阶段、不同地区的饲料企业可以根据具体条件选择不同营养水平、不同配方成本的饲料配方模式。而对于有特殊需要的种类在通用模式下进行个别处理。因此，水产饲料配方的模式化主要强调水产饲料配方的通识性和共性，这在拥有100种养殖水产种类的现实下进行水产饲料的生产是非常必要的，可以有效控制水产饲料品种数量、有效控制饲料加工的成本，将有限的饲料成本应用于饲料质量的保障。

　　而饲料原料的模块化处理首先是将饲料原料进行模块分类，其次是将不同模块按照一定的比例配制成饲料。饲料原料模块主要设计为动物蛋白原料、植物蛋白原料、淀粉类原料、油脂类原料、矿物质类原料等模块，在饲料中必须包含这几大模块，每种模块中固定几种饲料原料及其使用量。

　　饲料原料的模块化处理的意义在于："饲料配方编制更加注重饲料原料的组合，而不单纯关注营养指标类型和指标值是否满足营养需要"。以草鱼饲料为例，食用鱼阶段的饲料标准是蛋白质25%、赖氨酸1.25%，在实际配方编制时由于饲料成本的限制，25%蛋白水平的饲料中赖氨酸可能难以达到1.25%，配方师可能就会补充部分单体赖氨酸。而鱼类对于没有包被处理的单体氨基酸利用效率很低，即使配方的营养指标已经达到标准，而实际效果并不理想。如果采用饲料原料模块化处理，在饲料配方中几大模块都能够得到保障，尤其是动物蛋白原料模块得到保障，且各模块之间的比例协调，此时可能生产的饲料蛋白质水平、赖氨酸水平都没有达到现有的饲料标准的要求，但实际养殖效果却很好，其饲料产品反而具有很好的市场竞争能力。

　　饲料原料模块化处理只是一种饲料原料优化组合的处理方式，其基本着眼点在于更加关注优质饲料原料的组合效果，将饲料质量建立在优质饲料原料的组合上，而不单纯关注饲料中营养指标是否达到饲料标准的要求。这为以后按照饲料中设置营养标准"上限"积累经验和基础资料，以便改变目前设置营养指标的"下限"的现状。营养标准设置上限的意义在于，对饲料产品质量控制是以市场调节来进行的；在规定的营养指标"上限"以下，各饲料企业可以根据不同地区市场的需要设置自己的饲料标准，不同饲料产品的设计更加重视饲料产品的内在质量，提高饲料产品适应市场的能力；其饲料产品对养殖环境的压力也会减小。而目前的营养指标"下限"设置的弊端就在于，对饲料产品质量控制是以营养指标来进行的，为了达到指标值，饲料企业可能使用低质原料、甚至加入非蛋白氮，其结果是营养指标达到了，而饲料内在质量较差，饲料产品的市场竞争能力弱，甚至出现水产品质量安全事故。

　　三、水产饲料原料的模块分析

　　（一）动物蛋白质原料模块

　　动物蛋白质原料模块的主要种类包括鱼粉类、血球粉、肉骨粉、肉粉等。由于动物蛋白质原料的氨基酸平衡性好、可消化利用率高等原因，具有良好的养殖效果，是决定配合饲料内在质量的核心因素，所以在配合饲料中要保持一定种类和数量的动物蛋白质原料。

　　不同养殖对象饲料中适宜的动物蛋白质原料的使用量有差异，例如对于草鱼、团头鲂等草食性鱼类，一般保持3-10%的动物性蛋白原料，而鲇鱼、长吻鮠、乌鳢、黄颡鱼、鲈鱼等肉食性鱼类需要20-40%的动物性蛋白原料，鲫鱼、鲤鱼等杂食性鱼类需要5-20%的动物性蛋白原料。

　　在不同动物蛋白原料中，从动物蛋白原料自身的营养价值和对鱼类的养殖效果综合评价，鱼粉是最好的动物蛋白质原料，鱼粉的使用原则是"在饲料配方成本可以接受的范围内最大限度地使用鱼粉"。

　　然而，鱼粉属于资源性产品，其价格也是受自然资源和市场供求关系影响经常出现重大变动。在水产动物营养与饲料的基础研究、应用技术研究中，鱼粉的替代问题是永恒的课题。在实际饲料配制时，从蛋白质原料内在质量方面考虑，用什么原料对鱼粉进行替代？不同养殖动物对鱼粉的刚性需求是多少？可以用不同的替代原料替代多少比例的鱼粉？替代鱼粉后会出现那些质量问题及其如何避免？从价值体系角度考虑，鱼粉的价格达到多少时应该寻求替代原料？不同原料对鱼粉的性价比如何计算？如何利用性价比确认对鱼粉的替代时机和替代比例？这些问题需要长期的、多角度的研究和分析。

　　鱼粉作为优质动物蛋白原料的质量优势，主要表现在氨基酸平衡性好、消化利用率高、油脂中含有丰富的高不饱和脂肪酸、含有丰富的微量元素和常量元素（磷主要以羟基磷灰石存在、其利用率低）、对养殖动物适口性好且有一定的诱食作用、对养殖动物的健康有良好的维护作用、含有未知促生长因子等。在减少鱼粉使用量、使用替代原料部分替代鱼粉后，上述问题都是需要考虑的问题。可以这样认为，对于鱼粉的替代难题要进行多角度的系统性的研究，并采用多角度、不同方面、系统性地综合替代方案。鱼粉是综合养殖效果最好的动物蛋白质原料，单一原料、单一方面的替代均难以达到理想的效果。

　　由于动物同源性感染问题，肉粉、肉骨粉等在陆生养殖动物饲料中的使用受到一定的限制，这就成为水生动物饲料的重要动物蛋白质饲料原料资源。来源于澳洲、南美洲的肉骨粉、肉粉其营养质量、资源量、价格等相对较为稳定，可以在水产饲料中作为除鱼粉外的主要动物蛋白质原料。血球蛋白粉在国内的资源量较大，在以破壁处理提高消化率的技术方面也取得较大的进展，也逐步成为重要的动物蛋白质原料使用。

　　关于肉骨粉与鱼粉的替代关系分析，以肉骨粉为例，仅仅就蛋白质质量、价值比等方面探讨对鱼粉的替代关系，主要分析肉骨粉对鱼粉替代的性价比、鱼粉价格变动上限等，详见表2。而关于脂肪酸、微量元素、诱食性、生长因子等需要从饲料配制方案中综合考虑。

　　依据进口肉骨粉蛋白质含量50%、进口鱼粉蛋白质65%，计算得到等蛋白质条件下肉骨粉与鱼粉原料的比例为1.3:1。那么用多大比例的肉骨粉可以与鱼粉进行等价（养殖效果）替代呢？如果肉骨粉蛋白质与鱼粉蛋白质能够完全等价，则肉骨粉与鱼粉的原料等价比例为1.3:1，肉骨粉蛋白质对鱼类的养殖效果是难以与鱼粉蛋白质对等的，所以只能提高肉骨粉蛋白质量来与鱼粉形成等价关系。如果提高20%肉骨粉蛋白质与鱼粉蛋白形成等价，由表2可知，肉骨粉与鱼粉的等价比为1.56:1，其含义是指①为了保障动物蛋白质有效性并与鱼粉蛋白质形成等价关系，需要用1.56%的肉骨粉替代1%的鱼粉；②假定肉骨粉的价格为5000元/吨时，可以接受的鱼粉最高价格为5000×1.56=8450元/吨，如果鱼粉超过8450元/吨、鱼粉与肉骨粉的单价比超过1.56时，就应该启动替代方案，可以按照1.56:1的比例用肉骨粉对鱼粉进行替代，低于这个价格就用鱼粉而不宜进行替代。

　　从表2中的计算方法和计算结果可以发现，决定是否启动对鱼粉的替代方案、决定肉骨粉对鱼粉替代比例的关键参数是"肉骨粉与鱼粉的性价比"，而决定"肉骨粉与鱼粉的性价比"的关键因素是"肉骨粉与鱼粉的蛋白质效价比"。当"肉骨粉与鱼粉的蛋白质效价比"增加时，"肉骨粉与鱼粉的性价比"随之增加，其含义是指需要更多的肉骨粉蛋白质才能与鱼粉蛋白质形成等价关系，需要更多量的肉骨粉才能与鱼粉形成等价关系，相应的可以接受的鱼粉价格（或成为鱼粉替代的预警价格）也提高。因此，研究肉骨粉或其他动物蛋白原料与鱼粉的蛋白质效价比就是一个关键性的技术问题，不同的动物蛋白质原料对鱼粉具有不同的蛋白质效价比；同种蛋白质原料在质量变化时也具有对鱼粉不同的蛋白质效价比。

　　根据我们所了解的水产饲料实际情况，关于鱼粉在水产饲料中的使用应该考虑以下2个问题。

　　①在多数情况下，当鱼粉价格超过8000元/吨时，就应该考虑使用血球蛋白粉、肉骨粉与适量鱼粉的组合方案。考虑多数淡水鱼类对动物蛋白质的需要量、饲料营养素平衡的需要、饲料产品加工质量和色泽等的需要，一般情况下，血球粉的使用量最好控制在3%以下、肉骨粉的使用量控制在5-7%，在保持有鱼粉的使用的情况下，根据配方和市场的需要就可以确定适宜的血球粉、肉骨粉的使用量。

　　②适当控制豆粕的使用量，为鱼粉的使用提供适当的成本空间。在我国的上世纪90年代，使用的是高鱼粉、高豆粕的饲料方案，豆粕虽然在植物蛋白中是营养水平、营养素平衡方面是最好的，但也是价格最高的；在使用棉粕、菜粕组合实现营养素互补的情况下，可以将豆粕的使用量控制在10%以下，增加棉粕、菜粕的使用量，腾出饲料配方成本空间，使用一定量的鱼粉，使用鱼粉+高菜粕、高棉粕的饲料配方方案。两种饲料配方方案对淡水鱼类的养殖效果可能没有太多的差异，但有鱼粉的方案养殖鱼类的健康状态要好很多，由此带来的生产性能要好一些。（由于原文较长，本刊将分两次刊出。在文章下半部分，将介绍植物蛋白质、淀粉、油脂及矿物质等饲料原料模块分析，具体内容见7月刊。）

　　表1 养殖饲料成本和饲料配方成本定位分析

　　按照草鱼池塘售价9元/kg计算草鱼饲料单价3150元/T

　　比率（%）价值(元/kg)按照饲料系数1.8计算，养殖1㎏草鱼需要饲料1.8㎏,则饲料单价为5.67÷1.8=3.15元/kg㎏比率（%）价值(元/T)

　　养殖户利润141.26饲料经销商毛利8252.00

　　养殖非饲料成本232.07饲料生产成本5%+毛利8%13409.5

　　饲料成本635.67配方成本792488.50

　　表2 肉骨粉对鱼粉替代价值分析

　　鱼粉蛋白质含量,%65备注

　　肉骨粉蛋白质含量,%50替代原料的蛋白质含量

　　等蛋白时肉骨粉与鱼粉原料比1.31÷(替代原料蛋白质含量÷鱼粉蛋白质含量)

　　蛋白质效价比对原料性价比、可接受鱼粉最高单价的影响

　　设定肉骨粉与鱼粉蛋白质效价比1.21.31.41.5增加替代原料的蛋白质量与鱼粉蛋白质形成等效价的比值

　　肉骨粉与鱼粉的性价比1.561.691.821.95蛋白质效价比×等蛋白原料比,蛋白质效价比成为影响性价比关键性因素

　　肉骨粉的单价（元/吨）5000500050005000替代原料的单价,元/吨

　　可接受的鱼粉最高单价（元/吨）7800845091009750按照替代原料与鱼粉性价比计算的鱼粉价格：替代原料单价×性价比，此价格下用鱼粉、超过此价格用替代方案

　　鱼粉

　　方案全用100%鱼粉的价值（元/吨）780845910975饲料中按照10%的比例使用鱼粉

　　替代

　　方案60%鱼粉价值（元/吨）468507546585使用60%鱼粉的价值

　　需要替代的鱼粉量40404040需要替代40%的鱼粉

　　需要肉骨粉的量62.467.672.878替代40%的鱼粉需要替代原料的量：需要替代的鱼粉量×等蛋白时替代原料与鱼粉的原料比

　　肉骨粉的价值（元/吨）312338364390替代40%的鱼粉需要替代原料的价值

　　替代方案价值（元/吨）780845910975达到替代原料与鱼粉性价比时：替代方案价值=鱼粉方案价值，超过性价比或鱼粉单价超过最高价时应该使用替代方案。