發(fā)酵粕類替代魚粉在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

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　　導(dǎo)讀

　　魚粉蛋白質(zhì)含量為46％～70％，適口性佳，消化利用率高，且富含氨基酸、脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)、促生長因子等生長必需的營養(yǎng)成分，是水產(chǎn)飼料中的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源。但隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的集約化發(fā)展，魚粉需求量逐年上升，導(dǎo)致價格不斷上漲且供應(yīng)不穩(wěn)定，僅依靠魚粉已難以滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需求，尋找魚粉的有效替代物已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)研究的熱點。植物蛋白質(zhì)飼料包括豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕等，因其價格低廉、來源豐富，且蛋白質(zhì)含量高，已成為替代魚粉生產(chǎn)水產(chǎn)飼料的一個現(xiàn)實選擇。這些粕類雖然蛋白質(zhì)含量高，但氨基酸組成不理想，不能完全滿足水產(chǎn)動物的生長需求，而且粕類物質(zhì)中還含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，阻礙營養(yǎng)吸收，對動物生長性能產(chǎn)生不利影響。多項研究發(fā)現(xiàn)，將粕類原料經(jīng)過微生物發(fā)酵后可有效消除或降低飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高原料的營養(yǎng)水平和利用效率，提高動物的生長及生產(chǎn)性能。因此，發(fā)酵粕類替代魚粉在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用備受關(guān)注。

　　1微生物發(fā)酵對粕類蛋白質(zhì)飼料的影響

　　因粕類蛋白質(zhì)含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素，動物食用過量會影響營養(yǎng)吸收、降低生長性能、甚至損害動物肝臟、腸道等器官，從而限制了粕類蛋白質(zhì)資源在水產(chǎn)動物飼料中的廣泛應(yīng)用。目前研究者采用如加熱、加壓、輻射等物理方法；加入酸堿、有機溶劑等化學(xué)方法；微生物發(fā)酵和酶解法等來消除和鈍化粕類蛋白質(zhì)中的抗?fàn)I養(yǎng)因子。

　　發(fā)酵法是利用微生物發(fā)酵過程產(chǎn)生的酶類和活性物質(zhì)，將大分子蛋白質(zhì)分解為多肽、寡肽，提高蛋白質(zhì)消化吸收率，降低或消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，是改善飼料原料的一種有效方式。而且粕類蛋白質(zhì)經(jīng)發(fā)酵后，氣味芳香，適口性極佳，可以作為優(yōu)良的發(fā)酵蛋白質(zhì)飼料。

　　1.1 微生物發(fā)酵對豆粕成分的影響

　　豆粕是大豆經(jīng)壓榨取油后的產(chǎn)物，再經(jīng)過脫脂、碾碎、烘干即成為豆粕。豆粕蛋白質(zhì)含量達(dá)到44％-49％，并且生產(chǎn)成本低，是經(jīng)濟(jì)實惠且用量最多的植物性蛋白質(zhì)原料。但豆粕中存在許多抗?fàn)I養(yǎng)因子如胰蛋白酶抑制劑、血球凝集素、植酸、大豆抗原蛋白等，在豆粕替代魚粉的飼料中，適量添加不會對魚類生長、飼料利用效率及魚體健康產(chǎn)生顯著影響，添加量較高時，飼料中蛋氨酸缺乏導(dǎo)致必需氨基酸不平衡，會嚴(yán)重影響魚類的生長：飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量越高，飼料的適口性會降低，并會導(dǎo)致腸道和肝臟組織損傷，發(fā)生病變。微生物發(fā)酵過程中會分泌多種酶類，可將大分子蛋白質(zhì)分解為小分子肽類或氨基酸類物質(zhì)，從而提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率。蛋白酶可以降解豆粕中的蛋白類抗?fàn)I養(yǎng)因子，發(fā)酵過程還可消耗非蛋白類抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而減輕抗?fàn)I養(yǎng)因子對動物健康及生長產(chǎn)生的不良影響。發(fā)酵后的豆粕含有大量益生菌，可促進(jìn)食欲，提高采食量，促進(jìn)生長。吳慧等(2016)采用四株乳酸菌固體發(fā)酵豆粕，篩選得到干酪乳桿菌為優(yōu)良的發(fā)酵菌株，發(fā)酵后酸溶蛋白含量達(dá)8.66％、乳酸含量達(dá)到4.64％.與未發(fā)酵相比，豆粕發(fā)酵后總酸含量提高了510％；小肽含量增加了510％；游離氨基酸含量提高了280％。且發(fā)酵豆粕顏色呈金黃色，無霉斑。劉穩(wěn)結(jié)等(2010)用混菌(枯草芽孢桿菌Bs11，釀酒酵母Sc1、Sc2)發(fā)酵豆粕，測其主要營養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子含量變化，表明豆粕發(fā)酵后，真蛋白質(zhì)含量增加了22.03％；游離氨基酸含量提高了88.18％，同時抗原蛋白降解率達(dá)到81.77％。營養(yǎng)價值顯著提高，抗?fàn)I養(yǎng)成分大幅降解，無不良?xì)馕?，蛋白質(zhì)含量已接近三級魚粉的水平(三級魚粉蛋白質(zhì)含量≥50％)，可以在一定比例上替代魚粉。魏炳棟等(2014)采用乳酸菌和酸性蛋白酶復(fù)合固態(tài)發(fā)酵豆粕，胰蛋白酶抑制劑活性為4550.94 TIU/g，發(fā)酵12 h降至912.68 TIU/g，發(fā)酵72 h為50.32TIU/g；脲酶活性發(fā)酵12 h由0.05 mgN/(g.min)降為0：植酸含量降解率為9.85％。Anonvmous(2010)等檢測發(fā)酵豆粕和豆粕的表觀消化率及植酸含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)。發(fā)酵豆粕中的植酸含量明顯小于豆粕，表明發(fā)酵可以降解豆粕中的植酸。

　　1.2 微生物發(fā)酵對棉籽粕成分的影響

　　棉籽粕經(jīng)螺旋壓榨法和預(yù)壓浸提法脫殼取油后得到棉籽餅和棉籽粕，簡稱棉粕。棉粕中蛋白質(zhì)含量為33％~50％。棉粕蛋白品質(zhì)較高，所含氨基酸種類豐富，但缺乏賴氨酸，蛋氨酸和半胱氨酸。棉粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子主要為棉酚、環(huán)丙烯脂肪酸、單寧和植酸。這些抗?fàn)I養(yǎng)因子不僅能破壞魚類的腸道結(jié)構(gòu)，而且抑制魚類消化道中消化酶活性(Escaffre，1997)，在一定程度上限制了棉粕在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用。Yildirim等(2003)研究發(fā)現(xiàn)，飼料中游離棉酚達(dá)到300 mg/kg時，斑點又尾幼魚生長會受到抑制。紅細(xì)胞、血紅素和血紅蛋白濃度會變低。棉粕中含有對動物毒性較大且具有活性羥基和活性醛基的游離棉酚，以及毒性很小并在動物消化道內(nèi)不被動物吸收的結(jié)合棉酚。將菌種接種到棉粕固態(tài)培養(yǎng)基中，利用微生物產(chǎn)生的一些酶類(包括蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、果膠酶等)，將棉粕中的游離棉酚分解，形成沒有生理活性的結(jié)合棉酚，從而達(dá)到脫毒的目的。微生物發(fā)酵棉粕還可以去除多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，改變其必需氨基酸、乳酸等活性物質(zhì)的含量，使棉粕的飼用品質(zhì)得到了改善(喬曉艷，2013)。劉穩(wěn)結(jié)等(2010)采用米曲霉發(fā)酵棉粕36 h，棉籽粕中游離棉酚含量由535 mg/kg降至117 mg/kg，降解率達(dá)到78.13％。喬曉艷等(2013)利用熱帶假絲酵母和干酪乳桿菌發(fā)酵棉粕，發(fā)酵后，游離棉酚脫毒率達(dá)到48.1％，小肽含量從3.46％提高到14.43％，總氨基酸和必需氨基酸含量分別提高了10.81％和11.57％，植酸含量從1.83％降到0.29％，pH下降至4.66，有益代謝產(chǎn)物乳酸含量達(dá)到6.0％，表明發(fā)酵可以達(dá)到改善棉粕飼用品質(zhì)的目的。張秀敏等(2014)選用不同菌種發(fā)酵棉粕，結(jié)果表明，枯草芽孢桿菌組、地衣芽孢桿菌組、釀酒酵母組及乳酸菌組，游離棉酚含量與對照組相比分別下降了75.56％、61.34％、65.71％和62.35％，四株菌株均可顯著降低游離棉酚含量，以枯草芽孢桿菌組降解效果最顯著。

　　1.3 微生物發(fā)酵對菜籽粕成分的影響

　　菜籽粕是油菜籽產(chǎn)油的副產(chǎn)物，產(chǎn)量大且穩(wěn)定。菜籽粕蛋白質(zhì)含量約為35％～50％，蛋氨酸、胱氨酸含量較高，但缺乏賴氨酸，菜籽粕富含維生素和礦物質(zhì)。是一種價廉易得的蛋白質(zhì)飼料資源。但菜籽粕纖維素含量較高，會降低礦物質(zhì)的利用率，而且含有多種毒素和抗?fàn)I養(yǎng)因子，不僅影響飼料的適口性和營養(yǎng)利用率。還會對魚體重要器官造成不利影響。微生物發(fā)酵法可有效降解菜籽粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而且微生物代謝所產(chǎn)生的蛋白酶亦可將菜籽粕蛋白質(zhì)降解為小肽，使蛋白質(zhì)品質(zhì)有所改善，還能積累乳酸等有益代謝物，提高菜籽粕的營養(yǎng)價值，對緩解蛋白質(zhì)資源供應(yīng)緊張具有重要意義。肖萌等(2014)采用混菌分步固態(tài)發(fā)酵的方法發(fā)酵菜籽粕，結(jié)果表明，菜籽粕發(fā)酵后，粗蛋白質(zhì)量和粗脂肪含量提高了27％和33.1％：還原糖含量從0.63％提高到4.59％：總糖較發(fā)酵前降低了39.1％：菜籽粕小肽含量從0.53％增長到5.38％：總氨基酸和總必需氨基酸含量分別提高了18.72％和26.34％。何小麗(2015)采用以地衣芽孢桿菌、芬氏纖維微菌、T-1混菌發(fā)酵菜籽粕48 h后。硫苷、單寧和粗纖維的降解率分別達(dá)89.4％、28.6％和14.0％(P<0.05)，酸溶蛋白和蛋白質(zhì)溶解度分別提高了254.0％、31.6％(P<0.05)。邱良偉等(2015)采用植物乳桿菌和黑曲霉進(jìn)行固體發(fā)酵菜籽粕，發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)、小肽、總氨基酸含量分別提高了6.57％、88.76％、11.59％，抗?fàn)I養(yǎng)因子異硫氰酸酯、嗯唑烷硫酮、硫苷分別降低了64.00％、81.82％、75.16％。

　　1.4 微生物發(fā)酵對花生粕成分的影響

　　花生粕是花生仁經(jīng)壓榨提油后的副產(chǎn)品，其粗蛋白質(zhì)含量達(dá)48％以上，營養(yǎng)價值高，且代謝能較高，但花生粕蛋白質(zhì)品質(zhì)欠佳。氨基酸含量不平衡，賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸含量較低，而且花生粕不易保存，易產(chǎn)生強毒性的黃曲霉毒素，損害動物肝臟，影響生產(chǎn)性能：此外，其含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子如植酸會降低單胃動物對磷的利用率，并可與蛋白酶和蛋白質(zhì)結(jié)合形成絡(luò)合物(Escaffre，1997)，影響蛋白質(zhì)的消化吸收；胰蛋白酶抑制因子可降低胰蛋白酶活性并誘導(dǎo)胰蛋白酶補償性分泌造成含硫氨基酸的內(nèi)源性損失(Francis，2001；Schneeman，1986)，因此限制了花生粕在飼料行業(yè)的高效利用。微生物發(fā)酵可以降解黃曲霉毒素，減輕其產(chǎn)生的危害：發(fā)酵還可以使蛋白質(zhì)類過敏原結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低過敏反應(yīng)；微生物代謝產(chǎn)生的多種酶可使大分子蛋白質(zhì)水解成小分子蛋白質(zhì)，增加氨基酸和多膚的含量。劉冬梅(2014)采用枯草芽孢桿菌發(fā)酵花生粕，結(jié)果表明。發(fā)酵后花生粕蛋白質(zhì)含量提高了23.49％，必需氨基酸和總氨基酸的含量分別提高了43.97％和16.49％。SDS-PAGE電泳分析表明，發(fā)酵花生粕中分子質(zhì)量為63、48、41 ku的蛋白質(zhì)大分子被全部降解。余維三等(2015)研究多菌種發(fā)酵豆粕、米糠粕和花生粕混合原料，結(jié)果表明，黃曲霉毒素B1降低10％～35％，pH值達(dá)到4.5～5.17，乳酸含量為2.98％～3.38％，粗蛋白質(zhì)含量增加8％~13％，小肽含量增加106％～129％。徐會茹等(2015)采用微生物與酶制劑混合固態(tài)發(fā)酵花生粕，經(jīng)發(fā)酵后，蛋白質(zhì)、氨基酸、小肽、水溶性蛋白和總酸含量均顯著增加，黃曲霉毒素由21.24μg/kg降至14.98μg/kg，在儲藏過程中，發(fā)酵花生粕中的黃曲霉毒素增長不明顯，而未發(fā)酵花生粕中黃曲霉毒素增長幅度較大。

　　2發(fā)酵粕類替代魚粉在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

　　2.1 在凡納濱對蝦上的應(yīng)用

　　彭松等(2015)以三種發(fā)酵豆粕等蛋白替代對照組飼料中6％的魚粉(對照組21％魚粉含量)，配制成4種等氮飼料，飼喂凡納濱對蝦42 d。結(jié)果表明，發(fā)酵豆粕替代飼料中6％的魚粉不影響凡納濱對蝦生長性能，并可提高血淋巴PO活性。彭松等(2015)以4.5％、9.0％、13.5％的發(fā)酵花生粕分別替代3.0％、6.0％、9.0％的魚粉(對照組21％魚粉含量)，配制成4種等氮等能飼料，飼喂凡納濱對蝦42 d。結(jié)果表明，發(fā)酵花生粕替代飼料中6.0％魚粉不影響凡納濱對蝦生長性能。徐金龍(2009)等進(jìn)行了發(fā)酵豆粕等氮替代10％魚粉的凡納濱對蝦養(yǎng)殖試驗。結(jié)果顯示，發(fā)酵豆粕組與高魚粉含量的對照組相比，凡納濱對蝦的生長非常接近，無顯著性差異。對蝦養(yǎng)殖期間的水質(zhì)變化也相似，而發(fā)酵豆粕組的溶解氧較高，亞硝酸鹽氮的含量較低。冷向軍(2007)用脫皮豆粕替代20％魚粉、發(fā)酵豆粕替代20％魚粉。分別飼養(yǎng)體重為0.10 g凡納濱對蝦30 d。結(jié)果表明，發(fā)酵豆粕優(yōu)于脫皮豆粕，取代飼料中魚粉用量的20％，不會對蝦體增重率、蝦體肌肉組成產(chǎn)生顯著影響。李小梅(2012)試驗分別用不同廠家發(fā)酵豆粕及去皮豆粕替代飼料中14.3％與28.6％的魚粉，飼喂初體重為0.55 g左右的凡納濱對蝦49 d。結(jié)果表明，作為凡納濱對蝦飼料中部分魚粉的替代物，不同廠家的發(fā)酵豆粕均優(yōu)于去皮豆粕。

　　2.2 在魚上的應(yīng)用

　　袁勇超(2011)根據(jù)白魚粉、紅魚粉(國產(chǎn))、發(fā)酵豆粕、膨化豆粕、豆粕、棉籽粕和菜籽粕的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、總能、磷和氨基酸等的表觀消化率檢測結(jié)果得出結(jié)論，發(fā)酵豆粕和膨化豆粕可以考慮作為胭脂魚飼料中魚粉的良好替代蛋白源。設(shè)計試驗用發(fā)酵豆粕蛋白質(zhì)分別替代魚粉蛋白質(zhì)的0％、15％、25％、35％、45％、55％和65％，配制7組等氮飼料。飼喂初始體重為(4.59±0.29)g胭脂魚8周，結(jié)果表明，發(fā)酵豆粕可以作為胭脂魚配合飼料中魚粉蛋白質(zhì)的替代原料，飼料中發(fā)酵豆粕蛋白質(zhì)替代魚粉蛋白質(zhì)的含量可以達(dá)35％而對胭脂魚的生長性能、餌料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率沒有顯著影響。李百安(2016)等分別以花生粕、發(fā)酵花生粕替代基礎(chǔ)飼料(6％魚粉為對照組)中魚粉用量的1/3、2/3、3/3，分別飼養(yǎng)(68.0±0.4)g的奧尼羅非魚8周。結(jié)果表明，在魚粉含量為6％的奧尼羅非魚飼料中，花生粕可替代魚粉用量的1/3，發(fā)酵花生粕可替代魚粉用量的2/3。張秀敏(2014)在室內(nèi)循環(huán)水和室外網(wǎng)箱養(yǎng)殖的條件下，分別比較對照組與5.5％和11％發(fā)酵棉籽粕分別替代飼料中豆粕和魚粉，在一定的飼養(yǎng)期內(nèi)對鯽魚生長速度、飼料系數(shù)、采食量、臟體比及水質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果表明，隨著發(fā)酵棉籽粕添加比例增加，鯽魚日增重逐漸上升，飼料系數(shù)逐漸下降，水體氨氮、亞硝氮含量均下降，說明發(fā)酵棉籽粕提高了飼料的消化吸收率。減少了對水質(zhì)的污染，并且建議發(fā)酵棉籽粕的最佳添加量為11％，即替代10％豆粕+1％魚粉。金紅春(2011)用未發(fā)酵棉粕、發(fā)酵棉粕組、硫酸亞鐵分別飼喂青魚8周。結(jié)果顯示，發(fā)酵棉籽粕青魚的存活率、增重率顯著高于對照組(P<0.05)，餌料系數(shù)、肝臟和血清中的谷草轉(zhuǎn)氨酶顯著低于對照組(P<0.05)。Shiu等(2015)采用枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕替代魚粉，結(jié)果表明，豆粕和發(fā)酵豆粕在石斑魚飼料中的最大添加量分別為18.36％和29.32％，說明發(fā)酵豆粕替代魚粉在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用潛力巨大。

　　2.3 在蟹鱉上的應(yīng)用

　　鄒玉蓉(2011)以發(fā)酵豆粕分別替代0％(對照組)、6.38％和12.77％紅魚粉，配制成3種等氮等能的試驗飼料，飼喂中華鱉120 d，研究發(fā)酵豆粕替代紅魚粉水平對中華鱉生長性能、飼料效率、體組成、體形態(tài)和免疫力的影響。結(jié)果表明。發(fā)酵豆粕替代6.38％紅魚粉能提高中華鱉生長性能，而對飼料效率及非特異性免疫力無顯著影響。并建議發(fā)酵豆粕替代紅魚粉的適宜水平為6.38％左右，不宜超過12.77％。楊霞(2014)選用初始均重為(0.56±0.04)g的中華絨螯蟹幼蟹660只，飼喂添加不同劑量普通棉籽粕和發(fā)酵棉籽粕替代魚粉的等氮等能飼料，發(fā)現(xiàn)普通棉籽粕的適宜添加量為16％，發(fā)酵棉籽粕的適宜添加量為24％。此外，相同替代水平下發(fā)酵棉籽粕的替代效果好于普通棉籽粕。沈城(2013)研究不同添加水平發(fā)酵豆粕替代部分魚粉對中華鱉生長性能、體組成及腸道相關(guān)消化酶活性的影響。結(jié)果表明，與對照組相比。發(fā)酵豆粕替代15％魚粉組中華鱉的增重率、成活率、餌料系數(shù)、攝食率和特定生長率均顯著提高：不同水平發(fā)酵豆粕替代魚粉對中華鱉的水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗灰分含量影響不顯著：當(dāng)發(fā)酵豆粕替代量小于等于15％時，消化酶活性沒有顯著性差異。Zou等(2012)用發(fā)酵豆粕中華鱉替代飼料中0％、3％、6％的魚粉飼喂中華鱉，發(fā)現(xiàn)3％發(fā)酵豆粕組攝食率、特定生長率和飼料轉(zhuǎn)化率均顯著優(yōu)于對照組。

　　3小 結(jié)

　　發(fā)酵粕類來源廣泛、價格低廉、營養(yǎng)價值高、適口性好。粕類經(jīng)微生物發(fā)酵后，蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成、抗?fàn)I養(yǎng)因子、毒素等均有顯著變化，是一種可以部分替代魚粉的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源。但目前發(fā)酵粕類在生產(chǎn)應(yīng)用中還存在著一些問題：

　　(1)發(fā)酵粕類的營養(yǎng)成分、氨基酸組成與優(yōu)質(zhì)魚粉還有差距，只能部分替代，并且水產(chǎn)養(yǎng)殖種類、規(guī)模、規(guī)格、環(huán)境等都會影響發(fā)酵粕類在飼料中替代魚粉的比例。

　　(2)不同發(fā)酵菌種對粕類成分的改變差異較大，需要針對性的篩選發(fā)酵菌種和優(yōu)化發(fā)酵條件。

　　(3)發(fā)酵粕類在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用起步較晚，還需對不同粕類在水產(chǎn)動物上的魚粉替代量及應(yīng)用效果繼續(xù)深入研究。

　　注：本文由生物飼料開發(fā)國家工程研究中心（BFC）小編整理發(fā)布，如有任何建議或意見及投稿等，請您加小編微信（13260429991）交流互動。

　　參考文獻(xiàn)略
　　責(zé)編：馬維軍；審閱：劉晶晶 博士
　　來源：中國飼料；作者：高緒娜，陳玉春，趙倩，郭婷婷，谷巍


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