植物蛋白源替代魚粉在魚類配合飼料中的應用研究

東北農業大學動物科學與技術學院 黃 可 楊雨虹＊ 王玉裕 陸 陽

蛋白質是魚類飼料中最重要的營養組分。相對于畜禽而言，魚類對飼料中蛋白質含量的需求較高，魚用配合飼料中蛋白質含量一般30%以上，有的高達55%以上。魚類飼料蛋白質適宜含量因種類、食性、年齡和發育階段、水溫、水質、飼料蛋白源和日投飼量等因素而異（林鼎，1994）。

魚粉以其蛋白質含量高、氨基酸較平衡、不飽和脂肪酸含量豐富等優點，成為魚類配合飼料中最重要的蛋白源。隨著規模化養殖的迅速發展，魚粉的需求量急劇上升，同時受自然漁業資源衰減和過渡捕撈限制，目前魚粉資源供應出現嚴重不足，成為水產養殖進一步發展的制約因素。因此，尋找部分或全部替代魚粉的蛋白源成為魚類飼料營養與飼料研究的熱點之一。植物蛋白源以其價格低廉且供應穩定，備受研究者的關注（程成榮和劉永堅，2004；Luo 等，2004；符廣才，2004；Robinson和 Lim，1994）。

1 植物蛋白源替代魚粉對養殖魚類的影響

1.1 植物蛋白源替代魚粉對養殖魚類生長的影響 植物蛋白源對水生動物生長的影響主要有3種方式。一是隨著飼料中植物蛋白源比例的提高，水生動物的生長直線下降。這在虹鱒、斑點叉尾、魴和美洲龍蝦的研究中曾有過報道（Floreto等 ，2000；Xie 和 Jokumsen，1997；Sheng 和 He，1994；Mohsen 和 Lovell，1990）；二是當植物蛋白添加量在一定范圍內時，水生動物的生長率、飼料轉化率、蛋白質效率等均未出現顯著變化，但當添加量超過該范圍時，水生動物的生長急劇下降（Reigh和 Ellis，1992）；三是當飼料中動植物蛋白達到一定比例時，水生動物的生長及飼料轉化率達到最佳效果（艾慶輝和謝小軍，2002a、b；陳乃松等，1998），這主要是因為添加一定量的植物蛋白源后，改善了飼料的氨基酸平衡，使之更能滿足水生動物的需求量。

1.2 植物蛋白源對飼料適口性的影響 魚粉中存在較多的促攝食物質，因此水生動物對魚粉的適口性較好，攝食率較高（Quartarar等，1998）；植物蛋白源，如：棉籽粕、菜籽粕、豆粕等存在抗營養因子、適口性差等問題，長期大量使用對魚類生長、飼料利用率、肉品質及生理指標產生一定的影響（Bureau等，1998）。其中，植物蛋白源中敗風味物質和抗營養因子會抑制水生動物的食欲，當植物蛋白替代魚粉的比例升高時，促攝食物質含量逐漸減少，抗營養因子和敗風味物質增多，水生動物食欲下降，攝食量減少，水生動物生長受阻。但也有研究表明，適口性并不是影響水生動物利用植物蛋白源的重要因素。艾慶輝等（2002b）、Refstie 等 （1998）、Pongmaneerat 和 Watanabe（1992）分別對虹鱒、大西洋鮭和南方鲇的試驗研究表明，適口性不是影響水生動物利用植物蛋白源的重要因素。因此，適口性問題在促進水生動物生長方面還需進一步研究。

1.3 植物蛋白源中抗營養因子的影響 植物蛋白源中的抗營養因子主要包括蛋白酶抑制因子、凝集素、單寧酸、植酸磷、非淀粉性多糖、棉酚、皂甙、環丙烯脂肪酸、抗維生素和脂肪氧化酶等（Francis等，2001）。抗營養因子主要是通過影響水生動物的消化酶活性，降低蛋白質等營養物質的消化吸收。同時，抗營養因子可以直接擾亂水生動物正常的生理功能，從而對其產生毒害作用，如菜籽餅中的芥子苷，棉籽餅中的游離棉酚等（Hasan等，1997）。抗營養因子還可以和某些營養物質結合（如蛋白質），形成難以分解的化合物，從而影響該營養物質的吸收利用，如植酸磷可以和蛋白質絡合形成難溶的化合物，影響水生動物對蛋白質、磷等營養物質的吸收利用 （Escaffre等，1997）。

1.4 植物蛋白源對水生動物體組成的影響 通常情況下，隨飼料中植物蛋白源比例的上升，水生動物的水分含量上升，干物質含量下降，這表明水生動物對植物蛋白源的利用率低于魚粉（Elangovan和Shim，2000）。由于植物蛋白源中非淀粉多糖和低聚糖含量較高，導致了脂肪的消化吸收率下降，因而影響了脂肪在水生動物體內的累積代謝率，使水生動物脂肪含量隨著飼料中植物蛋白源含量的升高而下降（Sheng和He，1994）。水生動物攝食含植物蛋白的飼料后，生理狀態及各項生理指標也將發生變化。Dabrowska和Wojno（1977）提出，虹鱒血清中的蛋白質含量、膽固醇、谷草轉氨酶（GPT）及谷丙轉氨酶（GOT）活力與飼料中植物蛋白源的含量無必然聯系，而血液中球蛋白含量及肝臟的相對重量則因攝食含植物蛋白飼料而降低。Kaushik等（1995）研究表明，大豆濃縮蛋白的添加并未使虹鱒血漿中的卵黃生成素、血清中的抗體蛋白增多，但卻降低了血清中膽固醇的含量。由此可見，飼料中一定量的植物蛋白將使魚類處于相對較好的生理狀態，但過量添加將影響魚類的健康狀況。

2 改善水生動物利用植物蛋白源的途徑

2.1 降低植物蛋白源中的抗營養物質 通過適當的加熱、擠壓、膨化和生物發酵等方法，可消除植物蛋白源中的部分抗營養因子。適當的加熱可破壞植物蛋白源中的胰蛋白酶抑制因子和凝集素等熱不穩定性因子，改善其適口性，進而提高魚類對植物蛋白源的利用率（Arndt等，1999）。

添加外源酶制劑和誘食劑，同樣可以起到改善適口性、去除部分抗營養因子的作用。白東清等（2003）研究表明，直接在飼料中添加一定量的微生物植酸酶，能夠提高魚類對植物蛋白源中磷的利用。在含有豆粕、棉籽粕等飼料中添加一定量的植酸酶，可提高虹鱒對磷的表觀消化率，同時可促進生長，提高飼料轉化率，提高蛋白質、灰分和磷的保留率，提高骨骼、血漿和魚體磷的含量（曾虹等，2002）。通過在飼料中添加外源酶類，可抑制抗營養因子的抗營養效應，提高蛋白質、脂肪、多糖和磷的利用率，促進生長，改善水生動物對植物蛋白源的利用。當前用于水產動物飼料中的酶類主要有蛋白酶、植酸酶和非淀粉多糖酶等。

2.2 添加晶體氨基酸或蛋白源混合搭配提高飼料氨基酸的平衡性 植物蛋白源中的限制性氨基酸是影響魚類生長的主要因素。通過向飼料中添加氨基酸可提高限制性氨基酸的含量，改善氨基酸平衡，提高魚類對植物蛋白源的利用。Vielma等（1998）用大豆濃縮蛋白和豆粕聯合替代虹鱒飼料中69.4%的魚粉，并補充賴氨酸和蛋氨酸，可顯著提高虹鱒的生長，但對飼料效率沒有顯著影響。

另外，通過不同的蛋白源互相搭配成復合蛋白也能夠提高魚類對植物蛋白源的利用率。可以適當的添加一定量的動物蛋白來彌補植物蛋白源氨基酸的不平衡。Schafer和Koppe（1995）用大豆蛋白、玉米蛋白和肉骨粉替代100%的魚粉，對虹鱒幼魚的攝食、生長和體組成均沒有顯著影響。

3 小結

蛋白質在魚體中最終以氨基酸和小肽的形式被吸收利用，因此魚類對蛋白質的需求實際上是對不同氨基酸的最佳組合比例及含量的需要。魚類必需氨基酸有10種：精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸。飼料中必需氨基酸的適宜比例反映了飼料及其蛋白質的品質。在一般情況下，必需氨基酸與飼料蛋白質含量呈正相關，因此飼料中必需氨基酸的適宜含量與比例對魚體的生長發育要比飼料中蛋白質的適宜含量更為重要 （劉煥亮等，2002）。

有關水生動物對植物蛋白源的利用還存在許多尚未解決的問題。例如，植物蛋白源氨基酸不平衡，植物蛋白源中普遍存在的抗營養因子等，限制了其在水產飼料中的應用。今后，隨著生物技術的快速發展，通過發酵工程和酶工程等技術，對植物蛋白源進行深加工處理，植物蛋白源替代魚粉的研究必將會取得進一步的發展。

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