挪威生命科學(xué)大學(xué)動(dòng)物與水產(chǎn)科學(xué)系教授Trond Storebakken：飼料加工過(guò)程影響魚類飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

■《當(dāng)代水產(chǎn)》李欣瑤/文 程純明/圖 [ 微信公眾號(hào)：tsfish ]

挪威生命科學(xué)大學(xué)動(dòng)物與水產(chǎn)科學(xué)系教授Trond Storebakken：飼料加工過(guò)程影響魚類飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

■《當(dāng)代水產(chǎn)》李欣瑤/文 程純明/圖 [ 微信公眾號(hào)：tsfish ]

在首屆國(guó)際水產(chǎn)動(dòng)物精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與飼料技術(shù)研討會(huì)暨首屆國(guó)際水生態(tài)系統(tǒng)安全與資源可持續(xù)利用論壇，挪威生命科學(xué)大學(xué)動(dòng)物與水產(chǎn)科學(xué)系教授Trond Storebakken做《飼料加工過(guò)程影響魚類飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值》主題報(bào)告，引發(fā)熱烈反響，本刊記者特將報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行整理，與大家分享。

我們的團(tuán)隊(duì)，對(duì)飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)估及新型飼用蛋白源在鮭鱒飼料中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)研究，也累積了一定的經(jīng)驗(yàn)。

首先，關(guān)于膨化生產(chǎn)線，它不只是一系列膨化設(shè)備的簡(jiǎn)單拼湊，關(guān)鍵在于如何將這些設(shè)備合理使用起來(lái)，以達(dá)到提高飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和最佳飼料物理質(zhì)量的目的。

很多飼料加工廠未來(lái)的挑戰(zhàn)，可能是粉碎和干燥，這兩者對(duì)未來(lái)飼料加工品質(zhì)會(huì)有很大的影響。

而中國(guó)的水產(chǎn)膨化料究竟要達(dá)到怎樣的要求？首先，要確保良好的誘食性，保證水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)飼料有較高的攝食量，并在高攝食量水平下，仍要保證飼料的轉(zhuǎn)化效率。

其次，有效的料肉比。舉個(gè)例子，目前鮭鱒類飼料的料肉比大約在1∶1，但在實(shí)驗(yàn)室所做一些鮭鱒魚類的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，則能低至0.7。

再次，要確保飼料顆粒優(yōu)良的物理性狀及高度可消化性，要極力減少因飼料碎屑和排泄物中的養(yǎng)分流失。優(yōu)良的物理性狀可保證客戶買到的是實(shí)實(shí)在在飼料而不是污染水質(zhì)的飼料碎屑和粉末。在挪威，無(wú)論是陸基養(yǎng)殖還是深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，投喂都是自動(dòng)化的，尤其是近海深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，飼料存放于陸基的料倉(cāng)，通過(guò)管道氣動(dòng)輸送至海上網(wǎng)箱，整個(gè)過(guò)程當(dāng)中比較注重飼料顆粒的耐磨度及粉塵的控制，所以飼料加工時(shí)必需考慮飼料顆粒在管道輸送過(guò)程中磨損所造成的損失。而降低排泄物中養(yǎng)分流失的方法，則主要是通過(guò)提高飼料及原料消化率，盡量減少難消化原料的使用，提高飼料的可消化水平并優(yōu)化飼料加工工藝，降低因過(guò)度膨化或干燥所造成的飼料消化率降低。

挪威生命科學(xué)大學(xué)動(dòng)物與水產(chǎn)科學(xué)系教授Trond Storebakken

另外優(yōu)化膨化工藝也是為了確保一些熱敏性原料，尤其是微量營(yíng)養(yǎng)素及酶制劑，不會(huì)因?yàn)闊峒庸ざ黄茐幕蚴Щ睢?/p>

通過(guò)提供全部營(yíng)養(yǎng)素來(lái)確保養(yǎng)殖動(dòng)物健康和在飼料中重新激活某些被鈍化的營(yíng)養(yǎng)素；從而最大程度地發(fā)揮飼料的飼喂效果和提升養(yǎng)殖收益。

例如，挪威在1984年開(kāi)始三文魚養(yǎng)殖時(shí)就意識(shí)到三文魚是一種高體脂型魚類。因此當(dāng)時(shí)就認(rèn)為其飼料里油脂添加比例應(yīng)加高，而目前基本上三文魚膨化料里油脂含量也介于35%～40%之間。

因此，我們也建議國(guó)內(nèi)的一些海水養(yǎng)殖品種，也可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)高配方中的油脂水平，來(lái)達(dá)到最佳的蛋能比。當(dāng)然不需要達(dá)到三文魚35%～40%那么高的油脂水平，但比當(dāng)下的配方中的油脂添加水平要更高一點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)有更好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用、吸收及轉(zhuǎn)化效率。

圖1

圖2

圖3

當(dāng)然高油脂添加的前提是膨化加工后的未噴涂顆粒內(nèi)部必須提供一定的空間來(lái)容納油脂，并且用來(lái)容納油脂的小泡是均勻地分布于飼料顆粒內(nèi)，這樣才能有效的將油脂包含在內(nèi)而不會(huì)泄露。

通過(guò)飼料結(jié)構(gòu)微觀圖對(duì)比，發(fā)現(xiàn)高油脂的真空噴涂技術(shù)，很大程度上會(huì)依賴于膨化料顆粒內(nèi)部的空泡的大小、分布均勻程度和總體積。

在明確要求后，又要如何確保飼料的高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)呢？第一點(diǎn)，優(yōu)化蛋白和淀粉的消化率，膨化過(guò)程也是淀粉熟化的過(guò)程，在膨化料里要確保淀粉是完全熟化。同時(shí)，盡量減少不可消化的非營(yíng)養(yǎng)類的粘合劑的使用；第二點(diǎn)，要降低膨化過(guò)程中的高溫高壓高濕等因素對(duì)熱敏感原料的損害，如脂溶性維生素、維生素C、蝦青素、飼用酶制劑。

在此，針對(duì)這一點(diǎn)，我們也做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，研究同種配方在不同的膨化溫度下對(duì)虹鱒魚的蛋白能量表觀消化率的影響。原本的設(shè)想，是將膨化溫度提升40℃后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化會(huì)有變化明顯的下降，但實(shí)際上，該情況并未發(fā)生。

我們對(duì)于這個(gè)結(jié)果并不是很確信，所以又做了一個(gè)更細(xì)致的復(fù)核實(shí)驗(yàn)。把膨化溫度細(xì)分成3個(gè)不同的水平，分別為100℃、125℃、150℃，但最終還是未能發(fā)現(xiàn)因?yàn)榕蚧瘻囟鹊牟煌a(chǎn)生太大的消化率變化。

歸根究底，其主要原因是由于除溫度因素以外的膨化工藝的不同所造成。實(shí)際上，除膨化溫度外還存在一個(gè)處理時(shí)間的問(wèn)題，因?yàn)檎嬲_(dá)到150℃也就是10秒鐘左右，同時(shí)在加工時(shí)，膨化機(jī)或調(diào)制器加了大量的水份，即使膨化腔中后段達(dá)到150℃，在水份較多的情況下，膨化料出模后就迅速膨脹，同時(shí)水份會(huì)變得水蒸氣攜帶走大部分的熱量，出模后顆粒的溫度相對(duì)不高，但實(shí)際上處理時(shí)間很短，這樣它的消化率并未有明顯的下降。

同時(shí)，我們也做了生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，雖然消化率沒(méi)變化，但我們想比較100℃和140℃膨化的飼料對(duì)鱒魚的特定生長(zhǎng)率（SGR）和飼料轉(zhuǎn)化率（FCR）是否有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，不僅FCR沒(méi)有變化，反而特定生長(zhǎng)率，更高膨化溫度的處理組有略微的上升。

此外，膨化過(guò)程中的高溫還能夠有效滅活熱敏性抗?fàn)I養(yǎng)因子，實(shí)驗(yàn)里選擇了相對(duì)TIA（抗胰蛋白酶）活力較高的一種原料，即大豆蛋白片，也就是在豆油加工過(guò)程的中間產(chǎn)物，沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理的一種原料。圖2中藍(lán)色條狀的是膨化處理前的，紅色條狀是膨化處理后的。所以，很明顯看到膨化加工可極大降低大豆蛋白片中的TIA活力。

其中的原理，要提到Kunitz蛋白酶抑制劑的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，它的空間構(gòu)架剛好和蛋白酶吻合，但一旦熱處理技術(shù)之后，其蛋白的空間結(jié)構(gòu)有一定的改變，所以它后期就無(wú)法和胰蛋白進(jìn)行結(jié)合，胰蛋白酶的活力就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。

膨化加工過(guò)程中，還存在熱敏性微量元素的問(wèn)題。比如脂溶性維生素，包括A、D、E、K四種，首先挑選較穩(wěn)定的產(chǎn)品形式。維生素E、K極不耐熱，膨化后添加，如通過(guò)后期油脂真空噴涂融進(jìn)去，效果可能會(huì)好一點(diǎn)。

還有，飼用酶制劑產(chǎn)品的使用問(wèn)題。很多酶制劑雖說(shuō)是耐高溫型的，但實(shí)際上在整個(gè)膨化高溫期間，經(jīng)過(guò)螺桿與膨化腔間的摩擦再加上高壓高溫等處理，活力實(shí)在很難保證。即使有熱穩(wěn)定（80℃～100℃）的酶，其活性也在膨化中大幅度降低。所以，我們建議是采取膨化后以水溶液或油脂溶乳液的形式通過(guò)真空噴涂的方式來(lái)添加。

關(guān)于熱敏性的微量營(yíng)養(yǎng)素，因?yàn)榕蚧莺秃娓蓽囟人a(chǎn)生影響， 我們可以舉很多的例子。從蝦青素來(lái)講，我們用蝦青素的微膠囊，基本隨著膨化溫度的升高或是膨化過(guò)程中加水量的降低，蝦青素的有效性在減少。所以，在膨化的時(shí)候，適當(dāng)提高加水量，是有效控制熱敏微量營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失的一個(gè)有效途徑。

而在飼料顆粒的物理質(zhì)量方面，飼料顆粒良好的膨脹率，保證了顆粒的吸油和鎖油能力以及投喂時(shí)顆粒在水中的緩沉效果；良好的耐磨度（PDI）和硬度能避免飼料顆粒在管道內(nèi)輸送過(guò)程中的破碎及粉末產(chǎn)生；優(yōu)良的水中穩(wěn)定性能確保較低的FCR并減少營(yíng)養(yǎng)素在水中的損失從而減輕對(duì)養(yǎng)殖水體的污染；此外硬度和水中穩(wěn)定性不佳還會(huì)影響?zhàn)B殖動(dòng)物消化道（尤其是胃）內(nèi)的充實(shí)度，產(chǎn)生油脂反胃嘔吐等。

此外，對(duì)淀粉源或膨化料里的粘合劑的使用也要有所篩選。

圖3就是我們采用5種不同淀粉源或組合作為粘合劑做的飼料，飼料的耐磨度有很大不同，可以看到，使用預(yù)糊化的土豆淀粉的飼料耐磨度是最高的。

飼料硬度能影響飼料在魚的胃里的充實(shí)狀態(tài)。如果硬度太高相對(duì)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)油脂的反吐，因?yàn)槲副诘氖湛s，會(huì)像打嗝一樣，把飼料里的一些油脂擠出來(lái)，造成營(yíng)養(yǎng)素的泄露。這種現(xiàn)象，是我們要避免的，所以還是要關(guān)注飼料顆粒的硬度。

還有就是一些比較特殊的原料的使用，尤其是小麥蛋白，即我們俗稱的谷朊粉。如果使用量過(guò)高會(huì)使得物料在膨化腔內(nèi)非常粘，所以在加工時(shí)，造成很大的難度。我們對(duì)該原料在很多個(gè)養(yǎng)殖品種上做過(guò)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)估實(shí)驗(yàn)。

在極端的高谷朊粉添加水平下加工飼料時(shí)，基本上只能夠通過(guò)膨化機(jī)和調(diào)制器內(nèi)的水份添加來(lái)控制。隨著谷朊粉添加水平的提高，膨化過(guò)程中的加水量是逐漸下降的，最后雖然飼料仍能膨化出來(lái)，但實(shí)際上飼料顆粒的熟化度也是下降的。

當(dāng)谷朊粉的量達(dá)到75%時(shí)的太極端情況下，我們只能把膨化腔部位的水份添加完全關(guān)掉，然后再往物料里添加一部分油脂。通過(guò)這種方式來(lái)提高潤(rùn)滑度，降低粘性，但到最后，淀粉的熟化度就差不多從70%左右降低到15%。

淀粉熟化度降低的直接結(jié)果就是淀粉表觀消化率的降低，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致油脂的表觀消化率進(jìn)一步降低。這主要是因?yàn)槲幢幌牡矸郏谀c道內(nèi)積累的過(guò)程中，會(huì)強(qiáng)力吸附部分油脂。總而言之，因?yàn)榕蚧萏砑恿康牟煌罱K導(dǎo)致能量的表觀消化率顯著下降。

所以，膨化參數(shù)上的略微變化，最終會(huì)在飼料營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)層面上造成明顯的變化。此外膨化參數(shù)的選擇及設(shè)定還牽涉到能耗投入的問(wèn)題，也就是特定機(jī)械能（SME）。在水解型的小麥蛋白評(píng)估實(shí)驗(yàn)中，SME的變化就是因?yàn)楦哒承栽系氖褂茫鼊?shì)必導(dǎo)致物料在膨化腔內(nèi)摩擦加大、螺桿旋轉(zhuǎn)阻力加大最終導(dǎo)致SME升高。

以上我所分享的內(nèi)容，可簡(jiǎn)單歸納為6點(diǎn)：第一，膨化加工工藝和真空噴涂技術(shù)的使用使得高脂高能型水產(chǎn)飼料的加工成為可能，并使得這類飼料中的油脂添加量能高達(dá)40%；第二，即使采用很高的膨化溫度仍有可能保證飼料蛋白源的高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；第三，膨化過(guò)程中水份添加量必須充分，以保證淀粉的高熟化度；第四，淀粉熟化度低是導(dǎo)致部分飼料能量消化率低的原因之一；第五，通過(guò)后噴涂方式添加脂溶性維生素、蝦青素和飼料酶制劑等熱敏性營(yíng)養(yǎng)素及添加劑是較為合理的方案；第六，選用高粘性原料（摩擦太高）和高油脂原料（潤(rùn)滑效果降低摩擦）都是對(duì)膨化料技術(shù)的挑戰(zhàn)。

（本文得以成文，感謝浙江海洋大學(xué)國(guó)家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)中心張?jiān)滦遣┦康姆g以及修改工作）