秦 真 夏云瑞 徐民俊 唐雪蓮 付京花
(華南農業大學海洋學院 廣州 510642)
在水產動物飼料中,目前大多以魚粉等動物蛋白飼料為主要的蛋白來源,而對于植物蛋白(尤其是以木本植物為代表的植物性蛋白飼料)的利用卻很少。不過,由于木本植物具有蛋白質含量高、維生素和礦物質豐富以及纖維素含量特別豐富等特性,所以對木本植物進行飼料化處理和應用應當是一個必然的趨勢。
木本植物從其自身的生物特性來說,具有再生性強、可多次收割、利用年限長及產量高等優點,且大部分木本植物中含有豐富的礦物質元素、蛋白質、氨基酸和維生素等營養成分。但是,木本植物飼料化也有一定的制約因素,如采收部位、采收季節及采收方式的不同可能會極大地影響飼料效果,同時木本植物中的抗營養因子過多,如單寧、含羞草素等,可能會對養殖生物的生長繁殖有負面作用。
1.1 木本植物進行研磨后直接用作飼料 在水產養殖中,木本植物無法像在畜牧、家禽養殖中一樣進行直接投飼,主要還是通過打磨、研碎后以粉末的形式,并以一定比例添加到飼料中。但是,因為木本植物中的抗營養因子過多,直接添加入飼料可能會導致不良后果。馬恒甲等[1]報道,在現有草魚配合飼料基礎上添加5%和10%的桑葉粉,與對照組相比,添加5%桑葉粉組增重率、飼料系數及特定生長率無顯著差異(P>0.05),但添加10%桑葉粉后草魚的生長性能受到顯著負面影響,這可能就是桑葉粉添加量過高所導致。Richter等[2]發現,在飼料中添加10%辣木葉粉對羅非魚的生長無影響,但是當辣木葉粉添加量超過10%后便會造成不良影響,這是隨辣木葉粉的增加而變得過量的抗營養因子對生長的抑制效應。
1.2 木本植物發酵處理后用作飼料 木本植物在經過一定微生物發酵處理之后,與飼料按一定比例混合投喂,不僅其所含抗營養因子和毒性均會降低,而且還能作為蛋白質的補充劑,甚至部分替代飼料蛋白。Mondal等[3]用發酵桑葉替代部分飼料蛋白、油脂和糖類進行投喂巴塔野鯪(Labeobata),結果表明魚的體質量、日增體質量系數、飼料轉化率、生長速率、營養物質的沉積和消化酶的活性均顯著增加,說明發酵后的桑葉粉在水產飼料中具有更好的飼用效果。但是不可忽視的是,在飼料利用效率提高的同時,飼料生產成本和生產技術工藝要求也會不斷提高。
木本植物通常較為高大,各個部位所含營養成分也不盡相同。通常木本植物葉子的粗蛋白和碳水化合物含量較高;樹皮、樹枝的粗纖維含量較高;而果實部位可能油酸和油脂含量較高(如辣木果),也有可能糖分含量較高(如桑葚)。植物部位的營養不同決定了發酵所需的菌種及其他發酵條件,對發酵因子掌握得好才能得到預期的飼料效果。同時,一些含有高纖維素含量、高半纖維含量和高木質素含量的植物組織包含的分子的復雜性和相對穩定性決定了需要對其進行發酵前的預處理,如使用酸、堿或氧化劑進行處理,使其更容易被微生物酵解[4]。在發酵時,還應考慮使用單一菌種發酵或復合菌種發酵,來獲得發酵飼料的預設營養成分。
2.1 單菌種微生物發酵 張洪燕等[5]通過對乳酸菌、芽孢桿菌、霉菌和酵母菌四類菌種共18株菌株的篩選,獲得了可極顯著降低粗纖維含量(P<0.001)的菌種(如蠟狀芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和熱帶假絲酵母菌等)、可極顯著增加粗蛋白含量(P<0.001)的菌種(如產脘假絲芽孢桿菌、畢赤酵母菌和康寧木霉菌等)以及可極顯著增加粗脂肪含量(P<0.001)的菌種(如產脘假絲芽孢桿菌、植物乳桿菌和布氏乳桿菌等菌種)。
2.2 復合菌種微生物發酵 胡仁建等[6]利用枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、米曲霉、啤酒酵母等復合菌劑以三類菌種為一組且每組不同菌量進行配比,以及設置高、中、低三個不同梯度對桑葉進行發酵處理后,使桑葉飼料中粗蛋白質的含量提高了15%~33%,并增加了17種游離氨基酸的含量,同時粗脂肪含量和粗灰分含量也有顯著提高,粗纖維含量則有一定降低。
木本飼料不管是在飼料行業的預處理技術和發酵技術,還是在作為飼料添加劑應用上都已經逐漸得到重視,但是目前還是受到一定的地域和行業的限制。例如,在北方地區和一些養殖畜牧行業較為發達的地方,這些技術就較為成熟;而在南方地區,尤其是熱帶、亞熱帶區域,以及一些以水產養殖業為主的地區,雖然木本植物資源較為豐富,但是其相應的木本飼料應用卻較為遲滯,并且一些相關技術的研究也較為薄弱。近年來水產養殖業規模的不斷增長,以及未來合理滿足養殖動物的營養需求和市場對于降低飼養成本的追求,都對飼料的開發研究提出了迫切的要求,并進一步促進了木本植物的飼料化研究的步伐。木本植物飼料發展的光明前景可以預期。
(基金項目:廣東省科技計劃項目,No.2015A020209103;廣東省海洋漁業廳項目,No.A201601A15,F17018;華南農業大學教改課題,No.JG1610;*通信作者)