錢 妤,蔣科技,王希挺,馬卓君*
(1. 中國水產科學研究院,北京 100141; 2. 中國水產科學研究院東海水產研究所, 上海 200090; 3. 北京中科期刊出版有限公司,北京 100717)
魚粉是以一種或多種魚類為原料,經去油、脫水、粉碎加工后形成的高蛋白質飼料原料,具有營養豐富、生物學價值高等特點,被廣泛應用于動物生產中[1]。魚粉是配合飼料中優質的蛋白飼料原料,粗蛋白含量可達55%以上,氨基酸配伍齊全而且含量豐富、平衡性好,動物對其的消化吸收率高,特別是賴氨酸、蛋氨酸和胱氨酸等氨基酸的含量顯著高于一般的植物性蛋白飼料資源,對動物的生長發育及提高成活率具有顯著的作用。同時魚粉中含有豐富的鈣、磷、維生素及微量元素,有些成分是植物性飼料原料的數倍甚至千倍。魚油是在加工魚粉的過程中副產出的油脂原料,富含n-3系列的多不飽和脂肪酸,具有十分重要的營養和藥用價值。
漁業是國際化程度較高的資源性產業,其中魚粉魚油行業在漁業生產中占據相當大的比例,并連接海洋捕撈業和水產養殖業,是現階段漁業轉型工作的一個重要部分。2000年以后,全世界魚粉魚油產量在500×104~600×104t,貿易量約為400×104t,其中南美洲的智利和秘魯是最主要的兩大魚粉魚油生產國。20世紀80年代以后,水產養殖成為世界漁業產量和水產品消費的主要來源,中國的水產養殖產量占世界的一半以上,成為世界第一水產養殖大國[2]。根據FAO統計數據,2016年中國貢獻了57.8%的世界水產養殖量(見圖1)。隨著漁業模式的轉變和水產養殖技術的發展,魚油魚粉資源的使用、水產養殖的發展與世界漁業資源的可持續利用呈現出的變化關系,得到越來越多研究者的關注[3-4]。因此,本文梳理了中國魚粉魚油的來源和利用現狀,以期為魚粉魚油行業的良性發展,進而對捕撈業和養殖業的可持續性發展提供參考。
水產養殖對漁業資源的使用主要來源于兩個方面:人工配合飼料中添加的魚粉魚油以及直接投喂的幼雜魚。近年來,由于飼料工業的快速發展,中國水產養殖總產量穩步增加,到2000年以后,魚粉魚油消耗量基本維持在一個穩定水平(見圖2)。中國每年使用約160×104t的魚粉魚油制品中,40%~50%用于水產養殖。全球水產飼料產業的魚粉使用總量占世界魚粉總用量的45%~50%, 中國水產飼料實際使用的魚粉量約為世界魚粉總產量的25%[5-7]。

圖1 2007—2016年世界各地區水產養殖產量Fig.1 Aquaculture production by region during 2007—2016注:數據來自FAO,WAPI(World Aquaculture Performance Indicators)Note: Data are from FAO, WAPI(World Aquaculture Performance Indicators)

圖2 2006—2016年我國魚油魚粉產量、用量及進口量Fig.2 Production, consumption and import of fish meal and fish oil in China during 2006—2016注:數據來自國際魚粉魚油協會(Marine Ingredients Organisation, IFFO);由于存在魚粉走私、摻假、記錄錯誤等情況,可能造成魚粉用量與供應量之間的差別Note: Date are from IFFO(Marine Ingredients Organisation, IFFO); due to smuggling, adulteration and recording errors, the fish meal supply and consumption quantities may be different
從水產養殖種類結構上來看,全世界以投餌魚粉為蛋白源飼料養殖的種類主要包括甲殼類(蟹、蝦)和鮭鱒類,其次是淡水魚(鯉科魚類、淡水鰻鱺、鱉等)和海水魚(大黃魚)(見圖3)。研究表明,中國水產養殖結構營養層次多、營養級低、生態效率高、生物量產出多,具有鮮明的低投入、高產出的特點[8-9]。中國的淡水魚養殖量優勢顯著,其中多以青魚、草魚、鰱魚、鳙魚四大家魚為主,魚投入與產出比(Fish-In-Fish-Out Ratio,FIFO系數)[10]很低,相對較低的魚粉(生物蛋白)投入獲得較大的產出(見表1)。對于海水養殖種類而言,中國具有以低營養級種類貝、藻為主的突出特點,對魚粉需求不高。

圖3 2007—2016年世界水產養殖品種魚粉使用情況Fig.3 Fish meal usage in aquaculture by species during 2007—2016注:*不包括鯉科魚類,數據來自IFFONote: * excludes Cyprinids, data are from IFFO

表1 中國部分水產養殖品種對魚粉資源的使用情況Tab.1 Fish meal usage by species in China
注:數據來源綠色和平(2017)
Note: Data are from Green Peace (2017)
中國每年魚粉產量在55×104~60×104t,進口量約為100×104t,因此,中國對于魚粉進口具有比較強的依賴性。世界主要的魚粉生產國有南美洲的秘魯、智利,其次是北歐的丹麥、挪威和冰島[7]。中國是世界魚粉魚油進口大國,每年的魚粉魚油消耗量與進口量呈現出顯著正相關的變化趨勢。秘魯是最主要的魚粉出口國之一,年產量始終為世界第一(見圖4)。2011年,中國從世界超過13個國家進口魚粉,其中秘魯、美國、智利3國依次位居前三,所占份額超過80%。值得關注的是:自2008年以后,越南魚粉魚油生產量逐漸上升,到2016年,基本穩定在33×104t左右的年產量,因此,越南也成為了中國進口魚粉的重要國家(見圖5)。
豬配合飼料因其營養全面、使用方便且有利于養殖的集約化,在我國生豬養殖中使用廣泛,成為消耗魚粉的產品之一。中國生豬養殖規模龐大,豬飼料的消耗保持穩定增長,從而維持著一定數量的魚粉消耗量。對于單胃動物而言,魚粉以其粗蛋白含量高、蛋白質消化率高(最高可達90%左右)、氨基酸配比均衡、富含n-3型脂肪酸等優點,作為主要動物蛋白源具有極其重要的地位[11]。大量研究數據證明,日糧中添加魚粉可使種豬、乳豬、仔豬和生長育肥豬的生產性能得到不同程度的改善[12]。
根據《中國飼料工業年鑒》和《中國畜牧獸醫年鑒》數據,2007—2016年,我國養豬業中魚粉使用量呈現波動增長的趨勢(見圖6),湖南、河南、四川等養豬大省魚粉使用量較多。但由于產量的限制和其他動物蛋白源安全性問題,豬營養與飼料研究領域開展了大量尋找高效、廉價魚粉替代品的研究[13-14]。目前來講,對豬飼料中魚粉替代品的研究主要集中在仔豬飼料動物性蛋白的替代上, 這主要是由于替代物中可能含有多種抗營養因子, 如胰蛋白酶抑制劑、植物凝集素、低聚糖和抗原蛋白等, 這些抗營養因子如果沒有任何加工處理, 對仔豬的生長具有極大的影響, 因此也限制了替代品在豬飼料中的使用[15-16]。
魚粉是育雛禽的優質蛋白質來源,我國是養禽大國,因此禽類飼料中魚粉的使用量也受到持續關注。自2007年以來,我國禽類生產中的魚粉使用量呈現明顯下降的趨勢,禽類生產總量保持穩定增長。肉禽、蛋禽飼料基本改為無魚粉配方或者僅添加極低比例的魚粉。
由于禽類飼喂魚粉的局限性(禽類飼喂魚粉不當會引起肌胃糜爛癥),動物營養研究人員開展了大量育雛禽飼料中魚粉替代研究并進行生產驗證,得到部分階段禽料中部分或完全替代魚粉的原料產品。魚粉替代技術的進步使禽類飼料漸漸降低了魚粉的添加量(見圖7)。

圖4 2007—2016年世界主要魚粉魚油生產國及產量Tab.4 Production of fish meal and fish oil by country during 2007—2016注:數據來自IFFONote: Data are from IFFO

圖5 2016年我國魚粉進口情況Fig.5 Fish meal import of China in 2016注:數據來自IFFONote: Data are from IFFO
魚粉魚油生產原料包括海洋捕撈低值全魚和水產品加工副產品。中國魚粉魚油生產原料具有典型的區域性差別,山東、浙江兩個生產大省多以黃、東海低值全魚入料為主,海雜魚為輔;而福建、廣東、江蘇等地的生產以水產品加工副產品為主。除海水低值魚外,淡水魚(排)粉也隨著淡水魚的養殖及加工產量的增加而呈現上升的趨勢。
鳀魚是重要的魚油魚粉生產來源。日本鳀(Engraulisjaponicus)是中國東、黃海沿岸主要魚粉魚油產區的生產原料,是一種生活在溫帶海洋海生態系統的關鍵種。1985—2005年,黃海中上層的小型魚類,產卵魚群體長為75~140 mm,體質量為5~20 g。東、黃海鳀魚資源的變化也反映出大多數漁業種群的變化情況[17-20]。

圖6 2007—2016年我國養豬業魚粉用量Fig.6 Fish meal usage in pig husbandry of China during 2007—2016注:數據來自《中國飼料工業年鑒》和《中國畜牧獸醫年鑒》Note: Data are from China Feed Industry Yearbook and China Animal Husbandry and Veterinary Yearbook

圖7 2007—2016年我國養禽業魚粉用量Fig.7 Fish meal usage in poultry husbandry of China during 2007—2016注:數據來自《中國飼料工業年鑒》和《中國畜牧獸醫年鑒》Note: Data are from China Feed Industry Yearbook and China Animal Husbandry and Veterinary Yearbook
20世紀80年代前,中國鳀魚資源豐富,但因其經濟價值較低,未被重視。1984年開始,中國水產科學研究院黃海水產研究所與挪威海洋研究所合作(中挪“北斗”漁業合作項目)初步探明我國東、黃海鳀魚資源量在300×104t,年可適捕撈量為50×104t[21]。90年代之前鳀魚基本上是由沿岸小型漁具所捕撈和近海漁船底拖網作業兼捕,估計全國年產3×104~5×104t。隨著主要經濟魚類資源的衰退,鳀魚的價值逐漸被人們認識。鳀魚由過去的兼捕對象逐漸轉變為主捕對象,產量大幅上升:1991年全國產量為11.3×104t;1996年達60×104t;1997—1998年達到最高產量100×104t,但這是靠增加捕撈能力實現的,實際上此時鳀魚資源已經嚴重衰退,主要表現是漁獲物群體組成低齡化、小型化、群體密度小、網次產量低、漁場不穩定等方面;1999年在捕撈力量繼續加大的情況下鳀魚產量下跌超過20%。1991—1994年,榮成市136 kW雙拖網船,一般網產達到3~5 t,對船日產量為20 ~30 t。1995—1998年,山東省榮成市184~221 kW雙拖網船,一般網產量為1.5~2 t,對船日產量為0.8~1 t。1999—2000年,一般網產量達到0.1~0.2 t,對船日產量為0.4~0.5 t[22]。我國2007年以后鳀魚捕撈量處于低迷狀態,年產量在50×104~60×104t,2010年以后鳀魚捕撈量呈現上升趨勢,在70×104~90×104t(見表2)。在長期捕撈壓力下,以山東南部近海為例的黃海漁業資源衰退現象明顯。傳統大型底層魚類捕撈量低,山東近海漁獲物組成傾向于低值化、小型化。同時,鳀魚的資源量也呈現出明顯周期性變化[23]。
我國鳀魚魚粉的生產集中在山東威海,浙江舟山、臺州等地也有少量生產。鳀魚魚粉品質較其他魚魚粉來說略好,蛋白含量較高,以山東威海出產的鳀魚魚粉為例,魚粉蛋白質含量可達到65%~66%。我國山東威海部分魚粉廠可達到日產170~180 t鳀魚粉、20 ~80 t鳀魚油,年產1×104~20 ×104t鳀魚粉和0.5×104t鳀魚油。半脫脂魚粉的原料產出率約為22%,全脫脂魚粉原料產出率約為17%。浙江地區出產的鳀魚粉產量較少,生產原料多是鳀魚與部分海雜魚,魚粉蛋白含量在63%左右。

表2 2007—2017年我國鳀魚捕撈量Tab.2 Anchovy capture in China during 2007—2017 單位:×104 t
注:數據來自《中國漁業統計年鑒》
Note: Data are fromChinaFisheryStatisticalYearbook
海鯽魚(DitrematemminckiBleeker)屬于鱸形目(Perciformes),海鯽科(Embiotocidae)是分布于太平洋西部淺海中下層小型溫水性魚類,魚體被較小的薄圓鱗,背鰭鰭棘部有發達的鱗鞘,下咽骨細長,具小齒,體長為16~23 cm,常見于我國環渤海一帶海域和黃海北部近海。我國遼寧丹東、山東煙臺等地部分魚油魚粉廠使用海鯽魚作為原料生產魚粉魚油。
以海鯽魚為主要原料的魚粉品質較鳀魚魚粉品質略差一些,灰分含量大,蛋白質含量在61%~62%。生產期間,部分環渤海區魚粉魚油廠會購買黃海地區的鳀魚全魚凍魚來加工生產魚粉魚油[24]。
中國東南沿海擁有的豐富的沙丁魚類資源,如遠東擬沙丁魚(Sardinopsmelanostictus)為近海中上層洄游性中小型魚類,具有群游性,以浮游生物,如矽藻、橈足類及其它小型無脊椎動物為食。此種魚個體小,產量高,產值低,保鮮加工困難大,多做魚粉原料。同時,其他個體較大的沙丁魚加工副產品—沙丁魚排也是魚油魚粉的生產原料。
玉筋魚(AmmodytespersonatusGirard)又稱銀針魚,俗稱面條魚、沙鉆,玉筋魚科(Ammodytidae),玉筋魚屬(Ammodytes),體細長稍扁,成魚長6.5~9 cm。玉筋魚生活在海水的中上層,有鉆沙的習性,以浮游生物為食,分布在北太平洋我國的黃、渤海區域,為我國北方重要經濟魚類之一。玉筋魚屬魚類作為一種重要的餌料魚類,對海洋漁業的可持續發展有著重要的作用。近幾年,由于捕撈強度的加大和環境變化,其資源量日益減少,亟需對其進行合理的利用和保護[25]。
鮐魚(Scomberjaponicus)屬于鱸形目(Perciformes),鯖科(Scombridae),鯖屬(Scomber),分布于中國、朝鮮、日本及俄羅斯遠東地區,為北太平洋西部主要經濟魚類之一。鮐魚為暖水性遠洋中上層洄游性魚類,以浮游甲殼類中的端足類、磷蝦類和橈足類,以及其它魚類等為食,我國黃海、東海及南海均有分布[26]。大規格鮐魚魚肉結實,含脂肪較多,可供鮮食、腌制、熏制或制罐頭食品;小規格鮐魚則隨其他雜魚一起作為魚粉制作原料。
藍點馬鮫(Scomberomorusniphonius)屬于鱸形目(Perciformes),鲅科(Polynemidae),馬鮫屬(Scomberomorus),俗稱鲅魚、馬鮫,分布于北太平洋西部,我國渤海、黃海、東海均有分布,主要漁場有舟山、連云港外海及山東南部沿海。鲅魚屬暖水性上層魚類,以中上層小魚為食,種類很多,為北方重要的經濟魚類之一。大規格鲅魚很少用來生產魚粉,捕撈上來的小規格鲅魚常隨其他雜魚一起加工為魚粉。
燈籠魚科(Myctophidae)魚類,中國常見種有七星底燈魚[Benthosemapterotum(Alcock,1890)]、芒光燈籠魚(MyctophumaffinisLutken)、金焰燈籠魚[Myctophumaurolaternatum(Garman, 1899)],一般成體體長不超過10 cm,在中國分布于我國東海、南海,是常見的捕撈海雜魚。以南海優勢魚種燈籠魚為原料生產的魚粉中粗蛋白含量可達到61.92%,魚粉的胃蛋白酶消化率為86.82%,具有較好的飼用效果[27]。
棘頭梅童魚(Collichthyslucidus)為石首魚科(Sciaenidae),梅童魚屬(Collichthys),體長一般9~14 cm,體質量16~50 g,是近海性小型魚類。棘頭梅童魚主要分布在我國黃海和東海近海,以東海產量最大,為拖網常見魚類,隨雜魚凍板加工成魚粉魚油制品[28]。
羅非魚是我國主要的養殖水產品和出口品種,2012年中國羅非魚產量已超過150×104t,占世界總產量的40%以上。自2007年以來,我國羅非魚養殖產量逐年增加,羅非魚產業呈現良好的發展態勢(見表3)。我國羅非魚產業主要集中于廣東、海南、廣西等南方三省,在福建、云南、湖南等省也有個別分布,羅非魚產品以加工出口為主,內銷為輔[28]。從2007 年至2016 年中國羅非魚出口量來看,廣東省羅非魚出口量占據第一,主要出口市場依次為美國、墨西哥、俄羅斯、科特迪瓦[29]。2015 年以后,羅非魚出口國外市場漸趨于穩定,內銷量比例開始逐步攀升。羅非魚的加工方式主要為外銷型的冰凍魚片,隨著內銷市場的逐步發展,“二去”(去鱗片,去內臟)冰凍整魚產量也逐漸增加。
我國羅非魚粉生產集中在廣東湛江、廣西、海南等地,年產量在8×104~10×104t。羅非魚粉蛋白含量為40%左右,部分帶肉率低的羅非魚排制作的魚粉蛋白含量勉強超過30%。生產中,羅非魚粉一般不用于水產飼料,多用于鴨飼料。冰凍魚片加工方式中產生的下腳料較多,可用于制作羅非魚粉,而冰凍整魚加工產生的下腳料較少。我國羅非魚粉的產量變化直接受冰凍魚片加工產量的影響,二者變化趨勢保持一致。

表3 2007—2017年我國羅非魚產量Tab.3 Tilapia production in China during 2007—2017 單位:×104 t
注:數據來自《中國漁業統計年鑒》
Note: Data are fromChinaFisheryStatisticalYearbook
除了羅非魚粉外,以巴沙魚加工下腳料(巴沙魚排)為原料生產的巴沙魚粉也應用廣泛。巴沙魚粉主要產自越南,年產量為11×104~12×104t,進入中國的量為7×104~8×104t,而國內自產巴沙魚粉量未進行有關統計。巴沙魚排粉蛋白含量在60%以上,品質比羅非魚粉好,較多應用于水產飼料。隨著近兩年我國巴沙魚養殖在南方地區的興起和推廣,巴沙魚粉產量預計會隨巴沙魚片產量的增長也呈現上升趨勢。
2000年以來,中國每年消耗約160×104t魚粉魚油制品,自產量為55×104~60×104t,進口量約為100×104t。其中,50%~60%用于水產養殖業,養豬業使用魚粉比例為30~33%,養禽業使用魚粉比例為5%。中國魚粉魚油行業發展的主要制約因素是原料供應,魚粉魚油生產中25%~35%的原料來源是水產品加工下腳料,全魚原料占65%~75%。
中國魚粉魚油的主產區為山東省和浙江省,山東省以榮成為中心地區,原料以鳀魚為主;浙江省以石浦、松門、舟山、玉環等為主要產區,原料以海雜魚為主,水產加工副產品為輔;南方地區(福建、廣東)以南海魚和淡水魚加工副產品為主要原料。漁業捕撈作為魚粉魚油生產的上游端,是決定魚粉魚油行業發展的最主要因素,原料供給不足是中國魚粉魚油生產最主要的問題。
進一步健全漁業捕撈相關法律法規,嚴厲打擊非法捕撈行為是保障魚粉魚油產業可持續發展的重點工作,應在源頭上有效控制非法捕撈、違規捕撈,嚴格遵守國家針對漁具最小網目尺寸的規定,在禁捕期間加強保護中國的漁業資源,嚴厲打擊海上非法魚粉加工船加工魚粉行為,在漁業轉型和海洋保護領域起到大國應有的責任,推進世界漁業的可持續發展。
推動魚粉行業綠色轉型,優化可持續水產養殖和投喂模式,積極推行配合飼料的使用,減少養殖水域污染。尤其是在水產養殖技術落后地區,積極推廣科學水產養殖技術尤為重要。
加大水產營養、生理與飼料的科研力度,積極深入開展魚油魚粉補充、魚類營養生理、新型飼料添加劑開發等研究。推進魚油魚粉生產工藝升級,提高生產效率,減少生產過程中廢棄物、氣體排放,實現生產廢料、氣、水的可持續利用。
致謝:感謝IFFO為本文提供參考數據及建議。