■艾春香 陶青燕

（1.廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院，福建廈門 361005；2.諾偉司國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司，上海 200080）

魚粉是水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物最重要的蛋白質(zhì)源，其富含必需氨基酸(鳀魚粉：lys 4.9%、Met 1.9%；鯡魚粉：lys 5.7%、Met 2.2%)和脂肪酸(特別是EPA、DHA)，且較為平衡；可消化能高，碳水化合物含量低；適口性好；抗?fàn)I養(yǎng)因子少；能夠被水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物很好地吸收；含有未知生長(zhǎng)因子：如Se、VB2、VB12、煙酸、膽堿、小肽，特殊的免疫蛋白等；富含鈣、磷、鐵、鋅、碘、VD、VA等。大約全球漁獲量的30%被用于生產(chǎn)魚粉，且大多數(shù)魚粉被用于水產(chǎn)飼料(FAO，2011)。然而由于全球氣候變化、環(huán)境惡化和過度捕撈等因素造成漁業(yè)生物資源衰退，漁獲量越來越低，用于生產(chǎn)魚粉的漁業(yè)生物資源減少，最近幾年全球魚粉產(chǎn)量一直在500～600萬(wàn)噸之間波動(dòng)(FAO，2011)。而市場(chǎng)對(duì)魚粉的需求旺盛，導(dǎo)致魚粉價(jià)格迅速飚升和持續(xù)上漲，魚粉短缺是全球水產(chǎn)飼料工業(yè)面臨的最大難題之一，嚴(yán)重影響了水產(chǎn)飼料業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，急需對(duì)策解決這個(gè)問題。近期，隨著氣溫的迅速回升，高價(jià)魚粉給予水產(chǎn)飼料企業(yè)的壓力也在不斷升溫，魚粉替代一直是全球水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)者及水產(chǎn)飼料企業(yè)研究的熱點(diǎn)。

1 魚粉替代的必要性及其可行性

我國(guó)是全球最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖國(guó)，其水產(chǎn)養(yǎng)殖總量占到了全球的70%左右的份額，水產(chǎn)飼料總產(chǎn)量超過了全球水產(chǎn)飼料產(chǎn)量的60%，是最大的魚粉消費(fèi)國(guó)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)水產(chǎn)配合飼料中魚粉使用量約為140萬(wàn)噸，其中160多萬(wàn)噸蝦料使用了50萬(wàn)噸左右魚粉，配方平均魚粉用量約為31%，其余90萬(wàn)噸魚粉被1 600萬(wàn)噸其他水產(chǎn)料所消耗，配方平均魚粉用量為5.6%。由于海水魚飼料總產(chǎn)量為40萬(wàn)噸左右，總體影響較小(我國(guó)海水魚類配合飼料中魚粉的使用量平均45%左右)，所以這個(gè)配方魚粉用量主要還是反映的主養(yǎng)普通淡水魚飼料的魚粉使用情況(淡水肉食性魚類飼料中魚粉的使用量大約占20%～40%)。Albert等(2008)在《Aquaculture》上發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2007年全球蝦料平均魚粉使用量為18%，海水魚平均使用量為30%，淡水鯉科魚類平均為5%，預(yù)計(jì)到2015年這些數(shù)據(jù)將分別下降至8%、16%和2%。從這些全球的數(shù)據(jù)我們可以看到魚粉替代的全球性趨勢(shì)以及我們目前的差距，即使拋開純粹的科學(xué)研究，從全球魚粉應(yīng)用層面來看，我們對(duì)于魚粉應(yīng)用層面技術(shù)的掌握與國(guó)際平均水平還有很大的一段距離。從目前水產(chǎn)飼料研發(fā)處于前沿的挪威的實(shí)踐數(shù)據(jù)來看，這種差距則更大。來自于挪威的官方數(shù)據(jù)表明，三文魚飼料中魚粉的平均用量從2004年的34.9%降至2011年的18.3%，下降幅度達(dá)到了47.56%，最低魚粉用量更是低到了12.4%。同樣是肉食性魚類的三文魚這種下降的幅度達(dá)到了實(shí)質(zhì)性的改變。此外，過去泰國(guó)的飼料廠商在蝦料中使用25%～30%的魚粉，現(xiàn)在他們只使用12%～15%，甚至更低。而我國(guó)水產(chǎn)料中魚粉的替代更多的是基于成本壓力的被動(dòng)行為，在替代方式上也更多地采取了原料的組合和配方營(yíng)養(yǎng)濃度的提升(如蛋白質(zhì)和脂肪水平的逐年升高)。隨著我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、集約化、工程化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，水產(chǎn)飼料需求量不斷增加，優(yōu)質(zhì)蛋白源需求量急劇上升，主要依賴于魚粉的水產(chǎn)飼料生產(chǎn)方式將難以滿足水產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需求。從另外一個(gè)角度來看，魚粉中高含量的磷難以被水產(chǎn)動(dòng)物有效利用而排放到養(yǎng)殖水體環(huán)境，增加養(yǎng)殖環(huán)境負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致水體磷污染，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，魚粉的使用量也將逐漸受到限制，魚粉替代研究是水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)領(lǐng)域極為重要的課題之一，但如果沒有魚粉替代技術(shù)的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，魚粉的資源性限制將很大程度上制約水產(chǎn)飼料的自然增長(zhǎng)，進(jìn)而制約我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料學(xué)研究表明，水產(chǎn)飼料的配方技術(shù)主要依賴于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要量的數(shù)據(jù)(即營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn))和飼料的原料數(shù)據(jù)。魚、蝦、蟹、貝、參等水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需求研究成果可以實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)飼料營(yíng)養(yǎng)素的定量化，這就是數(shù)量營(yíng)養(yǎng)學(xué)的理論，也是水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)。水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的一個(gè)基本原理就是營(yíng)養(yǎng)素的可加性，也就是說飼料中每種營(yíng)養(yǎng)素不是僅依賴于某一種飼料原料，而是可以來源于不同的飼料原料，這就是飼料營(yíng)養(yǎng)素的可加性，比如大黃魚幼魚賴氨酸需要量為2.56%，這2.56%的賴氨酸既可來源于各種飼料原料，也可以來自單體賴氨酸添加物。飼料營(yíng)養(yǎng)素的可加性在配方設(shè)計(jì)時(shí)表現(xiàn)為飼料原料間的可替代性，這正是魚粉替代的營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)，失去了飼料原料間可替代性，飼料配方設(shè)計(jì)就失去了意義。水產(chǎn)飼料的飛速發(fā)展與魚粉供求量相對(duì)平穩(wěn)(近20年來全球魚粉產(chǎn)量沒有增加)的反差，表明單噸飼料的魚粉用量絕對(duì)下降，對(duì)魚粉的依存度顯著下降。生產(chǎn)實(shí)踐也證實(shí)，用豐富的動(dòng)植物蛋白源、單細(xì)胞蛋白源和藻粉部分或大部分代替魚粉是可行的，特別是在魚粉價(jià)格不斷上漲的今天，走魚粉替代之路，才能避免我國(guó)水產(chǎn)飼料原料受制于人。

2 魚粉替代的技術(shù)方案

水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基礎(chǔ)理論認(rèn)為，水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)依賴的是營(yíng)養(yǎng)素本身而不是飼料原料，基于這一基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)，現(xiàn)代水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和配合飼料科學(xué)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，也正是在這一理論的指導(dǎo)下，人們堅(jiān)信了魚粉替代的可能性、可行性和科學(xué)性。原料替代的終極思想是在原料的采購(gòu)和配方設(shè)計(jì)時(shí)主要依賴原料所提供的營(yíng)養(yǎng)素含量高低、配比和利用率等進(jìn)行原料的價(jià)值采購(gòu)和配方的原料優(yōu)選。

我國(guó)水產(chǎn)飼料的可持續(xù)發(fā)展能力，必須通過整體技術(shù)進(jìn)步與升級(jí)，因地制宜，提升產(chǎn)業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。水產(chǎn)飼料的技術(shù)進(jìn)步，魚粉系統(tǒng)替代方案的開發(fā)，客觀上對(duì)魚粉的依存度下降，使得水產(chǎn)飼料配方的彈性空間較大。魚粉替代不是簡(jiǎn)單的原料間的替代，而是一個(gè)系統(tǒng)工程，是一個(gè)大平衡，是將孤立的飼料原料，切割的水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)知識(shí)，剝離的水產(chǎn)動(dòng)物生理過程還原到系統(tǒng)整合的狀態(tài)去應(yīng)答原本統(tǒng)一的水產(chǎn)動(dòng)物生命需求。因此，水產(chǎn)飼料配方要做到成功地替代魚粉，必須綜合運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，整合數(shù)量營(yíng)養(yǎng)和功能營(yíng)養(yǎng)，也就是說配方師并不是單一地看某一種原料在飼料中的比例是多少，而是看營(yíng)養(yǎng)素含量和配比是否達(dá)標(biāo)。目前，學(xué)術(shù)界和飼料企業(yè)對(duì)魚粉替代中平衡數(shù)量營(yíng)養(yǎng)的認(rèn)識(shí)較為清晰，然而對(duì)功能營(yíng)養(yǎng)在魚粉替代中的必要性的認(rèn)識(shí)尚不足。如何通過營(yíng)養(yǎng)途徑去克服魚粉替代物對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物帶來的不利影響，以確保水產(chǎn)飼料中魚粉替代的有效性，以及如何去實(shí)現(xiàn)除水產(chǎn)動(dòng)物正常生長(zhǎng)以外的目的，這就是水產(chǎn)動(dòng)物功能營(yíng)養(yǎng)學(xué)的范疇，是水產(chǎn)動(dòng)物數(shù)量營(yíng)養(yǎng)學(xué)的有力保證和補(bǔ)充。因此，從大的方向上要確定原料間的可替代性，在具體操作時(shí)還需針對(duì)魚粉替代原料的特性與可能存在的不足，充分考慮功能營(yíng)養(yǎng)的確保。一般來說，飼料的功能營(yíng)養(yǎng)往往是通過功能性飼料添加劑來實(shí)現(xiàn)的，綜合替代一定是未來的方向。人們只有加強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物數(shù)量營(yíng)養(yǎng)和功能營(yíng)養(yǎng)等方面的研究，采取平衡必需氨基酸(如蛋氨酸、賴氨酸等)、礦物質(zhì)(如鋅和硒等)、脂肪酸(如EPA、DHA等)，以及使用有機(jī)酸、酶制劑(對(duì)于無(wú)胃魚類，宜選用中性酶制劑，對(duì)于有胃魚類、蝦、蟹、蛙、龜、鱉等水產(chǎn)動(dòng)物宜用酸性酶制劑)、免疫調(diào)節(jié)劑等技術(shù)措施，以提高水產(chǎn)飼料的利用率，提升水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物自身免疫力，維持水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的肝、胰和腸道健康，制訂魚粉替代綜合技術(shù)方案才能高效地實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)飼料的魚粉替代。水產(chǎn)飼料中魚粉替代的系統(tǒng)方案可以概括為：適口性+水產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)(數(shù)量營(yíng)養(yǎng)與功能營(yíng)養(yǎng)的平衡性)研究+飼料加工技術(shù)+原料的新處理技術(shù)(遺傳改良、發(fā)酵、基因工程和膨化技術(shù)等)與品質(zhì)(包括營(yíng)養(yǎng)與安全品質(zhì))控制+養(yǎng)殖生態(tài)營(yíng)養(yǎng)學(xué)技術(shù)(包括投喂技術(shù)體系)，提升水產(chǎn)飼料中魚粉替代技術(shù)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

2.1 魚粉替代的前提及應(yīng)考慮的因素

2.1.1 魚粉替代的前提

要成功地實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)飼料中的魚粉替代，其前提：①不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)——主要從營(yíng)養(yǎng)素的平衡出發(fā)，充分考慮飼料氨基酸的平衡、礦物元素的平衡、能量蛋白的平衡；②不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的存活——通過使用一些功能性飼料添加劑，如免疫多糖、抗菌肽、微生態(tài)制劑等提高水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的自身免疫力，進(jìn)而提高養(yǎng)殖動(dòng)物的成活率；③不影響水產(chǎn)飼料的誘食性——通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，消除或鈍化魚粉替代物中影響水產(chǎn)動(dòng)物適口性的抗?fàn)I養(yǎng)因子；同時(shí)適當(dāng)使用安全高效環(huán)境友好型飼料誘食劑，如酵母膏、DMPT等，改善水產(chǎn)飼料的適口性；④不影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的品質(zhì)——使用魚粉替代物養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物，不能影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的風(fēng)味、肉質(zhì)、體色、安全等品質(zhì)(即營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì))。

2.1.2 在水產(chǎn)飼料中魚粉替代需要考慮的因素

基于成功地實(shí)現(xiàn)魚粉替代的前提，在開展水產(chǎn)飼料魚粉替代時(shí)應(yīng)該著重考慮如下因素，以實(shí)現(xiàn)魚粉的高效替代：①魚粉替代物的營(yíng)養(yǎng)素含量與質(zhì)量：如蛋白質(zhì)(必需氨基酸組成)、能量(必需脂肪酸組成)、維生素(VB6、VB12)、礦物鹽(有效磷、硒)及其他營(yíng)養(yǎng)素等；②魚粉替代物的適口性；③魚粉替代物中營(yíng)養(yǎng)素的消化利用率。為此，開展水產(chǎn)配合飼料中魚粉替代一定要優(yōu)化粗蛋白水平、平衡氨基酸組成、平衡脂肪酸和微量元素、確定適宜能量含量，以提升魚粉替代效果。

2.2 魚粉替代的技術(shù)對(duì)策

基于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物數(shù)量和功能營(yíng)養(yǎng)理念，采用營(yíng)養(yǎng)素平衡技術(shù)[Micro Balance(微量營(yíng)養(yǎng)素平衡)、Amino Acid Balance(氨基酸平衡)、Lipo Balance(油脂平衡)等平衡技術(shù)]以及提高飼料轉(zhuǎn)化率的技術(shù)措施(飼料加工技術(shù)、維護(hù)腸道和肝臟健康技術(shù)與產(chǎn)品、酶制劑的使用、酸化劑的使用及其他功能性原料的使用)，達(dá)到成功實(shí)現(xiàn)魚粉替代。

2.2.1 魚粉替代下提升水產(chǎn)飼料配方技術(shù)

2.2.1.1 水產(chǎn)飼料配方設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則及目標(biāo)

水產(chǎn)飼料配方設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：營(yíng)養(yǎng)素均衡與充足原則、良好適口性原則、經(jīng)濟(jì)性原則、可加工性原則、市場(chǎng)認(rèn)同性原則、質(zhì)量穩(wěn)定性原則、靈活性原則、安全合法性原則。

水產(chǎn)飼料配方設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是：①實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)素的全面性、均衡性與充足性。通過飼料配方，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)飼料營(yíng)養(yǎng)素全面滿足水產(chǎn)動(dòng)物的生理需要，從而促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物快速生長(zhǎng)。②提高營(yíng)養(yǎng)素的可利用性。通過配方設(shè)計(jì)，最大限度地使水產(chǎn)飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)動(dòng)物機(jī)體物質(zhì)。③滿足營(yíng)養(yǎng)素與水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)的適應(yīng)性。通過配方設(shè)計(jì)滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物不同生長(zhǎng)階段、生理狀態(tài)和環(huán)境條件下所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給。④滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物特殊的營(yíng)養(yǎng)需要。抗病、防病、治病、適口性、安全性(對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物、對(duì)環(huán)境、對(duì)人)、體型、體色、品質(zhì)。⑤實(shí)現(xiàn)飼料高性價(jià)比。在市場(chǎng)價(jià)格和固定產(chǎn)品質(zhì)量的情況下獲得最低成本配方，以實(shí)現(xiàn)良好的水產(chǎn)養(yǎng)殖效益。

2.2.1.2 魚粉替代下水產(chǎn)飼料配方的調(diào)整思路及其措施

魚粉替代下的水產(chǎn)飼料配方的調(diào)整思路及其措施：①提高水產(chǎn)飼料配方中魚粉使用的科學(xué)性，結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物各生長(zhǎng)發(fā)育階段的消化生理規(guī)律和營(yíng)養(yǎng)需求，從營(yíng)養(yǎng)平衡、節(jié)約魚粉和遵循《飼料原料目錄》(農(nóng)業(yè)部公告1773號(hào))篩選原料的角度出發(fā)，選用合適的魚粉替代物，設(shè)計(jì)魚粉含量不同的階段配方，從總量上控制魚粉的用量；同時(shí)，適當(dāng)降低配方中淀粉類含量，為魚粉替代騰出更大的空間；此外，根據(jù)不同的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式、季節(jié)和地區(qū)設(shè)計(jì)魚粉含量不同的模式配方、季節(jié)配方和地區(qū)配方。②改進(jìn)加工工藝，推廣和普及熟化與低溫膨化加工工藝，提高水產(chǎn)飼料的利用率，降低水產(chǎn)飼料配方中魚粉的用量。③完善原料生物利用率數(shù)據(jù)庫(kù)，密切關(guān)注原料的消化率、適口性及利用率，努力開拓飼料蛋白源，推行低蛋白質(zhì)、高質(zhì)量的蛋白質(zhì)原料，低蛋白質(zhì)、高油脂的飼料方案等，轉(zhuǎn)變配方思路：以優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)原料為基礎(chǔ)，同時(shí)適當(dāng)降低水產(chǎn)飼料蛋白質(zhì)水平。這一方面可節(jié)約蛋白質(zhì)飼料資源，同時(shí)也減輕水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物蛋白質(zhì)代謝排泄物對(duì)水體的污染；另一方面，在保證配合飼料質(zhì)量的前提下能有效控制飼料配方成本。調(diào)整水產(chǎn)飼料的配方思路：通過能量的蛋白節(jié)約效應(yīng)，開發(fā)高能低蛋白水產(chǎn)飼料；采用高效環(huán)境友好型飼料添加劑，如有機(jī)酸、精油、寡糖、小肽、益生菌等，開發(fā)功能性水產(chǎn)配合飼料，提高水產(chǎn)動(dòng)物的免疫功能及對(duì)原料的利用率；完善水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控理論與技術(shù)，建立水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)調(diào)控模型，運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)平衡理論，合理添加包被晶體氨基酸或氨基酸衍生物，提高水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)植物性蛋白和畜禽水產(chǎn)加工副產(chǎn)品的利用率；合理利用水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)期、養(yǎng)殖模式、地區(qū)和季節(jié)，采用動(dòng)態(tài)配方技術(shù)，開發(fā)水產(chǎn)飼料的階段配方、模式配方、地區(qū)配方和季節(jié)配方。重新審視和修改水產(chǎn)配合飼料標(biāo)準(zhǔn)；完善精準(zhǔn)的水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)參數(shù)，修訂和制訂水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，提升精準(zhǔn)配方技術(shù)水平，防止飼料中出現(xiàn)過高的蛋白質(zhì)含量(蛋白質(zhì)含量過高，既浪費(fèi)了蛋白源，又導(dǎo)致養(yǎng)殖水體污染)，適當(dāng)提高飼料能量含量，采用脂類和碳水化合物節(jié)約蛋白質(zhì)效應(yīng)，以降低飼料中魚粉的用量。設(shè)計(jì)水產(chǎn)飼料配方時(shí)還要考慮多學(xué)科交叉，結(jié)合水產(chǎn)動(dòng)物遺傳改良繁育計(jì)劃，通過水產(chǎn)動(dòng)物的基因育種，可以定向選育出能夠高效利用蛋白質(zhì)的養(yǎng)殖新品種，從而達(dá)到降低水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物飼料中魚粉使用量的目的。同時(shí)，結(jié)合飼料生產(chǎn)管理體系，使用高利用率的蛋白質(zhì)原料，適當(dāng)降低飼料蛋白質(zhì)水平，提升魚粉替代效果。

2.2.1.3 魚粉替代下的水產(chǎn)飼料配方設(shè)計(jì)中的氨基酸平衡策略

一般來說，魚粉替代物的局限性之一就是氨基酸的平衡性與不足，為此，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施，補(bǔ)充和平衡配方中的氨基酸。①采用不同蛋白源的合理搭配——使蛋白質(zhì)互補(bǔ)、氨基酸平衡；②合理補(bǔ)充限制性單體氨基酸，如蛋氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、色氨酸等。相對(duì)于畜禽料普遍使用合成氨基酸進(jìn)行飼料配方的靈活處理情況，我國(guó)在水產(chǎn)飼料中使用合成氨基酸的普及程度相對(duì)較低。這與我國(guó)主要養(yǎng)殖鯉科魚類等無(wú)胃魚為主，而歐美等國(guó)則主要養(yǎng)殖以肉食性有胃魚為主有關(guān)。早在20世紀(jì)70、80年代，大量研究表明，在蛋氨酸缺乏的日糧中添加DL-蛋氨酸不能促進(jìn)鯉科魚類和蝦的生長(zhǎng)。研究者甚至發(fā)現(xiàn)這些魚類、蝦可以將外源添加的DL-蛋氨酸直接排出體外。進(jìn)一步的研究則發(fā)現(xiàn)，合成氨基酸相對(duì)于蛋白質(zhì)來源的氨基酸會(huì)更容易進(jìn)入血液中，形成集聚的血液峰值，與蛋白質(zhì)來源的其它氨基酸吸收不同步，從而溢出代謝池。此外，后續(xù)的研究表明，通過增加投喂頻率可以使前1次完整蛋白質(zhì)來源的氨基酸與后1次快速入血的晶體氨基酸峰值達(dá)成疊加效應(yīng)從而使合成氨基酸的使用成為可能。

目前，在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物中進(jìn)行了大量的關(guān)于配方中添加合成氨基酸效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)。結(jié)果表明：①晶體賴氨酸在飼料中添加，在3次以上的投喂頻率的條件下被證實(shí)是有效的，賴氨酸在現(xiàn)有日糧配方結(jié)構(gòu)下幾乎是不缺乏的，蛋氨酸依然是水產(chǎn)飼料配方中的第一限制性氨基酸，在魚粉的用量下降后，蛋氨酸的補(bǔ)充顯得更為重要。氨基酸平衡和理想蛋白模式的基礎(chǔ)理論是現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)的理論基礎(chǔ)，適用于所有的養(yǎng)殖動(dòng)物，也是魚粉替代中最關(guān)鍵的技術(shù)。②相比晶體賴氨酸，DL-蛋氨酸的添加有效性普遍存在質(zhì)疑。③相對(duì)于普通硬顆粒料，膨化造粒下使用DL-蛋氨酸能得到更好的效果。其可能的機(jī)制在于，飼料膨化的物理化學(xué)過程中，晶體氨基酸可以同飼料中的淀粉、脂肪形成一定的交聯(lián)，從而達(dá)到一定緩釋的作用，當(dāng)然這種過程和發(fā)生的程度很難人為控制。在水產(chǎn)動(dòng)物飼料中超量添加不同蛋氨酸源的研究進(jìn)一步證實(shí)了高蛋氨酸血液濃度對(duì)于動(dòng)物采食量的抑制，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)性能的下降。按大鱗鲆需要量1.73倍超量添加等硫的DL-蛋氨酸和羥基蛋氨酸鈣，超量添加DL-蛋氨酸導(dǎo)致的生長(zhǎng)抑制為羥基蛋氨酸鈣的2.09倍。羥基蛋氨酸是將蛋氨酸的氨基用羥基進(jìn)行替代后的蛋氨酸類似物，其化學(xué)本質(zhì)已經(jīng)不是氨基酸而是一種有機(jī)酸。這種有機(jī)酸是動(dòng)物體內(nèi)普遍微量存在的氨基酸類似物。在動(dòng)物體內(nèi)線粒體酶系的作用下可轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-蛋氨酸參與蛋白質(zhì)的合成，這種轉(zhuǎn)化過程在動(dòng)物上的特殊生理意義在于：可以延遲血液中蛋氨酸濃度的上升；使血液蛋氨酸水平逐步平緩上升，避免高濃度蛋氨酸水平導(dǎo)致的生理負(fù)反饋抑制。羥基蛋氨酸的這種生理緩釋作用對(duì)于無(wú)胃魚和蝦具有極其重要的生理意義。

因此，目前魚粉替代下的水產(chǎn)飼料中蛋氨酸的平衡要著重關(guān)注：適宜蛋氨酸源的選擇；至少需要1次準(zhǔn)確測(cè)定配方調(diào)整后的含硫氨基酸量(氧化法)；按照統(tǒng)一的氨基酸模式進(jìn)行蛋氨酸的補(bǔ)充；對(duì)于蝦和肉食性魚類需考慮誘食性物質(zhì)的補(bǔ)充。

2.2.1.4 微量元素的平衡

微量元素既是組成水產(chǎn)動(dòng)物機(jī)體成分，又參與機(jī)體重要的生命活動(dòng)。但相對(duì)于同樣維生素來說，水產(chǎn)動(dòng)物微量元素由于其研究的特殊性，其本身的營(yíng)養(yǎng)功能卻沒有引起人們的重視。然而大量的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，微量元素特別是鋅、銅、鐵、硒等元素對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)、健康發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。鋅缺乏會(huì)導(dǎo)致水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)停滯，脂肪沉積增加。魚粉替代成功的關(guān)鍵之一就是要平衡飼料中微量元素，關(guān)鍵之二是采用中性植酸酶消除或降低植物性原料中的植酸——礦物元素的拮抗物，一般植酸酶在魚飼料中的最適添加量以500～1 500 U/kg為宜，植酸酶可提高植酸磷利用率20%～45%(Ravindran等，1995)。

2.2.2 基于水產(chǎn)動(dòng)物生理健康的飼料配方設(shè)計(jì)的思考——肝臟和腸道健康

水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生理健康已成為影響水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)速度、養(yǎng)殖產(chǎn)量、飼料利用效率和水產(chǎn)品安全的重要基礎(chǔ)條件，是建立在水產(chǎn)動(dòng)物主要內(nèi)臟器官生理健康、組織結(jié)構(gòu)和功能完整性的基礎(chǔ)上的。針對(duì)飼料不能損害水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物自身的生長(zhǎng)代謝系統(tǒng)和免疫防御系統(tǒng)的目標(biāo)，設(shè)計(jì)水產(chǎn)飼料配方時(shí)要關(guān)注飼料營(yíng)養(yǎng)素和非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與水產(chǎn)動(dòng)物生理健康的關(guān)系，特別是與肝臟和腸道健康的關(guān)系，以及防范措施，建立“以飼料原料質(zhì)量保障飼料的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì)、以飼料營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì)保障水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物健康、以水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物健康保障生長(zhǎng)速度和飼料效率、以水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物健康保障養(yǎng)殖水產(chǎn)品食用安全”為技術(shù)思路的水產(chǎn)飼料配方技術(shù)體系，這將有助于促進(jìn)水產(chǎn)飼料的持續(xù)發(fā)展。

肝臟(或肝胰腺)作為水產(chǎn)動(dòng)物主要的器官，發(fā)揮著十分重要的生理功能：①參與機(jī)體代謝。各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水產(chǎn)動(dòng)物肝臟，在肝細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行處理、加工，合成機(jī)體所需的多種蛋白質(zhì)，合成和分解糖原，參與維生素和激素的代謝。②參與機(jī)體的解毒：水產(chǎn)動(dòng)物吸收以及代謝產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，可經(jīng)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化或結(jié)合作用，形成無(wú)毒、低毒或易溶解的物質(zhì)，并隨膽汁或排泄液排出體外，消除或降低毒物對(duì)機(jī)體的毒副作用。③參與機(jī)體免疫功能。④產(chǎn)生凝血原酶、促使血液凝固。⑤分泌膽汁，乳化脂肪，促進(jìn)脂肪的消化吸收。

目前，我國(guó)的水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物，特別是養(yǎng)殖魚類的肝膽綜合征發(fā)病率高達(dá)75%～90%，嚴(yán)重影響了水產(chǎn)健康養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。影響水產(chǎn)動(dòng)物肝臟健康的主要因素：養(yǎng)殖密度過高，水體環(huán)境惡化，亞硝酸鹽和氨氮等有害物含量增加；飼料中營(yíng)養(yǎng)素不平衡，脂類、糖類或蛋白含量過高或強(qiáng)化投喂，維生素或微量元素缺乏；飼料氧化酸敗、發(fā)霉變質(zhì)(脂肪氧化產(chǎn)生的醛、酮、酸對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物有毒，對(duì)肝臟造成損害)；飼料中含有有毒有害物質(zhì)(如棉粕中的棉酚、菜粕中的硫葡萄糖甙、劣質(zhì)魚粉中的亞硝酸鹽等有毒有害物質(zhì)均能引發(fā)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的肝膽類疾病)，飼料中黃曲霉毒素偏高；水產(chǎn)動(dòng)物疾病防治過程中濫用藥物，造成水產(chǎn)動(dòng)物肝臟中毒；同時(shí)，高頻率、高濃度藥物消毒也會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖動(dòng)物肝臟受損；水產(chǎn)動(dòng)物遭到某些病毒和細(xì)菌的侵襲，對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物肝臟造成損害。

基于肝臟健康的飼料配方設(shè)計(jì)時(shí)，要著重考慮：飼料營(yíng)養(yǎng)素的均衡，同時(shí)考慮補(bǔ)充足夠的維生素(如B族維生素、VC、VK等)和微量元素以及促進(jìn)脂類代謝的物質(zhì)(卵磷脂、氯化膽堿、甜菜堿、蛋氨酸、牛磺酸等)；飼料原料的新鮮度、安全性，防止飼料原料霉變、氧化酸?。灰紤]水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育階段、養(yǎng)殖模式、季節(jié)和地區(qū)差異；考慮飼料中適宜的脂肪和碳水化合物含量，高脂肪的水產(chǎn)動(dòng)物日糧增大了機(jī)體氧化損傷的幾率，因?yàn)橹镜哪芰看x會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧自由基，從而在體內(nèi)形成強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激，耗竭天然抗氧化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如VC、VE、硒等，最終導(dǎo)致水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)受損，免疫力下降。因此，在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)抗氧化和飼料抗氧化都必須同時(shí)做好。水產(chǎn)飼料中使用一些能清除機(jī)體自由基的生物活性物質(zhì)，如一些中草藥提取物，對(duì)飼用高脂飼料的水產(chǎn)動(dòng)物維持機(jī)體肝臟正常的結(jié)構(gòu)和功能具有十分重要的意義。避免水產(chǎn)動(dòng)物的抗氧化損傷，需要采用切實(shí)的技術(shù)措施(如使用高效安全的自由基清除劑)，清除機(jī)體內(nèi)的自由基，以確保水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)氧化還原狀態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡；最大限度降低水產(chǎn)動(dòng)物因環(huán)境、高脂日糧、高速代謝產(chǎn)生的自由基；提高水產(chǎn)飼料中具有抗氧化性能營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用效率；保護(hù)水產(chǎn)動(dòng)物腸道、肝臟、心臟等臟器因氧化應(yīng)激所致的細(xì)胞損傷；提高水產(chǎn)動(dòng)物捕撈運(yùn)輸過程中抗應(yīng)激能力，提高水產(chǎn)品的品質(zhì)及貨架期，以促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖健康發(fā)展。

水產(chǎn)動(dòng)物的腸道不僅是水產(chǎn)動(dòng)物的消化和吸收器官，參與機(jī)體的消化、吸收，而且是體內(nèi)最大的免疫器官、代謝器官和內(nèi)分泌器官，參與機(jī)體的免疫反應(yīng)、代謝活動(dòng)和分泌，還活躍地參與各種應(yīng)激反應(yīng)，是多器官功能障礙綜合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome，MODS)發(fā)生的始動(dòng)器官(Go?sain，2005)。水產(chǎn)動(dòng)物的腸道因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單更容易受到損傷。腸道受損后，導(dǎo)致水產(chǎn)動(dòng)物消化吸收出現(xiàn)障礙，限制了營(yíng)養(yǎng)素的供給(腸道自身和機(jī)體)，養(yǎng)殖效果不理想；同時(shí)腸道受損后，導(dǎo)致病原菌入侵(腸道自身和機(jī)體)，會(huì)引起水產(chǎn)動(dòng)物腸道疾病爆發(fā)，并引發(fā)肝臟和其他器官的病變或損傷，造成水產(chǎn)養(yǎng)殖失敗。因此，進(jìn)行水產(chǎn)飼料配方設(shè)計(jì)時(shí)要考慮水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的腸道健康。水產(chǎn)動(dòng)物的腸道健康主要包括腸道形態(tài)（黏膜絨毛和微絨毛完整性，皺襞高度等）；腸道微生物（組成較為穩(wěn)定、分布正常、代謝旺盛）；腸道AKP、LDH、Na+，K+-ATP酶、ALT、AST等酶活指標(biāo)正常；維持VE、VC、SOD、GST、GSH等的動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)而維護(hù)腸道抗氧化系統(tǒng)；營(yíng)養(yǎng)素的消化率高。

魚粉替代后的主要問題之一是水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的腸道健康，采用植物性原料替代魚粉，其含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子是誘導(dǎo)水產(chǎn)動(dòng)物腸炎的主要因素。例如優(yōu)質(zhì)的植物性蛋白源——大豆及其制品中的大豆皂甙、大豆蛋白抗原、低聚糖等非熱敏感抗?fàn)I養(yǎng)因子，均具有明顯的腸道損傷的抗?fàn)I養(yǎng)作用，極容易引起水產(chǎn)動(dòng)物腸道疾病。為此，從營(yíng)養(yǎng)、消化改善、免疫提升的角度綜合考慮魚粉替代下的水產(chǎn)飼料配方，維護(hù)水產(chǎn)動(dòng)物的腸道健康具有重要的意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?；诰S持水產(chǎn)動(dòng)物腸道健康的理念，在飼料配方時(shí)采用一些功能性飼料添加劑，如酶制劑、丁酸鈉(給黏膜細(xì)胞供能；調(diào)節(jié)菌群)、酸化劑(調(diào)節(jié)菌群)、微生物制劑(如益生菌、益生元、合生素)、植物提取物、果寡糖、酵母培養(yǎng)物、動(dòng)物源性小肽等用于改善腸道健康狀況。

2.3 加工設(shè)備的完善及其工藝改進(jìn)

完善水產(chǎn)配合飼料加工設(shè)備，推廣和普及膨化工藝及低溫?cái)D出工藝在水產(chǎn)動(dòng)物飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進(jìn)水產(chǎn)飼料健康發(fā)展。

首先，強(qiáng)化飼料原料的粉碎工藝，選用先進(jìn)的粉碎機(jī)、改進(jìn)飼料的粉碎工藝路線，增加飼料原料的粉碎細(xì)度，提高生產(chǎn)線的粉碎能力，依賴飼料粉碎質(zhì)量的提高而改善飼料產(chǎn)品的加工質(zhì)量和產(chǎn)品的養(yǎng)殖效果。

其次，在調(diào)質(zhì)(調(diào)質(zhì)溫度、水分和調(diào)質(zhì)時(shí)間)、制粒和制粒后熟化工藝上大幅度改造設(shè)備和工藝，例如在先進(jìn)的差速雙軸調(diào)質(zhì)器后面，再增加一級(jí)或二級(jí)調(diào)質(zhì)熟化器(增加前熟化)，顯著提高對(duì)飼料原料的調(diào)質(zhì)效果。在制粒環(huán)節(jié)，通過模具的改進(jìn)和調(diào)質(zhì)參數(shù)的調(diào)整，提高制粒的質(zhì)量和外觀效果。在制粒后增加了后熟化設(shè)備和工藝(后熟化)，使顆粒質(zhì)量得到顯著改善，同時(shí)又避免了擠壓膨化的高溫、高壓對(duì)熱敏感營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失量。

“熟化顆粒飼料”即這種飼料的特點(diǎn)是前、后熟化工藝。這將是今后我國(guó)水產(chǎn)飼料生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

3 魚粉替代研究與應(yīng)用存在的問題與展望

目前，關(guān)于魚粉替代開展了許多工作，也取得了一定的進(jìn)展，但許多研究結(jié)果可比性差、重復(fù)性差、可用性低，魚粉替代研究標(biāo)準(zhǔn)飼料配方以及標(biāo)準(zhǔn)化的研究方法尚未建立，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系有待改進(jìn)，魚粉替代研究還有許多問題有待于人們?nèi)ヌ剿鳎孕璐罅訌?qiáng)水產(chǎn)飼料中魚粉替代技術(shù)及其應(yīng)用研究。

水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物種類繁多，養(yǎng)殖學(xué)特性各異，在研究魚粉替代蛋白源時(shí)，要根據(jù)水產(chǎn)動(dòng)物種類、大小或生長(zhǎng)階段、環(huán)境條件(如水溫、鹽度等)、投飼頻率、不同蛋白源生產(chǎn)工藝以及配方中的其它原料營(yíng)養(yǎng)組成等不同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，規(guī)范魚粉替代實(shí)驗(yàn)研究方法，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)期，以期結(jié)果具有較好的可比性和較高的推廣價(jià)值。

加強(qiáng)對(duì)水產(chǎn)飼料中魚粉替代蛋白源有效性研究評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，除常規(guī)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)、存活、飼料利用效率、機(jī)體組成和水產(chǎn)動(dòng)物體色等外，還應(yīng)確立組織學(xué)、生理生化學(xué)、肌肉營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、病理學(xué)以及免疫學(xué)指標(biāo)，以多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)魚粉替代蛋白源對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育、健康和繁殖的影響，進(jìn)而確定其在水產(chǎn)飼料中替代魚粉的潛力。

加強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物飼料中使用魚粉替代蛋白源后對(duì)養(yǎng)殖水域環(huán)境影響的研究，推進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué)研究。加強(qiáng)魚粉替代技術(shù)手段研究，從代謝組學(xué)入手，研究水產(chǎn)飼料中魚粉替代的可行途徑。

植物性蛋白源的抗?fàn)I養(yǎng)因子的去除問題以及一些帶有有毒、有害物質(zhì)蛋白源的安全使用問題需要系統(tǒng)研究。可以借助現(xiàn)代生物技術(shù)(如發(fā)酵工程、酶工程技術(shù))、組織學(xué)、毒理學(xué)、病理學(xué)和免疫學(xué)等學(xué)科的理論、技術(shù)和方法加以研究。此外，植物性蛋白源存在誘食性問題，如何研制開發(fā)高效綠色漁用誘食劑，是提高植物性替代蛋白源使用效果的有力措施。

替代蛋白源氨基酸不平衡的問題，可以根據(jù)各種替代蛋白源的營(yíng)養(yǎng)特性，采用適當(dāng)添加單體氨基酸的方法，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及替代效果。為此，對(duì)各種魚粉替代蛋白的營(yíng)養(yǎng)特性應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)研究，以便完善飼料配方，提高替代效率。

完善水產(chǎn)飼料原料數(shù)據(jù)庫(kù)。按照《飼料原料目錄》(農(nóng)業(yè)部公告1773號(hào))的原料，有計(jì)劃地組織國(guó)內(nèi)相關(guān)高等院校、科研院所和大型水產(chǎn)飼料企業(yè)聯(lián)合開展水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)各種原料營(yíng)養(yǎng)素的消化率、能量利用率、抗?fàn)I養(yǎng)因子種類與含量、有毒有害物質(zhì)含量等研究，建立和完善水產(chǎn)飼料原料數(shù)據(jù)庫(kù)，為魚粉替代提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。