文/張家國　劉翠玲

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水產(chǎn)動物生態(tài)飼料的發(fā)展趨勢

文/張家國1劉翠玲2

在集約化養(yǎng)殖的今天，水域環(huán)境污染及水產(chǎn)品質量安全已成為嚴重制約我國水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖的問題，而投喂低質配合飼料是導致養(yǎng)殖水域污染的重要原因。因此，研發(fā)環(huán)境友好型生態(tài)飼料已成為解決養(yǎng)殖水域污染的關鍵。本文對酶制劑型生態(tài)飼料、微生態(tài)制劑型生態(tài)飼料以及水產(chǎn)動物生態(tài)飼料的加工技術研究進展及發(fā)展趨勢進行綜述，以期為配制水產(chǎn)動物生態(tài)飼料提供理論依據(jù)。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，對水產(chǎn)品的需求也日益增加，由此也迅速推動了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)以及水產(chǎn)飼料業(yè)的發(fā)展。但是飼料的質量是影響生態(tài)系統(tǒng)、養(yǎng)殖動物抗病力和水產(chǎn)品質量的關鍵因素之一。因此，水產(chǎn)動物生態(tài)飼料的發(fā)展和應用是解決水質污染、防止疾病發(fā)生的關鍵。而所謂水產(chǎn)動物生態(tài)飼料就是圍繞解決水產(chǎn)品公害和減輕養(yǎng)殖對象糞便對環(huán)境污染問題而開發(fā)的一種飼料。從飼料原料的選購、配方設計、加工、投喂等過程，進行嚴格質量控制和實施動物營養(yǎng)系統(tǒng)調控，以改變、控制可能發(fā)生的水產(chǎn)品公害和環(huán)境污染，使飼料達到低成本、高效益、低污染的效果。而其既不同于有機飼料也不同于綠色飼料，更強調飼料利用率、動物生產(chǎn)性能、安全性、適口易消化、水產(chǎn)品風味以及生態(tài)和諧。

一、酶制劑型生態(tài)飼料

伴隨著飼料工業(yè)和酶制劑工業(yè)的發(fā)展，飼用酶制劑也逐漸發(fā)展起來，飼用酶制劑是三大綠色飼料添加劑（酶制劑、中草藥添加劑和微生態(tài)制劑）之一。不僅能提高飼料的利用率，還具有提高動物生產(chǎn)性能且安全環(huán)保的特點，在生態(tài)飼料領域發(fā)展前景廣闊。目前中國的飼料酶種類有20多種，根據(jù)其能否被動物機體合成將其分為消化酶和非消化酶，消化酶包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，是對動物內源消化酶的補充；非消化酶包括纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等NSP酶和植酸酶，可以幫助動物消化自身不能分解的抗營養(yǎng)因子，降低飼料毒性，促進消化吸收。水產(chǎn)動物的消化系統(tǒng)沒有畜禽的完善，需要外源酶的補充，而且，水產(chǎn)動物大多沒有胃，只有消化道，無胃魚類消化道呈中性（ 如鯉科魚類 ） 或偏堿性，因此，在飼料中添加中性偏堿性的酶類，才具有較好的效果。

1.飼用酶制劑的作用機理及其在水產(chǎn)飼料中的應用

（1）提高水產(chǎn)動物對飼料營養(yǎng)物質的利用率

蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶對于水產(chǎn)動物本身內源性酶分泌不足具有很好的彌補效果。蛋白酶可將蛋白質分解為多肽、寡肽和氨基酸；淀粉酶可將淀粉水解為糊精、麥芽糖，糖和葡萄糖，脂肪酶可以將脂肪水解為甘油一酯、甘油二酯和游離脂肪酸；纖維素酶可以水解植物細胞壁，促進細胞質中的營養(yǎng)物質釋放；木聚糖酶、β-葡聚糖酶可以分解飼料中的抗營養(yǎng)物質；NSP酶可降解可溶性非淀粉多糖，使增厚的腸粘膜表面變薄，促使營養(yǎng)物質擴散。這些酶不僅能夠提高水產(chǎn)動物的飼料利用率，還可擴大飼料原料的選擇范圍，對于降低飼料成本，解決我國飼料源的緊缺狀況具有重要的現(xiàn)實意義。主要研究表現(xiàn)為，團頭魴高纖維配合飼料中添加適量的纖維素酶能夠提高魚體對飼料營養(yǎng)物質的利用率；周嗣泉等在成鱉飼料中添加0.15%酶制劑（蛋白酶、淀粉酶、糖化酶），試驗組比對照組增重率提高15.7%，餌料系數(shù)降低12.5%。

（2）提高水產(chǎn)動物的生產(chǎn)性能和免疫力

酶制劑作為一種蛋白質在發(fā)酵過程中分泌出一些維生素、礦物元素、蛋白質等能促進營養(yǎng)物質的全面吸收，還可促進免疫球蛋白、淋巴因子、前列腺素免疫因子的生物合成，從而提高動物的免疫功能。目前，飼用酶制劑在水產(chǎn)動物免疫方面的研究如：黃峰在異育銀鯽飼料中添200mg/kg的復合酶制劑，魚的增重率和特定生長率最大而且顯著高于對照組，而且也顯著提高了其SOD和溶菌酶的活性；陳英華在彭澤鯽飼料中添加復合酶制劑可顯著提高其增重率和增長率，并建議在彭澤鯽魚種飼料中的適宜添加量為0.2%。周嗣泉研究表明，在中華鱉飼料中添加適量酶制劑，可以提高鱉的成活率，尤其是幼、稚鱉最明顯。

（3）減少氨氮排放，降低水質污染

由于集約化的養(yǎng)殖生產(chǎn)模式，殘餌廢料和魚體的排泄物導致水體富營養(yǎng)化，氮磷污染加劇，甚至還可導致養(yǎng)殖動物生病。而植物中的磷大多以植酸磷的形式存在，必須水解為無機磷酸鹽才能被動物利用，植酸酶是一種特殊的酸性磷酸酶，它能夠將植酸磷的利用率提高20%～50%。因為魚體本身不能分泌植酸酶，可對磷的需求量又較大，因此，在水產(chǎn)動物飼料中添加植酸酶不僅可提高磷的利用率，還可降低氮、磷的排泄，有效地減少對水質污染，增進水產(chǎn)動物的健康，提高水產(chǎn)動物的抗病能力。白東清研究表明，復合酶制劑在60℃～70℃能有效提高鯉魚對蛋白質及鈣、磷等礦物元素的利用率，從而減少水體的磷污染，凈化養(yǎng)殖水體。Sugiura將飼料中的豆粕用植酸酶處理后，虹鱒的糞磷排泄值為0.32g/kg日糧，比飼喂商用虹鱒飼料的磷排放降低95%～98%。曾虹在餅粕含量為65%的鯉飼料中添加1000 U/kg的中性植酸酶，鯉魚對飼料磷的利用率提高41.3%，單位增重的磷排出量降低了32%。

2.酶制劑應用研究中存在的問題及發(fā)展前景

作為三大綠色添加劑之一的酶制劑，即可以補充水產(chǎn)動物內源性酶的不足，還能擴大水產(chǎn)養(yǎng)殖動物飼料原料的范圍，而且安全環(huán)保節(jié)約，確實是生態(tài)飼料添加劑的絕佳選擇。酶制劑型生態(tài)飼料按其添加方式分為加酶飼料和酶化飼料兩類。但由于水產(chǎn)動物本身種類繁多食性復雜，體內溫度低，消化道短，并且酶制劑的穩(wěn)定性較差，溫度、pH值、飼料類型，都會影響它的活性；酶制劑的測定方法和測定標準也不統(tǒng)一，因此，在以后的研究中，還要做大量的試驗來確定水產(chǎn)動物的專用酶制劑，另外，還要研究確定其最適添加量、添加方式和作用機理。雖然飼用酶制劑在生產(chǎn)中還面臨著這樣和那樣的問題，但是隨著生物工程技術的發(fā)展，我們一定能夠生產(chǎn)出耐高溫、耐酸堿的高穩(wěn)定性酶制劑，以成功取代抗生素，進一步加快水產(chǎn)動物生態(tài)飼料的發(fā)展。

二、微生態(tài)制劑型生態(tài)飼料

微生態(tài)制劑是從天然環(huán)境中篩選出來的微生物菌體，經(jīng)培養(yǎng)、繁殖后制成的含有大量有益菌的活菌制劑。實際應用的產(chǎn)品有的還含有活菌的培養(yǎng)基、代謝產(chǎn)物或添加的有益菌生長促進因子。我國農(nóng)業(yè)部已批準使用的有益微生物菌種有芽孢桿菌、乳酸桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、噬菌蛭弧菌和脆弱擬桿菌等6大類。在水產(chǎn)上主要分為水質微生態(tài)調控劑和飼料微生態(tài)添加劑，可以從改善水質和平衡腸道微生物菌群兩方面出發(fā)，起到提高飼料利用率、降低環(huán)境污染、增強動物抵抗力之效。近年來微生態(tài)制劑以其低污染、不產(chǎn)生抗藥性、無殘留的優(yōu)點越來越多的應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。

1.微生態(tài)制劑的分類

按照水產(chǎn)微生態(tài)制劑常用菌種類型的不同，可將其分為三類：乳酸菌類（嗜酸乳桿菌、糞鏈球菌、雙歧乳桿菌）、芽孢桿菌類（短小芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌）和酵母菌類（釀酒酵母、石油酵母）。下面將從其作用機理和在水產(chǎn)上的應用做一介紹。

（1）乳酸菌類

乳酸菌是一群能從可發(fā)酵碳水化合物中產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性細菌的統(tǒng)稱。作用機理表現(xiàn)為：其發(fā)酵產(chǎn)物乳酸的積累會使其周圍環(huán)境的pH下降，從而降低氧化還原點位，抑制許多革蘭氏陽性菌和隱性菌繁殖；此外，其產(chǎn)生的多肽或蛋白類物質細菌素具有很強的廣譜抑菌能力；其產(chǎn)生的過氧化氫酶也可以抑制和殺滅多種細菌。因此，乳酸菌能夠起到平衡腸道菌群，提高水產(chǎn)動物免疫力的效果。而Shahani等則認為乳酸桿菌抑制其它微生物生長最有效的產(chǎn)物是細菌素，過氧化氫、乳酸也有一定的作用。Einar Ring?認為乳酸菌既可以作為益生素又可以作為免疫增強劑應用到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。例如Fran?ois-Jo?l Gatesoupe用富含乳酸菌（LAB）的輪蟲飼喂感染弧菌的大菱鲆幼魚，與對照組相比能夠顯著提高其存活率，其最適添加量在107～2×107CFU/mL之間。Asbj?rn Gildberg研究表明，用添加乳酸菌的飼料飼喂大西洋鱈幼魚三周后可以增強對水中鰻弧菌感染的抵抗作用，魚的生長不但沒有受到抑制而且乳酸菌還成為其腸道的優(yōu)勢菌，但是Asbj?rn Gildberg在對大西洋鮭的試驗結果是飼喂含有乳酸菌飼料組魚的死亡率最高。以上研究表明，乳酸菌對不同的魚類具有不同的效果，這可能與魚的種類有關。

（2）芽孢桿菌類

芽孢桿菌具有較高的酶活性、較強的耐酸和耐高溫的能力，能夠促進動物生長，增強其抵抗力，而且能夠承受制粒高溫和胃腸道的酸性環(huán)境，其具有安全、無殘留、不產(chǎn)生耐藥性的優(yōu)點被越來越多添加到飼料中，以代替抗生素。作用機理表現(xiàn)為：枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生蛋白酶和淀粉酶及其水解酶，還能降解果膠、葡聚糖和纖維素，另外在腸道其它菌群的幫助下，可以大幅提高飼料的利用率，還可以抑制其它有害菌群的生長；其產(chǎn)生的枯草菌素具有廣譜高效的抑菌特征，而且也耐高溫；芽孢桿菌抗逆性強，與腸道內其它菌相比具有絕對生長優(yōu)勢，使動物體內有益菌增多，有害菌減少。在水產(chǎn)界，大量研究試驗表明，芽孢桿菌能夠提高水產(chǎn)動物的生長性能，增強免疫力和抗逆性，目前，已應用于水產(chǎn)飼料之中。張博研究認為，枯草芽孢桿菌對凡納濱對蝦在飼料中的最適添加量為0.01%～0.03%，蛋白質效率增強，且有助于促進生長和蛋白的儲存。P. Sapcharoen等用BS11和BP11兩種芽孢桿菌添加到凡納濱對蝦飼料中，試驗結果顯示BS11組的增重率、存活率、紅細胞數(shù)量和酚氧化酶的含量都顯著高于其他組，而且，當用哈維式弧菌感染蝦三周后發(fā)現(xiàn)，BS11組的試驗蝦累計死亡率為最低。

（3）酵母菌類

酵母菌是真核單細胞生物，飼料酵母指以碳水化合物為主要原料，經(jīng)液態(tài)通風培養(yǎng)酵母菌，并從其發(fā)酵液中分離出的酵母菌體經(jīng)干燥后制得的產(chǎn)品。張敏研究發(fā)現(xiàn)，糖蜜培養(yǎng)基為發(fā)酵飼料酵母的最佳培養(yǎng)基。飼料酵母的蛋白質含量高達40%～80%，含有人體必需的8種必需氨基酸，具有蛋白質含量高，改善腸道微生態(tài)環(huán)境，促生長和增強免疫力的效果，也被越來越多的應用到飼料行業(yè)。其作用機理尚不明確，但Gedek發(fā)現(xiàn)，酵母細胞表面的甘露糖可以與病原菌分泌的毒素物質結合，降低其毒性，也能使腸道內的有害致病菌減少。Angela等的研究結果表明，酵母蛋白最多可以替代軍曹魚幼魚（平均體質量11.5g）飼料中25%的魚粉；崔敏研究認為，用含15%的酵母可代替大菱鲆幼魚飼料中17%的魚粉，且實驗組與的增重率和成活率最高，飼料系數(shù)最低，蛋白質效率最高，但涂桂雄研究發(fā)現(xiàn)，在褐點石斑魚幼魚飼料中，用酵母蛋白替代10%的魚粉對實驗魚的生長和生理狀態(tài)均產(chǎn)生不良影響。因此，用酵母菌替代魚粉時一定要適量，才會達到較好的效果。另外酵母細胞壁和酵母膏在水產(chǎn)上也常被用于免疫增強劑。另外，酵母菌也可以和芽孢桿菌和乳酸菌組成復合微生物制劑，其效果會得到增強。

2.微生態(tài)制劑發(fā)展前景

微生態(tài)制劑除了可以作為飼料添加劑使用外，還可以作為水質改良劑用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)之中。使用微生態(tài)制劑飼料可以較好地解決當前由于集約化養(yǎng)殖而造成的水體污染，病害嚴重的情況。盡管微生態(tài)制劑已廣泛應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，但是，不可盲目而行，一定要通過充分的研究再合理地應用，另外，還需要從細胞和分子水平闡述其作用機理。相信隨著人們對食品安全和環(huán)境保護的日益關注，微生態(tài)制劑作為水產(chǎn)動物飼料添加劑的應用前景必將更加廣闊。

三、生態(tài)飼料的加工技術

除了要保證飼料原料的品質、添加劑的合理使用外，飼料加工技術的好壞直接關系到生態(tài)飼料的質量。

1.生態(tài)飼料的加工技術

（1）膨化飼料加工技術

傳統(tǒng)的粉狀飼料和顆粒飼料水中穩(wěn)定性差、沉降速度快、極易造成水質污染和飼料浪費，已經(jīng)不能適應水產(chǎn)養(yǎng)殖集約化模式的可持續(xù)發(fā)展要求。1995年，我國從美國引入了膨化飼料技術，經(jīng)過將近20年的改進和發(fā)展，膨化飼料以其水中穩(wěn)定性好，消化吸收率高等優(yōu)點，已經(jīng)成為我國水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料的主流。浮性、沉性和半沉性的膨化飼料即能滿足不同水產(chǎn)動物的攝食習性，又能保證水產(chǎn)動物充分攝食，提高了飼料利用率、降低了環(huán)境污染。例如，王淵源用膨化飼料、鮮活餌料和半沉性顆粒飼料飼喂美國紅魚，結果表明，膨化飼料組魚的增重率最高，飼料系數(shù)最低。

（2）晶體氨基酸包膜技術

有研究證明，若在飼料中添加0.1%～0.3%的限制性氨基酸，可以降低飼料中粗蛋白添加量的2%～4%。這不但保證了動物的營養(yǎng)需求，也降低了飼料成本。但是，在水產(chǎn)養(yǎng)殖領域，由于晶體氨基酸跟飼料中蛋白源的氨基酸吸收不同步，經(jīng)測定魚類飼料中35%的晶體氨基酸都排入水中，因此效果較差。所以，用包膜的技術將其包裹起來，防止其被過早吸收，可以顯著提高晶體氨基酸的有效利用。冷向軍分別用晶體、環(huán)糊精包膜、淀粉包膜的0.2%和0.08%的賴氨酸和蛋氨酸飼喂異育銀鯽成魚，在1h、3h、5h、12h后檢測魚尾靜脈氨基酸濃度，結果顯示，包膜氨基酸組魚的血清游離氨基酸吸收峰值出現(xiàn)延遲，因此可以說明包膜氨基酸在消化道中的吸收速度降低了，并且用含0.23%賴氨酸、0.09%蛋氨酸的飼料分別飼喂異育銀鯽幼魚，結果表明，包膜氨基酸組魚的增重率和飼料系數(shù)比晶體氨基酸組顯著提高。王吉橋研究表明，在飼料中添加0.78%的明膠包膜賴氨酸可以顯著提高仿刺參幼參的生長率和消化率，但過高或過低都不好。雖然包膜氨基酸的應用效果比較好，但是，對于包膜材料和加工工藝參數(shù)的研究尚待進一步加強。

（3）真空噴涂技術

近年來酶制劑和益生素等活性制劑越來越多的應用到飼料行業(yè)中，而傳統(tǒng)的飼料加工工藝需經(jīng)過一系列的擠壓膨脹、高溫、制粒和烘干，勢必會導致活性物質的大量失活；此外，高油脂飼料若在一開始加工時就將油脂都添加進來，則會因為其潤滑度大而造成飼料結構松散、耐水性差；并且普通的噴涂技術只是將添加物噴到飼料顆粒的表面，水中穩(wěn)定性還是差。而真空噴涂技術很好的解決了這些問題。丹麥的Sprout Matador公司等以及國內正昌集團等都開發(fā)了微量液體噴涂添加系統(tǒng)，可以將最少100mL的液體均勻噴涂到1t顆粒飼料上。當添加劑同時有水溶和脂溶性制劑時應該配制乳狀液來保證噴涂的質量。另外采用真空噴涂方式將添加劑噴涂到擠壓膨化產(chǎn)品的表面可以更好的使外涂物料與飼料顆粒緊密結合。

2. 生態(tài)型配合飼料加工過程應注意問題

（1）飼料均勻度

飼料原料混合是否均勻，與動物是否能夠有效利用其中的營養(yǎng)成分有很大的關系。再均衡的營養(yǎng)，再高效的添加劑一旦混合不均，都會降低飼料的質量。其中，混合物料的物理特性，混合機的性能和混合的時間、順序、轉速都直接影響混合效果。因此，在混合時應保證：①首先選用符合技術要求的混合機，②注意混合的時間，時間太短混合不均、時間太長會造成飼料分離，③裝料不易過多也不易過少，④嚴格按照操作順序，例如必須先把預混料混勻后再與大料混勻，⑤注意混合機的日常維修。

（2）避免交叉污染

為某種目的添加到目標飼料中的藥物，在加工過程中因各種原因而出現(xiàn)在非目標飼料中，即為交叉污染。減少交叉污染是保證飼料安全的又一重要舉措。減少交叉污染應當注意：①工藝設計 盡量縮短水平運輸，采用自帶清洗功能的刮板輸送機；減少飼料提升次數(shù)；吸風除塵系統(tǒng)應獨立設網(wǎng)收集并能返回原處；對于加藥飼料應采用專線生產(chǎn)。② 選擇合適精度的計量設備，且注意其保養(yǎng)及清理。③ 物理清洗 對有可能發(fā)生交叉污染的設備指定清洗規(guī)程，并配備專門人員進行真空吸塵、清掃或洗刷并且做好記錄。④ 排序法加工。嚴格按照操作順序添加物料進行加工，防止違禁藥物殘留。⑤ 沖洗 用一定數(shù)量的某種原料對整個生產(chǎn)流程的設備進行沖洗。

（3）殺菌處理

為防止將病原菌從飼料原料帶入到飼料從而到養(yǎng)殖動物，保證飼料的質量安全，可以通過化學方法處理受污染的原料；用高能量輻射方法殺菌是最有效的處理方法，但是一旦操作不當就會使飼料失去營養(yǎng)價值；還可在制粒前用蒸汽調質進行短時的滅菌處理，但要控制好時間、溫度和水分。

四、水產(chǎn)動物生態(tài)飼料的發(fā)展前景

所謂水產(chǎn)動物產(chǎn)生態(tài)飼料也就是能夠確實保證飼料營養(yǎng)均衡，且能提高飼料利用率、促進水產(chǎn)動物生長、減少環(huán)境污染的高效飼料。此外好的飼料還要配備好的投喂方式和飼養(yǎng)管理模式，例如投餌機的使用[33]和可追溯體系[34]的建立。但是真正的生態(tài)飼料的配制技術還不完善，需要廣大科研工作者的共同努力。未來幾年，生態(tài)飼料的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為：

1.酶制劑型生態(tài)飼料添加劑的發(fā)展趨勢

由于水產(chǎn)動物種類繁多，食性復雜，以后還要做大量的試驗來確定酶的最適添加量、添加方式和作用機理；利用基因工程方法生產(chǎn)出穩(wěn)定性好、耐酸堿的酶制劑；規(guī)范酶制劑酶活的測定標準。

2.微生態(tài)制劑型生態(tài)飼料添加劑的發(fā)展趨勢

目前對于微生態(tài)制劑的作用機理還不是很明確，今后要注意從細胞和分子水平探索其作用機理；研究針對特定水產(chǎn)動物特定生理階段的專一、高效的微生態(tài)制劑；利用基因工程技術構建更容易生產(chǎn)、保存、定值和繁殖的功能型菌。

3.飼料加工的發(fā)展趨勢

采用擠壓膨化技術生產(chǎn)高質量安全的飼料仍然是未來飼料工業(yè)的發(fā)展趨勢；加大支持飼料行業(yè)技術改造，采用先進生產(chǎn)設備與工藝，降低加工損耗，提高加工效率；隨著產(chǎn)的標準化，法律體系日趨健全，飼料加工企業(yè)也逐漸專業(yè)化、規(guī)?；?/p>

相信，隨著科技的進步以及廣大科研人員的努力，水產(chǎn)動物生態(tài)飼料的配制將會更加完善，更好的促進漁業(yè)生產(chǎn)和漁業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

作者單位：1.國家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術研究中心2.河北省保定市冀農(nóng)動物藥業(yè)有限公司