逯云召 李明澤 馬林 崔寬寬 蔡超 李楠

文章編號(hào)：1006-3188（2023）05-040-05

摘要：文章簡(jiǎn)述了發(fā)酵工藝在水產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用的基本情況，描述在飼料資源、飼料制作、中草藥添加劑中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工藝；發(fā)酵飼料；發(fā)酵中草藥

中圖分類號(hào)：S963.5??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

發(fā)酵一般是指利用微生物的發(fā)酵作用，對(duì)原材料進(jìn)行處理的技術(shù)，是一項(xiàng)古老的技藝。在早期的生產(chǎn)生活中，都是對(duì)食物進(jìn)行處理，利用發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行釀酒、儲(chǔ)存及調(diào)味品的制作，積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。但是早期發(fā)酵技術(shù)受限于知識(shí)及技術(shù)手段，發(fā)酵過(guò)程都是參考以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量都無(wú)法保證。隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，人民對(duì)發(fā)酵技術(shù)的掌握程度不斷加深，工藝水平也一直優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)。

以發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)動(dòng)物飼料、動(dòng)物飼料添加劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用，其中豬料、禽料、反芻料等已開(kāi)展廣泛的研究，并取得顯著效果。水產(chǎn)養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要分支，近些年以發(fā)酵技術(shù)開(kāi)展的魚(yú)類飼料及添加劑的研究也取得廣泛成果，尤其是農(nóng)業(yè)部開(kāi)展的“五大行動(dòng)”特別指出要“水產(chǎn)養(yǎng)殖用藥減量、配合飼料替代幼雜魚(yú)”，為發(fā)酵技術(shù)的研究提供有利的政策保障。發(fā)酵技術(shù)經(jīng)過(guò)近些年研究，已經(jīng)形成較完善的工藝體系，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用也取得豐富的科研成果及較好使用效果。

1 發(fā)酵工藝

發(fā)酵過(guò)程根據(jù)發(fā)酵基質(zhì)不同一般分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵［1］。固態(tài)發(fā)酵指的是在有一定濕度的固體培養(yǎng)基上接種一種或多種菌種進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程，固體發(fā)酵具有投資少，固體培養(yǎng)基來(lái)源廣泛，處理方便，生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。液態(tài)發(fā)酵指的是在液態(tài)環(huán)境中，添加培養(yǎng)基及菌種，進(jìn)行的一種發(fā)酵過(guò)程。液態(tài)發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)是發(fā)酵條件易于控制，在液態(tài)環(huán)境中發(fā)酵均勻，發(fā)酵效率高。在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中，受限于水產(chǎn)飼料投喂方式，一般多用固態(tài)發(fā)酵。發(fā)酵過(guò)程中影響較大的因素有含水量、溫度、含氧量、ph值、發(fā)酵時(shí)間等［2］。

2 發(fā)酵菌種

益生菌種類繁多，功效也各自不同，在水產(chǎn)應(yīng)用中可以用作水質(zhì)改良劑、飼料添加劑、發(fā)酵飼料等。在水產(chǎn)飼料發(fā)酵工藝中常用的益生菌包括：酵母菌、芽孢桿菌、乳酸菌、光合細(xì)菌和曲霉菌等。不同的菌種有不同的功用，在生產(chǎn)中可以根據(jù)需要選擇的使用一種或多種菌種進(jìn)行發(fā)酵。與單一菌種相比，復(fù)合菌種的發(fā)酵效果明顯優(yōu)于單一菌種。如霉菌、酵母菌和乳酸菌的復(fù)合，充分發(fā)揮各個(gè)菌種的優(yōu)勢(shì)，其中霉菌具有較強(qiáng)的分解淀粉、纖維素的能力，可以將淀粉和纖維素充分降解為簡(jiǎn)單糖類直接供給酵母菌和乳酸菌使用，酵母菌和乳酸菌在此環(huán)境下的性能發(fā)揮更加出色，提高產(chǎn)出物的蛋白質(zhì)含量，營(yíng)養(yǎng)功能也更加豐富，在這個(gè)條件下，一種細(xì)菌發(fā)酵的產(chǎn)物促進(jìn)另外細(xì)菌的生產(chǎn)，一方面對(duì)底物的分解更加徹底，另一方面提高了發(fā)酵率［3］。

3 發(fā)酵技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 發(fā)酵產(chǎn)物作為飼料資源

魚(yú)粉是水產(chǎn)飼料中重要的蛋白源，但是近些年由于魚(yú)粉的稀缺造成價(jià)格不斷上漲，急需尋求魚(yú)粉的替代品。以發(fā)酵工藝對(duì)植物性蛋白源進(jìn)行預(yù)處理，作為魚(yú)粉的替代品，是目前發(fā)酵原材料方向研究的熱點(diǎn)。

植物性蛋白源主要有豆粕、棉籽粉和菜籽粕，其產(chǎn)量大、價(jià)格低、蛋白含量高，可以作為魚(yú)粉的替代物。但是由于植物性原料普遍存在抗?fàn)I養(yǎng)因子，養(yǎng)殖品種對(duì)這些植物性蛋白消化吸收利用率低，且還可能因?yàn)榭乖磻?yīng)而造成養(yǎng)殖動(dòng)物的損傷。經(jīng)過(guò)復(fù)合菌群的發(fā)酵，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，同時(shí)在發(fā)酵過(guò)程中，大分子蛋白被降解為多肽等易于吸收的形態(tài)，可有效提高原材料利用率［4-5］。豆粕是魚(yú)粉替代蛋白的主要選擇，針對(duì)豆粕發(fā)酵的研究也較多，如曲霉可降解植酸，乳酸菌可降低脲酶抑制劑和棉籽糖含量，復(fù)合菌群產(chǎn)生的效果則更加顯著，纖維含量、抗原蛋白都可得到有效降解［6-7］。李瑩［8］比較了幾種豆粕與發(fā)酵豆粕的營(yíng)養(yǎng)成分，結(jié)果顯示，發(fā)酵過(guò)程有效的降低了抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，提高了蛋白和氨基酸的含量。發(fā)酵可以促進(jìn)小肽和風(fēng)味物質(zhì)的增加，使得制成的飼料更具風(fēng)味，提高誘食效果。多項(xiàng)研究表明［9-10］，豆粕經(jīng)芽孢桿菌發(fā)酵后，抗氧化活性提高，多肽增加。棉籽粉是棉籽經(jīng)過(guò)榨油后的副產(chǎn)物，也具有較高的蛋白含量，如果能部分替代飼料中的魚(yú)粉，也將具有巨大的市場(chǎng)價(jià)值。棉籽粉中抗?fàn)I養(yǎng)因子主要有棉酚、單寧和環(huán)丙烯脂肪酸，其中棉酚的危害最大。而經(jīng)微生物發(fā)酵后的棉籽粉，則可全部或部分替代豆粕及魚(yú)粉。聶宇燕［11］用篩選的菌株對(duì)棉籽餅進(jìn)行發(fā)酵后，經(jīng)過(guò)投喂試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)性能無(wú)影響，可完全替代豆粕。王冬梅［12］以EM發(fā)酵棉籽粕，4 d時(shí)棉酚含量已降低至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的50%，與此同時(shí)，發(fā)酵過(guò)程還提高了粗蛋白、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分的含量。

以發(fā)酵產(chǎn)物代替魚(yú)粉制作飼料，應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物，是魚(yú)粉替代研究的主要方向。豆粕經(jīng)乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵后可提高鯽魚(yú)［13］肌肉品質(zhì)，改善腸道與肝臟健康狀況。以發(fā)酵豆粕替代魚(yú)粉投喂黃河鯉魚(yú)［14］，結(jié)果表明替代量在10～30%之間時(shí)，可促進(jìn)黃河鯉魚(yú)的生長(zhǎng)，增強(qiáng)腸道消化酶活力。發(fā)酵豆粕可替代大菱鲆飼料中45%的魚(yú)粉而不會(huì)對(duì)魚(yú)的生長(zhǎng)造成影響［15］，此外，發(fā)酵豆粕替代魚(yú)粉在大口黑鱸［16］、牛蛙［17］對(duì)蝦［18-20］等水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)品種的研究中，均發(fā)現(xiàn)發(fā)酵豆粕可部分替代魚(yú)粉且還會(huì)對(duì)養(yǎng)殖品種的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，不同的養(yǎng)殖品種替代水平有所差異。張秀敏［21］和金紅春［22］分別探討以不同微生物對(duì)棉籽粕發(fā)酵解毒的工藝，結(jié)果表明，通過(guò)發(fā)酵，棉籽粕中的游離棉酚含量得到有效降解，粗蛋白、游離氨基酸含量提高顯著。張秀敏［21］在鯽魚(yú)飼料中以發(fā)酵棉籽粕部分替代豆粕進(jìn)行養(yǎng)殖試驗(yàn)，結(jié)果表明，發(fā)酵棉籽粕提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率，降低養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝酸鹽的含量，發(fā)酵棉籽粕替代率為11%。金紅春［22］則以棉籽粕和魚(yú)粉作為蛋白源，比較未發(fā)酵棉籽粕和發(fā)酵棉籽粕對(duì)青魚(yú)生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，發(fā)酵棉籽粕組的青魚(yú)存活率、增重率顯著高于未發(fā)酵組，餌料系數(shù)、肝臟和血清中的谷草轉(zhuǎn)氨酶顯著低于未發(fā)酵組（P<0.05）。發(fā)酵棉籽粕在卵形鯧鲹［23］替代魚(yú)粉的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵棉籽粕高水平替代魚(yú)粉會(huì)影響卵形鯧鲹的腸道菌群組成，表現(xiàn)為有益菌豐度下降、有害菌豐度上升，從而影響了腸道菌群功能，適宜替代水平為25%。在其他養(yǎng)殖品種的魚(yú)粉替代實(shí)驗(yàn)中，紅鯛［24］替代水平為56.25%，亞洲鱸［25］的替代水平為50%，黑鯛［26］替代水平為16%，中華絨螯蟹［27］不超過(guò)40%，表明了棉籽粕替代魚(yú)粉的可行性。

3.2 發(fā)酵產(chǎn)物作為飼料直接投喂

對(duì)原材料或全價(jià)飼料添加復(fù)合益生菌，在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行發(fā)酵，制成的產(chǎn)品即為發(fā)酵全價(jià)飼料。發(fā)酵全價(jià)飼料在畜牧業(yè)中研究較多，如以益生菌發(fā)酵的全價(jià)飼料可提高肉豬、奶牛和禽類的飼料利用率，有效提高養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)［27-30］。發(fā)酵全價(jià)飼料在生產(chǎn)中，可對(duì)飼料先發(fā)酵再制粒，也可先制粒再發(fā)酵［31］。但是不論哪種制作工藝，都存在一定的缺陷。先發(fā)酵后制粒，就要求在制粒過(guò)程中只能使用冷制粒技術(shù)，該技術(shù)不會(huì)因?yàn)橹屏＿^(guò)程中的高溫對(duì)飼料中益生菌造成滅殺，但是生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低。先制粒后發(fā)酵，則會(huì)因?yàn)閷?duì)飼料的二次處理而造成飼料的損失，且發(fā)酵工藝不易控制，發(fā)酵后的飼料在儲(chǔ)藏過(guò)程中容易發(fā)生霉變。張亞蘭等［32］用乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌按照3%：2%：1%的比例聯(lián)合發(fā)酵全價(jià)飼料，以飼料中乳酸產(chǎn)量為評(píng)價(jià)因素，測(cè)得最佳發(fā)酵工藝為：發(fā)酵時(shí)間3 d，發(fā)酵溫度35℃，料水比1：0.8，PH6.5。烏蘭等［33］枯草芽孢桿菌與釀酒酵母（接種比例為3：7）聯(lián)合發(fā)酵鯉魚(yú)幼魚(yú)粉狀配合飼料，以發(fā)酵產(chǎn)物中真蛋白含量為標(biāo)準(zhǔn)，得出試驗(yàn)條件下最佳發(fā)酵條件為：接種量5.00%、水分含量50.0%、發(fā)酵時(shí)間48 h、發(fā)酵溫度34℃。姜燕［34］以釀酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌和白地霉四種菌株為發(fā)酵菌，對(duì)刺參飼料進(jìn)行發(fā)酵，通過(guò)發(fā)酵效果的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)釀酒酵母為發(fā)酵的最佳菌種，并進(jìn)一步探討了釀酒酵母發(fā)酵刺參飼料的工藝參數(shù)。

在水產(chǎn)行業(yè)，益生菌一般被用作水質(zhì)調(diào)節(jié)的作用，發(fā)酵全價(jià)飼料的使用經(jīng)過(guò)專家學(xué)者驗(yàn)證后逐漸得到普及。張來(lái)榮［35］以克氏原螯蝦為研究對(duì)蝦，用微生物對(duì)全價(jià)飼料進(jìn)行發(fā)酵處理，經(jīng)60 d生長(zhǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明發(fā)酵飼料可有效提高克氏原螯蝦腸道的消化酶活力，提高腸道有益菌屬的比例，增強(qiáng)菌群的豐富度和多樣性，促進(jìn)蝦的生長(zhǎng)。陳啟亮等［36］以枯草芽孢桿菌發(fā)酵基礎(chǔ)飼料制成發(fā)酵飼料，并在斑點(diǎn)叉尾鮰上開(kāi)展發(fā)酵飼料部分替代基礎(chǔ)飼料的養(yǎng)殖試驗(yàn)，結(jié)果表明，發(fā)酵飼料替代組在終末體質(zhì)量、體質(zhì)量增加率、特定生長(zhǎng)率和蛋白質(zhì)效率均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的上升。趙何勇［37］則是以麥麩、米糠等農(nóng)作物副產(chǎn)品與蚯蚓糞、鴿子糞作為原料添加不同益生菌制成3種發(fā)酵飼料，在紅羅非魚(yú)上開(kāi)展與普通飼料的養(yǎng)殖對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果顯示3種發(fā)酵飼料養(yǎng)殖組在肥滿度上都比基礎(chǔ)飼料要好，特定生長(zhǎng)率和飼料成本上各有優(yōu)劣。蔡潤(rùn)佳［38］比較發(fā)酵飼料、普通飼料及混合飼料（50%發(fā)酵：50%普通）對(duì)吉富羅非魚(yú)的投喂試驗(yàn)，魏逸峰［39］在鳙魚(yú)養(yǎng)殖中開(kāi)展發(fā)酵飼料部分替代基礎(chǔ)飼料的飼養(yǎng)試驗(yàn)，鄭浩然［40］在青蝦“太湖2號(hào)”上也進(jìn)行了發(fā)酵飼料的投喂試驗(yàn)，這些試驗(yàn)結(jié)果均表明發(fā)酵飼料投喂組在生長(zhǎng)速度、飼料系數(shù)、成活率等指標(biāo)上均表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。

3.3 發(fā)酵中草藥作為添加劑

中草藥作為添加劑在水產(chǎn)行業(yè)中使用，用以替代抗生素、化學(xué)藥品等其他化合物，是水產(chǎn)行業(yè)綠色、無(wú)公害發(fā)展的重要改革。中草藥種類繁雜，成分多樣，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，其有效成分也被逐漸熟知，包括多糖、有機(jī)酸、生物堿、氨基酸、礦物質(zhì)和維生素等，其在水產(chǎn)上主要用法多是以復(fù)方藥劑打成粉末狀，拌料投喂。但是由于細(xì)胞壁的存在，養(yǎng)殖動(dòng)物無(wú)法很好的消化吸收其中的有效成分。在這種情況下，以益生菌發(fā)酵中草藥制作發(fā)酵藥劑，成為新的研究熱點(diǎn)。

發(fā)酵中草藥不僅可以消化細(xì)胞壁，加速有效成分的釋放，而且還會(huì)對(duì)大分子進(jìn)行分解，生成多肽有利于吸收［41］。不同的發(fā)酵工藝、不同的發(fā)酵菌種得到的發(fā)酵效果也不一致。李嘉懿［42］以益生菌發(fā)酵復(fù)方中藥，多糖得率為1.13%，是未發(fā)酵的2.51倍。彭英杰［43］在自然堆積腐爛的中草藥提取渣中分離到1株能發(fā)酵并提高復(fù)方中草藥中總黃酮的芽孢桿菌，被鑒定為貝萊斯芽孢桿菌，并優(yōu)化發(fā)酵條件，結(jié)果表明總黃酮含量較發(fā)酵前提高了68.99%。

發(fā)酵中藥的效果在多種養(yǎng)殖模式下得到印證。解旭東［44］以鱖魚(yú)餌料魚(yú)為媒介，通過(guò)投喂餌料魚(yú)發(fā)酵中藥的方式，應(yīng)用鱖魚(yú)養(yǎng)殖，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組的肝體比優(yōu)于對(duì)照組，且實(shí)驗(yàn)組肝臟顏色鮮紅，沒(méi)有出現(xiàn)肝臟病變，說(shuō)明發(fā)酵中藥可以通過(guò)餌料魚(yú)富集進(jìn)入鱖魚(yú)體內(nèi)，對(duì)肝臟起到保護(hù)作用。謝炎福［45］以四種菌發(fā)酵中草藥，探索發(fā)酵工藝，并測(cè)定不同比例中藥及發(fā)酵中藥對(duì)嗜水氣單胞菌引起的彭澤鯽出血病的防治效果，結(jié)果表明均有明顯的預(yù)防和治療效果，且發(fā)酵中藥效果優(yōu)于未發(fā)酵中藥。復(fù)方發(fā)酵中草藥在黑鯛［46］養(yǎng)殖中也表現(xiàn)出較好的效果，4‰的添加量可顯著提高黑鯛的特定生長(zhǎng)率和增重率，對(duì)免疫和抗氧化性也有提高。復(fù)方中藥材發(fā)酵制劑添加至飼料中用于大口黑鱸的養(yǎng)殖，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組免疫力，抗氧化能力均得到提高［47］。趙倩［48］以芽孢菌和酵母菌發(fā)酵中草藥投喂鯉魚(yú)幼魚(yú)，并用嗜水氣單胞菌進(jìn)行攻毒試驗(yàn)，結(jié)果表明添加發(fā)酵中草藥可顯著降低死亡率。

4 小結(jié)

發(fā)酵工藝在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也越來(lái)越得到大眾的認(rèn)可。以發(fā)酵豆粕、棉籽粕等植物性蛋白部分替代魚(yú)粉的研究是研究的主要方向，具有巨大的市場(chǎng)前景和價(jià)值，發(fā)酵全價(jià)飼料養(yǎng)殖效果明顯，但在工藝上存在一定差距。發(fā)酵復(fù)方中草藥用于替代抗生素類藥品，既可以達(dá)到預(yù)防治療的效果，也是符合“五大行動(dòng)”的重要舉措。經(jīng)過(guò)專家學(xué)者的大量研究，發(fā)酵工藝的不斷優(yōu)化，發(fā)酵這一古老技藝在水產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用更加廣泛。

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