水产养殖业已经告别了只要养出鱼虾蟹就可以卖钱、获利的时代。现在的水产消费市场要求养殖的鱼虾蟹“好看”（体色、体型接近野生种类，鳞片完整度好，体表黏液饱满）、“好吃”（风味好、滋味好，肌肉要有嚼劲和黏弹性，鱼片耐煮且有滋味，无土腥味、泥腥味、柴油味等异味）、“吃得营养”（鱼虾蟹的蛋白质与氨基酸、油脂与脂肪酸、矿物质营养等）、“吃得安全”（无药物残留、无有害物质残留），还要求养殖过程及运输转运过程中的“损耗”低（养殖过程发病死亡率低、运输过程的应激死亡率低）。水产动物养殖和水产品消费市场的变化是水产饲料质量发展的动力和方向。重点在于水产饲料既要保持养殖动物具有高的生长速度和高的饲料转化效率，更要维护好养殖动物的生理健康、维护好养殖水产品的食用质量。这些要求是引导水产饲料向低蛋白质含量，但同时具有饲料转化效率高、对养殖动物抗病和抗应激能力强、对养殖动物生理健康维护作用强、对养殖水产品消费质量维护作用强的动力和方向发展。在原有的饲料原料、饲料配方技术和饲料加工技术格局下很难满足现在对水产饲料质量的需求。工业化酶解技术、工业化发酵技术、工业化的过滤与膜分离技术、低温浓缩和低温干燥技术等在水产饲料原料领域的应用，既显著提高了蛋白质原料的蛋白质消化利用率和肽含量，同时最大限度地保留了热敏感和生物活性物质，重塑了这些新的饲料原料营养质量和功能质量，还开发出新的单细胞微生物蛋白质原料、高二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）含量的鱼油替代性原料（微生物单细胞油脂原料），以及依赖海洋生物来源的功能复配原料、依据水产动物氨基酸代谢调控为基础的鱼粉替代复配原料等的应用，可以显著降低水产饲料中鱼粉用量，或为开发无鱼粉的水产饲料提供了原料质量保障和技术发展方向。可以总结为新技术在重塑饲料原料质量，而这些新原料的使用在重塑水产饲料的营养质量和功能质量，将有力地推动水产饲料技术研究和水产饲料生产技术的健康可持续发展，为新时代水产养殖业健康发展和水产品消费市场的健康发展保驾护航。

随着经济发展，一些新技术（如工业化酶解技术、工业化过滤和膜分级分离技术、低温浓缩或低温干燥技术等）应用到饲料原料领域，一方面使原有饲料原料质量得到显著性的改善，赋予原料更高的消化利用率、更多的肽、更高的生物活性物质和更强的生理功能作用；另一方面，应用新技术（如微生物发酵技术），开发出一些新的蛋白质原料、油脂原料，增加了水产饲料原料的来源，也在改变原有饲料原料资源格局。
 

1.1　蛋白质原料的工业化酶解技术
 

工业化酶解是指利用酶解作用原理，选择适宜的酶解底物为原料，能够达到一定的生产规模，且连续性的流程化生产酶解产物的技术。例如，年产量达到4万吨酶解产品的规模，则需要有120 t/d以上的酶解产品的生产规模。
 

蛋白质原料酶解产品是以蛋白质、肽、氨基酸和生物活性物质的营养价值和功能价值为目标，一般是对标超级蒸汽鱼粉，以替代鱼粉或显著降低鱼粉用量，并实现无鱼粉、低鱼粉饲料的养殖效果，同时改善养殖动物生理健康和食用质量。尤其是如何降低水产饲料粗蛋白含量、提高饲料蛋白质有效性、功能性方面的作用效果较为显著。
 

1.1.1　酶的来源与选择
 

用于酶解蛋白质原料的酶主要为蛋白质水解酶，其来源包括微生物发酵产生的胞外酶,如碱性蛋白酶、酸性蛋白酶以及来源于植物提取的酶如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。工业化酶解技术则是基于底物物质组成和结构特征进行酶种类的选择。对于植物性原料、酵母等原料有细胞壁，需要果胶水解酶、β-糖苷键水解酶；谷物原料中的醇溶蛋白质含量高，需以谷氨酰胺、亮氨酸、脯氨酸和丙氨酸等为水解位点的蛋白酶；含胶原蛋白较多的动物性原料如鸡架、鱼排、鱼皮等则需要胶原蛋白酶、碱性蛋白酶。例如，畜禽副产物（如油渣、皮渣、骨）含有较多胶原蛋白，需用胶原蛋白酶、角蛋白酶对Gly-Pro肽键进行水解；毛发粉（角蛋白类）等含有较多二硫键，可使用能够水解二硫键的酶或含有甘氨酸水解位点的酶（如木瓜蛋白酶）。
 

1.1.2　生产规模与流程
 

生产规模和工艺流程的系统化是将酶解原理成功转化为实际酶解生产技术的关键所在。在生产规模上，反应釜通常为5~10 t/罐，需组合班产50~100 t规模，以满足工业化大规模生产的需求。酶解容器与过程控制方面，多数采用液态酶解技术，酶解液水分为80%~85%（脂肪<10%），温度精准控制在50~55 ℃，pH酸性或中性，酶解时间3~4 h。生产流程大致为原料（鱼溶浆、鱼、虾、鱼排、鸡架、鸭架、鸡肝、猪肺、猪肠黏膜、皮、黑水虻、大豆或豆粕等）多级研磨、过60目筛→酶解3~4 h→减压浓缩至水分50%→95 ℃灭酶、灭菌→冷却至室温后分装（吨桶）→常温保存待售。
 

1.1.3　产品形态是酶解浆优于酶解粉，以酶解浆产品为主
 

酶解后的产品可以是烘干后的粉状产品，也可以是经过浓缩后的液态产品（水分含量50%），目前更多的是液态产品，这也是酶解产品最优化的产品形态，称之为“酶解浆”。主要原因包括：①对酶解鱼溶浆、酶解鱼浆、酶解鸡浆、啤酒酵母酶解浆等的养殖试验结果表明，与同种酶解液经过喷雾干燥、或其他干燥方式的粉状产品比较，酶解浆的养殖效果显著优于酶解粉的结果。②水分含量50%的酶解浆与水分含量小于10%的酶解粉比较，有超过40%水分含量的差异，而如果由酶解浆烘干为酶解粉，这40%左右水分蒸发所需要的成本费用大致在800~1 200元/t。另一方面，水产饲料在调质、制粒的时候还需要加入5%~15%的水（硬颗粒饲料、虾蟹饲料和膨化饲料在调质过程中物料总水分含量为15%~30%），因此使用酶解浆成本更低、效果更显著。③酶解后原料的水分含量一般在80%~90%，如果烘干为粉状产品需要蒸发大量的水分，无论是喷雾干燥还是其他干燥方式，消耗的能源成本较大，更重要的是均需要较高的温度，一方面导致热敏感物质如维生素、功能肽的热破坏性损失，以及一些低挥发点物质的挥发性损失；另一方面也会导致一些有害、有毒物质的产生，如美拉德反应对游离氨基酸的损失、组胺与游离赖氨酸反应生产肌胃糜烂素、不饱和脂肪酸的氧化分解等，而这些有害物质则留存在酶解的粉状产品中。
 

1.1.4　酶解过程重塑了原料的质量，尤其是功能性质量
 

酶解的原料基本都是蛋白质原料(如鱼、虾、鸡架、鸡肝、黑水虻、猪肺等)，为什么还要酶解呢？酶解后的原料有哪些优势？
 

酶的作用是对大分子物质的水解，产生小分子物质，其结果是原料的质量状态发生显著改变，这些主要包括：①对植物、真菌(如酵母)原料,细胞壁是阻碍细胞内成分释放的主要障碍，即使在动物消化道内细胞壁也很难全部被破坏。经过体外酶解后，细胞壁被破坏，使细胞内组成成分大量释放出来，其结果是既可以显著增加动物对其消化率、利用率，又能增加一些生物活性物质，尤其是小分子物质的释放。②对大分子蛋白质、大分子糖、糖脂结合物质、大分子杂合物等的酶水解作用，可以显著释放出小分子营养物质、小分子功能物质、游离状态的功能性物质等，结果是酶解产品中功能性物质也显著增加（也会有部分有害物质释放为游离状态），其质量状态发生显著性改变，这样的结果就是将一类普通的蛋白质原料，经过酶解后转变为营养作用更强、生理功能更强的功能性饲料原料。③酶解浆等原料在水产饲料中的质量表现主要体现在3个方面：第一，诱食性显著增加，尤其是一些动物性原料、海洋性生物原料的诱食活性显著增强；第二，肽、小肽、游离氨基酸含量比例显著增加，原料的可消化利用率显著增加，肽和氨基酸的有效性显著增加，其结果是原料的营养作用更强大；第三，对肠道健康、肝胰脏健康和鱼虾蟹生理健康的功能性作用显著增加，主要依赖于抗氧化物质、免疫增强作用物质的功能发挥，酵母类产品在这方面的效果更为显著。
 

1.1.5　酶解产品的质量评价
 

酶解产品质量评价包括理化指标的评价和养殖效果的生物评价两个主要维度。关于理化指标包括：①化学指标，核心指标是动物性酶解产品的酸溶蛋白质（肽）/粗蛋白比例≥75%，而没有酶解的鱼溶浆、鱼浆等<30%的这个指标；植物性原料酶解后这个值≥25%，没有酶解的产品则<10%（酸溶蛋白含量测定方法参考“NY/T 3801—2020饲料原料中酸溶蛋白的测定 凯氏定氮法和氨基酸分析法”）。酶解产品中显著的质量特征是肽含量高，既实现了蛋白质的高消化利用率，又具有高含量的肽，在饲料中使用可以显著提高饲料中肽含量（肽含量测定方法参考GB/T 22729—2008海洋鱼低聚肽粉测定），而饲料中的肽具有较为显著的营养作用和生理功能性作用。②酶解原料种类特征性指标则依据不同原料，可以用一些功能物质含量，如酵母产品需要有破壁率、甘露聚糖的指标；对于抗氧化功能和抗菌抑菌功能则可以测定酶解产品的自由基清除率、抑菌和抗菌效果（功能肽活性的测定方法可参考GB/T 38790.1—2020 生物活性肽功效评价第1部分总则、GB/T 39100—2020 多肽抗氧化性测定DPPH和ABTS法、GB/T 39101—2020 多肽抗菌性测定抑菌圈法）。③水分含量一般在50%左右，水分含量控制的目标一是酶解浆流动性的要求；二是对于酶解浆防腐、防止变质（蛋白质腐败、油脂氧化）的需求，最好是水分含量低于50%、同时能够满足流动性和防腐败的要求。④物理指标，主要为感官性指标，核心指标是流动性，水产饲料生产过程中一般是在第2次混合机中采用压力泵喷涂添加的方式，因此对于流动性好的酶解产品可以直接喷入添加。色泽和风味（气味和口味）等则依据不同原料和产品有差异性，要求具备该类原料应有的风味。
 

酶解产品重要的生物评价则是通过养殖试验进行评价，依据目前不同酶解产品在不同养殖种类的鱼虾蟹中的养殖评价结果，主要表现为：①酶解与同类未酶解产品比较，酶解产品对养殖动物的生长速度、饲料效率显著高于未酶解产品18%以上，这也正是酶解产品得以推广应用的重要依据。②诱食性效果则是酶解产品显著优于未酶解同类产品。③对维护养殖动物胃肠道健康、肝胰脏健康，以及鱼虾蟹整体生理健康的作用较为显著，且显著优于未酶解产品，这是酶解作用重塑原料功能质量的重要体现。④酶解产品中游离氨基酸、游离核苷或核苷酸含量较高，通过饲料途径在养殖动物肌肉中沉积率增加，同时对肌肉纤维类型、分布状态，肌肉中脂肪沉积率、沉积部位等有改变，其结果是肌肉的风味，尤其是肌肉的滋味和质构有显著的改善效果，这方面以酵母酶解产品的效果更为显著。
 

1.1.6　酶解原料的典型案例
 

总结现阶段，目前已经达到较大的生产规模，且使用效果显著的酶解产品，主要包括以下类型：①以整鱼或鱼排，以及鱼粉虾粉生产过程中的鱼溶浆、虾溶浆为原料，经过工业化酶解生产的酶解浆，包括酶解鱼溶浆、酶解虾溶浆、酶解鱼浆、酶解虾浆、酶解鮟鱇鱼浆、酶解带鱼浆、酶解金枪鱼浆、酶解乌贼浆等。②陆生动物副产物酶解浆，如酶解鸡架浆、酶解鸭架浆、酶解猪（羊）肠黏膜浆、酶解猪肺浆、酶解鸡肝浆等。③植物酶解浆（肽），如酶解大豆肽、酶解玉米蛋白肽、酶解大米蛋白肽等。④啤酒酵母酶解浆，是以啤酒酵母泥为原料，经过酶解得到的酶解浆，与酵母膏相比使用更为方便，与酵母粉比较，则功能性更强、营养作用更强。⑤昆虫酶解浆，目前主要还是以黑水虻幼虫为原料，经过酶解后得到黑水虻酶解浆，这也是黑水虻饲料化利用的主要形态，避免了黑水虻虫干的油脂氧化问题，同时因为肽含量高、月桂酸含量高，其作用效果更为显著。黑水虻酶解浆目前的生产规模不大，主要受到黑水虻幼虫来源的制约。
 

1.2　工业化发酵生产技术生产新型单细胞微生物蛋白质原料
 

发酵技术是最为古老的、可以依赖以菌种为基础，实现工业化、规模化生产菌体及其发酵产物的生产技术，尤其是可以利用无机氮源、无机碳源为原料生产新型蛋白质原料，实现了从无机到有机、从无到有的工业化生产规模。单细胞微生物蛋白质原料的典型特征是蛋白质含量较高，多数原料的粗蛋白含量为55%（干基），部分达到70%以上，且菌体颗粒直径一般小于50 μm，同时含有丰富的微生物次级代谢产物如维生素、有机酸、醇、酯等。目前较为典型的案例包括乙醇梭菌蛋白、荚膜菌体蛋白、酵母蛋白等。
 

1.2.1　乙醇梭菌蛋白
 

用乙醇梭菌作为发酵菌种，利用含有一氧化碳（CO）的工业尾气和氨水为主要原料进行液态厌氧发酵、离心分离浓缩、喷雾干燥，生产的一种新型单细胞蛋白产品，其粗蛋白含量达80%以上（干基），18种氨基酸占粗蛋白比例达94%，为单纯蛋白质类型。如，利用钢厂尾气中CO作为碳源、用氨水为氮源，采用工业化厌氧发酵技术生产工业用乙醇，而发酵液中的菌体经过分离、干燥得到乙醇梭菌菌体蛋白质。
 

1.2.2　荚膜甲基球菌蛋白
 

以荚膜甲基球菌为主要发酵菌种，以甲烷气体为碳源，以氨水为氮源，再补充其他矿物质元素，通过有氧发酵、离心、高温灭活、干燥等工艺制得的单细胞蛋白原料。荚膜甲基球菌蛋白的粗蛋白含量65%~70%。此外，其还含有核苷酸、小肽、细菌细胞壁等特殊功能性的成分，能够满足养殖动物的营养需求。
 

1.2.3　酵母菌蛋白
 

酵母菌的完全培养则是以糖蜜为碳源、氨水等为氮源，通过工业化发酵技术生产单纯的酵母菌，以酵母菌作为蛋白质原料，或以酵母菌为原料破壁后得到酵母细胞壁、酵母水提物（或浸膏）的酵母原料。酵母菌作为单细胞蛋白质原料其粗蛋白含量一般大于50%，主要是酵母组成物质的免疫增强作用、肠道健康的维护作用、对动物的诱食作用较为显著，是目前维护肠道健康、维护免疫增强作用等生理功能较为强大的原料，一般作为功能性添加剂在水产饲料中使用，而利用啤酒酵母资源生产啤酒酵母酶解浆或粉，因其资源规模量大、生产成本较低，可以作为功能性饲料原料在水产饲料中使用。
 

1.2.4　啤酒酵母的资源优势与开发潜力
 

啤酒酵母最大的优势在于啤酒酵母是啤酒生产的一类副产物即酵母泥，具有新鲜度好、安全性高、营养丰富等优点，生产1 t啤酒可以得到1.0~1.5 kg干酵母，是一种极为重要的单细胞微生物蛋白质资源，可以作为一类功能性饲料原料,而不是作为添加剂进行开发和利用。其常规营养物质含量（干基）：蛋白质45%~60%、碳水化合物30%~35%、脂肪1.5%等。此外，还含多种B族维生素0.7%、核酸与核苷酸5%~8%，以及矿物质、几丁质等。另外，啤酒酵母可以经过酶解后生产啤酒酵母酶解浆，作为一类饲料原料则是成本更低，酶解后功能物质释放量更大、使用效果更为显著，酵母酶解浆与酵母膏比较，使用更为方便。通过工业化酶解，可充分发挥啤酒酵母的资源优势，开发出具有高附加值的酵母产品，为水产饲料行业的发展提供新的动力。
 

酵母是真菌类微生物，具有细胞壁，破壁后的酵母产品具有更为显著的功能性作用。啤酒酵母经过工业化酶解后，细胞壁破坏，其中的营养物质释放量更高，β-葡聚糖、β-甘露聚糖、肽和氨基酸等有效物质含量显著增加。酵母酶解浆的主要营养和功能性作用表现为：①营养价值及其消化吸收率更好，酶解浆干基蛋白质含量超过50%，酶解后蛋白质、肽、氨基酸的利用率更高。②肠道健康维护功能性非常强，包括对肠道微生物微生态平衡的调节作用和酵母水溶物对肠道黏膜细胞分化、增殖直接的促进作用。可以显著提高肠道黏膜细胞的分化和增殖速度，促进肠道微绒毛的生长发育，表现为肠道黏膜微绒毛的密度、长度显著增加，可以有效维护鱼虾蟹肠道黏膜屏障结构完整性和功能完整性，对损伤的肠道黏膜能够进行有效修复。同时，还能维护肠道菌群平衡、增强诱食活性、改善肌肉风味与质构、增强免疫防御能力等。③免疫刺激作用显著，如β-1,3葡聚糖、β-甘露聚糖等具有免疫活性调节作用，能够增强水产动物的免疫力；甘露聚糖参与免疫细胞识别和体液免疫，有助于维持机体的免疫平衡。④对水产动物的诱食性显著，酵母主要通过游离核苷酸、核苷（鸡精的主要原料）、游离氨基酸（味精的主要原料）、酵母风味物质等对水产动物产生诱食活性。
 

1.3　微生物工业化发酵技术生产单细胞微生物油脂原料
 

普遍存在于全球沿海海洋生态系统中的裂殖壶菌（Schizochytrium sp.）又称之为裂殖壶藻，是一类异养单细胞海洋真核生物，隶属于网黏菌纲（Labyrinthulomycetes）、破囊壶菌目（Thraustochytriales）、破囊壶菌科（Thraustochytriaceae）。裂殖壶菌是一种产油微生物，菌体干重的油脂含量达到60%，其中DHA含量达到近40%，可以作为紧缺的鱼油替代原料，更是重要的DHA来源的原料。传统的DHA来源主要是海洋鱼油，沙丁鱼、金枪鱼等含有较高的脂肪组织，也是鱼油的主要来源。裂殖壶菌在有机碳源、氮源条件下，进行规模化工业发酵生产高生物量的裂殖壶菌，以菌体中油脂为生产目标，提取其油脂得到单细胞微生物油脂，为鱼油替代原料，尤其是DHA原料来源开辟了新的资源。通过工业化培养裂殖壶藻来获取DHA裂殖壶藻油，不仅能够满足水产饲料对高品质脂肪酸的需求，还具有可持续性和环保性的优势。藻油中除了DHA外，还含有其他不饱和脂肪酸、虾青素、EPA、多糖、活性肽、角鲨烯以及维生素和矿物质等营养成分。DHA对于鱼类的生长发育、亲鱼的繁殖具有不可或缺的作用，同时在鱼类的免疫功能调节方面发挥着重要作用，能够增强鱼类的免疫力，提高其对病原体的抵抗力。
 

1.4　工业化过滤和膜分离技术实现了酶解产物的除杂、分级分离、纯化、脱盐
 

酶解或液体发酵产物需要通过离心、板框压滤等方式除去较大的颗粒物、杂质，之后再利用过滤膜实现对产物依据颗粒或分子质量大小的分级、分离、纯化，也可以脱盐、脱去部分霉菌毒素、脱去部分重金属等有害物质。膜分离是利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。在工业上，按照截留和通过的颗粒的大小，膜分离技术一般可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等类型，其主要类型和膜孔径大小见表1。

以啤酒工厂的啤酒酵母泥为原料，先采用板框压滤去除大量的原浆啤酒液，得到含水量55%~60%的酵母压榨物。压榨物再经过酶解破坏酵母细胞壁得到酶解液，采用减压浓缩技术将水分浓缩至50%左右即为啤酒酵母酶解浆，再经过烘干即可得到相应的粉状产品。另一类生产方式是啤酒酵母酶解液采用陶瓷膜、或微滤膜过滤得到滤渣即为酵母细胞壁，经过干燥得到粉状的啤酒酵母细胞壁粉；滤液减压浓缩即得到酵母水提物酶解浆，干燥后即为酵母水解物粉。
 

以玉米浸泡水为原料，经过陶瓷膜过滤去除颗粒悬浮物、大分子多糖和部分霉菌毒素，滤液经过树脂将植酸吸附后再去磷酸化，可以分别得到磷酸二氢钾和肌醇产品；流经树脂后的液体含有较多的蛋白肽、有机酸（乳酸为主），经过纳滤膜过滤，滤液为分子量小于200 u的游离氨基酸、有机酸、霉菌毒素混合物，因为含有较多的乳酸,其pH为3.5左右，可以作为有机酸肥料；而经过纳滤膜过滤后的截留物则主要为分子质量为200~1 000 u的玉米水溶性蛋白肽，再经过三效减压浓缩至水分含量50%,即可得到玉米肽浆，其干物质中粗蛋白含量大于55%，还有部分小分子的糖等成分，成为一类以水溶性玉米蛋白质肽为主的蛋白质肽类原料。
 

多元海味素的配料为酶解鱿鱼浆、海洋鱼蛋白肽、海藻多糖、海洋藻类。其中，鱿鱼膏依然是最好的诱食剂，但因为鱿鱼膏的重金属，尤其是镉（Cd）含量超过饲料卫生标准而不能直接使用。以鱿鱼内脏为原料，经过酶解为水分含量80%以上的液态状物料，先经过微滤膜去除大颗粒悬浮物等，再经过反渗透工艺去大部分的重金属和盐分；海洋鱼蛋白肽则是按照酶解鱼溶浆工艺生产，之后通过超滤膜去除大分子蛋白质、悬浮物等，得到较为纯净的鱼蛋白肽；海藻多糖则是以海藻为原料，水解得到水溶性海藻多糖液态物料。上述3类经过加工、分离、纯化的浆状原料再以海藻为载体，采用桨叶干燥+闪蒸干燥的工艺，在物料温度低于80 ℃、持续时间25~30 min进行低温干燥即得到粉状的多元海味素产品。多元海味素含有海洋动物、海藻中的“未知生长因子”、海洋生物优良的诱食性物质，为低鱼粉水产饲料或无鱼粉饲料有效补充来自源海洋生物的“必需生物活性物质”“未知生长因子”、海洋生物诱食活性物质等成分提供了有效保障。
 

1.5　基于蛋白质代谢氨基酸调控信号复配的鱼粉替代蛋白质原料
 

水产动物蛋白质合成代谢受到氨基酸的调控，以酶解蛋白质（肽）和发酵蛋白质，以及单体氨基酸等为原料，依赖蛋白质合成代谢过程的氨基酸调控信号途径，可以设计一类对标超级蒸汽鱼粉的复合蛋白质原料。这类产品是基础研究转化为实际应用并取得显著效果的典型案例，是值得深入研究和技术推广的重要领域。

水产饲料质量最为基本的评价是对养殖动物的生长速度、饲料转化效率和养殖动物的生产效率（单位面积、单位时间内的养殖动物增殖数量），即在适宜的生长环境下，通过摄食饲料满足养殖动物生存、生长、繁殖和动物生产对营养素种类、数量和营养素平衡性的需求，保障养殖动物生理健康，最终以最低饲料消耗获得最大化的动物生长速度和动物生产结果。养殖业的目的是为人类提供好看、好吃、吃得健康、吃得安全的动物产品。
 

2.1　新原料重塑水产饲料配方技术
 

2.1.1　以可消化蛋白质含量和肽含量重塑饲料蛋白质质量
 

长期以来，我们以饲料粗蛋白含量和氨基酸平衡性为依据设计水产饲料粗蛋白质量和含量，但仅仅是以原料粗蛋白和氨基酸的化学测定值为依据的配方计算结果。当鱼粉价格高时就会采用植物蛋白质原料、高蛋白质含量但低消化率的原料来提高饲料粗蛋白含量，甚至是以牺牲粗蛋白数量来满足水产蛋白质质量，这必然会造成较多的粗蛋白浪费，同时也显著增加了通过鱼虾蟹粪便、排泄途径对养殖水环境中氮、磷的输入量，对水域环境造成严重的富营养化。市场竞争方式之一也是以饲料粗蛋白含量作为饲料价格竞争的依据，其结果导致水产饲料粗蛋白含量越来越高、但饲料的养殖效果不一定好，这种发展方式弊端较多，可能把行业发展方向引入歧途。
 

酶解的新原料、发酵生产的单细胞微生物蛋白质原料，其特征就是蛋白质消化率显著提高，且肽含量高，即酸溶蛋白/粗蛋白的比例≥75%，这为饲料中以可消化蛋白质、肽含量设计水产饲料蛋白质质量提供了原料质量保障。因此，在饲料配方设计之时，以饲料可消化蛋白质、肽含量作为依据，满足养殖动物对可消化蛋白质、肽和氨基酸的需求，可以显著降低饲料粗蛋白含量，并具有更好的养殖效果。在具体配方计算时，可以依据原料中蛋白质消化率计算得到饲料中可消化蛋白质含量。同样的方法，依据原料中肽含量计算得到饲料中肽含量。同时，饲料经过加工后得到成品饲料，也可以测定成品饲料中可消化蛋白质含量和肽含量，并力争在饲料标准、饲料标签中标识其产品的可消化蛋白质含量和肽含量。这是水产饲料质量和配方技术应有的、科学的可持续发展方向。
 

值得关注的是饲料肽的营养作用和功能性作用。在人的营养和食品领域，对肽的研究较多，肽含量高的食品通常作为功能性保健食品。以动物蛋白质原料、植物蛋白质原料和微生物蛋白质原料经过酶解的原料，尤其是经过工业化过滤和膜分解分离的酶解原料，其中的肽分子量<10 000 u，甚至部分酶解产品的肽分子量小于<1 000 u。一方面肽的消化利用率很高；另一方面是抗氧化肽、抗菌肽，以及对生理代谢具有调控作用的功能性肽的生理作用更强。饲料肽的营养作用和生理功能作用也是值得深入研究的营养学课题，如果依赖这些新原料，强化水产饲料中肽种类、肽含量作为饲料质量核心内容，将引导水产饲料的高质量发展模式和发展方向。
 

2.1.2　新原料可推动低鱼粉、无鱼粉水产饲料技术和产品的快速发展
 

全球500万吨鱼粉的一半在中国饲料中使用，而中国使用的鱼粉85%以上、超过200万吨的鱼粉在水产饲料中使用，其结果就是水产饲料质量和生产成本受到鱼粉市场价格严重制约。酶解原料、发酵微生物原料、海藻原料等提供了高消化率、高肽含量的优质原料，海洋生物来源的单一酶解原料或复配酶解原料（如多元海味素）不仅仅提供了高比例的可消化蛋白质、肽，同时提供来自海洋生物的“未知生长因子”。另外，裂殖壶菌（藻）及其油脂也提供了高含量的DHA、EPA等高不饱和脂肪酸。因此，在水产饲料配方设计时，可消化蛋白质、肽和氨基酸的数量和平衡性得到有效的保障，海洋生物来源的“未知生长因子”得到有效保障，海洋生物来源的高不饱和脂肪酸（替代鱼油）也得到有效保障。其结果是可以显著降低鱼粉的使用量，或设计无鱼粉饲料有了技术保障，这类产品具有很好的发展前景。
 

2.1.3　新原料为饲料加工质量提供了有效保障
 

水产动物对碳水化合物的利用效率显著低于陆生动物的需求，尤其是肉食性水产动物需要更低的碳水化合物，主要是因为水产动物生活在水域环境中，其天然食物中碳水化合来源有限，长期适应的结果是水产动物对糖的耐受能力较差。水产饲料中使用淀粉类原料的目的主要是满足饲料颗粒制粒的要求。发酵生产的单细胞蛋白质原料、海藻类原料、酶解的酵母类产品等原料中，原料的粒度非常小，单细胞蛋白质原料的颗粒直径一般< 50 μm，而常规的饲料原料粉碎通过80目筛的颗粒直径为178 μm，在饲料调质和制粒过程中，这类原料显示出很好的吸水性和黏结性；藻类中的果胶、褐藻胶、微生物的细胞壁等也具有良好的吸水膨胀、黏结性能。同时，酶解浆类原料中水分含量在50%左右，这类酶解浆中的水分含量高但是水分活度很低，多数是以结合水形式存在，使用这些酶解浆的时候，可以显著增加饲料原料、饲料淀粉的调质效果和制粒效果。因此，这些新原料的使用，可以显著改善水产饲料的调质和制粒效果，保障水产饲料颗粒的质量水平，并显著降低饲料中淀粉的使用量。在肉食性水产动物饲料可以生产低淀粉膨化颗粒饲料，从而显著避免饲料高淀粉含量带来的对水产动物，尤其是肉食性水产动物生理代谢的副作用，这也是水产饲料技术发展的重要方向之一。
 

2.1.4　微生物油脂原料为鱼油的替代技术提供了有效保障
 

鱼粉的替代和减量化使用是水产饲料技术研究永恒的主题，而鱼油的替代产品和技术研究也是重要的课题。鱼粉资源紧缺，鱼油资源同样紧缺。鱼油的显著特征是高含量的EPA和DHA，鱼油的“双A”占总脂肪酸的比例要求≥18%（GB/T 19164—2021 饲料原料 鱼粉）。工业发酵培养的裂壶菌（藻）干重中的油脂含量达到60%、其中DHA含量接近40%，即其中DHA含量超过鱼油中“双A”的含量，因此，成为鱼油的高价值替代品。目前工业发酵生产的裂壶菌油脂（单细胞微生物油脂）成本高于鱼油的价格，如果创新思路，工业化发酵生产的裂壶菌不再利用提取油脂得到单细胞微生物油脂，而是直接破壁后浓缩为裂壶菌（藻）酶解浆，水分含量保持50%的条件下，其中含油脂30%、含DHA超过15%，其生产成本可以显著下降。酶解浆中油脂的抗氧化稳定性要显著优于鱼油。如果这类高含油裂殖壶菌（藻）的酶解浆用于水产饲料，可以成为鱼油原料的有效替代品，既可以保障饲料油脂质量，也为水产饲料低鱼粉、无鱼粉饲料的开发提供了有效的油脂原料保障。
 

2.2　新原料的使用可重塑水产饲料功能质量
 

2.2.1　重塑水产饲料营养质量，提高饲料生产效率
 

饲料质量的核心评价指标是饲料对养殖动物的生长速度、单位面积养殖增长率、饲料转化效率和养殖动物增殖消耗的饲料成本，包括养殖动物的增重率（增重量/动物起始重量）、饲料系数（增重量/消耗的饲料量）、单位增重量消耗的饲料成本（增重量/消耗的饲料金额）等指标。这是养殖业对饲料质量评价的最为基本的评价指标。新原料在水产饲料中的应用，以可消化蛋白质和肽作为质量保障的依据，保障了饲料蛋白质的营养作用，同时增加了饲料的诱食性和健康维护功能作用，则可以显著提升饲料的养殖效果。
 

对于单纯的商业饲料，只要养殖出鱼虾蟹即可销售的发展阶段，按照上述评价要求是可以的。但当关注到养殖过程中的发病率和死亡率、养殖的鱼虾蟹运输过程的死亡率和应激反应的时候，则需要考虑饲料质量对养殖鱼虾蟹生理健康的影响。
 

2.2.2　重塑水产饲料功能质量，维护养殖动物生理健康
 

养殖的动物生理健康是保障其正常生产性能获得的生理学基础，更为重要的是直接影响到养殖动物的抗病能力和抗应激能力，重要的标志性指标则是养殖过程中的发病率、发病死亡率，即养殖过程、运输过程中的“动物损耗”。如前所述，应用新技术开发的酶解原料、微生物发酵原料等，其显著特征就是原料的生理活性物质得到最大限度的释放，并在酶解浆类产品中得到最大限度的保留。这些原料在水产饲料中的使用，其显著效果就是对鱼虾蟹胃肠道黏膜结构与功能完整性、对肝胰脏健康和鱼虾蟹整体生理健康的维护作用。
 

饲料途径维护养殖动物生理健康的底层生理基础是动物抗氧化损伤的生理基础和免疫防御的生理基础。从生命起源与进化的视角分析，生命起源的环境是有氧元素存在、但是没有氧气的生活环境，原始生命的代谢是在无氧的环境中以无氧代谢为基础的生理代谢过程。当地球生态系统中有氧气出现后，生命体才出现有氧代谢和氧化环境。在现代细胞环境中，依然保留了细胞内环境的还原性生理环境，即保留了生命进化过程的历史“痕迹”。在有氧代谢成为主要生理代谢方式的情况下，由过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶、维生素E、维生素C、多酚类物质等抗氧化酶系、抗氧化代谢反应系统等细胞生理机制维护细胞内的还原性环境。
 

在有氧环境和有氧代谢生理环境下，氧化损伤的主要物质基础是活性氧，活性氧包括了超氧自由基（O2-•）、羟基自由基（•OH）、烷氧自由基（RO•）、过氧自由基（ROO•）和一氧化氮自由基（NO•）。氧化损伤的物质也包括非自由基，如H2O2、次氯酸（HOCl）和单线态氧（1O2）等。活性氧等氧化损伤物质主要在线粒体的有氧代谢过程中，以及在免疫防御细胞的代谢过程的体内环境中产生，氧化损伤就是在活性氧生产与活性氧清除机制失衡后发生的，例如H2O2（由过氧化氢酶分解）、O2-•（可以由超氧化物歧化酶分解）和谷胱甘肽转移酶等也是抗氧化损伤体系的主要成员。当活性氧生产过多、体内清除这些活性氧物质的能力不足时，活性氧不能及时地、有效地被清除的时候，会对细胞和器官组织产生氧化性的损伤，进而影响到水产动物的生理健康。
 

饲料途径的抗氧化损伤作用，实质是饲料物质对动物体内抗氧化的维护和增强作用，一方面依赖于饲料来源的抗氧化物质（如植物多酚、色素、功能肽、维生素E等）直接被养殖动物吸收，并转运到机体体液环境中、细胞内尤其是线粒体位置，与体内的抗氧化系统共同维护体内、细胞内的活性氧动态平衡；另一方面，依赖饲料中免疫刺激代谢物增强机体免疫防御生理机制，控制活性氧的产生或清除活性氧，维护活性氧的动态平衡。抗氧化作用包括了对活性氧等氧化损伤物质的直接性中和反应、代偿性消耗活性氧、分解活性氧物质等作用方式。水产动物的免疫防御主要依赖于细胞免疫作用、非特异免疫和皮肤、鳞片、体表黏液等的防御作用。饲料途径的免疫防疫作用主要依赖于饲料中的多糖、多酚、酮类等物质，如酵母类的微生物组成物质、海洋藻类、天然植物等的有效成分。这些成分进入动物体内，刺激免疫细胞的分化、增殖，刺激非特异免疫物质的产生等途径发挥作用。在工业化酶解生产的新原料、发酵生产的微生物及其含有次级代谢产生的新原料中，可以显著增加具有抗氧化作用、免疫增强作用的生物活性物质的释放量，并产生一些新的功能肽等生物活性物质，增加维护养殖动物生理健康和免疫增强作用等方式，具有显著的优势，也为水产饲料功能质量提供了有效的功能性饲料原料保障。
 

养殖动物的抗氧化、免疫防御能力如何评价？养殖动物的生理健康如何评价？这是一个还有待研究和发展的课题，从技术角度分析，包括动物生理代谢的评价和养殖过程中的生产性评价两个维度。饲料物质的抗氧化能力可以通过对活性氧、自由基的清除能力进行体外的定量评价，免疫力也可以进行体外的细胞评价，但体内生理性评价较为困难，主要还是通过胃肠道黏膜结构与功能完整性即胃肠道健康，对肝胰脏健康等进行评价。对养殖动物生理健康的生产性评价，可以通过在急性逆境条件（如冷水刺激、缺氧环境、高温环境等）下的应激表现如出血等应激反应进行评价，采用细菌或病毒进行攻毒试验是较为合适的评价方法，或者进行缺氧应激反应进行评价也是有效的方法。在实际养殖过程中，则主要表现为养殖动物的发病率、发病死亡率等养殖过程中的“损耗”进行评判。
 

关注养殖动物的生理健康，尤其饲料对养殖动物生理健康的影响，主要包括以下情况：当养殖生产中，需要关注到最终的综合养殖生产成本、综合的养殖饲料成本的时候，即需要关注到养殖动物在养殖过程中的发病率和死亡率、养殖过程中用药成本的时候；当养殖业主是既养鱼又要卖鱼的时候，就需要关注到捕鱼、运鱼和卖鱼过程中的应激反应和死亡率；当关注到养殖动物产品食用安全时，就需要关注到养殖过程中用药种类和数量，而动物生理健康状态下可以减少用药。
 

2.2.3　发展改善养殖动物产品食用质量的水产功能饲料
 

水产动物食用质量包括风味质量（如土腥味）、滋味（如鲜味、汁液味道与丰富程度）和肌肉咀嚼感（对肌纤维的感知、黏弹性的感知等）等主要内容。饲料中的油脂、脂肪酸种类和含量、肌肉中游离氨基酸和游离核苷等对肌肉的风味、滋味、肌肉质构有直接性的影响。养殖过程水体中的蓝藻、放线菌等的产物对土腥味等也有直接性的影响。所以关注养殖动物的食用质量时要特别注意既养鱼又要吃鱼、养殖动物的销售客户是餐饮连锁供应链、养殖动物的销售客户是加工厂以及需要做品牌水产品等情况。
 

酶解浆类新原料、发酵微生物单细胞蛋白质原料，尤其是酵母类酶解浆原料中含有高含量的核苷酸、核苷和游离氨基酸，这些物质在肌肉中沉积则可以显著增加肌肉游离核苷、游离核苷酸和游离氨基酸的含量，可以增加肌肉的鲜味、风味和滋味。从已有的试验结果看，这方面的效果也是很显著的，这为通过饲料途径改善养殖的鱼虾蟹食用质量提供了发展前景，值得深入系统地研究。
 

2.4　酶解浆、发酵饲料原料的使用方法
 

酶解浆和发酵饲料中主要是水分含量较高，在水产饲料中使用方法需要特别关注。发酵的饲料原料含水量在38%左右，酶解浆类原料的含水量在50%左右，这些原料在水产饲料中如何使用？在饲料制造过程中，可以在以下4个环节中添加这类新原料。
 

①预混合后在第1次混合机中添加。对于一些流动性差的发酵原料和膏状原料，如发酵豆粕、发酵菜粕、乌贼膏、酵母膏、黑水虻发酵膏等，需要预先与豆粕或菜粕进行混合，之后在第1次混合机中添加。由于在第1次混合机中添加后，所有的饲料原料均需要进入第2次粉碎，尤其是肉食性鱼类饲料、虾蟹饲料第2次粉碎是超超微粉碎，原料中过高的水分含量、过高的油脂含量会影响到超微粉碎机的粉碎和筛分效率，所以需要控制干含水量原料添加的数量，一般只能添加2%~3%。
 

②在第2次混合机中添加。水产饲料经过第1次混合、第2次粉碎后，所有的原料还要进行第2次混合机的混合过程，第2次混合后饲料就进入待制粒仓等待调质和制粒。添加剂、小量的原料、不需要粉碎的原料，如面粉、单细胞蛋白质原料、血球粉等均在第2次混合机中添加。此时，也是酶解浆类原料如酶解鱼浆、酶解虾浆、酶解鸡浆、酶解酵母浆、酶解黑水虻浆、玉米肽等的添加环节。要求这类酶解浆具有较好的流动性，可以通过压力泵以喷涂方式在第2次混合机添加，添加量可以达到4%~12%，依据水产饲料类型其添加量有差异。硬颗粒饲料在调制器中的总水分含量为15%~16%，经过粉碎后原料中的水分含量一般小于10%，调质加温的蒸汽带入的水分为3%~4%，因此，硬颗粒饲料允许酶解浆类原料带入的水分仅仅2%~3%,即含水量50%左右的酶解浆仅仅能添加4%~6%。虾蟹饲料调制中总水分含量可以为20%~25%、膨化颗粒饲料调制器中总水分含量为30%左右，这类饲料一般还需要在此环节中添加3%~4%的油脂。按照硬颗粒饲料同样的原理计算，可以添加5%~12%的含水量50%左右的酶解浆类原料。
 

③在调制器中添加。主要是在虾蟹饲料和膨化颗粒饲料的调制器、保质器中，可以添加2%左右含水量为50%的酶解浆类原料，但仅有部分工厂的设备可以在此环节添加。
 

④在制粒后喷涂添加。膨化颗粒饲料在制粒后一般会热喷涂2%~6%的油脂。由于水、油难以混合同时喷涂，所以在此环节如果不后喷涂油脂，则可以喷涂2%~4%的酶解浆类原料，且后喷涂酶解浆原料的流动性需要更好，便于喷涂均匀。喷涂之后还需要烘干。

参考文献及更多内容详见：

饲料工业，2025，46（8）：1-10