水產(chǎn)微粒飼料的應(yīng)用研究

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　　水產(chǎn)微粒飼料的應(yīng)用研究

　　董穎超 秦玉昌 李 俊 李軍國(guó)

　　(本研究獲得了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)課題資助，項(xiàng)目編號(hào)：2006BAD12B0906)

　　隨著集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的育苗生產(chǎn)賴以使用的生物餌料由于其成本昂貴、產(chǎn)量和質(zhì)量不穩(wěn)定及可能攜帶病原微生物等原因而大大限制了水產(chǎn)育苗生產(chǎn)，進(jìn)而影響到水產(chǎn)品品質(zhì)及擴(kuò)大再生產(chǎn)。因此，自上世紀(jì)80年代以來，人們開始研究適用于水產(chǎn)仔、稚魚攝食與消化的人工微粒飼料(Micro-Diet，MD)，以豐富餌料系列，部分或全部代替生物餌料，緩解餌料供應(yīng)的困難。
　　1 水產(chǎn)微粒飼料的要求和特點(diǎn)
　　水產(chǎn)動(dòng)物苗種階段的攝食習(xí)性、消化生理特征及營(yíng)養(yǎng)需求顯著不同于成體階段，因此對(duì)微粒飼料必然有著不同的特殊要求。①符合苗種攝食習(xí)性、生理機(jī)能及不同生長(zhǎng)時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)需要; ②良好的物理性能，包括水中穩(wěn)定性、懸浮性、擴(kuò)散能力(僅讓小分子的誘食成分向外擴(kuò)散) ; ③誘食性強(qiáng)，易消化、吸收; ④粒徑大小應(yīng)與育苗幼體的口徑相吻合，顆粒規(guī)格宜在 10～500μm; ⑤耐貯存。
　　微粒飼料的特點(diǎn): ①替代部分活餌，擺脫了水產(chǎn)動(dòng)物苗種生產(chǎn)完全依賴于天然餌料的被動(dòng)局面，避免了天然生物餌料對(duì)水體的負(fù)面影響; ②減少浪費(fèi)和污染，顯著降低水體中氨氮與 COD 含量; ③營(yíng)養(yǎng)全面(某些微膠囊飼料的膠囊本身由營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)構(gòu)成，也具有營(yíng)養(yǎng)性)，可彌補(bǔ)活餌的營(yíng)養(yǎng)缺陷。
　　2 水產(chǎn)微粒飼料的類型
　　2.1 微粘合飼料(Micro-Bounded Diet，MBD)
　　用海藻膠、玉米蛋白原、明膠等作為粘合劑，通過一定的工藝加工成微細(xì)的顆粒狀、球狀、塊狀或片狀的產(chǎn)品，然后破碎成適宜大小的產(chǎn)品。該類型的產(chǎn)品加工較為簡(jiǎn)單，但在水體中營(yíng)養(yǎng)素的溶失較快。
　　2.2 微包膜飼料(Micro-Coated Diets，MCD)
　　用被膜材料將飼料成分包衣起來，使其在水中呈安定狀態(tài)。依包衣材料不同，可分成尼龍蛋白MCD和膽固醇-卵磷脂MCD。
　　2.3 微膠囊飼料(Micro-Encapsulated Diets，MED)
　　將溶液、膠體、膏狀或固形飼料原料包在覆膜內(nèi)，因其形成覆膜物質(zhì)的性狀不同，所得的MED性狀各異。MED依覆膜種類的不同，有尼龍蛋白MED、膠蛋白-阿拉伯膠MED、幾丁質(zhì)MED等。無論何種MED都是膠化的，內(nèi)部飼料材料中不含黏結(jié)劑，此人工餌料的形狀或水中的安定性主要靠覆膜來維持。該類型的飼料能有效降低營(yíng)養(yǎng)素的溶失，但不能阻止低分子量水溶性營(yíng)養(yǎng)素的溶失。
　　3 微粒飼料的加工方法
　　目前有關(guān)水產(chǎn)微粒飼料研究開發(fā)中所采用的主要生產(chǎn)工藝有噴霧干燥法、粘合破碎法、相分離-凝聚法、蛋白質(zhì)交聯(lián)法、滾筒干燥法。
　　3.1 噴霧干燥法
　　噴霧法所生產(chǎn)的微粒飼料通常屬于微粘合飼料，是利用酪蛋白、明膠、海藻酸鈉、磷脂等作為粘合劑，原料經(jīng)粉碎、混合、調(diào)漿、均質(zhì)、霧化后，再經(jīng)干燥、冷卻或化學(xué)變性成型加工制成。該工藝所制得的產(chǎn)品顆粒較為均勻、產(chǎn)量高，但噴霧干燥工藝的加工過程溫度較高 (190～220℃)，會(huì)降低飼料的消化吸收利用率。
　　3.2 粘合破碎法
　　該加工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，原料經(jīng)粉碎、混合、制粒、烘干、冷卻、破碎、篩分后即可。粘合破碎法成為眾多研究中最常使用的方法。該工藝的制粒成型沒有經(jīng)過高溫處理，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失相對(duì)較少，所以飼料的吸收利用率相對(duì)也較高。但其產(chǎn)量的成品率較低，飼料的懸浮性和水穩(wěn)定性都相對(duì)較差，易污染水質(zhì)。
　　3.3 相分離-凝聚法
　　該工藝是一種生產(chǎn)微膠囊微粒飼料的常見方法，較為復(fù)雜(見圖1)，它是將膠蛋白溶于溫水中，調(diào)整pH值為6.5，再加入飼料原料使之乳化。加入溫水溶解，并以醋酸調(diào)整pH值為4，在室溫下放冷。以此法進(jìn)行膠囊化，形成膠蛋白MED，以網(wǎng)濾過收集，以流水洗凈膠囊化飼料。該工藝制得的成品穩(wěn)定性和懸浮性均較好，但其產(chǎn)量較低、成本高，適用于生產(chǎn)附加值較高的添加劑制品。
　　
　　圖1 相分離-凝聚法生產(chǎn)工藝
　　3.4 滾筒干燥法
　　Meyers和Brand首次利用滾筒干燥工藝成功生產(chǎn)制備了魚、蝦微粒飼料，該工藝方法操作簡(jiǎn)單。其生產(chǎn)的產(chǎn)品懸浮性好、營(yíng)養(yǎng)破壞少、消化吸收利用率高，能一定程度上滿足苗種微粒飼料所具備的要求。但營(yíng)養(yǎng)成分的溶失較大，易污染水質(zhì)。單滾筒工藝流程見如圖2。
　　
　　圖 2 單滾筒工藝流程
　　4 微粒飼料的應(yīng)用狀況
　　研究表明，現(xiàn)已開發(fā)出來的水產(chǎn)微粒飼料均不能完全替代天然餌料，尤其是在苗種由內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)期轉(zhuǎn)為外源營(yíng)養(yǎng)期的初始階段。究其原因，主要在于優(yōu)良的微粒飼料需同時(shí)滿足如下條件：①每個(gè)微小顆粒都具備全面的營(yíng)養(yǎng);②便于攝食;③易于消化吸收;④不污染水質(zhì)。由于現(xiàn)有工藝條件的限制，要在每粒飼料中都達(dá)到以上目標(biāo)是十分困難的。Biedenbach等報(bào)道，在南美白對(duì)蝦的育苗生產(chǎn)中人工微粒飼料最多只能替代25%的天然餌料。Ohs等利用噴霧干燥法制得的MBD飼育羅氏沼蝦和鱸魚幼體，發(fā)現(xiàn)完全使用人工微粒飼料時(shí)，魚和蝦的存活率和生長(zhǎng)率都顯著低于鹵蟲天然餌料。Rosenlund等通過系列研究認(rèn)為，在海水魚苗種營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)型期階段，天然餌料與人工微粒飼料搭配使用時(shí)效果較為理想。目前，利用單滾筒干燥工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品在對(duì)蝦育苗階段生產(chǎn)中得到成功應(yīng)用，但在育苗早期階段仍然要依靠鹵蟲，不能完全替代天然餌料。為此，Chen認(rèn)為，有必要進(jìn)一步提高微粒飼料的懸浮度、適口性與消化吸收利用率。
　　總之，與天然餌料對(duì)比，目前市場(chǎng)上存在的產(chǎn)品仍然存在營(yíng)養(yǎng)不全面、對(duì)水質(zhì)污染嚴(yán)重、適口性差、吸收利用率低、苗種體質(zhì)較弱、存活率低等問題，不適于水產(chǎn)苗種濾食性攝食生理的需要。
　　5 微粒飼料發(fā)展存在的問題及對(duì)策
　　5.1苗種的營(yíng)養(yǎng)需要研究不夠
　　由于苗種太小，試驗(yàn)難度大，以及苗種的代謝、生理生態(tài)學(xué)知識(shí)的缺乏，水產(chǎn)動(dòng)物苗種的營(yíng)養(yǎng)需要的研究較少，這增加了微粒飼料生產(chǎn)的難度。應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代科技手段和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究方法的結(jié)合，盡快開展水產(chǎn)養(yǎng)殖苗種的營(yíng)養(yǎng)生理和定量營(yíng)養(yǎng)需要的研究，為微粒飼料的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。
　　5.2 最佳生產(chǎn)工藝尚未確定
　　微粒飼料既要保持飼料中活性成分的效價(jià)，又要求溶出少、沉降慢、分散性和抗水性能強(qiáng)，而且能引誘和促進(jìn)苗種的攝食，因此微粒飼料的制造工藝要求高，目前尚缺乏一套行之有效的生產(chǎn)方法。目前市場(chǎng)上的微粒飼料生產(chǎn)方式各不相同，質(zhì)量和效果也不一致，限制了微粒飼料的推廣應(yīng)用步伐。應(yīng)結(jié)合微膠囊技術(shù)的發(fā)展，開展同相關(guān)學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)，進(jìn)一步研究微粒飼料的最適生產(chǎn)工藝。
　　5.3 微粒飼料合理的飼喂方法有待研究
　　微粒飼料的使用，除了餌料配方和加工工藝是育苗成敗的關(guān)鍵因素以外，投餌量和投喂頻率對(duì)苗種的成活率和餌料效率有相當(dāng)大的影響，但有關(guān)水產(chǎn)動(dòng)物苗種的投餌情況尚缺乏足夠的了解，應(yīng)針對(duì)幾種主要養(yǎng)殖品種的苗種培育方式，探索合適的投餌頻率和投餌量，為大規(guī)模推廣應(yīng)用微粒飼料提供技術(shù)支持。
　　總之，隨著現(xiàn)代飼料加工工藝的發(fā)展以及對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物幼苗營(yíng)養(yǎng)需要及攝食行為的認(rèn)識(shí)逐漸加深，通過篩選合理的飼料配方并選擇適宜的微粒飼料制作工藝，微粒飼料產(chǎn)品品質(zhì)將得到進(jìn)一步的提高，生產(chǎn)成本將不斷降低，從而實(shí)現(xiàn)微粒飼料部分或全部替代活體餌料的目的，推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。