在植物性蛋白源中添加賴氨酸
代替部分魚粉對(duì)水生動(dòng)物的影響

    1 水生動(dòng)物飼料中替代魚粉的必要性
    采用配合顆粒飼料對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖是一個(gè)有效的增產(chǎn)措施，蛋白質(zhì)是飼料中最為重要的營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)也是配合飼料中成本最高的部分。魚粉作為水產(chǎn)飼用蛋白的優(yōu)質(zhì)供體，因其蛋白含量較高，具有氨基酸較平衡，含有豐富的不飽和脂肪酸及其所特有的促攝食作用等方面的優(yōu)勢(shì)，一直是最重要的動(dòng)物蛋白源（Hardy?1999）。但隨著飼料業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的日益發(fā)展，對(duì)魚粉的需求量也越來(lái)越大；另一方面，由于資源衰退和過度捕撈，用于水產(chǎn)飼料的魚粉供應(yīng)將嚴(yán)重不足。在養(yǎng)殖成本上，飼料通常占60％－70％，使用廉價(jià)的蛋白源替代魚粉將有利于降低養(yǎng)殖成本。而且，隨著社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求逐漸強(qiáng)烈，由于魚粉中含有較多的磷而不能被魚類利用，一旦用量較高，超過魚類需求量，則會(huì)造成水體污染，因此基于資源逐漸減少以及環(huán)境保護(hù)等多方面的原因，在未來(lái)的水產(chǎn)養(yǎng)殖中，魚粉的使用量將逐漸受到限制。因此，魚粉蛋白替代物的研究日益成為動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究的熱點(diǎn)。植物蛋白原料中磷的含量比魚粉少（NRC，1993），而且這些原料中缺乏賴氨酸，因此在缺乏賴氨酸的配合飼料中，用合成賴氨酸補(bǔ)充到水生動(dòng)物需要量的水平，就能強(qiáng)化飼料蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，大大提高養(yǎng)殖效果。近些年，已經(jīng)有不少研究者試著利用在植物性蛋白中添加氨基酸尤其是賴氨酸替代魚粉，并取得了一些進(jìn)展。
    2 水生動(dòng)物飼料中替代魚粉的進(jìn)展
    在魚類營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，部分用經(jīng)過處理的豆粕代替某些魚飼料中的魚粉，不但不會(huì)影響動(dòng)物的生長(zhǎng)，反而在一定范圍內(nèi)還會(huì)促進(jìn)其生長(zhǎng)。Pantha（1982）發(fā)現(xiàn)，在添加外消旋氨基酸的條件下，用全脂大豆粉代替基礎(chǔ)日糧中75％的鯡魚粉，對(duì)尼羅羅非魚的生長(zhǎng)和飼料利用率無(wú)不良影響。1989年Murai等在大豆粉為主的魚飼料里添加了限制因子的晶體賴氨酸喂虹鱒時(shí)，發(fā)現(xiàn)小于5克體重的魚沒有反應(yīng)，高于8.9克的魚則有積極的反應(yīng)。Dabrowski等（1989）報(bào)道，虹鱒對(duì)豆粕中氨基酸，尤其是蛋氨酸的吸收率較低。在魚類飼料中添加必需氨基酸可以提高豆粕飼料的質(zhì)量，Kaushik等（1995）報(bào)道，對(duì)虹鱒的研究表明，采用大豆?jié)饪s蛋白（SPC）為飼料蛋白源，添加蛋氨酸會(huì)得到較好的效果。高玉杰（2002）報(bào)道，在配制鯉魚飼料中添加一定量的賴氨酸（0.23％），能提高鯉魚的生長(zhǎng)速度約20％，每公斤飼料成本降低13.7％。Uida等（1989）人證實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，用大豆粉代替飼料中50％魚粉是可行的，若要全部替代魚粉，則需添加賴氨酸和10％的油脂。Viola 等（1992）報(bào)道，用豆粕取代25％和40％的魚粉時(shí)，只要補(bǔ)加一定量的蛋氨酸和5％的油脂就可獲得與魚粉飼料相同的效果。當(dāng)全部代替時(shí)，尚需添加0.4％－0.5％賴氨酸和10％的油脂。
    近幾年許多研究中的數(shù)據(jù)表明，在虹鱒魚飼料中添加氨基酸，尤其是賴氨酸，通常能提高生產(chǎn)性能（Kim 等，1992；Webster等，1992；El－Dahhar和Li?1994?Reigh?1999Wu等，1999；Roubach 和Lovell，2001）。在早期研究中，Viola和Lahav（1991）表明用以25％的蛋白日糧水平加0.5％賴氨酸添加劑組成的鯉魚飼料和以30％的蛋白水平的鯉魚飼料有相同的生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率。
    關(guān)于魚的日糧中賴氨酸需求量的研究非常重要，程宗佳等（2003）報(bào)道，在以魚粉為基礎(chǔ)的日糧中?2.25％的賴氨酸（即表1中日糧1）對(duì)虹鱒魚會(huì)產(chǎn)生最大的體重增加量和最好的飼料轉(zhuǎn)化率（見表1）。這個(gè)賴氨酸水平比1.8％的估計(jì)需求量（NRC，1993），1.9％（Walton等，1984），1.3％（Kim等，1992）都高。但比Ketola（2.9％）報(bào)道的低，跟Ogino（1980）估計(jì)的2.12％相近。Rodehutscord等（2000a）報(bào)道，當(dāng)虹鱒魚日糧中含有35％或55％的粗蛋白時(shí)，含有0.9％?1.3％和1.7％的賴氨酸的虹鱒飼料并沒有使其生長(zhǎng)達(dá)到最大值?表明虹鱒魚賴氨酸的需求量要高于1.7％。在Rodehutscord等（2000b）第二個(gè)研究中更加證實(shí)了當(dāng)虹鱒魚的日糧中含有0.9％，1.3％和1.7％的賴氨酸（鹽酸L－賴氨酸或硫酸L－賴氨酸）及55％的粗蛋白時(shí)，虹鱒魚的生長(zhǎng)并沒有達(dá)到最大值。程宗佳等（2003）報(bào)道，在以植物蛋白為基礎(chǔ)的日糧中添加賴氨酸?可以提高虹鱒魚體內(nèi)粗蛋白和賴氨酸水平，并降低體內(nèi)脂肪的含量，這與 Rodehutscord等（2000a）的報(bào)道結(jié)果一致。虹鱒魚體內(nèi)賴氨酸和粗蛋白的存留量隨著賴氨酸添加量的增加呈線性增長(zhǎng)，且脂肪存留量隨賴氨酸添加量的增加呈負(fù)線性增長(zhǎng)。程宗佳等還報(bào)道，當(dāng)日糧賴氨酸水平在2.25％或1.8％－2.1％時(shí)，日糧粗蛋白水平能夠從以魚粉為基礎(chǔ)日糧的46％下降到以植物蛋白為基礎(chǔ)的43％且沒有明顯降低虹鱒魚的生長(zhǎng)性能。
    表1. 日糧1含32.1％的魚粉，46％的粗蛋白和2.25％的賴氨酸，日糧2含15％的魚粉，43％的粗蛋白和 1.5％的賴氨酸，日糧3－7分別含15％的魚粉，43％的粗蛋白和1.65％?1.8％ 1.95％?2.1％和2.25％的賴氨酸。
    因?yàn)榇蠖鄶?shù)飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖的肥育期被消耗，因此將來(lái)的研究方向是賴氨酸添加劑對(duì)較大的魚類或較長(zhǎng)時(shí)間的生長(zhǎng)性能的研究。既然大多數(shù)植物蛋白粉與魚粉相比，許多必需氨基酸（如蛋氨酸、色氨酸）含量比較低，因此這些必需氨基酸對(duì)水生動(dòng)物的生長(zhǎng)性能影響的研究也有必要。
    3 水生動(dòng)物飼料中替代魚粉對(duì)環(huán)境的影響
    隨著水生環(huán)境和水產(chǎn)品消費(fèi)的越來(lái)越被關(guān)注，科學(xué)家把研究減少水污染和水產(chǎn)成本作為研究焦點(diǎn)。Viola和Lahav（1991）報(bào)道，用含25％的粗蛋白及0.5％賴氨酸組成的飼料喂普通鯉魚，同用含30％的粗蛋白的飼料相比，每單位增重氮和磷排泄物的數(shù)量下降20％和10％。Viola等（1992）進(jìn)一步報(bào)道，日糧粗蛋白從30％降到25％，再加0.5％的賴氨酸和0.3％的蛋氨酸，普通鯉魚的氮排泄物下降20％。Rodehutscord等（1994）也報(bào)道，在含有面筋的虹鱒魚日糧中，粗蛋白水平從46％下降到30％，再添加1.4％賴氨酸和5.6％的其它必需氨基酸每單位增重氮排泄物下降23％－43％。Barash（1984）報(bào)道，含1.0％的賴氨酸虹鱒魚日糧，同用含2.0％和3.9％的賴氨酸的虹鱒魚日糧相比，氮排泄物的數(shù)量較高。賴氨酸減少總氨氮排泄物的原因是在虹鱒魚肝臟和腎臟中，通過氨基酸脫氨基作用，氨是蛋白質(zhì)的主要最終產(chǎn)物（Cowey和Walton，1989）
    程宗佳等（2003）報(bào)道，在以魚粉為基礎(chǔ)蛋白的日糧中通過把粗蛋白水平從42％降到37％，總氨氮和可溶性磷排泄物各自降低約12％和16％，通過用植物蛋白代替動(dòng)物蛋白，總氨氮和可溶性磷排泄物分別降低28％和71％。通過在以植物蛋白為基礎(chǔ)的日糧中把賴氨酸含量從1.5％提高到2.25％，總氨氮和可溶性磷排泄物分別降低26％和69％（見圖1和圖2）。這表明高蛋白日糧導(dǎo)致高的總氨氮排泄物，這與另外的一些報(bào)道一致（Savitz等，1977；Paulson，1980；Rychly?1980?Chakraborty等，1992；Ballestrazzi等，1994；Medale等，1995）。他們報(bào)道說(shuō)在以魚粉為基礎(chǔ)蛋白的日糧中總氨氮和可溶性磷的排泄物受日糧蛋白水平影響，在以植物蛋白為基礎(chǔ)的日糧中受蛋白來(lái)源和賴氨酸含量的影響。 
     圖1 溶于水的總氨氮（mg/l），日糧1含42％的粗蛋白和 2.1％的賴氨酸，日糧2－8分別含37％的粗蛋白和2.1％?1.5％?1.65％?1.8％?1.95％?2.1％和2.25％ 的賴氨酸。不同質(zhì)地代表差異顯著（P<0.05）。

     圖2 水中可溶性磷（mg/l），日糧1含42％的粗蛋白和2.1％的賴氨酸，日糧2－8分別含37％的粗蛋白和2.1％?1.5％?1.65％?1.8％?1.95％?2.1％和2.25％的賴氨酸。不同質(zhì)地代表差異顯著（P<0.05）。

     程宗佳等（2003）進(jìn)一步報(bào)道，當(dāng)日糧磷水平從0.9％下降到0.6％，可溶性磷的排泄物顯著降低，表明磷存留量可以通過降低日糧磷水平得以提高。這些結(jié)果同Cho等（1991），Lall（1991），Ketola和Harland（1993），Ballestrazzi等（1994）一致。Wisemann等（1988）和Ketola等（1981）也報(bào)道通過減少日糧磷水平，虹鱒魚磷的存留量可以提高。
    4 水生動(dòng)物飼料中替代魚粉的總結(jié)
    水產(chǎn)飼料中添加限制性氨基酸，能改善氨基酸的平衡程度，使飼料中氨基酸和蛋白質(zhì)具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高飼料蛋白質(zhì)的消化利用率。賴氨酸對(duì)維持水生動(dòng)物的正常生長(zhǎng)和神經(jīng)系統(tǒng)的正常機(jī)能具有非常重要的作用，飼料中缺乏賴氨酸會(huì)造成負(fù)氮作用（蛋白質(zhì)分解并被排出），使飼料中蛋白質(zhì)不能被充分利用，水生動(dòng)物生長(zhǎng)緩慢，還會(huì)出現(xiàn)脂肪肝、骨質(zhì)鈣化率降低等癥狀。因此采用添加限制性氨基酸的方法提高某些植物性飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是提高經(jīng)濟(jì)效益、合理利用飼料資源的有效途徑。