水产饲料中蛋白原料的蛋白品质评价与价值采购[1].

水产饲料中蛋白原料的蛋白品质评价与价值采购刘天骥

水产饲料的蛋白含量高,蛋白原料的比例占饲料配方的 60%-85%,由于天然动物蛋白资源日益减少, 养殖动物副产品也有限, 更多的考虑植物蛋白原料, 淡水鱼饲料中植物蛋白原料占 50%-65%。 2007年随着能源紧张、生物能源的利用而导致能量饲料、蛋白饲料价格猛涨, 非常规原料的开发也迫在眉睫, 面对种类繁多的饲料蛋白原料, 如何才能做到合理的选择和配比, 成为众多配方师的头疼的问题。本文结合部分学者对饲料蛋白原料的研究结果, 结合集团水产饲料原料使用经验, 综合分析了常用蛋白原料的蛋白品质与判断方法及价值采购原则, 以供制作配方及原料采购参考。

一、粗蛋白消化率

蛋白质是以游离氨基酸和小肽的形式被吸收,饲料中的蛋白质首先被消化成游离氨基酸和小肽,才能进一步被动物利用。因此,要评价原料蛋白品质,首先要考虑的是原料中蛋白质的消化率。

1. 动物蛋白原料粗蛋白消化率

动物蛋白消化率可以通过体外测定进行判断,即测定胃蛋白酶消化率(体外消化率,胃蛋白酶消化率的大小,可表示动物蛋白饲料原料的质量优劣。它是指被胃蛋白酶消化的蛋白质与粗蛋白之间的比例, 通常以百分率表示。按照国标 GB/T17811-1999《动物蛋白质饲料消化率的测定胃蛋白酶法》。此方法的测定值近似反映实验动物对饲料的消化率,具有快速、简便的特点。但是,由于此方法存在一定局限性, 无法真实反应鱼体的消化情况。因此, 得到的体外消化率是近似值,作为同等情况下比较各饲料源的相对利用情况。

方法步骤:准确称取 1克左右脱水脱脂动物蛋白原料,放入 300毫升三角瓶中,加入经过预热(42-45℃的 0.2%胃蛋白酶液 150毫升,盖好密封,在 45℃下边搅拌边消化16小时(可用恒温振荡器。消化后用滤纸过滤,然后用温水

洗净滤纸上未消化物, 将未消化物连同滤纸转入凯式烧瓶中进行消化, 随后步骤同测粗蛋白,测出未消化粗蛋白量,同时测定动物蛋白原料的粗蛋白质。

动物蛋白原料的胃蛋白酶消化率=(消化前总粗蛋白-消化后总粗蛋白/消化前总粗蛋白×100%

对于无胃鱼而言,其消化酶液的制备:在水浴条件下,取健康鱼肠道,去其内容物,洗净。与培养皿中剪碎,称 1g,制于匀浆器中。按重量:体积比 1:5加入 pH7.4的磷酸缓冲液 5ml,匀浆,过滤。

表 1.几种动物蛋白原料用草鱼肠道消化的粗蛋白体外消化率(孙永泰等 1999

动物蛋白原料粗蛋白平均体外消化率% 草鱼粗蛋白表观消化率% 秘鲁鱼粉87.94 83.06

国产鱼粉 82.51 81.51

血球蛋白粉 97.47 98

美国肉骨粉 65.76 80

澳大利亚肉骨粉 59.43 59.13

酵母细胞壁 83.40 81.6

与叶元土在西南农大鱼类试验室对草鱼用三氧化二铬作指示剂测定上述饲料原料的表观消化率有很高的相关性(Y=0.74204X+36.746 R=0.9424。

2. 植物蛋白原料粗蛋白消化率

体外消化率测定方法 (胃蛋白酶法不适合用于植物蛋白质饲料原料 (如豆粕、菜籽粕、棉籽粕及其它杂粕或配合饲料,因为它们中存在的复杂碳水化合物如纤维性物质及淀粉等会干扰胃蛋白酶对蛋白质的消化。因此, 对植物蛋白原料的粗蛋白消化率最好测定水生动物的表观消化率。从表 2中,我们可以看出, 不同种的鱼对于

同一种原料的蛋白消化率不一样。例如,青鱼、罗非鱼、鲤鱼对棉粕都有较高的消化率;草鱼对棉粕的消化率比较低,而对菜粕的消化率较高, 几乎等同于豆粕, 大大高于棉粕; 鲤鱼对玉米蛋白粉有很高的消化率, 而草鱼对

其消化率很低;青鱼对玉米胚芽饼的消化率很高,鲤鱼对其也有较高的消化率, 而草鱼对其消化率很低。然而,上述几种鱼对豆粕的消化率都很高,青鱼、鲤鱼对花生粕的消化率也比较高。造成这种不同的原因主要有两个, 一是不同饲料原料中蛋白质的构成是不一样的,二是不同种的鱼消化酶的酶活不同。

表 2. 部分鱼类对常用植物蛋白原料的粗蛋白表观消化率

品种/消化率% 青鱼草鱼罗非鱼鲤鱼

豆粕 96.76 87.53 99.26 93.9

棉粕 86.29 75.22 88.4 79.6

菜粕 86.42 86.15 86.57 76.8

菜饼 77.81 89.87 82.0 76.8

花生粕 88.93 90.9 86.9 88.3

玉米蛋白粉 68.91 92.34 87.6 92.3

玉米胚芽粕 94.64 77.1 88.89 88.9

芝麻饼 80.2 67.69 60.0 67.7

玉米酒精蛋白 DDGS 88.93 68.47 75.0 84.57

二、氨基酸的吸收效率

水生动物对蛋白质的消化吸收,首先体现在对氨基酸的消化吸收上。水生动物对原料氨基酸吸收效率也是衡量原料质量重要标准之一。动物能利用 22种天然氨

基酸来合成体内蛋白质,这些氨基酸中,有一部分是动物自身能够合成的, 另一部分动物自身不能合成或合成的量不足以维持动物代谢和生长, 必须由食物供给,称为必需氨基酸。水生动物的必需氨基酸有 10种。如果某种必需氨基酸缺乏, 就会影响其他必需氨基酸的吸收, 这种必需氨基酸就是所谓的限制性氨基酸。对氨基酸吸收速率影响最大的那一种必需氨基酸称为第一限制性氨基酸。麦康森研究对虾对氨基酸的消化吸收率, 发现氨基酸的消化吸收率在一定程度上与其含量存在正相关的关系。植物蛋白原料中, 很少有富含蛋氨酸的, 大多数赖氨酸含量也很低。因此,对淡水鱼来说,第一限制性氨基酸为蛋氨酸,第二限制性氨基酸为赖氨酸(吴建开,2000。以下两表分别反映鲤鱼和斑点叉尾鮰对不同饲料原料氨基酸的表观消化率。

表 3.鲤鱼对饲料原料中氨基酸表观消化率

氨基酸表观消化率%

饲料原料赖氨酸蛋氨酸苏氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸组氨酸精氨酸

鱼粉

95.52 89.32 94.43

91.08 96.31 95.83 88.59 95.27 90.86 肉骨粉 85.25 80.19 85.03 83.21 86.78 87.16 84.63 89.46 83.35 血球蛋白粉 98.18 85.29 95.27 93.5 97.44 51.60 92.95 98.22 91.87 豆粕 96.03 92.48 90.31 29.54 93.66 94.03 88.60 94.64 94.28 菜粕 71.10 80.95 78.53 84.02 86.22 83.27 76.35 91.07 83.71 棉粕 71.03 74.30 77.70 83.91 85.23 84.74 81.00 87.31 91.02 芝麻粕 73.03 77.88 77.31 78.54 82.53 82.64 74.37 86.88 89.21 花生粕 87.16 74.72 84.77 85.19 91.64 90.89 83.78 91.64 95.21 表 4. 斑点叉尾鮰对常用饲料原料中粗蛋白和氨基酸的表观消化率

氨基酸

原料粗蛋白平均消化率精氨酸赖氨酸蛋氨酸苏氨酸植物性

玉米 79 68 74 69 62 54 玉米蛋白粉 92 —————棉粕 82 75 90 66 73 72 花生粕 80 88 97 86 85 87 米糠 73 82 91 81 82 77 豆粕,CP44% 77 —————豆

粕,CP48% 89 81 95 91 80 78 麸皮 82 —————次粉 90 85 92 86 77 79 动物性

血粉 74 —————鱼粉 86 83 89 82 81 83 肉骨粉 78 74 86 82 76 70 禽羽毛粉 74 —————注:表中原料的消化率根据斑点叉尾鮰(channel catfish试验发表的数据平均,但“—”表示无数据。

三、必需氨基酸

水产动物所需氨基酸必须由食物提供的必需氨基酸有 10种,包括赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、色氨酸。通常饲料中必需氨基酸比例与动物对其需求比例越相似, 则氨基酸的吸收效率越高,蛋白质的合成速率也越高。

1. 必需氨基酸指数

必须氨基酸指数是衡量饲料的必须氨基酸组成对某种养殖动物是否合适的有效指标之一。它是计算饲料中的必须氨基酸比例与养殖动物某一组织中蛋白的必须氨基酸比例的相似度。不同的学者采用的参照蛋白不同, 计算方法也有所不同。吴建开等(2000采用荻野珍吉的计算方法,以全卵蛋白做参照,评价了几种饲料对罗非鱼的营养价值,结果见表 5。

表 5. 几种饲料的必须氨基酸指数(吴建开等,2000

必需氨基酸指数/饲

料种类

大豆粕炒大豆菜粕棉粕花生粕饲料酵母 70.29 68.92 62.06 54.48 56.9 35.17 在所测的植物蛋白中, 大豆粕、炒大豆的必须氨基酸指数显著高于其它原料, 与鱼粉(74.58接近,且有很高的消化率,是罗非鱼的优质蛋白源。菜粕的蛋白品质优于棉粕和花生粕, 因为其必须氨基酸指数显著高于棉粕和花生粕, 且蛋氨酸含量也比二者

高很多。酵母的粗蛋白虽然很高, 但非蛋白氮含量高, 氨基酸总量低,因而必须氨基酸指数很低,对于罗非鱼来讲,其蛋白品质很差。胡国宏、刘英(1995以鲤鱼肌肉为参照蛋白,利用 penaflorida 的方法, 评价了几种饲料对鲤鱼的必须氨基酸指数(EAAI,结果见表 6。

表 6. 几种饲料对鲤鱼的必须氨基酸指数(胡国宏、刘英,1995

必需氨基酸指数/饲料种类大豆

粕

大豆

饼

花生

仁粕

花生

仁饼

亚麻

仁粕

亚麻

仁饼

菜籽

粕

菜籽

饼

芝麻

饼

向日

葵粕

向日

葵饼

玉米

蛋白

粉

DDG DDGS 麦芽

根

酵母 0.95 0.95 0.86 0.86 0.900.920.980.980.950.950.95 0.76 0.85 0.850.960.89

Oser 对 EAAI 的值作出如下规定： EAAI 值在 0.90 以上为优质蛋白源； 0.80 在左右为可用蛋白源；在 0.70 一下为不可用蛋白源。在此基础上，胡国宏对此标准做了如下修改，即EAAI≥0.90 的为优质蛋白原料，0. 80≤EAAI≤0.90 的为良好蛋白源，0.70≤EAAI≤0.80 为可用蛋白源，EAAI≤0.70 为不可用蛋白源。两种方法计算的数值相差两个数量级，这是由于荻野珍吉的公式中乘了系数 100，以及参比蛋白不同所致。表 7.几种蛋白源对不同鱼类的必需氨基酸指数原料国产鱼粉进口鱼粉蚕蛹血粉羽毛粉国产肉骨粉大豆粕大豆饼花生仁粕花生仁饼亚麻仁粕亚麻仁饼菜籽粕菜籽饼粗蛋白% 52.50 62.80 53.70 82.80 77.90 47.60 43.00 40.90 47.80

44.70 34.80 32.20 38.60 34.30 草鱼 0.931 0.995 1.004 0.851 0.874 0.715 1.007 1.024

0.899 0.862 0.977 0.982 1.065 1.064 鲤鱼 0.926 0.989 0.979 0.846 0.869 0.695 1.001

1.019 0.894 0.857 0.972 0.977 1.059 1.058 0.992 1.009 0.886 0.849 0.963 0.967 1.049 1.047 0.838 0.861 0.885 0.910 0.789 1.048 1.066 0.936 0.897 1.017 1.022 1.108 1.106 0.997 1.014 0.890 0.853 0.968 0.972 1.054 1.053 0.842 0.866 鲫鱼 0.917 0.980 对虾

0.969 1.035 黄鳝 0.922 0.985 2. 必需氨基酸总量粗蛋白含量是以氮元素的含量计算的，包括饲料中的可利用的真蛋白氮和不可利用的非蛋白氮含量的总和，而氨基酸的总量反应了饲料的真蛋白含量，是饲料的有效粗蛋白。真蛋白与粗蛋白的比例可用来衡量蛋白原料的质量好坏。必须氨基酸的含量反应了饲料蛋白的化学组成，必须氨基酸的有效含量是指必须氨基酸中能被消化利用的那一部分，反应了饲料中的必须氨基酸的消化率。饲料原料中，单个必须氨基酸消化率大多同蛋白质和氨基酸总量消化率接近。但棉粕的赖氨酸和蛋氨酸的消化率以及酵母饲料中赖氨酸的消化率都比较低，这可能与饲料加工过程中，赖氨酸的ε－羟基与转化糖、脂肪醛、游离棉酚等发生反应，以及蛋氨酸的巯基转化成亚砜类化合物有关。因此，虽然棉粕的赖氨酸和蛋氨酸含 6

量高于花生粕，但其赖氨酸和蛋氨酸的有效含量均低于花生粕，花生粕的蛋白品质应优于棉粕（吴建开，2000）氨基酸总量反映真蛋白含量，对有些原料粗蛋白含量较高，但氨基酸总量较低。如赖氨酸渣，粗蛋白 80%以上，但氨基酸总量只有 50%左右，见表 8.因其含有较高的非蛋白氮硫酸铵（NH4）2SO4（约20%）。表 8.赖氨酸渣（Lys 菌体蛋白）粗蛋白与必需氨基酸含量% AA% Lys Met Cys Thr Trp Ile Leu TAA CP 最高值 2.72 1.09 0.64 2.90 0.57 3.77 4.94 54.36 85.43 最低值 2.35 0.95 0.04 2.58 0.49 2.43 4.16 46.73 80.52 平均值 2.60 1.01 0.12 2.74 0.53 3.22 4.55 51.42 83.73 SD 0.11 0.04 0.16 0.09 0.06 0.48 0.22 2.27 1.31 参考值 2.5 1 0.6 0.5 3 4.2 50 82 ※1 2.6 ※2 四、蛋白原料的诱食性诱食性对水生动物尤显重要，鱼生活在水中，如果适口性不好，高蛋白饲料不仅浪费，溶失水中增加水中氨氮及磷，污染水质。而大多数水生动物对芳香类氨基酸、碱性氨基酸敏感、喜食。如谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸、甘氨酸等。表 9.原料中具有诱食作用的氨基酸含量的比较% 品种进口鱼粉虾头粉鱿鱼粉贻贝粉花生粕菜粕进口菜粕 CP 67.0

49.2 58.2 46.8 54.63 36.0 38.0 谷氨酸 12.9 9.9 6.8 12．0 11.15 6.8 7.1 天门冬氨酸 9.3 10.0 11.4 9.0 7.0 2.7 2.7 丙氨酸 6.3 4.5 6.1 5.3 2.2 1.6 1.6 脯氨酸 4.4 1.8 3.0 2.5 2.5 2.4 2.4 甘氨酸 6.8 7.2 5.8 5.8 3.3 1.85 1.95 蛋氨酸 2.8 0.9 3.6 2.7 0.5 0.55 0.55 诱食 AA 总量% 42.5 34.3 36.7 37.3 26.65 15.50 15.90 诱食 AA/CP 63.43 69.72 63.06 79.7 48.78 43.0 41.8 7

诱食性好的原料中诱食氨基酸总量占粗蛋白 50%以上，而对于发酵原料应了解其工艺及添加的一些化学物质，如赖氨酸渣了解其含硫酸铵，对适口性有影响，进口菜粕的异硫氰酸酯 850-1000mg/kg，而国产菜粕的异硫氰酸酯在

200mg/kg 左右，注意添加量的控制。五、蛋白原料综合评估与价值采购以上指标从不同的角度评估了水产饲料蛋白原料的蛋白品质。综合考虑以上结果，可得出如下结论：在常用的植物蛋白原料中，豆粕的各方面指标都很好，是水产动物的优质蛋白源。菜粕的粗蛋白消化率和必须氨基酸指数也比较高，且蛋氨酸含量高，对水产动物都有较高的营养价值，但应注意其中硫代葡萄糖甙等抗营养因子的副作用。棉粕和花生粕的必须氨基酸指数接近，但棉粕的粗蛋白消化率在不同鱼类的试验中有不同的表现，而几种鱼对花生粕的粗蛋白消化率都比较高，而且花生粕的有效赖氨酸和有效蛋氨酸含量都比棉粕高，棉酚对养殖动物也是有毒的。因此，可认为花生粕的蛋白品质优于棉粕。鲤鱼对玉米蛋白粉的粗蛋白消化率很高，但其 EAAI 值(0.76很低，因此，不宜在鲤鱼饲料中大量使用。酵母的粗蛋白消化率虽然比较高，但必须氨基酸指数(0.89低，真蛋白含量也很低。但酵母蛋氨酸含量及其消化率都比较高（吴建开，2000），使用时应酌情考虑。对蛋白原料的综合评价从粗蛋白消化率、氨基酸总量、必需氨基酸指数等理论上评价，同时要在适口性、生长效果上全面评估蛋白相对价值。原料生物学利用率并不代表真正的营养价值，利用率只是营养价值的一个评定指标。实际养殖中，蛋白利用率排名第一的豆粕其生长效果处于第十位，而利用率排名第十六位蚕蛹其生长效果则处于第一。究其原因，蚕蛹为动物蛋白，必需氨基酸含量高、氨基酸平衡且含有较多未知促生长因子（任泽林）。而且蚕蛹的适口性特别好。因此，评估蛋白原料的价值不仅要看营养指标、生物学利用率（蛋白、脂肪、干物质等消化率），更要了解原料对动物的必需氨基酸指数、抗营养因子、未知促生长因子、

适口性等。从而确定蛋白原料的蛋白相对价值。以下从蛋白相对价值、鲤科鱼类必需氨基酸指数来评估其价值。 8

表 10.常用鱼饲料蛋白原料价值评估表原料名称秘鲁鱼粉国产鱼粉国产肉粉进口肉骨粉白鱼粉虾粉喷干血粉血球蛋白粉蚕蛹鱼干粉豆粕膨化大豆发酵豆粕菜粕棉粕花生粕向日葵粕玉米蛋白粉 DDGS 啤酒糟粗蛋白% 64 60 60 50 65 65 88 90 50 45 43 38 50 36 40 45 34 60 26 30 蛋白相对价值 1 0.65 0.3 0.65 0.9 0.7 0.9 0.9 1.2 1 0.94 0.95 0.98 0.65 0.8 0.89 0.89 0.9 0.71 0.7 必需氨基酸指数 0.98 0.91 0.5 0.75 0.9 0.8 0.83 0.85 0.98 0.95 0.99 0.95 0.95 1 0.9 0.84 0.8 0.7 0.9 0.9 评估 1 7000 3882 1969 2666 5759 3981 7190 7530 6431 4676 4377 3751 5091 2559 3150 3680 2648 4134 1817 2067 评估 2 5361 3033 1538 2083 4500 3111 5618 5885 5026 3654 3420 2931 3979 2000 2462 2875 2069 3231 1420 1615 评估 3 5586 3161 1603 2171 4689 3242 5855 6132 5237 3808 3600 3054 4146 2084 2565 2996 2156 3367 1480 1683 评估

1 是以秘鲁鱼粉的价格 7000 元/吨为基准，评估其它蛋白原料的相对价值。评估

2 是以菜粕的价格为 2000 元/吨为基准，评估其它蛋白原料的相对价值。评估 3

是以豆粕的价格为 3600 元/吨为基准，评估其它蛋白原料的相对价值。引文：略 9