豆粕减量替代在水产饲料中的应用

刘 敏 ，张海涛 ，赵丽梅 ， 王卓铎 ，孙广文

1.广东恒兴饲料实业股份有限公司，广东湛江 524000；

2.农业农村部华南水产与畜禽饲料重点实验室，广东湛江 524000

近年来，伴随着我国水产养殖业的高速发展，水产饲料需求量逐渐增加，其常规蛋白源豆粕的需求量也在不断增加。然而，我国大豆产量无法填补我国大豆产需的巨大缺口，自2002 年以来大豆进口量呈线性增长。受世界经济、地缘政治风险及极端气候等因素影响，近年来大豆供应持续紧张，价格不断上涨，其加工副产物豆粕的供应和价格进而受到极大影响。为保障我国水产养殖业稳步可持续发展，推进水产饲料生产中豆粕减量替代技术的实施刻不容缓。开发和利用其他新型蛋白源用于豆粕替代，已逐渐成为水产养殖行业的研究热点。

鉴于此，文章综述了近几年来国内外应用不同蛋白源替代水产饲料中豆粕的研究进展，旨在为实际生产中新型蛋白源的开发利用、豆粕减量替代的有效推进提供理论参考。

1 油料籽实及其加工产品对豆粕的替代效果

1.1 棉籽粕

作为世界第一产棉大国，我国棉籽资源丰富，棉籽榨油后的副产物棉籽粕价格低廉，来源稳定，不依赖于国外进口；但棉籽粕的氨基酸组成不均衡，并含有抗营养因子，影响棉籽粕的营养价值（马彬恒，2020）。经低温浸提、脱酚、适度脱糖的棉籽浓缩蛋白产品显著提升了蛋白质营养价值，适口性好，不含致敏性抗原（薛敏，2021）。研究表明，棉籽浓缩蛋白对草鱼日粮中豆粕的替代量可达100%（李旭巧，2022 ；Fan 等，2022），但在罗非鱼日粮中替代超过45% 的豆粕即损伤其肠道健康，影响增重（Li 等，2021）。郭勇等（2023）报道，棉籽粕可替代斑点叉尾鮰日粮中25.8%～51.7% 的豆粕，但替代量达到51.7% 时会影响鱼体色和肌肉颜色。对凡纳滨对虾来说，日粮中棉籽粕对豆粕的替代水平超过90% 会显著降低部分免疫和抗氧化指标（Wang等，2020），低鱼粉（15%）高豆粕（44%）日粮中发酵棉籽粕对豆粕的最适替代水平为75%（Han等，2022）。

1.2 葵花粕

葵花粕是葵花籽榨油后的副产物，在我国分布极其广泛。葵花粕蛋白质含量一般在27.4%～37%，赖氨酸较豆粕低，其他氨基酸含量高且比较平衡。葵花粕富含亚油酸、油酸、B 族维生素以及铜、铁、锌、锰等微量元素，烟酸含量远高于豆粕；含1.5%～3.3% 的绿原酸，抗营养因子含量较低（曹晓莉，2021）。研究表明，罗非鱼日粮中葵花粕对豆粕的替代水平超过50% 会有损其肠道组织结构（Iqbal 等，2022）；草鱼日粮中葵花粕对豆粕的替代水平超过25% 也会损伤其肠道形态，但酶解葵花粕对豆粕的替代水平可提高至75%，并能改善鱼的肠道结构及功能（曹晓莉，2021）。

1.3 芝麻粕

我国的芝麻产量居世界之最，其榨油副产物芝麻粕也因此资源丰富且价格低廉。芝麻粕粗蛋白质含量一般在45% 以上，富含蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸等多种必需氨基酸，氨基酸组成类似于等蛋白含量的豆粕（刘丽燕等，2020）。研究发现，凡纳滨对虾日粮中芝麻粕对豆粕的最适替代水平为23.70%～38.10%（刘丽燕等，2020），而鲤鱼中的这种替代可达到75%～100%（Hekmatpour 等，2023）。另外，烤芝麻粕对非洲鲶（Jimoh 等，2022）、去皮或脱脂芝麻粕对欧洲鲈鱼（Saleh 等，2020）日粮中豆粕的适宜替代水平均为30%。影响芝麻粕营养物质被动物消化利用的抗营养因子主要为植酸、草酸和少量单宁。

1.4 菜籽粕、花生粕、棕榈仁粕

菜籽粕、花生粕、棕榈仁粕等也是近年来备受关注的替代性饲料原料。2022 至2023 年度全球油菜籽产量达8508 万t（谭亚敏，2023）。作为油菜籽榨油后的副产物，菜籽粕来源广泛，价格低廉，粗蛋白质含量稍低于豆粕，除赖氨酸外其余氨基酸也与豆粕相近，具有比豆粕更丰富的钙、磷、硒、胆碱、维生素B2、叶酸和维生素B1等营养物质。研究发现，罗非鱼日粮中菜籽粕对豆粕的替代水平超过50%会降低增重、影响脂肪代谢、破坏肠道组织结构（Iqbal 等，2022）；菜籽粕自身营养的不均衡和多种抗营养因子（植酸、单宁、芥子碱等）的存在是影响其替代豆粕的重要原因。我国花生总产量长期居世界首位，尤其近几年年产量超过1700 万t，占全国油料总产量的50% 左右（张立伟等，2020）。花生榨油副产物花生粕粗蛋白质含量在47% 以上，居常规粕类首位；氨基酸组成不平衡，天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸含量较高，钙少磷多，胡萝卜素含量低；其他矿物质和维生素含量相对丰富，含多糖、色素和黄酮等生物活性成分（曾斌等，2023）。研究表明，花生粕替代75%～100% 的豆粕会降低津新鲤的免疫力，替代水平超过50% 时，津新鲤肌肉中的DHA 和亚油酸含量显著降低，可能是由于花生粕中亚油酸的含量较低（刘毅等，2021）。作为棕榈果的榨油副产物，棕榈仁粕2019 年度全球产量超1000 万吨，2022 年我国的进口量累计超过100 万t，其粗蛋白质含量为14%～18%（许小玲等，2023），相比于棕榈仁粕，发酵棕榈仁粕的粗蛋白质和粗纤维的利用率显著提高。基于生长和饲料成本考虑，发酵棕榈仁粕可替代红罗非日粮中50%的豆粕（Wattanakul 等，2021）。

考虑到各常规粕类单独替代豆粕时存在营养不平衡等问题，部分研究探索了不同杂粕混合替代豆粕对水产养殖动物的影响。基于不同的指标分析，发酵或非发酵的棉籽粕、花生粕和菜籽籽粕以不同的搭配方式，可部分或全部替代杂交鲶（Li 等，2017）、黄河鲤（Wang 等，2020 ；王婷婷，2017）或青鱼（陈倪慧等，2023）日粮中的豆粕。棉籽粕与玉米酒糟、花生粕、猪肉骨粉中的一种或两种搭配使用可替代杂交鲶日粮中100%的豆粕（Li 等，2017）。

1.5 其他

此外，我国籽用南瓜年总产量达30 万～50万t，种植面积和产量均居世界第一（李红宇等，2017）。南瓜籽饼是南瓜籽榨油的副产物，其粗蛋白质含量高于豆粕，抗营养因子低于豆粕。在镜鲤上的研究表明，南瓜籽饼可替代其日粮中61% 的豆粕（Sezgin 等，2021）。麻疯树仁粕是麻疯树种子提油后的副产物，其干物质中粗蛋白质含量可达50%～60%，除了赖氨酸，其他必需氨基酸含量都高于或等同于豆粕的必需氨基酸含量（王代刚，2012）。在南亚野鲮上的研究表明，发酵麻疯树仁粕可替代其日粮中100% 的豆粕（Phulia 等，2017）。油料籽实及其加工产品对豆粕的替代效果见表1。

2 昆虫加工产品对豆粕的替代效果

昆虫作为一种营养丰富的动物性蛋白源，具有分布广泛、饲养方便、功能性物质含量较高等特点，因而，昆虫粉在水产饲料中应用前景广阔（表2）。

表2 昆虫加工产品对豆粕的替代效果

双翅目昆虫蛋白含量高，氨基酸组成平衡，优于豆粕（余维鹏等，2023）。目前，在水产饲料中应用较多的双翅目昆虫主要包括黑水虻、黄粉虫、蚕蛹、蝇蛆。黑水虻幼虫含40%～43% 的干物质，其中含粗蛋白质30%～50%，具体与培养基有关（肖旭全等，2023）。Lu 等（2020）和余维鹏等（2023）的研究基于不同的指标分析均发现，脱脂黑水虻幼虫粉对草鱼日粮中豆粕的替代水平可达50%。黄粉虫幼虫、蛹、成虫各阶段粗蛋白质含量分别占干物质的47.7%～54.25%、55.23%～58.70%、63.19%～64.29%，显 著 高于豆粕、肉骨粉等原料（吉红等，2016）。Li 等（2023）报道，黄粉虫粉可替代草鱼日粮中100%的豆粕，而不影响生长，且可改善肉质；而Fan等（2022）的研究则发现，相似规格草鱼的日粮中，黄粉虫粉100% 替代豆粕抑制了生长并降低了鱼肉品质；草鱼幼鱼[（6.80±0.10）g]日粮中黄粉虫粉100% 替代豆粕同样抑制了生长和摄食（王孝宇，2022）；另一项研究认为，草鱼幼鱼日粮中，黄粉虫粉对豆粕的适宜替代水平为30%（余维鹏等，2023）。在罗非鱼上的研究表明，黄粉虫蛋白对豆粕蛋白的替代水平不宜超过15%（张 乐 等，2023 ；Zhang 等，2023）。 柞蚕粗蛋白质含量在67%～70%，含较多球蛋白和清蛋白，较其他蛋白源更易于消化吸收（吉红等，2016）。蝇蛆干物质中粗蛋白质含量达55.10%～63.99%，除精氨酸外，其他氨基酸含量均高于或接近普通豆类植物；蛋氨酸、精氨酸、赖氨酸等均高于秘鲁进口鱼粉和国产鱼粉中的相应氨基酸含量（曹岩磊等，2023）。研究表明，蚕蛹粉和蝇蛆粉对草鱼日粮中豆粕的适宜替代水平分别为50%和25%（余维鹏等，2023）。

3 豆科作物籽实及其加工产品对豆粕的替代效果

3.1 蚕豆、 豌豆

蚕豆在我国种植广泛，其蛋白质含量在20%～41%，且富含叶酸、烟酸、维生素C 及其他微量元素（付兵，2019）。研究表明，蚕豆粉对草鱼日粮中豆粕的适宜替代水平为45%（Gan等，2015）。在吉富罗非鱼[(500.2±0.34) g]上的研究表明，以60% 的蚕豆粉完全替代30% 的豆粕+30% 的菜籽粕，同时补充3% 的鱼粉和11.96% 的大豆浓缩蛋白，对生长性能和肠道消化酶活性无显著影响，但会显著损伤肠道组织结构，并会降低肠道菌群中变形菌门的相对丰度和肠道菌群多样性（符兵等，2023）。植酸盐、单宁、蛋白酶抑制剂等抗营养因子可能是影响蚕豆替代豆粕的重要因素。我国的豌豆种植面积居世界第二，豌豆含17.35%～25.30% 的粗蛋白质，39.08%～55.42% 的淀粉，并富含维生素和矿物质，其营养价值介于豆粕和玉米之间（刘敏等，2021）。研究表明，高压灭菌或烘箱干燥的豌豆粉，均可以替代鲤鱼日粮中20.3% 的豆粕（Davies 等，2010）；经植酸酶处理的野豌豆粉可以替代虹鳟日粮中33%的豆粕（Toledo-Solís 等，2022）。

3.2 瓜尔豆、洋刀豆

瓜尔豆在我国引种时间短，尚未形成规模化种植，因此我国瓜尔豆粕的产量比较小，有关瓜尔豆粕在水产饲料中的应用报道更是少见，但其已被列入我国饲料原料目录。瓜尔豆粕在国外的研究和应用较为成熟，其粗蛋白质含量在50% 左右，蛋白消化率约89%，赖氨酸和蛋氨酸含量均高于普通豆粕（吕娟等，2012）。在虹鳟上的研究表明，瓜尔豆粕可替代其日粮中100% 的豆粕（Pach 等，2017）。鲜洋刀豆蛋白质含量为30.06%，洋刀豆氨基酸和矿物质含量丰富，氨基酸种类多样。洋刀豆主要种植于热带地区，但多数国家包括中国都是零星种植。有关洋刀豆在饲料中的应用研究并不多见，我国饲料原料目录中也未见洋刀豆。Solomon 等（2017）的研究表明，非洲鲶日粮中洋刀豆对豆粕的替代水平不可超过20%，否则将显著降低其生长和存活率。豆科作物籽实及其加工产品对豆粕的替代效果见表3。

表3 豆科作物籽实及其加工产品对豆粕的替代效果

4 单细胞蛋白对豆粕的替代效果

单细胞蛋白蛋白含量高，氨基酸含量丰富且均衡，与鱼粉的氨基酸组成相似，并富含维生素和矿物质。单细胞蛋白对水资源、生产面积需求较小，在生产过程中不受环境及气候的影响，对环境友好，可实现全年稳定高效生产。其中，菌类蛋白和藻粉蛋白等是近年来水产行业的研究热点。乙醇梭菌蛋白是当前关注度最高的一类菌类蛋白，其粗蛋白质含量一般在80% 以上，不含抗营养因子，富含微量元素，胃蛋白酶消化率高达90.4%（单春乔等，2023）。Xue 等（2023）的研究发现，草鱼日粮中使用12.75% 的乙醇梭菌蛋白替代全部豆粕，不影响生长且改善了肌肉品质；而Fan 等（2022）的研究表明，草鱼日粮中使用35% 的乙醇梭菌蛋白替代全部豆粕，降低了生长和鱼肉品质。此外，甲基营养菌单细胞蛋白在虹鳟日粮中对豆粕的替代水平可达65%（Hardy 等，2018）。草鱼日粮中可使用52.8% 的小球藻粉替代全部的豆粕（Fan 等，2022）。单细胞蛋白对豆粕的替代效果见表4。

表4 单细胞蛋白对豆粕的替代效果

5 酒糟类对豆粕的替代效果

啤酒糟是啤酒工业的主要副产物，我国每年的啤酒糟产量已超过1000 万t。干啤酒糟含15%～25% 的粗蛋白质，且富含矿物元素和维生素；与常用的蛋白原料比，啤酒糟存在蛋白含量偏低、粗纤维含量高的缺点（张家才等，2023）。Eliopoulos 等（2022）报道，通过发酵可使啤酒糟的粗蛋白质含量增加49.49%，纤维素含量降低11.42%。李小霞等（2016a，2016b）报道，在杂食性鱼类罗非鱼日粮中，干啤酒糟可替代27.0%～28.9% 的豆粕，而发酵啤酒糟可替代54.1%～55.4% 的豆粕。在肉食性鱼类欧洲鲈鱼日粮中，使用高蛋白酒糟（CP：47%）替代50%的豆粕也获得了较佳的效果（Goda 等，2020）。酒糟对豆粕的替代效果见表5。

表5 酒糟类对豆粕的替代效果

6 其他类蛋白原料对豆粕的替代效果

我国蛋白质饲料稀缺的情况在不断加剧，这使得饲料行业对非常规蛋白源的探索范围不断扩大，除了对杂粮杂粕、昆虫粉蛋白、单细胞蛋白等的应用研究更为深入，一些其他具有一定营养价值的非粮动植物蛋白源也逐渐引起了饲料行业的关注。

近年来，辣木种植规模逐年增大，目前在我国的种植面积已有约4000 公顷。辣木叶粉蛋白含量高达27.6%～35.4%，氨基酸种类多达19种，可媲美大豆（巩思佳等，2021）。不同的研究基于生长性能等指标分析发现，辣木叶粉均可部分替代南亚野鲮（Masood 等，2020）、银高体鲃（Farhad 等，2023）、鲤鱼（Adeshina 等，2018）日粮中的豆粕。通常情况下，黑水虻幼虫培养基被黑水虻消化分解后，还剩50% 左右的养分，其中富含N、P、K 及各种微量元素（胡俊茹等，2016）。不同的研究均表明，黑水虻幼虫培养基可部分有效替代罗非鱼日粮中的豆粕（黄文庆等，2019；胡俊茹等，2016）。豆腐渣是大豆加工的副产品，蛋白含量约17.84%，脂肪含量约5.90%，富含钙、镁、钾；影响其在动物体内有效利用的抗营养因子主要包括胰蛋白酶制剂、植酸、大豆凝集素等，但发酵的方式可使豆腐渣的蛋白含量显著提高，抗营养因子有所减少（龙健玲等，2023）。在遮目鱼和大口黑鲈上的研究表明，发酵豆腐渣对豆粕的适宜替代水平分别为10%（Putra 等，2021）和16%（Jiang 等，2018）。

此外，相关研究探索了茶渣蛋白提取物、美藤果渣和腰果粉对罗非鱼日粮中豆粕的替代效果，并发现三种蛋白源的适宜替代水平分别为50%（魏 汉 等，2023）、18%～36%（欧 阳 满 等，2022）和50%（Pradhan 等，2020）。其他类蛋白原料对豆粕的替代效果见表6。

表6 其他类蛋白原料对豆粕的替代效果

7 总结与展望

世界水产品在人类食物中的贡献越来越大，未来的水产养殖仍将有较大发展，水产养殖的发展依赖于人工饲料。水产饲料对蛋白源的需求很大，但可用于水产饲料的谷物原料很少。其中，我国用于水产养殖的大豆仅占5.6%，但大豆进口依赖度高，豆粕的供应同样难以满足水产养殖业的发展，高效利用非常规原料以替代水产料中的豆粕仍任重道远。已有的应用研究虽取得了部分可喜的成果，加工工艺的改进极大的提升了油料籽实和豆科籽实加工副产物、菌体蛋白、海藻粉等对水产料中豆粕的替代水平，其中，棉籽浓缩蛋白、乙醇梭菌蛋白、小球藻粉等更是被多项研究证实可获得超过豆粕的生产性能。但在水产饲料的实际生产中，实施豆粕减量替代以达到降本增效的举措仍有极大的提升空间。饲料的配制生产中，需更综合的考虑不同地区的饲料资源特点，进一步分析不同饲料原料的利用价值，密切关注新原料的加工性能，各营养素的平衡，抗营养因子的种类和含量等问题。