殷 彬，王用黎，金雄華，張 璐，陳效儒

(通威農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，水產(chǎn)健康養(yǎng)殖四川省重點實驗室，四川 成都 610041)

目前，對傳統(tǒng)蛋白源的研究進(jìn)入瓶頸期，學(xué)者們除了保持對傳統(tǒng)蛋白源(豆粕、花生粕、棉籽粕等)的縱向研究(傳統(tǒng)植物蛋白加工、添加劑補(bǔ)充)外，還進(jìn)一步利用日益先進(jìn)的原料生產(chǎn)工藝橫向?qū)ふ以S多新型的蛋白源，并進(jìn)行研究，其中應(yīng)用價值高的新型蛋白源主要包括以下幾類：①藻類蛋白，如小球藻蛋白、螺旋藻蛋白、雨生紅球藻蛋白等；②昆蟲蛋白，如黑水虻蛋白、黃粉蟲蛋白等；③細(xì)菌蛋白，如甲烷菌體蛋白、乙醇梭菌蛋白等。本文綜述新型可持續(xù)蛋白源的應(yīng)用研究進(jìn)展，以期為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展提供支持，以及為未來飼料蛋白質(zhì)來源的研發(fā)提供參考。

一、藻類蛋白

藻類蛋白是一種新興的飼料原料，因其營養(yǎng)豐富、不受時間和地域限制、生產(chǎn)效率高、周期短等特點而逐漸被應(yīng)用于飼料行業(yè)。隨著微生物發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工藝的逐步成熟，規(guī)?；a(chǎn)具有很大的可行性(Geada P等，2021)。

1.小球藻蛋白

小球藻的蛋白質(zhì)水平通常在50%左右，氨基酸組成合理，含有魚所需要的多種必需氨基酸，并含有多種維生素和礦物質(zhì)，如鐵、鉀、磷、生物素、葉酸等(Jung J Y 等，2017；Raji A A 等，2019)。在尖齒胡鲇上的應(yīng)用研究表明，小球藻蛋白可以替代飼料中高達(dá)68%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的魚粉蛋白，而不會對其生長產(chǎn)生負(fù)面影響，同時還能提高全魚的粗蛋白質(zhì)和能量水平(Raji A A 等，2019)。小球藻粉甚至可以完全替代歐洲鱸飼料中的魚粉，同時還能調(diào)節(jié)肝臟和腸道中抗氧化酶的活性(Castro C 等，2020)。在凡納濱對蝦中應(yīng)用時也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，小球藻粉的最適添加比例為38.88%，并且可完全替代魚粉而不會對蝦的生長產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.螺旋藻蛋白

螺旋藻是常用微藻中營養(yǎng)最全面、易消化吸收、適口性好、安全性高的藻類。螺旋藻營養(yǎng)價值高，具有高蛋白質(zhì)(60%～70%)、氨基酸組成豐富、低碳水化合物、低脂肪和低熱量的特點。螺旋藻蛋白被認(rèn)為具有完全替代魚粉蛋白的潛力。螺旋藻粉可以完全替代凡納濱對蝦飼料中的魚粉，添加量高達(dá)30%，且不影響蝦生長(Pakravan S 等，2017)，還能通過減少細(xì)胞凋亡以改善免疫應(yīng)答(Macias-Sancho J等，2014)。添加7.5%的螺旋藻粉不會對虹鱒的生長和色素沉著產(chǎn)生負(fù)面影響(Teimouri M等，2013)。添加5.28%的螺旋藻粉可顯著改善里海褐鱒的生長、魚體成分以及體色(Roohani A M，2019)。

3.雨生紅球藻蛋白

雨生紅球藻自身能合成大量蝦青素，同時還含有較平衡的氨基酸、多糖和各種微量元素。目前，雨生紅球藻被廣泛用于魚和甲殼動物飼料中。在黃金鱸飼料中添加10%的脫脂雨生紅球藻粉和10%大豆分離蛋白，不會影響魚生長和全魚營養(yǎng)成分(Jiang M 等，2019)。添加12%的雨生紅球藻粉對凡納濱對蝦生長沒有負(fù)面影響，而添加3%的雨生紅球藻粉能顯著改善蝦的生長和飼料利用率(Ju Z Y 等，2012)。雨生紅球藻還可用作飼料添加劑，在飼料中添加0.33%～0.67%的雨生紅球藻(每千克飼料含100～200 毫克蝦青素)可以提高凡納濱對蝦幼體存活率和低鹽度脅迫下的存活率(Xie S等，2018)。

二、昆蟲蛋白

昆蟲分布廣泛，易于飼養(yǎng)。昆蟲蛋白被認(rèn)為是動物蛋白來源中相對優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)。昆蟲每個生長階段的蛋白質(zhì)水平都較高(30%～80%)，氨基酸組成也普遍較均衡。大多數(shù)昆蟲氨基酸水平、比例接近或高于糧農(nóng)組織、世衛(wèi)組織所設(shè)定的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)，并含有豐富的礦物質(zhì)元素。研究較多且具有較大發(fā)展?jié)摿Φ睦ハx蛋白源有黑水虻蛋白和黃粉蟲蛋白。

1.黑水虻蛋白

黑水虻蛋白的粗蛋白質(zhì)水平為30%～60%，必需氨基酸水平高，還含有豐富的不飽和脂肪酸和水產(chǎn)動物必需脂肪酸及豐富的抗菌物質(zhì)。魚粉替代試驗進(jìn)一步表明黑水虻具有巨大的市場潛力。黑水虻可完全替代大西洋鮭飼料中的魚粉，且對腸道健康無負(fù)面影響(Belghit I等，2019)，添加32.27%的黑水虻還對魚后腸發(fā)育有改善作用(Weththasinghe P 等，2021)。Fisher H J 等(2020)發(fā)現(xiàn)，黑水虻中富含鈣、鈉、錳和鋅等元素，這是大西洋鮭對飼料中黑水虻有良好耐受性的重要原因。在大菱鲆飼料中添加33.2%的黑水虻對魚采食量和飼料轉(zhuǎn)化率沒有影響(Kroeckel S等，2012)。用黑水虻替代真鯛飼料中41.7%的魚粉蛋白不會影響魚生長和飼料效率(Takakuwa F等，2021)。

凡納濱對蝦對蛋白質(zhì)水平不同的黑水虻耐受程度不同。在對照組魚粉含量相同的情況下，粗蛋白質(zhì)水平為52.03%的黑水虻的最佳替代比例達(dá)到了29.0%(Cummins V C 等，2017)，而粗蛋白質(zhì)水平為32.60%的黑水虻的最佳替代比例僅為9.5%(Chen Y K 等，2021)，這表明提高黑水虻粗蛋白質(zhì)水平可以改善其在凡納濱對蝦中的應(yīng)用。此外，黑水虻替代魚粉后，也會對養(yǎng)殖魚免疫應(yīng)答和營養(yǎng)素利用效率產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，添加9.5%的黑水虻可促進(jìn)凡納濱對蝦的脂質(zhì)合成和脂肪分解(Chen Y K等，2021)。添加14.8%的黑水虻不僅不會影響歐洲鱸的生長，還能增強(qiáng)其非特異性免疫應(yīng)答(Abdel-Latif等，2021)。在日本鱸飼料中添加19.2%的黑水虻后對魚生長、肝臟和腸道發(fā)育以及腸道免疫應(yīng)答沒有負(fù)面影響(Wang G X等，2019)。

2.黃粉蟲蛋白

黃粉蟲是繼黑水虻后的另一種新興蛋白質(zhì)來源。黃粉蟲易于養(yǎng)殖和飼喂，營養(yǎng)價值高，如粗蛋白質(zhì)水平高、氨基酸組成豐富。黃粉蟲可成為另外一種較好的水產(chǎn)飼料蛋白質(zhì)來源。在替代魚粉方面，不同養(yǎng)殖品種對黃粉蟲的耐受程度差異很大。

多項研究發(fā)現(xiàn)，凡納濱對蝦對黃粉蟲耐受程度較高。黃粉蟲可以完全替代凡納濱對蝦飼料中的魚粉，同時還可以顯著改善其生長性能，增強(qiáng)抗病力和免疫力(Choi I H 等，2018；Motte C 等，2019)。紅鯛飼料中添加黃粉蟲可高達(dá)65%，且有利于魚生長(Ido A等，2019)。在虹鱒上的研究也有類似的結(jié)果。虹鱒飼料中添加黃粉蟲通?？筛哌_(dá)20%～28%(Henry M A等，2018)。在虹鱒飼料中完全用黃粉蟲替代魚粉后，SGR顯著增加(Rema P 等，2019)，且對飼料消化率沒有負(fù)面影響(Chemello G等，2020)。添加18.8%的黃粉蟲也大大提高了大口黑鱸的生長性能(Redman D H 等，2019)。

三、細(xì)菌蛋白

細(xì)菌蛋白又稱單細(xì)胞蛋白，是在酵母、真菌和非病原菌等單細(xì)胞微生物中產(chǎn)生的噬菌體蛋白，其蛋白質(zhì)水平通常高達(dá)50%～90%，氨基酸種類齊全，且富含多種維生素和礦物質(zhì)，生物價值普遍優(yōu)于植物性蛋白飼料。目前，甲烷菌體蛋白和乙醇梭菌蛋白具有較高的研究價值和較大的應(yīng)用潛力。

1.甲烷菌體蛋白

甲基球菌富含甲烷、氧、氮和礦物質(zhì)，發(fā)酵后分離出蛋白質(zhì)黏液(懸浮液)，干燥收集后形成甲烷菌體蛋白。甲烷菌體蛋白具有較高的粗蛋白質(zhì)水平和均衡的氨基酸組成，具有替代魚粉蛋白的巨大潛力。對于凡納濱對蝦，甲烷菌體蛋白是很好的蛋白質(zhì)來源，最適添加比例可達(dá)10.2%，且不會對蝦生長產(chǎn)生負(fù)面影響(Chen Y K 等，2021)。在大西洋鮭飼料中添加20.0%的由甲基球菌、酸性鈣球菌、短芽孢桿菌和堅固芽孢桿菌培養(yǎng)的細(xì)菌蛋白，也不會影響魚的感官質(zhì)量(Marit-Berge G 等，2005)。在■魚飼料中，甲烷菌體蛋白的最適添加比例達(dá)20%，添加后對其生長性能和飼料效率無負(fù)面影響(Biswas A等，2020)。

2.乙醇梭菌蛋白

乙醇梭菌蛋白是以一氧化碳為原料、以乙醇梭菌為發(fā)酵菌株、通過液體發(fā)酵生產(chǎn)的一種新型細(xì)菌蛋白，其蛋白質(zhì)水平高，氨基酸組成均衡。對大口黑鱸的應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)，乙醇梭菌蛋白可替代49.8%的魚粉蛋白，且在此替代水平下可獲得最大增重率(Zhu S J 等，2022)。同時，添加18%的乙醇梭菌蛋白也不會影響黑鯛的生長、飼料利用率、抗氧化能力和消化酶活性(Chen Y 等，2020)。而過多添加乙醇梭菌蛋白會不可避免地導(dǎo)致一些負(fù)面效應(yīng)，添加18%的乙醇梭菌蛋白不會對大口黑鱸消化道蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶產(chǎn)生負(fù)面影響(Yang P X 等，2021)，但是過量添加則會損害大口黑鱸的肝臟健康(Lu Q S 等，2021)。凡納濱對蝦飼料中的最適添加量為13.75%，在此添加量下不會影響蝦生長、血清免疫酶活性和腸道健康(Jiang X R等，2021)，而過量添加則會降低凡納濱對蝦的生長和肌肉品質(zhì)，如風(fēng)味氨基酸的水平降低(Yao W X等，2022)。

四、小結(jié)

目前所研發(fā)的新型蛋白源總體上具備緩解魚粉短缺的潛力。從目前來看，新型、來源廣泛且可持續(xù)的飼料蛋白質(zhì)來源包括但不限于藻類蛋白(如小球藻蛋白、螺旋藻蛋白和雨生紅球藻蛋白)、昆蟲蛋白(如黑水虻蛋白和黃粉蟲蛋白)、細(xì)菌蛋白(如甲烷菌體蛋白和乙醇梭菌蛋白)。藻類蛋白的作用主要集中在抗氧化能力、免疫力的提高以及腸道保護(hù)上；昆蟲蛋白的作用主要集中在營養(yǎng)素利用率、免疫力和抗氧化能力的提高上，但同時伴隨著添加過量后導(dǎo)致肌肉品質(zhì)和脂代謝能力降低等負(fù)面影響；細(xì)菌蛋白的作用主要集中在免疫力的提高和腸道炎癥的緩解上，同時也會帶來肌肉品質(zhì)降低和適口性差等問題。相較于傳統(tǒng)植物蛋白，該類蛋白源在替代魚粉蛋白方面表現(xiàn)良好，但往往同時伴隨著飼料成本的增加。因此，如何降低培育新型蛋白質(zhì)源的成本并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍是亟待解決的問題之一。