玉米蛋白粉在水产动物饲料中的应用研究

王 祎，张 璐，孙瑞健，陆春云，滕 涛，米海峰

(通威股份有限公司，水产健康养殖四川省重点实验室，四川 成都 610041)

近年来，随着水产养殖业的持续扩张，饲料产业随之快速增长。饲料原料的选择直接影响饲料的质量与价格。寻找优质动植物蛋白源已成为我国水产养殖业和水产饲料行业亟须解决的任务。玉米蛋白粉与其他植物蛋白相比，是一种优质的替代蛋白质源，具有蛋白质含量高、纤维素含量低、不含抗营养因子等特点。

一、玉米蛋白粉的营养价值

我国玉米产量居世界第二位，约占全球总产量的23%。玉米籽粒在经加工过程会产生大量的玉米蛋白粉，由于其特殊的气味，一般只在饲料中使用。玉米蛋白粉因玉米籽粒质量和加工方式的不同，粗蛋白质水平有所不同，通常粗蛋白质水平在60%以上，有的高达65%。玉米蛋白粉具有丰富的氨基酸组成，其中亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、缬氨酸等氨基酸含量较高，但精氨酸和赖氨酸含量较低；与其他植物蛋白原料相比，玉米蛋白粉粗纤维水平较低，约为2%；粗脂肪水平为7%；粗灰分水平较低，约为1%；碳水化合物水平约为15%。此外，玉米蛋白粉的维生素E 和B 族维生素含量也非常丰富。

二、玉米蛋白粉在水产饲料中的应用

1.对水生动物生长性能及饲料利用率的影响

目前，广大水产研究者对金头鲷、条纹鲈、牙鲆等的饲料进行了玉米蛋白粉替代其他蛋白质源的研究，结果显示，用玉米蛋白粉替代其他蛋白质源是可行的，但其最适的替代水平则因水生动物的种类、大小、养殖环境和饲料配方的不同而存在较大的差异。Regost 等(1999)研究表明，随着玉米蛋白粉替代鱼粉水平的增加，大菱鲆的生长率和饲料利用率均显著下降。Pereira 等(2003)对金头鲷幼鱼的研究发现，当玉米蛋白粉替代鱼粉的质量比例不超过60%时，不会对鱼的增重率和饲料效率产生显著的负面影响，但当替代质量比例超过80%时，鱼的生长率和对饲料的利用率会显著降低。Engin等(2005)研究指出，短鳍幼鳗饲料中23%(质量比)的鱼粉被玉米蛋白粉替代是可行的。Men 等(2014)用玉米蛋白粉按15%(质量比)增量的梯度替代15%、30%、45%、60%和75%的鱼粉，60 天的生长试验结果表明，当玉米蛋白粉的替代达到60%时，对花鲈的生长性能并无显著影响；随着玉米蛋白粉添加量的逐步提高，摄食率不断降低，但饲料效率有所上升。Robaina 等(1997)对金头鲷的研究发现，当21.08%(质量比)的玉米蛋白粉替代40%(质量比)的鱼粉时，对鱼的生长性能和饲料利用均无显著影响，但摄食率显著上升。由此可见，用玉米蛋白粉替代水生动物饲料中的鱼粉蛋白或其他蛋白质源是可行的，但不同水生动物对玉米蛋白粉的适应程度存在差异。

2.对水生动物免疫功能的影响

溶菌酶是一种与免疫相关的阳离子酶，主要起免疫防护作用。谷丙转氨酶和谷草转氨酶是两种重要的与氨基酸代谢有关的酶，在机体蛋白质代谢过程中发挥着重要的作用。这些转氨酶的活力也与肝脏的损伤程度有着密切的联系。超氧化物歧化酶是一种重要的抗氧化酶，它可以清除有害的氧自由基，减少氧自由基对机体造成的损伤。Men等(2014)研究表明，当饲料中的玉米蛋白粉替代超过45%(质量比)的鱼粉时，花鲈的肝脏谷丙转氨酶活力显著降低。这说明饲料中高剂量的玉米蛋白对花鲈肝脏造成了一定的损伤。Sitjà-Bobadilla等(2005)在金头鲷的研究中发现，饲料中玉米蛋白粉的质量浓度低于12%时，可起到一定的增强抗氧化功能的作用，但质量浓度超过18%时，鱼体的免疫水平下降。暗纹东方鲀饲料中玉米蛋白粉质量浓度超过15%时，鱼体肝胰脏、头肾和脾脏的溶菌酶活力均显著低于对照组，免疫力显著下降。然而，在凡纳滨对虾饲料中，当玉米蛋白粉替代鱼粉的质量比例不超过15%时，不影响凡纳滨对虾的溶菌酶和超氧化物歧化酶的活力。由此看出，不同的水产动物种类、原料来源以及饲料配比使得饲料中玉米蛋白粉对水产动物免疫水平的影响有所差异。因此，生产中应结合不同的水产动物、养殖环境及饲料种类合理添加玉米蛋白粉，从而增强水产动物的生长性能和免疫力。

三、影响玉米蛋白粉在水产饲料中应用的因素

1.对适口性的影响

养殖鱼的摄食率主要受到食欲和食物适口性的影响。鱼粉作为水生动物饲料中的主要蛋白质源，具有良好的适口性和促摄食作用。而植物蛋白源通常缺乏一种水溶性的促摄食作用的化学物质，进而影响其适口性。Robaina等(1997)研究显示，饲料中玉米蛋白粉的添加量为21.08%(质量比)时，并不影响大西洋鲷的生长性能，其摄食量反而有所增加；同样骆艺文等(2012)研究指出，玉米蛋白粉替代较少比例的鱼粉不会影响军曹鱼的摄食量，当替代质量比例达到70%时，其摄食量显著低于对照组。这可能由于玉米蛋白本身带有一定的异味，随着玉米蛋白粉添加量的增加，异味物质也随之增多，从而影响鱼的摄食。

2.对表观消化率的影响

与其他植物蛋白相比，玉米蛋白粉纤维素含量低，几乎不含抗营养因子，而抗营养因子和不平衡的氨基酸组成是降低水生动物对植物蛋白源表观消化率的主要因素。许多研究表明，玉米蛋白粉能够很好地被水产动物消化吸收。程媛媛等(2010)研究发现，随着饲料中玉米蛋白粉替代鱼粉的质量比例增加，替代组的干物质消化率和蛋白质消化率均高于鱼粉对照组，并且罗氏沼虾对玉米蛋白原料的干物质和蛋白质消化率分别为85.31%和92.28%，高于对鱼粉的消化率而低于对豆粕的消化率。Morales等(1994)研究表明，饲料中23.41%(质量比)的玉米蛋白粉替代鱼粉时，虹鳟的蛋白质和脂肪消化率明显高于对照组，但对能量消化率的影响并不明显。Pongmaneerat(1993)研究发现，用由玉米蛋白粉、豆粕和肉骨粉组成的无鱼粉饲料饲喂鲤鱼，其消化率高达94%。然而，也有部分水生动物对玉米蛋白的消化吸收能力较差。许氏平鲉对鱼粉的蛋白质和磷的表观消化率(87.5%、22.2%)均高于对玉米蛋白粉的蛋白质和磷消化率(79.1%、12.6%)。Dias 等(2005)指出，饲喂玉米蛋白粉组的欧洲狼鲈的蛋白质消化率显著低于饲喂鱼粉组和大豆浓缩蛋白组，而脂肪的消化率在各组之间无显著差异。此外，许多研究者在草鱼、南非网鲍和黄尾的研究中均得到了相似的结论。这可能是由于不同的水生动物种类与饲料配制所造成的差异。

3.饲料氨基酸平衡的影响

对于水生动物来说，蛋白质是其重要的营养来源。水生动物对蛋白质的需求也就是对必需和非必需氨基酸的需求，因此，氨基酸组成在很大程度上决定了饲料的营养价值。相比其他植物蛋白源，玉米蛋白粉的氨基酸组成相对平衡，但赖氨酸、精氨酸和蛋氨酸相对缺乏。赖氨酸和精氨酸分别为玉米蛋白粉中的第一和第二限制性氨基酸，这些氨基酸的缺乏会影响鱼的生长。在花鲈饲料中用玉米蛋白粉替代75%(质量比)的鱼粉，由于赖氨酸、精氨酸和蛋氨酸严重缺乏，导致鱼的蛋白质代谢能力减弱，生长减缓，饲料效率降低。Pereira等(2003)在金头鲷的实验中发现，用玉米蛋白粉替代饲料中80%(质量比)的鱼粉，由于赖氨酸严重缺乏，导致鱼的生长受阻。此外，Ruchimat 等(1997)用以玉米蛋白粉为单一蛋白质源的饲料饲喂黄尾时，鱼的生长率、蛋白质效率和蛋白质的消化率均低于饲喂鱼粉组和大豆浓缩蛋白组。由此可见，在养殖生产中，对养殖鱼饲喂以玉米蛋白粉为单一蛋白源的饲料并不能取得良好的经济效益。应多注意配合其他多种动植物蛋白源，只有这样才可以很好地部分替代或完全替代饲料中的鱼粉。

四、改善玉米蛋白粉应用效果的措施

1.调整适口性

含有植物蛋白源的饲料可添加一定量的着色剂或风味剂，以促进水产动物对饲料的摄食。李咏梅等(1998)研究表明，在饲料中添加0.3%(质量比)的甜菜碱可明显促进罗非鱼的生长，提高饲料效率；同时甜菜碱对鲤鱼和野鲮也有明显的诱食作用，但是对草鱼的作用效果不明显。此外，水产饲料中添加剂的种类还有很多，如维生素添加剂、复合酶制剂、矿物质添加剂和中草药添加剂等，而水产动物对添加剂的喜好程度也大有不同，因此，对于不同水产动物选择合适的添加剂也具有一定的难度。

2.平衡氨基酸

鱼对蛋白质的摄取就是需要摄取生长所需要的氨基酸。由于玉米蛋白粉的这种特殊的氨基酸营养组成，在饲料中通常要添加晶体氨基酸以改善一些不足。一些研究者发现，在牙鲆、罗非鱼、斑点叉尾的饲料中添加晶体氨基酸后，有促进鱼生长的效果。因此，可以认为饲料中添加晶体氨基酸可以弥补饲料中玉米蛋白粉造成的氨基酸不平衡问题。然而，晶体氨基酸的添加是否有效果的问题尚存在争议。比如，有些研究者发现在遮目鱼幼鱼、鲤鱼、大菱鲆和虹鳟的饲料中添加晶体氨基酸对生长的促进作用并不显著。因此，在饲料配方中应使用多种植物蛋白源并合理地配伍，这样可能会缓解饲料中氨基酸不平衡的问题。

五、展望

玉米蛋白粉是一种利用价值非常高的蛋白质资源。在水产饲料中应用玉米蛋白粉，一方面可以降低饲料成本，另一方面可以节约鱼粉资源，有利于水产养殖业的可持续发展。但目前对于玉米蛋白粉的研究仍主要参考对鱼的生长性能、体成分以及饲料利用等指标来确定玉米蛋白粉在饲料中的添加量，而对于组织病理学、植物蛋白在水产动物体内的代谢、免疫学以及对水体环境造成的影响等问题仍鲜有报道。此外，对于玉米蛋白粉加工技术的改良、平衡其氨基酸组成、外源添加剂以及风味剂的研制，会使玉米蛋白粉的使用得到进一步推广，这对于我国玉米资源的开发与利用具有重大的意义。