郭小瑞,戴济鸿,张俊智,胡 毅
(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南 长沙 410128)
鱼粉富含蛋白质与矿物质,具有必需氨基酸组成平衡、含促生长因子等优点,是水产动物饲料中优质的蛋白源。随着水产养殖业快速发展,我国每年水产用鱼粉消耗量大于150万t[1],产量供不应求,价格飙升,难以满足不断增长的市场需求;不仅增加了养殖成本,也不利于水产养殖业的可持续发展[2]。因此,寻找新型蛋白源已成为水产动物营养研究的热点[3]。
我国是家禽养殖和消费大国,每年屠宰产生的家禽骨血副产物高达1 800 万t[4]。家禽副产物主要包括鸡肉粉、肉骨粉、血粉和羽毛粉等,具有供应稳定、易于获取、价格低廉、抗营养因子较少等特点。其中,鸡肉粉常规营养成分含量与鱼粉相似,鸡骨架经酶解技术处理更易被机体吸收利用。本文对鸡肉粉及酶解鸡浆的营养价值及其在水产动物中应用的研究进展进行了论述,为其在水产动物饲料中的应用提供参考。
鸡肉粉的加工过程为分割鸡肉后将剩余部分进行高温杀菌、冲洗、粉碎、烘干等一系列工序[5]。根据鸡肉粉的原料来源及加工工艺不同,可分为宠物级鸡肉粉和饲料级鸡肉粉,宠物级鸡肉粉的品质高于饲料级鸡肉粉[6]。
鸡肉粉常规营养成分含量与鱼粉相近,蛋白质含量为65%~73%,脂肪含量为9.0%~10.2%。鸡肉粉所含必需氨基酸种类丰富,并含有多种维生素和矿物质;其中钙含量为3.5%~5.4%,磷含量为1.96%~2.00%,钙、磷总量低于鱼粉,且鸡肉粉所含的磷大多是有效磷[7]。但鸡肉粉消化率低,缺乏赖氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸,且营养价值受来源和加工工艺影响,易引起生长率下降[8]。鸡肉粉中脂肪的饱和度较高,多不饱和脂肪酸18∶2 ω-6含量高,多不饱和脂肪酸ω-3 含量较低。当鸡肉粉替代鱼粉的比例过高时,易导致饱和脂肪酸的含量过高,影响鱼类对饵料的适口性,导致动物摄食量下降[9],降低生长性能。风味较差也是限制动物性蛋白产品推广使用的普遍因素之一[10]。
水产饵料中鸡肉粉替代鱼粉对饲喂效果的影响见表1。由表1 可知,鸡肉粉作为动物性蛋白源可替代部分鱼粉,替代水平不同导致产生差异的主要原因为鸡肉粉的来源不同以及养殖动物品种不同[5]。
有研究表明,饵料中鸡肉粉替代鱼粉比例为15%~40%时,对石斑鱼的生长指标、血清生化等无显著影响;当替代比例为55%时,成活率和生长性能显著降低,饵料系数显著升高[25]。与鱼粉组相比,饵料中鸡肉粉替代鱼粉量为0~9.8%时对佛罗里达鲳鲹生长无不良影响;鸡肉粉替代量为14.7%时,佛罗里达鲳鲹增重率显著降低[27]。饵料中鸡肉粉替代鱼粉的比例小于等于32.5%,对大口黑鲈的生长性能、肠道及肝脏结构均无负面影响;替代量为40.0%时则对大口黑鲈的肝脏和肠道存在负面影响[28]。水产饵料中添加鸡肉粉具有一定应用潜力,但鸡肉粉的氨基酸组成不平衡且消化率低,对其应用产生了限制。因此,仍需提高并不断改良鸡肉粉的制作工艺。
表1 水产饵料中鸡肉粉替代鱼粉对饲喂效果的影响Tab.1 Effect of chicken meal instead of fish meal in aquatic feed on feeding effect
酶解工艺产生的小肽和游离氨基酸能够被机体直接吸收,可提高动物提高消化能力。目前,采用酶解技术的家禽副产物主要包括酶解鸡浆、酶解羽毛粉等。
酶解反应是胶原蛋白分解,产生大量小肽和游离氨基酸的过程。肽类的吸收机制不同于游离氨基酸的吸收机制,小肽的吸收途径主要包括肽转运载体(PepT1)的主动转运、细胞穿透肽携带转运和细胞旁路直接吸收。肽类的吸收具有高效、节能且吸收途径多、不易饱和的特点[29]。酶解反应过程是利用酶对蛋白质肽链的水解作用。即在最适条件下,家禽骨架中的胶原蛋白经酶作用打开空间结构,肽键发生断裂,实现对大分子蛋白的降解,其特征之一即显著提高了大分子蛋白质、非水溶性蛋白质的溶解度。水溶性的蛋白质进入动物消化道后更易被吸收利用[30],提高了家禽副产物的功能特性和营养价值。
酶解产物中含有大量小肽,不需经过胃肠道消化即可直接被小肠细胞吸收。小肽的吸收形式增加了不稳定或不溶性氨基酸(如半胱氨酸、谷氨酰胺或酪氨酸)在体内的吸收利用率,酶解产物中小肽的吸收速度可能是完整蛋白质的3 倍,其中三肽的吸收效果最佳。就能量效率而言,PepT1转运小肽所需的能量与运输1个游离氨基酸所需的能量相同。因此,肽类的转运机制能够节约机体蛋白质代谢的耗能。此外,小肽还可促进机体生长[31-32],提高机体消化酶活性,增强机体免疫能力[33]。
我国年均产新鲜鸡骨架近400 万t。鸡骨架是鸡肉加工生产的主要副产物,由鸡骨、鸡肉和鸡皮组成。新鲜鸡骨架中水分含量约65%、蛋白质16%、脂肪14%。鸡骨架的呈味氨基酸含量高于鸡肉,营养价值较高,价格低廉[34]。目前,水产养殖饵料行业对家畜副产品粉需求量增高,促使家畜副产品粉的加工技术以及产品质量均不断提高,宠物级鸡肉粉营养价值和消化率等指标可接近甚至超过鱼粉。有研究表明,利用酶法水解动物蛋白可提高原料的利用率,且酶法反应条件温和、工艺简单、周期短,产品的营养价值高,含有相对分子质量小的寡肽和游离氨基酸,益于动物消化吸收[35]。
酶解鸡浆是鸡骨架经破碎、蒸煮,浓缩三相分离压榨所得的蛋白水,采用筛选的复合蛋白酶在一定酶解条件下进行酶解,经加热负压浓缩而成。与鸡肉粉相比,酶解鸡浆中富含寡肽和游离氨基酸,能够被机体直接吸收利用,可提高蛋白质的消化吸收效率,改善动物生长性能[36-37]。酶解鸡浆富含多肽,具有抗高血压、抗氧化、抗菌以及促进钙吸收等生物活性与功能[38]。不同蛋白酶在不同酶解深度下,水解不同底物产生功能性肽及其他生理活性肽的分子量不同;随着酶解深度增加,可产生苦味肽以及高游离氨基酸,不利于动物生长。
酶解鸡浆作为新型蛋白替代源,在水产饲料中的应用甚少。有研究发现,酶解鸡浆能够提高大口黑鲈对饵料蛋白的利用效率,改善大口黑鲈肠道结构,提高抗氧化能力,丰富肠道微生物多样性,促进大口黑鲈生长[39]。王俊贤[40]研究发现,酶解鸡浆可有效替代饵料中的鱼粉,对珍珠龙胆石斑鱼的鱼体生长无负面影响,还能够提高肠道有益菌的丰富度,显著提高免疫力和抗氧化力。
有关鸡肉粉替代鱼粉的研究较广泛,但鸡肉粉营养成分存在缺陷,在水产动物饵料中的应用比例有限。研究表明,饵料中适度添加酶解鸡浆对动物生长无负面影响,还可改善肠道抗氧化力。随着原料加工工艺提升,可降低鸡肉粉的营养缺陷,提高鸡肉粉在水产饵料中的利用效果。