生物处理蛋白原料在水产养殖中的应用

赵思帆，邓康裕，王 宁，邓 登

深圳市澳华集团股份有限公司，广东深圳 518054

1 生物饲料种类

生物饲料是指使用合法饲料原料和添加剂，采用微生物、酶制剂以及微生物和酶制剂联合使用等多种方式，通过发酵工程、酶工程、蛋白质工程和基因工程等生物工程技术从而达到普通原料提质增效的目的，具体包括发酵饲料、酶解饲料、菌酶协同发酵饲料和生物饲料添加剂等（T/CSWSL 001–2018）。

生物饲料根据基底饲料类型可分为蛋白饲料、能量饲料、粗饲料等（表1）。蛋白饲料主要包括植物性蛋白饲料（如豆类籽实、饼粕类等）、动物性蛋白饲料（如水生生物、畜禽动物、昆虫蛋白等）、微生物发酵产品及副产品（如单细胞蛋白、菌体蛋白、饼粕与糟渣类发酵产物等）等。能量饲料主要包括谷实类、糠麸类、脱水块根及加工副产品、动植物油脂等。粗饲料主要包括农作物秸秆、牧草及树叶等。

当前我国饲料产业对蛋白原料资源的进口依存度已达80%以上，我国饲料产业发展严重受制于本土原料短缺。当前我国饲料配方的主要模式为玉米–豆粕型配方体系，然而近年来受中美贸易摩擦、新冠疫情、俄乌冲突等因素的影响，豆粕、玉米等进口用粮的国际贸易不稳定性进一步加剧，从而导致豆粕、玉米价格飙升且供应不稳定，进一步威胁我国的粮食安全，因此解决蛋白原料资源短缺以保证粮食安全和饲料产业蓬勃发展已成为我国饲料产业亟不可待的任务。生物工程技术以生态高效的方式对原料进行预处理，在适宜条件下，利用菌种自身代谢和外源酶可有效降解抗营养因子和大分子营养成分，此外菌种自身还能进一步产生大量营养均衡、富含功能性物质的菌体蛋白，从而提高养殖动物对原料的利用效率。

2 蛋白原料的生物处理

发酵和酶解过程可以改变原料的理化特性，丰富其感官特性，现有研究表明其影响因素主要是底物组成、发酵菌剂、酶制剂以及发酵环境（Dawood 和Koshio，2020）。微生物在发酵和酶解过程中可以将大分子蛋白分解为小肽或游离氨基酸，而小肽可以被鱼类的消化道细胞完整吸收，且其吸收速度远高于游离氨基酸，不仅大大提高了蛋白质的合成速率，还能有效避免氨基酸间的吸收竞争（袁汝喜等，2022）。此外，发酵产物中的含天冬氨酸、谷氨酸等残基的小肽和游离氨基酸能够有效提高发酵产物的适口性和诱食性。

2.1 植物蛋白的生物处理

众所周知，植物蛋白源中含有多种抗营养因子（如胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素、棉酚、单宁、植酸等），虽然大多数抗营养因子对动物没有致死作用，但是对于动物的生长性能和消化吸收等生理代谢可产生负面影响，这也是导致当前饲料中植物蛋白替代鱼粉蛋白有限的重要原因之一（Dawood 和Koshio，2020 ；Liu 等，2019 ；Yao 等，2019）。饲料加工过程中的热处理环节虽然可以基本去除胰蛋白酶抑制因子、脲酶、大豆凝集素等热敏性抗营养因子，但抗原蛋白（如大豆蛋白等）、非淀粉多糖、植酸等非热敏性抗营养因子则难以去除，而通过发酵和酶解等预处理工艺则能有效降低非热敏型抗营养因子的含量（陈雪娇等，2022 ；黄河等，2022 ；Zhang 等，2022a；Plaipetch 和Yakupitiyage，2012）。

2.1.1 豆粕根据农业农村部发布的2023 年《饲用豆粕减量替代三年行动方案》，我国饲料产业应力争到2025 年饲料中豆粕用量占比降低1.5%（农业农村部，2023）。作为目前我国饲料行业使用率最高的植物原料，减少豆粕中抗营养因子的负面影响，提高豆粕的营养利用率对于实际生产具有重要意义。

研究表明，生物处理豆粕对抗营养因子的消除具有十分显著的作用（表2）。李莹等（2019）对10 份市售商品发酵豆粕的营养成分分析结果表明，豆粕发酵后粗蛋白质、多肽、必需氨基酸和非必需氨基酸分别提高了6.96%、268.15%、2.43% 和5.05%，大豆球蛋白、β– 伴大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子含量分别降低了66.85%、62.02%和89.67%。目前豆粕发酵常用菌株主要有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌等，常用酶制剂主要有蛋白酶、植酸酶、非淀粉多糖酶等。研究表明，使用乳酸菌和酿酒酵母对豆粕进行发酵后，其粗蛋白质和多肽含量分别提高6.07% 和286.74%（侯楠楠等，2018）。Li 等（2020a）使用植酸酶、果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶、α– 半乳糖苷酶和蛋白酶等复合酶对豆粕进行酶解后，粗蛋白质含量提高3.66%，大豆球蛋白、β– 伴大豆球蛋白、水苏糖和棉籽糖含量分别降低50.46%、49.02%、84.88%和58.18%。采用植物乳酸菌和中性蛋白酶联用的菌酶协同发酵对豆粕进行预消化，豆粕的粗蛋白质和多肽分别提高13.29% 和224.00%（毛银等，2019）。此外，有学者将植物乳杆菌、干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和米曲霉分别与商品蛋白酶联合发酵豆粕，根据多肽、氨基酸和抗原蛋白含量分析结果，制得低抗原蛋白豆粕的最佳菌种是枯草芽孢杆菌（Yang 等，2020）。研究表明，枯草芽孢杆菌对大分子抗原蛋白有着显著的降解能力，并且其去除效果优于乳酸菌的厌氧发酵降解效果，这可能与枯草芽孢杆菌可以分泌蛋白酶有关（田鑫鑫等，2022；Moniruzzaman 等，2018）。

发酵时微生物能够水解有机质，从而提高营养物质的生物利用率，促进生物活性成分的形成（Qiao 等，2022）。在发酵过程中，大豆蛋白被水解为具有抗氧化活性的小肽，从而提高了营养物质吸收利用率；此外与矿物质结合的植酸盐可被降解，从而显著增加矿物质元素铁和铜的利用率；发酵还可将大豆异黄酮的糖苷形式转化为苷元形式，有效提高了异黄酮的生物利用度和抗菌性能，因此，同时具有高营养和促免疫功能的发酵豆粕对于生物机体生长具有积极作用。（Nkhata等，2018；李少宁等，2015；Arauújo，2013）。

近年来，针对发酵豆粕在石斑鱼、鲈鱼、对虾等水生动物上的应用效果研究较多（表3）。现有研究表明，饲料中发酵豆粕或酶解豆粕替代豆粕可提高豆粕在饲料中的使用上限并对动物生长和免疫功能产生积极影响，但是过量添加发酵豆粕仍然会损害肠道健康（Song 等，2022；Yao 等，2020）。杨景丰（2018）研究表明，大豆抗原蛋白与其他抗营养因子之间可能存在复杂的互作效应，适量的大豆抗原蛋白可以增强机体蛋白酶活力，正向刺激机体免疫应答，从而提高机体抗应激能力，而过度清除抗原蛋白则会反向抑制机体健康。因此在实际应用时，应多方面评估不同饲料配方模型下发酵豆粕的替代水平，深入探究特定水产动物饲料中发酵豆粕和酶解豆粕与普通豆粕的适宜配比量，以期达到动物健康稳定生长的最优需求。

2.1.2 棉籽粕棉籽粕作为一种可替代豆粕的优质植物性蛋白质饲料，它的高蛋白和高精氨酸含量深受饲料厂家青睐。棉籽粕富含大量游离棉酚，棉酚可以变性细胞膜进而危害养殖动物健康，且其毒素作用可以通过饲料– 养殖动物– 肉蛋奶传递给人类，从而限制了棉籽粕在饲料中大量应用。目前棉酚脱除主要采用有机溶剂萃取、硫酸亚铁吸附、氢氧化钙吸附、生物工程技术处理等方式。溶剂萃取虽然可以有效脱除游离棉酚，但处理过程中与之伴随的是蛋白质等营养物质的损失，且大量使用硫酸亚铁会导致饲料变色并影响适口性（Zhang 等，2022a）。生物处理作为一种安全有效地脱除棉酚的方式，其产物中富含多种外源酶和活性物质（Zhang 等，2006）。Zhang 等（2022a）的研究表明，使用凝结芽孢杆菌发酵棉籽粕后游离棉酚含量降低了81.83%，此外粗蛋白质含量显著升高10.09%。马珍（2013）的研究表明，用粪肠球菌固态发酵棉籽粕的过程中，各时间段棉酚的总降解量同结合棉酚降解量和游离棉酚降解量之和一致，表明棉籽粕中游离棉酚降解可能是微生物产酶的结果而非游离棉酚与氨基酸结合为结合棉酚所致。此外，研究表明枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、热带假丝酵母等常见微生物菌种均能有效去除棉籽粕中的游离棉酚并提高其营养价值（罗远琴等，2020；Sun 等，2012 ；Zhang 等，2006）。

在Zhang 等（2006）的研究中，棉籽粕经高温灭菌后加入热带假丝酵母进行发酵，这种熟料发酵方式可实现棉酚去除率超90%。但有学者认为微生物固态发酵经灭菌处理的棉籽粕实现棉酚脱毒主要是高温高压灭菌起作用，而微生物真正所起作用较小，且高温高压处理棉籽粕还易导致营养物质的损失（马珍，2013）。而有研究表明以生料棉籽粕为基底，用单菌发酵或者混菌联合发酵，游离棉酚去除率也可达60% 以上（宣秋希等，2022 ；Sun 等，2016 ；马珍，2013）。

研究表明，水产饲料中过量游离棉酚会抑制机体生长因子表达和钝化免疫功能，从而影响营养物质代谢与沉积，进而损害动物机体健康（Qin等，2022 ；Xie 等，2022）。而生物处理棉籽粕中游离棉酚的含量大大减少，有助于提高棉籽粕在水产饲料中的使用上限。研究人员使用微生物发酵棉籽粕替代南美白对虾饲料中的鱼粉或豆粕，结果表明适量发酵棉籽粕对对虾无负面影响，并且能够显著改善对虾生长性能，甚至优于鱼粉组，此外饲料中适量添加发酵棉籽粕还能促进体蛋白沉积和抗氧化功能（Han 等，2022；Sun等，2016）。Yuan 等（2020）使用中性蛋白酶水解的棉籽粕适量替代团头鲂饲料中的鱼粉能够促进鱼体的消化吸收功能和肠道发育，并促进生长相关因子表达。

2.1.3 菜籽粕菜籽粕作为优质的植物蛋白，其粗蛋白质含量最高可达40%，且含硫氨基酸的含量丰富，但其含有的单宁、芥子碱以及在饲料加工过程或动物消化过程中被黑芥子酶降解产生的硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯、噁唑烷硫酮等抗营养因子极大地限制了其在饲料中的使用量（Vig和Walia，2001）。为降低菜籽粕中的抗营养因子含量，目前采取的处理方式主要有灭活黑芥子酶、溶剂萃取、蒸汽热处理等方法，然而这些方法因消耗蛋白质、成本较高、污染环境等缺点限制了其大规模使用。而生物处理菜籽粕不但能够以低成本和无污染的方式去除菜籽粕中的抗营养因子，还能够有效优化营养物质利用和延长饲料储存期，受到行业人员的关注。

汪钰等（2022）的研究表明，使用增香曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌联合发酵菜籽粕，可将异硫氰酸酯、噁唑烷硫酮和单宁分别降低68.77%、56.94% 和6.44%，酸 溶 蛋 白 提 高102.54%。Hu 等（2016）的研究表明，使用枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、假丝酵母联合发酵菜籽粕，可将硫代葡萄糖苷、噁唑烷硫酮、异硫氰酸酯、植酸和单宁分别降低96.21%、99.99%、83.13%、19.13% 和36.36%，并且菜籽粕中水溶蛋白和小肽（分子质量小于600 Da）的含量分别提高了102.32% 和88.76%。此外，有研究表明使用植酸酶对菜籽粕进行预消化处理，可将植酸降解约25%，同时释放与植酸络合的蛋白质，提高蛋白质可利用率（Rodrigues 等，2017）。在Plaipetch和Yakupitiyage（2012）的研究中，酿酒酵母发酵后的菜籽粕中几乎不含有硫代葡萄糖苷，可能是因为发酵过程激活了内源性黑芥子酶降解硫代葡萄糖苷的通路，并且在发酵后用水提法去除了产生的可溶性异硫氰酸盐，从而最大程度消除了硫代葡萄糖苷，并且发酵菜籽粕中植酸含量降低了17.6%，粗蛋白质及钙、镁、铁、铜等矿物元素含量均显著升高，但值得注意的是该处理过程会造成水溶性合生元营养物质部分流失。

研究表明，黑曲霉发酵菜籽粕后，赖氨酸和蛋氨酸含量可升高约100%，抗营养因子可降低约70%，用此发酵菜籽粕和未发酵菜籽粕分别替代南美白对虾饲料中的鱼粉，根据生长性能和成活率结果，发酵菜籽粕在饲料中的添加量可达64.4%而无负面影响，而未发酵菜籽粕的添加量最多只能达到25%（Jannathulla 等，2019），表明黑曲霉对菜籽粕的生物处理能够极大提高菜籽粕在饲料中的使用上限。Dossou 等（2019）将米曲霉发酵菜籽粕和未发酵菜籽粕均以50%替代水平分别等量替代真鲷饲料中的鱼粉，结果表明，与全鱼粉组和未发酵菜籽粕组相比，发酵菜籽粕能显著提高真鲷的增重率、蛋白质沉积率和抗氧化性能。在尼罗罗非鱼上的研究表明，在45%豆粕添加量的基础上，酿酒酵母发酵菜籽粕可等蛋白完全替代豆粕且对鱼体生长无显著负面影响（Plaipetch 和Yakupitiyage，2013）。此外，在尖吻鲈上的研究表明，在35%鱼粉添加量的基础上，酿酒酵母发酵菜籽粕可等蛋白替代饲料中50%鱼粉而不影响鱼体生长（Plaipetch 和Yakupitiyage，2012）。值得注意的是，尽管生物发酵处理可提高菜籽粕在饲料中的使用量，但是高替代水平会影响蛋白质沉积和消化性能，这可能与发酵菜籽粕中仍有植酸残留有关（Plaipetch 和Yakupitiyage，2013；Plaipetch 和Yakupitiyage，2012）。因此实际生产中可以考虑使用植酸酶和微生物协同发酵菜籽粕来减少植酸含量，从而提高发酵菜籽粕在饲料中的使用量。

2.1.4 玉米类玉米蛋白粉是玉米籽粒湿法生产玉米淀粉过程中将淀粉和蛋白分离后的主要副产物，其蛋白质含量高达60% 以上，且蛋氨酸和亮氨酸含量高，但因其含大量不可溶蛋白及缺乏赖氨酸等缺点限制了其在饲料中的使用量。使用枯草芽孢杆菌和粪肠球菌联合发酵玉米– 豆粕混合原料，发现玉米的表皮细胞膜被分解破坏，可能是微生物在发酵过程中分泌的木质纤维素酶将玉米表面的木质纤维素水解，从而增加了发酵产物的消化利用效果（Shi 等，2017）。还有研究表明，使用羊肚菌发酵玉米蛋白粉后，电镜下观察到玉米蛋白粉表面被分解出现大量孔洞，表面积增加，说明发酵过程中产生的蛋白酶破坏了底物分子的紧密结构，有利于动物对其利用；并且亲水性氨基酸含量增加了12.75%，亲水性氨基酸含量的增加提高了原料的水溶性，从而进一步提高了玉米蛋白粉在饲料制作中的可利用性（佟维娜等，2017）。陈国明等（2022）的研究结果表明，使用酿酒酵母、糖化酶和淀粉酶协同发酵玉米蛋白粉，能够将玉米蛋白粉中的碳水化合物转化为酵母菌可利用的葡萄糖，通过酵母的代谢浓缩从而增加玉米蛋白粉的蛋白质含量，提升其营养价值。李凤玉等（2023）在斑节对虾上的研究表明，发酵玉米蛋白粉可将鱼粉添加量降低10%而不影响对虾生长性能。

玉米干酒糟及其可溶物（玉米DDGS）是玉米生产酒精的副产物，其中含有的蛋白质、脂肪、磷、维生素等营养素是其可用于饲料产业的潜在优势，但是DDGS 纤维素含量很高，限制了其在水产饲料中大量应用（Hossain 等，2023；Galkanda–Arachchige 等，2021）。发酵玉米浓缩蛋白是指在酵母菌发酵制得乙醇之前，通过酶水解等方式除去纤维素、半纤维素等非蛋白质成分后获得的蛋白质产物，其赖氨酸、精氨酸等氨基酸含量显著高 于 未 发 酵 底 料（Novriadi 等，2022；Galkanda–Arachchige 等，2021）。研究表明，在南美白对虾饲料中添加18%发酵玉米浓缩蛋白替代部分鱼粉和豆粕未对生长性能产生显著影响（Novriadi 等，2022）。Galkanda–Arachchige 等（2021）在南美白对虾上的试验也证明，发酵玉米浓缩蛋白能够以15%的添加量完全替代鱼粉，这可能是因为发酵玉米浓缩蛋白中富含的叶黄素、玉米黄质和β–胡萝卜素等类胡萝卜素在对虾体内进行了类胡萝卜素到虾青素的生物转化，显著增加了机体虾青素含量，而虾青素有利于提高对虾成活率以及促进性成熟。

2.1.5 花生粕花生粕是花生榨油后的残留物，富含47% ～ 55% 的蛋白质，但是由于其氨基酸不平衡、植酸等抗营养因子含量高、黄曲霉毒素易超标等缺点限制了其在水产饲料中的应用（Hariharan 等，2023）。任晓静等（2013）的研究中采用蛋白酶、植酸酶和植物乳杆菌协同发酵花生粕，花生粕中的黄曲霉毒素B1和植酸的含量分别降解了44.61% 和83.09%，而粗蛋白质、多肽和蛋白质消化率分别提高2.9%、240.12% 和18.99%，这主要是因为植酸酶对植酸的降解抑制了植酸与蛋白质结合形成络合物，从而改善了花生粕的饲用品质，促进动物对蛋白质和磷的利用。Zhou 等（2017）的研究表明，使用鲁氏接合酵母发酵花生粕可以降解约97% 的黄曲霉毒素B1，其降解产物经过发酵可能形成了具有新的结构的水溶性物质。

有研究表明，与普通花生粕相比，发酵花生粕能够提升对虾的肝脏蛋白酶活性，这可能是由于发酵产生的氨基酸和肽类物质可作为底物诱导消化酶分泌并提高消化酶活性（李洪琴等，2020）。Vo 等（2020a、2020b）将嗜酸乳杆菌、乳酸芽孢杆菌和开菲尔乳杆菌共同发酵花生粕，结果表明，其中单宁和生物碱的含量都大幅降低，可将尖吻鲈饲料中花生粕对鱼粉的替代水平提高45%，鱼体的生长性能、肝肠健康、蛋白质消化率等均优于未发酵花生粕组且同鱼粉组相比无显著差异。在罗非鱼上的研究也表明，与未发酵花生粕的33.33% 鱼粉替代水平相比，乳酸菌发酵花生粕在罗非鱼饲料（6% 鱼粉）中，最高可分别替代66.67% 鱼粉而不影响动物的生长性能和健康（李百安等，2016）。

2.1.6 其他植物蛋白浮水植物因其具有生长速度快，繁殖能力和吸收养分能力强等优点，近年来成为研究热点。研究表明，使用发酵水葫芦适量替代米糠或鱼粉、麦麸、大麦混合物，对草鱼生长性能无显著影响，并且还能起到提高草鱼对营养物质的消化吸收率以及改善水质的作用（Sadique 等，2018 ；Sayed–Lafi 等，2018）。 在南美白对虾和罗非鱼饲料中添加适量发酵浮萍替代鱼粉、豆粕、麦麸等传统原料，可以显著提高鱼虾机体生长性能，同时胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和组织蛋白酶的表达水平显著提高，还能提高 机 体 抗 氧 化 力（Herawati 等，2020；Flores–Miranda 等，2015 ；Velasquez 等，2015）。 使 用发酵浮萍和水蕨替代罗非鱼饲料中的麦麸后，鱼体的肝体比指数以及蛋白质和灰分的表观消化率与对照组无显著差异（Velasquez 等，2015）。Suwarsito 和Purbomartono（2018）用 米 根霉发酵豆腐渣并添加在非洲鲶鱼饲料中替代鱼粉，当发酵豆腐渣替代53.33% 鱼粉（基础鱼粉75%）时，未对鱼体生长性能和饲料利用率产生负面影响，并且随着鱼粉替代水平的升高，鱼体的饲料效率也随之升高。除此之外，研究表明椰子粕、木棉籽粕、米糠等非常规原料也能够通过生物技术处理添加在南美白对虾、斑节对虾、罗非鱼等水生动物的饲料中，并且对动物机体没有负面影响（Li?an–Vidriales 等，2021；Surianti 等，2021；Apines–Amar 等，2019；Muskita 等，2016）。

2.2 动物蛋白的生物处理

2.2.1 水生类鱼溶浆是用鱼粉加工过程中的压榨液经脱脂、浓缩或水解后再浓缩获得的膏状产品，富含大量牛磺酸、核苷酸、生物胺和未知生长因子等物质。周露阳（2019）将酶解鱼溶浆与非酶解鱼溶浆进行对比后发现，酶解鱼溶浆中酸溶蛋白含量提高了31%，这有利于动物对营养的直接吸收利用。研究表明，在黄颡鱼、卵形鲳鲹、珍珠龙胆石斑鱼的饲料中添加适量酶解鱼溶浆可提高鱼溶浆对鱼粉的替代水平，并且未对鱼体生长产生负面影响，从而降低饲料成本，获得更高养殖效益（黎恒基等，2022 ；张磊，2019 ；周露阳，2019）。许聪等（2023）的研究表明，使用枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌发酵鱼溶浆，底物中酸溶蛋白和牛磺酸含量分别减少19.70% 和14.91%，而发酵鱼溶浆替代鱼粉组的大菱鲆生长性能与对照组无显著差异，这可能是由于发酵鱼溶浆中含有大量菌体蛋白及益生菌代谢产物，如芽孢杆菌发酵可产生诱食物质、蛋白酶等有益物质，促进了鱼体对于营养物质的消化利用；同时发酵鱼溶浆中存在的活菌影响大菱鲆的肠道微生态结构，从而促进机体生长。

2.2.2 畜禽类羽毛粉中蛋白质含量高达80%以上，远高于豆粕和鱼粉，但是其中的角蛋白难以被动物消化利用，因此限制了羽毛粉在饲料中的大量使用。Adelina 等（2019）从斑节对虾肠道内分离出一株枯草芽孢杆菌，其分泌的角蛋白酶能够降解羽毛粉中的β– 角蛋白，从而可提高羽毛粉的蛋白质含量和消化率。研究表明适量酶解羽毛粉添加在大菱鲆饲料中不会损害鱼类生长，并且酶解羽毛粉组和鱼粉组的鱼体肠道微生物结蚕构相似，可能是因为羽毛粉经过酶解后，产物的营养组成与鱼粉相似（曹素会，2020）。在虹鳟上的试验结果表明，用碱性丝氨酸蛋白酶处理羽毛粉能够提高虹鳟对羽毛粉蛋白质和氨基酸的表观消化率，促进能量沉积（Pfeuti 等，2019a；Pfeuti 等，2019b）。此 外 有研 究 表明，在黑鲷和罗非鱼饲料中添加适量酶解羽毛粉替代鱼粉，对鱼体生长未产生负面影响（Poolsawat等，2021；刘峰等，2017）。

血粉的蛋白质含量可高达90%，富含氨基酸和多种维生素，但由于其适口性较差、氨基酸不平衡等因素限制了其在饲料中的应用。金菲（2008）的研究表明，采用中性蛋白酶和复合风味蛋白酶联合水解猪血球蛋白粉能够破坏血细胞膜，从而有效脱除血红色，避免血粉添加对饲料外观产生影响。将未处理猪血球蛋白粉和酶解猪血球蛋白粉分别等量替代鱼粉，酶解猪血球蛋白粉组鲫鱼的生长性能和饲料效率优于未处理组，这可能与酶解后游离氨基酸等营养物质的含量增加有关（金菲，2008）。但是由于酶解血粉中仍保留有较浓血腥味，且生产成本较高，从而限制了其大规模推广应用（王燕等，2017）。用微生物发酵血粉则是将发酵菌株接种在疏松载体上，在适宜条件下发酵血粉，其优势在于发酵后的产物具有酱香味或者酒香味（王燕等，2017 ；王裕玉等，2012）。在虹鳟上的研究表明，用发酵血粉部分替代鱼粉，能够增加饲料利用效率，提高鱼体增重率（刘兴发和杨继林，1996）。

2.2.3 昆虫类昆虫作为一个拥有庞大数量和丰富营养成分的群体，近年来也成为营养学的研究热点。昆虫外壳含有几丁质，少量摄食几丁质能够促进动物的消化功能和免疫功能，然而当超过了动物的耐受限度，几丁质则会损伤肠道上皮细胞微绒毛，进而影响消化酶活性和蛋白质消化吸收（Liu 等，2022）。由于水生动物不具有能够分解几丁质的酶类，且肠道内缺乏能够分泌几丁质酶的菌群，因此昆虫外壳的几丁质成为限制其在饲料中大量应用的主要障碍。

蛹作为蚕丝产业的副产物，其资源量充沛，氨基酸比例较符合动物营养需求，在水产饲料中应用较为普遍（Rahimnejad 等，2019b；吉红等，2012；刘丹丹，2009）。但是蚕蛹粉易腐败变臭，其腥臭味会残留在动物体内，而通过微生物发酵方法制得的蚕蛹蛋白则改善了这一不足。微生物发酵可制得安全无臭的蚕蛹蛋白，可能是微生物通过吸收三甲胺等臭味相关物质从而实现了脱臭处理，同时还提高了蚕蛹蛋白的抗氧化能力（沈圆圆，2022；沈大战等，2021；吕鹏等，2018）。在大口黑鲈上的研究表明，白假丝酵母发酵蚕蛹粉可替代鱼粉而对鱼体没有产生负面影响（Zhang 等，2022c）。Sathishkumar 等（2021）将酵母与乳杆菌发酵蚕蛹粉和未发酵蚕蛹粉分别等量添加在罗非鱼饲料中，发酵蚕蛹粉组的鱼体生长性能优于未发酵蚕蛹组。此外在鲤鱼、大菱鲆、南美白对虾饲料中的研究结果也表明，适量添加发酵蚕蛹蛋白可提高养殖动物成活率，提高饲料转化效率，促进动物生长（卞宇嵘，2021；Zhou 等，2016；梅琳等，2015；Rangacharyulu 等，2003）。

黑水虻幼虫阶段营养成分含量丰富，其预蛹期几丁质含量不超过8%，干基含有超过40%蛋白质，30% 脂肪，并且氨基酸构成和鱼粉相似（Liu 等，2022）。成虫没有口腔、消化系统或毒刺，不摄食，对其他生物体不构成威胁，是一种环境友好的饲料资源，目前在黄鳝、虹鳟、大西洋鲑、拟穴青蟹等水生动物中广泛使用（黄伟卿等，2021；Hu 等，2020 ；Li 等，2020b ；Dumas 等，2018）。由于黑水虻含水量高达75% 及以上，不便运输，容易变质发臭，目前常采用烘干的处理方式，此处理方式设备和运行成本高，且对营养物质易造成不可逆损失。而生物处理则能以温和的方式对黑水虻中的营养物质进行生物降解和转化。目前对于生物处理黑水虻应用于水生动物上的研究较少。研究表明，使用枯草芽孢杆菌和黑曲霉对黑水虻进行发酵处理能够促进蛋白质和脂肪降解，从而增加黑水虻原料中的多肽和短链脂肪酸含量（Liu 等，2022）。酶法处理黑水虻可水解底物营养成分，但多酶联用成本较高，酶的效率极大程度上受到底物特异性的影响，并且难以控制底物中优势菌种类。而微生物发酵能够抑制底物中有害菌的生长，同时分泌可降解营养大分子物质的酶，但是微生物较难在高蛋白底物环境中得到有效控制。因此应进一步探索微生物和酶制剂联用的实施方案，以经济有效方式实现黑水虻幼虫在饲料中的大量应用。

3 总结和展望

生物处理饲料原料能够以绿色环保的方式有效提高饲料利用效率，解决蛋白原料在水产饲料使用中存在的如抗营养因子过多、适口性差、不易被消化等一些问题。但是不同发酵底物的组成差异较大，需要针对不同原料特点设计适宜的生物处理方案，确定微生物、酶制剂的搭配使用以及添加顺序等具体方案，并进一步摸索生物处理的最佳环境条件，以实现最大的营养消化率和最少的营养损失。总的来说，生物处理蛋白饲料在水产养殖中有着广阔的应用前景，可以有效消除蛋白原料对水产动物的一些负面影响，不同来源的蛋白饲料经过发酵、酶解等处理后可以达到理想的饲用品质，实现最佳效益。