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          噴霧干燥蛋粉在水產動物營養中的新奇應用

          2021-8-19 10:02| 發布者: 緣木魚| 查看: 49819| 評論: 0|來自: 水產前沿

          摘要: 水產前沿網原創報道,有望成為國內水產飼料的新型功能性原料以及蝦、蟹等高端養殖品種的基礎原料
            文/ 水產前沿

            水產前沿網原創報道,禽蛋從遠古至今都是人類極為重要的優質營養來源。早在幾十年前,國外的畜牧行業和寵物行業就已經開始使用蛋粉作為功能性的保健品,用于幼體斷奶期、母體孕期和哺乳期等階段來提高生長效率、控制疫病風險以及改善動物福利。然而,基于公開發表的文獻,雞蛋和蛋粉的營養作用在幾乎所有水產養殖動物中的研究均非常有限。目前,來自國際市場的噴霧干燥蛋粉已經獲得了國家監管部門的安全及質量審核與批準,有望成為國內水產飼料的新型功能性原料以及蝦、蟹等高端養殖品種的基礎原料。

            《水產前沿》采訪了噴霧干燥蛋粉進口企業的總經理李軍雁先生,以及從不同角度研究了噴霧干燥蛋粉營養價值及其在水產養殖品種中應用效果的五位營養學家--伍國耀、杜震宇、劉波、胡毅和張月星等教授,以期能夠較為全面地介紹噴霧干燥蛋粉,從而為水產飼料行業對于這種新型原料的理解、選用以及我國名優甲殼動物功能料及動保產品的開發提供一些積極有益的幫助。

          李軍雁
          日本明治大學MBA,鑫瑞森貿易(大連)有限公司總經理,公司為美國進口雞肉粉的主要供應商,也是進口噴霧干燥蛋粉的國內獨家供應商。

            水產前沿:能否介紹一下噴霧干燥雞蛋粉的引進過程?

            李軍雁:我們公司專注于海外優質蛋白源、能量飼料以及功能性添加劑的開發已有十余年的歷史,希望能夠為我國畜牧、水產和寵物行業的發展貢獻綿薄之力。近年來,我們年均進口優質美國雞肉粉4萬余噸,為國內多家水產飼料企業和寵物食品企業供應了優質原料。在與美國眾多動物蛋白行業深度合作的十余年里,我們發現了這種噴霧干燥雞蛋粉原料。經評估發現,無論從資源稀缺性、營養全面性或者功能特殊性,這種噴霧干燥的全蛋粉都是不可多得的優質原料。在美國、加拿大等國家,噴霧干燥蛋粉是一種被廣泛用于寵物食品、仔乳豬前期料、妊娠、泌乳母豬和公豬種豬料中的功能性原料。無論是從原料來源還是加工工藝方面而言,這種蛋粉產品都具有非常獨特的性狀,我們堅信這種產品對于我國蓬勃發展的水產養殖行業具有重要的支持作用。在過去的5年中,我們向國家相關監管部門呈現了這個產品的安全性、質量特性及其重要性。歷經中美貿易戰的一波三折,最終在2020年春天,獲得了噴霧干燥蛋粉批準合法進口的資質。

            水產前沿:能否介紹一下進口的噴霧干燥雞蛋粉和其他的蛋粉產品有哪些差異?

            李軍雁:進口噴霧干燥雞蛋粉對比其他蛋粉產品在原料來源,原料運輸保存,加工方式等有顯著差異。首先,噴霧干燥蛋粉的原料來源于脫殼的完整蛋白和蛋黃,以及蛋液生產過程中蛋殼里殘留的蛋清液,從而使得蛋清中的溶菌酶等多種功能性蛋白質和來自于卵黃的抗體IgY、膽固醇等功能性物質都在原料中得以保全。這與其他蛋粉產品來自于食品加工、烘焙和生物制藥行業的下腳料有著本質的不同。第二點,收集到的蛋液被迅速降溫到4攝氏度,然后通過冷鏈運輸到噴霧干燥工廠進行后續加工,這對于功能性物質的保存非常重要。第三點,噴霧干燥工藝對于最大限度地保存功能性物質發揮著關鍵作用。通過噴霧干燥工藝生產的蛋粉,具備細微且高度均一的粒徑,這使得噴霧干燥蛋粉的比表面積較同重量的其他蛋粉產品高成百上千倍,這使其與養殖動物消化液和消化道上皮細胞的接觸幾率更高。因此,噴霧干燥蛋粉從理論上來說具有最高的消化吸收率。這種從物理性狀推測出的超高消化率,在張月星教授的加州鱸消化率實驗中也得到了充分的證實。最后一點,就是這個產品是在國外生產企業進行的裝袋。從工廠原包到飼料企業,不存在任何勾兌混雜的風險,這與市場上常見的經過調制、改變色澤和風味的蛋粉產品有著本質區別。

            水產前沿:能否介紹一下進口噴霧干燥雞蛋粉目前在水產養殖應用中遇到的挑戰?

            李軍雁:我們遇到的挑戰主要是這種產品在水產動物營養配方體系中缺乏相應的營養元素數據。我們很難想象,如此重要的一個產品,在西方主導編寫的NRC《魚類與甲殼類營養需要》的常見水產飼料原料目錄中是完全缺失的。在水產飼料領域,國內企業在技術、配方能力與加工工藝等絕大多數領域都是引領全球的。然而,為噴霧干燥蛋粉建立起一個針對上百種水產養殖品種不同生長階段的全面的營養數據庫是一個非常耗時的過程。目前,我們有幸與國內外多位知名動物營養學家攜手合作,希望能夠盡快建立起氨基酸譜、脂肪酸譜、磷脂和膽固醇含量以及國內主要養殖品種對于蛋粉中不同氨基酸的消化率等數據庫內容。有幸的是,我們從水科院淡水中心、湖南農業大學的科研結果中驚奇地發現,這個產品能夠非常有效地提高青蝦和小龍蝦的生長表現和飼料效率。目前,我們正在和基層的養殖戶一起,探討不同的投喂模式,希望這個產品能夠為我國多種名優蝦蟹類的提前上市以及產品規格的提升做出顯著貢獻。

          伍國耀
          美國得克薩斯農工大學杰出教授,全球最知名的氨基酸生化學家與氨基酸營養學家。迄今已發表SCI文章650余篇,編寫《Amino Acids:Biochemistry and Nutrition》(氨基酸生物化學和營養)和《Principal of Animal Nutrition》(動物營養學原理)專著兩本,發表論文google Scholar引用62029次,Web of Science引用指數超過35000。

            水產前沿:您是第一個發表噴霧干燥蛋粉氨基酸組成的科學家。能否給行業簡單介紹一下噴霧干燥蛋粉氨基酸組成的特征?

            伍國耀:我們所分析的這種噴霧干燥蛋粉是一種可為所有動物種類提供相對于膳食需要的理想比例的所有氨基酸的高品質蛋白源。相對于魚粉、雞肉粉等其他優質動物蛋白源,噴霧干燥蛋粉具有幾個突出的特征。首先,半胱氨酸含量非常高,約為魚粉含量的兩倍。半胱氨酸是蛋白合成和谷胱甘肽合成中必不可少的氨基酸。第二,絲氨酸含量占蛋白的10%左右,這比任何其他蛋白的含量都高得多,為單碳代謝提供了必要的甲級供體,能夠保證DNA、精胺、肌酐等重要分子的合成。第三,蛋氨酸含量豐富,與65%蛋白含量的魚粉幾乎相同。第四,;撬岷控S富,這對于海水魚類、貓等經濟動物的生長和健康非常重要。

            水產前沿:您在2020年第52期的《Amino Acids》期刊上發表了噴霧干燥雞蛋粉的全氨基酸譜,對于一個粗蛋白含量為48.9%的蛋白源,其總氨基酸的含量竟然可以達到63%,這個總氨基酸水平已經可以比肩很多65%蛋白含量的魚粉了。為什么會出現這樣的現象呢?

            伍國耀:我們對這個結果進行了反復的實驗確認。雞蛋粉中的氨基酸總體低于16%,所以在用6.25作為氮元素的系數來計算粗蛋白時就出現了低估。蛋粉中氨基酸的分子量整體偏小,在形成肽鍵的過程中損失的一分子水分所占的比例就相對較高。蛋粉中以游離氨基酸形式存在的氨基酸含量是我們測過多種蛋白原料中最低的,因此從多肽水解形成總氨基酸的過程中,總氨基酸重量的增加相對于其他蛋白源更為顯著。

          杜震宇
          華東師范大學生科院教授,博士生導師,我國知名水產動物脂質營養生理學家,現任《Fish Physiology and Biochemistry》和《Aquaculture Nutrition》副主編,已發表科研文章百余篇。

            水產前沿:噴霧干燥雞蛋粉是一種富含脂質的原料。您率先對噴霧干燥雞蛋粉的脂質成分進行了詳細的化學分析。能否給我們介紹一下您的主要發現嗎?

            杜震宇:我們對于噴霧干燥蛋粉的脂質成分進行了分析,在33-35%的脂質成分中,我們發現膽固醇是脂質部分中占比最大的組分,達到脂質部分的28%,另外還有2%的膽固醇脂;此外,甘油三酯占到脂質部分的27%,磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺分別占19%和12%,固醇糖苷占到7%。根據上述結果,膽固醇和膽固醇脂加起來能夠占到脂質部分的30%,這就意味著噴霧干燥蛋粉約含有9-10%的膽固醇含量。膽固醇在甲殼動物的發育和生長等方面發揮著極為重要的作用。對比膽固醇在魚粉(0.3%)、魷魚粉(0.8%)和磷蝦粉(0.5%)等原料中的含量,噴霧干燥雞蛋粉中的膽固醇含量無疑是最高的?梢,少量添加噴霧干燥蛋粉就可顯著提高飼料中總膽固醇的水平,從而能夠有效提高養殖蝦蟹類的生長表現,縮短養殖蝦蟹類的上市時間,并提高產品規格。

          劉波
          中國水產科學院無錫淡水中心研究員,國家蝦蟹產業技術體系淡水蝦營養與飼料崗位科學家、水科院大宗淡水養殖動物營養與飼料創新團隊首席科學家、江蘇省青蝦產業技術體系營養與飼料崗位專家。

            水產前沿:青蝦,學名日本沼蝦,是我國非常重要的淡水甲殼類養殖品種。您是第一位用青蝦作為甲殼類經濟動物代表來研究噴霧干燥蛋粉作用的科學家,能否向行業介紹一下您在這個領域的研究進展?

            劉波:根據青蝦的營養需求,我們配制了兩種等氮等能飼料;其中,對照組飼料含有25%的魚粉,蛋粉實驗組替代了對照組飼料中5%的魚粉。青蝦幼蝦(初始體重約0.1g)隨機分配,每個處理設置4個重復,每個重復50尾蝦苗,養殖實驗持續70天。結果發現,噴霧干燥蛋粉部分替代魚粉后,青蝦存活率(94%vs.77%)、增重率(630%vs.544%)、特定生長率(2.84 vs.266)和蛋白質效率(2.01 vs.1.70)均顯著高于對照組,同時飼料系數(1.2 vs.1.42)則較對照組水平顯著降低。上述結果提示,蛋粉部分替代魚粉能夠顯著改善青蝦的生長性能,并能夠增強青蝦的免疫抗性。兩種飼料處理組之間的粗脂肪和灰分含量無顯著性差異,但蛋粉替代組的總膽固醇和甘油三酯含量較對照組顯著升高,提示蛋粉替代魚粉可顯著改善青蝦的脂質代謝;同時,對照組的粗蛋白含量顯著低于蛋粉替代組,但蛋粉替代對青蝦肌肉的氨基酸組成無顯著影響。此外,蛋粉部分替代魚粉對青蝦血清總蛋白含量、白蛋白含量、葡萄糖含量、尿素氮含量、谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性均無顯著影響,表明這種噴霧干燥蛋粉部分替代魚粉對機體蛋白質代謝和健康狀況無不良影響。概況起來說,采用蛋粉替代青蝦飼料中5%魚粉,能夠顯著改善青蝦的生長性能,并能夠提高機體的健康狀況和存活率,推測與噴霧干燥蛋粉中高含量的膽固醇和豐富的免疫活性物質密切相關;谏鲜鰧嶒灲Y果,我們認為噴霧干燥蛋粉可能是提高青蝦生長速度、改善上市規格并且縮短上市時間的重要調節性功能原料,該發現對于我國多種經濟甲殼動物的配方設計和養殖調控具有啟發意義。目前,我們正在開展更多的實驗來優化使用效果和降低成本。

          胡毅
          湖南農業大學教授、博士生導師、水產系主任,中國水產學會水產動物營養與飼料專業委員會委員、農業農村部全國飼料質量安全監管專家。

            水產前沿:小龍蝦是我國養殖量最大的甲殼類品種。您是第一位研究噴霧干燥蛋粉對小龍蝦生長表現的科學家,能否向行業介紹一下這個項目的研究進展。

            胡毅:我們為克氏原螯蝦設計了一個含有32%粗蛋白和6.3%粗脂肪的對照組飼料,對照組飼料中添加了10%的魚粉。在此基礎上,分別采用噴霧干燥蛋粉等蛋白替換了25%、50%、75%和100%的魚粉,配置了4個實驗組飼料。通過8周的飼喂實驗,發現噴霧干燥蛋粉能夠顯著提高克氏原螯蝦的養殖效果;令人欣喜的是,隨著蛋粉替代魚粉比例的增加,克氏原螯蝦的增重率和飼料效率都得到了顯著提升,這與常見的魚粉替代實驗效果完全不同。其中,噴霧干燥蛋粉完全替代魚粉組的增重率較對照組水平提高了15%,且飼料轉化率(FCR)從1.64降到了1.42。此外,噴霧干燥蛋粉對克氏原螯蝦形體指標無明顯影響,且高替代水平蛋粉的添加有助于克氏原螯蝦血淋巴和肝胰腺中甘油三酯、總膽固醇含量的降低。根據上述結果,我們認為噴霧干燥蛋粉可作為小龍蝦飼料中魚粉替代的重要原料。

            張月星
          浙江海洋大學副教授,國家海洋設施養殖工程技術研究中心、中歐水產動物營養與飼料資源研究所科學家,挪威生命科學大學客座科學家,擔任《Aquaculture Research》、《水生生物學報》、《漁業科學進展》等期刊特邀審稿人。

            水產前沿:大口黑鱸,也就是我們常說的加州鱸,是我國近年來涌現的淡水名優養殖品種。您的團隊近期在大口黑鱸亞成體上全面分析了常見水產飼料原料的消化率和氨基酸可利用率。能否向行業介紹一下您這部分工作的進展。

            張月星:針對我國加州鱸養殖和飼料行業的快速發展而蛋白原料消化率數據嚴重滯后的現狀,我們研究團隊于2020年開展了加州鱸亞成體對于水產飼料中17種動植物蛋白源的消化率和氨基酸可利用率的重新評估。在研究過程中,我們規避了絕大多數消化率實驗的條件限制和設計缺陷。比如,對照組采用秘魯鳀魚粉作為單一蛋白源及不含蛋白的木薯淀粉,以保證對照組蛋白來源單一,從而規避了不同原料間的互作影響,保證了待測原料組飼料的適口性;同時,待測組中采用待測原料替代對照組中30%的秘魯鳀魚粉,其余組分與對照組保持絕對一致。此外,我們改進了原料消化率計算方法。在實驗飼料加工方面,采用了目前最為先進的膨化加工工藝,如BCCG-62型雙螺桿濕式膨化機、BCCC-22型調制器(雙層帶保質器);采用雙溫區烘干,確保了烘干過程快速且烘干條件溫和,以及真空噴涂與即時風冷。針對每種不同原料配置的飼料,我們詳實地記錄了近30種加工參數和物理質量參數。目前,項目的實驗分析測試工作已經完成,論文正在撰寫過程中,不久將向行業呈現我們的數據,相信能夠為加州鱸的精準營養需求提供科學依據。

            水產前沿:根據公開發表的文獻,您也是第一位評估了噴霧干燥蛋粉在水產動物上的消化率和氨基酸可利用率的學者。能否向行業簡單介紹一下噴霧干燥蛋粉的消化率和氨基酸可利用率的研究結果。

            張月星:基于上述的實驗飼料膨化加工方式,我們得出的加州鱸亞成體對于噴霧干燥蛋粉和南美鳀魚粉的干物質表觀消化率分別為96.4%和76.0%,粗蛋白表觀消化率分別為95.3%和86.2%,脂肪表觀消化率分別為96.5和89.6%,能量表觀消化率分別為98.6%和86.9%,總氨基酸可利用率分別為94.9%和90.6%。這些數據平均值在統計學上具有差異顯著。此外,加州鱸亞成體對于噴霧干燥蛋粉的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸以及所有三種必需分支氨基酸的利用率均顯著高于南美鳀魚粉。這些數據證明,噴霧干燥蛋粉對于加州鱸亞成體是一種極其優質的蛋白源和能量源,該結果對于加州鱸幼體、親魚以及其絕大多數肉食性養殖魚類都具有重要的借鑒意義。

            【關鍵字】:飼料    飼料原料   噴霧干燥蛋粉
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