水產動物營養與飼料學研究熱點與趨勢

liulian_w · 發表于 2009-1-9 16:43:18

水產動物營養與飼料學研究熱點與趨勢

——第七屆世華會概覽
2008年9月20日-24日，第七屆世界華人魚蝦營養學術研討會在北京召開。目前，世華會已經發展成為水產動物營養與飼料研究領域重要的學術平臺，吸引了國內外眾多從事水產動物營養及相關領域研究的科學家的參與，大會同時邀請世界上知名的水產動物營養專家及企業界人士做各種專題報告。通過世華會，可以大體了解到目前水產動物營養及水產飼料領域最新的研究成果、研究熱點以及產業狀況。筆者有幸參加了這次會議，下面就此次研討會的一些體會與大家簡單的分享。
1.水產動物營養研究熱點
1.1 蛋白、能量與新蛋白源開發
蛋白質是水生動物飼料中成本比重最大的部分，因此對不同動物蛋白營養生理的研究以及對油脂、碳水化合物的蛋白節約效應的探討一直是水產動物營養研究的熱點。與以往相比，本屆世華會上對于水產動物蛋白需求的研究大大減少，而對動物飼料中的適宜蛋白能量比，以及油脂、碳水化合物對蛋白質的節約效應的研究依舊占一定的比重。
一直以來，魚粉是水產動物飼料中最主要也是價格最昂貴的蛋白源。由于近年來魚粉資源的匱乏以及蛋白原料價格的波動，水產飼料中替代蛋白源的研究已經成為學術界和企業界共同關心的話題。因此，在此次世華會上，對替代蛋白源的研究占了非常大的比重。研究者主要探討了肉骨粉、雞肉粉、羽毛粉、發酵豆粕、豆粕、血粉、棉粕、菜粕、DDGS、酒糟粉、玉米蛋白粉、復合蛋白等在不同水產動物飼料中的利用情況。其中，豆粕和菜粕的研究比以往有所偏少，這可能主要是因為豆粕和菜粕已經成為了水產飼料中比較普遍的植物蛋白原料，且價格也一直在高位運行。而玉米深加工和水產品深加工的副產品，如玉米DDGS、玉米蛋白粉、檸檬酸渣、魚排粉等的研究相應增多。
此外，研究者已經不再僅僅滿足于探討各種蛋白原料在動物飼料中的極限用量。一方面，通過基礎營養學的研究，找到限制替代蛋白源利用的因素和代謝機理。二是通過不同的手段，如微生物發酵、酶制劑的使用、補充晶體氨基酸等，改善替代蛋白源的蛋白利用效率。展望未來，替代蛋白源的研究依舊會是水產動物營養研究熱點，下一步的研究重點，一是發現魚粉中除氨基酸外刺激動物快速生長的物質，如牛磺酸、膽固醇等，通過在植物蛋白中添加這些添加劑來提高植物蛋白的用量；二是通過在替代原料生產的過程中進行工藝改善，從而提高其利用率，如在淀粉、酒精工業中先行提取蛋白的技術，植物蛋白源去除抗營養因子的技術等等；三是與基因技術、分子生物學、免疫學技術相結合，研究新飼料原料對水生動物生長、健康以及肌體代謝情況的影響。
1.2 氨基酸需求與晶體氨基酸利用
動物對蛋白質需求的本質是對氨基酸的需求。因此，在本屆世華會上，雖然蛋白需求的研究相對較少，但是氨基酸需求的研究卻相對很多，不但包括賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸等主要的限制性氨基酸，組氨酸、精氨酸、色氨酸、異亮氨酸需求量及相關營養生理的研究都有涉及。在此次會議上，各方人士也倡議，未來的飼料標準不應該再設定飼料蛋白低限，因為反應飼料質量的更多的是其中氨基酸的平衡和利用率，而不是粗蛋白水平的高低。
此外，對晶體氨基酸的利用方面的研究，也是本屆世華會上研究的熱點。研究者們發現，通過調整飼料PH值、增加投喂次數、合成必需氨基酸為小肽、包被，甚至延遲投喂氨基酸都可以一定程度改善魚類對結晶氨基酸的利用。在南美白對蝦上的研究結果顯示，通過添加晶體氨基酸（賴氨酸、含硫氨基酸、蘇氨酸）的方法能夠降低飼料粗蛋白水平（或魚粉水平）而不降低蝦的生長。在花鱸上的研究也顯示，晶體氨基酸的添加能夠提高肉骨粉替代魚粉的量。但是總體來看，晶體氨基酸還是存在易溶失、電解質不平衡、消化吸收不同步等問題，通過包膜、微囊等工藝處理的氨基酸可能是今后產業上的一個發展趨勢，而且在研究中也顯示了優于晶體氨基酸的效果。由于包膜材料、工藝、品控等方面的不同，包膜氨基酸在不同水產動物上的應用效果還有差異，這方面的研究值得進一步進行。
1.3 維生素與礦物元素營養
維生素C，維生素E，肌醇、膽堿仍然是維生素營養研究中的熱點，此外，對生物素、葉酸及其他B族維生素的研究也都有涉及。動物的維生素需求，不僅僅滿足其生長發育的需要，很多時候還與肌體的免疫能力和健康狀況相關。由于近兩年來維生素價格大幅度波動，維生素在水產動物飼料配方中的成本比重也逐漸增加，是僅僅滿足動物生長的最低需求量還是通過加大維生素用量來提高動物的健康狀況，也是擺在學者和企業配方師面前的重要課題。未來，維生素營養生理研究的重點，一方面是研究維生素與動物免疫力、生理調控以及基因表達方面的相關關系，另一方面是研究不同維生素間，以及維生素與其他營養素（如維生素C和鐵，維生素E和硒，維生素C和其他免疫增強劑，肌醇和膽堿等）間的交互作用。
水產動物對不同礦物元素的需求及相關營養生理的研究依然是水產動物營養研究熱點。加州大學戴維斯分校的熊思岳教授等系統研究了硒對鱘魚的營養與毒理作用機制，從另一個角度思考營養素的“毒理”作用。除硒之外，鐵、鋅、銅等營養元素也得到了不少關注，與以往相比，相關研究做的更加深入，不但從生長的角度分析需求量，更從營養與免疫、代謝、基因調控等多個角度進行研究。由于磷源價格的暴漲，通過植酸酶提高飼料中磷利用率方面也得到相關的研究，但植酸酶在水產飼料特別是特種水產飼料中的應用還需要進一步研究和探討。
1.4 營養與免疫

在水產集約化養殖中，水生動物面臨著大量的應激，如營養、環境、代謝等的激烈變化，容易誘發疾病，甚至死亡。日糧的營養水平影響水生動物的健康狀況，水生動物的健康狀況反過來影響日糧的營養需要量。因此，營養與免疫學日益成為水產動物營養學研究的一個熱點，它著重研究營養與免疫的協同作用、營養不良與疾病的關系、營養素(能量、蛋白質、氨基酸、脂肪酸、維生意和礦物質)與免疫系統的細胞分化和細胞代謝產物的關系，同時研究應激狀態下，保持動物最佳免疫功能的營養需要。在以上維生素和微量礦物元素的相關研究中，大部分研究者都涉及到相關的免疫學評價指標，Vc，Ve，鐵、鋅、硒等免疫學作用得到了廣泛證實。

此外，一些外源的非營養性添加劑對水生動物免疫力（或生長）的促進作用也得到了廣泛的研究。主要包括：β-葡聚糖、核苷酸、益生菌、二甲酸鉀、大黃蒽醌提取物、低聚木糖，膽汁酸、姜黃素、中草藥、低聚木糖、質粒DNA、乳鐵傳遞蛋白、止痢草提取物、家蠅抗菌肽、甘露寡糖、木聚糖酶、幾丁質等。
1.5 研究的養殖品種
與上屆世華會相比，本屆世華會的研究品種更加集中，大部分研究集中在南美白對蝦、中華絨螯蟹、鯉魚、異育銀鯽、草魚、羅非魚、軍曹魚、大黃魚、石斑魚、鱸魚上。相對集中的研究品種說明目前水產動物營養研究領域更多的集中精力在一些有代表性的養殖品種上進行研究，有助于相關研究做的深入系統，也可以為其他養殖品種的營養研究和飼料開發提供借鑒。此外，各地研究者對當地重要的水生經濟動物也做了相關的營養學研究，取得很多重要的研究數據。
2.水產動物營養與飼料學研究趨勢
2.1營養素與水生動物的基因表達
營養物質在動物體內具有廣泛而重要的生理功能，營養物質的缺乏或過多都會在動物體內產生一些組織特異性的變化，如某種酶的活力下降或消失，某種生理功能的損傷等，在分子水平表現為某些基因的關閉、開放或表達量發生變化。闡明這些表達發生變化的基因結構及功能，將有利于揭示營養物質的功能及其機制。隨著營養學研究的深入、分子生物學的發展、營養學與遺傳學科的交叉以及相互促進，從分子水平逐步認識營養素與水生動物基因表達間的相互關系成為一個必然趨勢。本屆世華會上，越來越多的研究者開始涉足分子營養學領域，摸索營養素在分子水平上對某些基因表達的調控機制。與哺乳動物相比，在水生動物上的相關研究還處于起步階段，相信隨著時間和經驗的積累，各種營養素在不同途徑和水平上對水生生物生命活動中的基因表達的調控機制將越來越清楚。
2.2 仔稚魚與親體營養
本屆世華會特邀了西班牙水產動物營養專家Izquierdo女士介紹他們在金頭鯛仔稚魚方面的營養研究。他們對金頭鯛仔稚魚營養生理的研究，不僅涵蓋了過去比較熱門的脂肪酸、氨基酸、磷脂等領域，在維生素需求、礦物元素需求方面也做了大量的工作，并且發現生物餌料（輪蟲、鹵蟲）在礦物元素方面同樣不能滿足仔稚魚的需要，人工餌料替代生物餌料在仔稚魚領域的發展大有可為。與他們相比，我國在仔稚魚營養生理方面的研究還存在一定差距，但是最近幾年我國科學家在大黃魚、黃顙魚等仔稚魚營養生理方面的研究進步很快，已經成本水產動物營養研究的又一個亮點。水產動物仔稚魚營養生理的研究，可以大大推動仔稚魚開口餌料的發展，這是一個非常有增長潛力和附加值的產業。進行仔稚魚營養生理方面的研究，需要與水生動物行為學、組織學、分子生物學等相關學科進行結合，在蛋白、氨基酸、脂肪酸、維生素、脂溶性維生素等方面進行系統的研究。與仔稚魚營養相似，過去我們在水產動物親體營養方面做的研究也還不夠深入，但是可喜的看到這方面的研究正在增多，預期也會成為一個重要的研究方向。
2.3 食品安全：營養與品質
受一系列的食品安全事件的影響，水產品安全將越來越成為消費者關注的重點。水產飼料與水產品安全的關系，包括非法原材料的鑒別與評估，劣質原料（如氧化魚油）、添加劑、飼料中有毒有害物質（如黃曲霉素）等對最終產品安全性的影響等都需要得到完善的研究。此外，隨著經濟的發展，生活質量的提高，人們對于魚、蝦、蟹等食物品質和風味方面的要求也提高了。但是近年來、隨著水產養殖業和飼料工業的發屜，養殖產品肉質風味呈下降趨勢，這與現代水產養殖片面追求生長速度、提高產量等有關，也與養殖過程中大量使用配合飼料有關。因此必須著力研究飼料配方、原料組成、特殊添加劑等與最終養殖產品蛋白脂肪含量、氨基酸、脂肪酸組成以及肉質、風味等方面的關系，通過配方調控的方法提高水產品的品質。
2.4 營養與養殖生態
從目前的情況看，營養飼料學與養殖生態學研究的結合已經開始。很多研究者研究了在不同生態條件下（如鹽度）水產動物營養需求的差異。也有研究者分析了魚類越冬期不同的營養管理可能對最終的養殖效益造成的影響，發現越冬前增加飼料中的脂肪含量或者增加維生素含量，可以提高魚類對疾病的抵抗力。此外，不同的飼料配方，不同的投喂模式，也可能對水域環境造成不同的影響；反過來，水域環境因子的變化，對動物營養利用效率也會造成影響，這些都值得在今后的研究中進一步關注。