淡水魚類飼料原料模塊化技術分析

yutaosl · 發表于 2011-4-6 09:31:45

　　淡水魚類飼料原料模塊化技術分析

　　飼料原料模塊化處理的基本著眼點在于更加關注優質飼料原料的組合效果，將飼料質量建立在優質飼料原料的組合上，主要強調水產飼料配方的通識性和共性，可以有效控制水產飼料品種數量、有效控制飼料加工的成本，將有限的飼料成本應用于飼料質量的保障

　　葉元土：

　　理學碩士學位，蘇州大學教授。從事水產動物營養與飼料研究20余年，在淡水魚類消化生理、蛋白質代謝、脂質代謝、礦物質營養、飼料原料資源利用、飼料配方優化等方面取得一定成績。發表論文100余篇，出版技術書籍《水產集約化健康養殖技術》，曾獲農業部豐收獎一等獎1次、二等獎2次，北京市星火獎1次、重慶市科技進步獎三等獎1次。

　　現任中國水產學會水產動物營養與飼料專業委員會副主任委員，中國畜牧獸醫學會動物營養分會理事。

　　水產動物營養與飼料學最基本的任務是在闡述、并尊重動物營養學原理、營養機制的基礎上，通過飼料技術和飼養技術，實現養殖動物對飼料物質最有效的轉化和利用，在保護水域生態環境的條件下，最大限度地獲得符合人類需要的養殖水產品。這里有幾個關鍵性的問題：(1)首先是尊重水產養殖動物的營養學原理、營養機制，基本含義應該是"需要什么、需要多少，就供給什么、供給多少"，而不是"有什么就供給什么"；(2)對水產養殖動物的營養供給是通過飼料來提供、通過養殖來實現的，可以理解為"飼料中營養物質種類和數量的供給應該與養殖動物對營養物質的需求必須保持平衡與協調"，這是飼料配制、生產的基本依據；(3)養殖動物對飼料物質實現最有效的轉化和利用，這需要通過"養殖動物實現最佳生長潛力、獲得最大生長效率"來體現，即"以最少的飼料物質獲得最大量的動物產品"；(4)所獲得的養殖動物產品應該是滿足人類需要的，這種需要除了營養的需要外，還應該是食用效果（如風味、可食性等）和食用安全性的需要；(5)同時，還要在保護水域環境條件下獲得最大量的、滿足人類需要的動物產品。這其中最為核心的問題是：如何才能實現"以最少的飼料物質獲得最大量的動物產品"。我們可以從養殖動物和飼料二個方面來分析。每種動物由于遺傳決定，都有其最大的生長潛能，如何才能保障其在養殖條件下發揮其最大的生長潛能？除了最理想的生活環境外，養殖動物自身的健康狀態應該是基本的條件，養殖動物只有在健康狀態、而不是亞健康或不健康狀態下才能實現其最大生長潛能和生產潛力，也只有在健康狀態下才能實現對飼料物質最有效的轉化和利用；而對飼料而言，所提供的飼料應該是滿足養殖動物需要的，這種需要包含生長的需要、健康的需要。

　　現代營養學與養殖漁業對于營養與病害的防治思路已經發生重大概念性的改變：由"防重于治"向"養重于防"方向轉變。而"養"既包含飼料對于養殖魚類的飼料營養品質與安全性，也包含健康養殖技術的集成與應用。水產飼料的發展方向是更重視飼料的內在質量、更重視飼料物質與養殖魚類健康的關系、更重視通過飼料途徑解決養殖魚類生長與病害防治問題。

　　一、水產飼料標準與飼料成本定位分析

　　1、水產飼料標準數量嚴重不足

　　由于我國水產養殖種類多、地理區域環境條件差異大、基礎研究薄弱，而水產動物營養與飼料的研究與生產現狀（階段性）所決定了我們目前還不完全知道我們所養殖的每種水產動物到底需要些什么物質、每種物質到底需要多少。如果要科學地制定所有養殖種類的營養需求與飼料標準幾乎是一件難以完成的艱巨任務!但是，人民要吃魚，漁業要發展，水產飼料也必須要發展，這是我國水產飼料工業必須面對的現實。

　　我國水產配合飼料（營養）標準目前有7個國家標準（斑節對蝦配合飼料GB/T 22919.1-2008、軍曹魚配合飼料GB/T 22919.2-2008、鱸魚配合飼料GB/T 22919.3-2008、美國紅魚配合飼料GB/T 22919.4-2008、南美白對蝦配合飼料GB/T 22919.5-2008、石斑魚配合飼料GB/T 22919.6-2008、刺參配合飼料GB/T 22919.7-2008）和16個行業標準。相關的、得到強制性執行的主要有飼料標簽GB 10648、飼料衛生標準GB 13078，以及農業部的有關法規如飼料添加劑目錄、飼料添加劑安全使用規范等。就已經制定的水產飼料標準數量分析，遠遠不能滿足我國水產飼料生產的需要，且現有的標準自身也還存在較大的局限性，導致有限數量的標準也難以得到有效的執行。以我國研究最多、生產量最大的草魚飼料蛋白質量為例，草魚蛋白質需要量25-40%（SC/T 1024 1997），而實際生產中飼料蛋白質22%的飼料也有，且養殖效果也還不錯，能夠存在也就有其合理性，也表明我們的飼料標準還有不足之處。這類事例很多，并引出了"經濟營養學或市場營養學"的問題，我們的飼料不完全是按照營養標準來配制，而是依據市場機制在進行配制，且也顯示出其存在的合理性。

　　現有的水產飼料國家標準和行業標準的內容還是一個框架性的標準，而相應的企業標準在國家標準下成為可操作的標準。國家標準中關于營養性指標主要還是蛋白質、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、鈣、磷和賴氨酸、蛋氨酸等，按照我國標準的一般規則，對這些指標的規定也是"下限規定"法則，而不是"上限規定"。

　　但標準中的營養指標種類和指標值并不能完全反映飼料實際的質量狀態和水平。首先，其主要的營養指標和指標值是規定了飼料中主要營養素及其需要量必須達到基本下限，主要營養素不能代表全部的營養素；其次，主要營養指標值是化學測定值而不是實際生物利用值；再者，影響飼料質量的能量值、碳水化合物含量、有效磷等還沒有進入飼料標準的內容。能準確反映飼料質量的應該是飼料原料組合的模塊化。

　　2、水產飼料生產呈分散性發展

　　首先，我國水產養殖的動物種類最多、數量最大，而且還是變溫的水生養殖動物類群，其漁業生產方式還是一種"靠天吃飯"的粗放式的漁業生產方式。

　　其次， "靠天吃飯"的漁業生產方式決定了水產飼料的生產是"分散性"的發展模式。由于漁業生產難以集中進行規模化的漁業生產，也難以實現技術密集型的集約化漁業生產方式，因此，漁業生產是"魚兒離不開水"，水域資源集中的區域就成為漁業集中的區域，并不能實現漁業企業化經營。"飼料跟著養魚走"，漁業集中區域就成為水產飼料企業集中區域。但是，水產飼料生產企業集中并不是單個飼料企業生產能力的集中，而是企業數量的集中。水產飼料企業產量的集中、產量的增長是由分散的飼料企業數量帶來的，是依賴水產飼料生產車間或水產企業數量的增長來實現，而不是依賴于單個飼料企業生產能力、生產量的增長來實現。我國水產飼料年產量已經達到1300多萬噸，但是，在全國范圍內年產量超過10萬噸的單個水產飼料企業應該不超過20家。

　　3、飼料配制模式化的意義

　　飼料生產工業化的基本要求首先應該是標準化，其次才是規模化。而我國的水產飼料工業是首先實現了規模化（年產量達到1300多萬噸），目前難以實現標準化。

　　未實現標準化的主要原因是無法實現水產養殖動物營養需求標準化，且這個現實問題還難以在短期內得到改變。我國水產養殖的動物種類最多（養殖種類達到100種左右）、數量最大，而且還是變溫水生養殖動物類群，其漁業生產方式還是一種"靠天吃飯"的粗放式的漁業生產方式，相應的水產飼料生產也是一種分散型的發展模式。同時，飼料原料生物利用率數據庫嚴重不足、飼料加工設備和加工技術成熟度不足，這也是導致水產飼料工業難以實現標準化的主要原因。

　　因此，在營養需求、飼料生產標準化難以實現的現實下，提出飼料原料的模塊化、飼料配制的模式化就有其存在的意義，至少在很長一段時期內還只能如此。

　　4、飼料成本定位分析

　　水產飼料配方的市場化（市場營養學）、配方的模式化和飼料原料的模塊化是我國現階段的主要特點。

　　如何按照"市場營養學"的理念來確定水產飼料的配制要求？"市場"的含義是指市場需求和市場價格，應該包含養殖的水產品市場和水產飼料（包含飼料原料）的市場二個市場的需求和市場價格。

　　飼料產品質量定位和飼料產品市場價格定位的基本順序是："飼料產品質量←飼料配方成本←養殖漁產品的品質和市場價格←漁產品的市場供求關系"。

　　養殖的水產品市場需求和市場價格已經成為左右水產飼料價格的主要因素，按照市場價值分配的合理性分析，首先要保障水產養殖戶的養殖效益獲得，以草魚養殖為例，見表1，如果按照我國草魚養殖池塘銷售價格9元/㎏計算，養殖戶的利潤、養殖成本等按照表1計算得到養殖的飼料成本為5.67元/㎏草魚。如果按照我國多數飼料的轉化效率以飼料系數1.8計算，依據表1中計算得到草魚飼料的配方成本單價為2488.5元/T。配方師就可以按照這個配方成本確定飼料產品的營養方案和飼料原料模塊方案。

　　二、配制模塊化目的與意義

　　飼料配方編制本來應該參照飼料標準和飼料原料的營養價值進行，但是，飼料標準也只是一個主要營養素的框架，飼料標準不等于飼料的內在質量水平。飼料內在質量主要還是依賴飼料原料的質量和配方的技術水平。

　　水產飼料生產的標準化應該包含飼料營養標準化、飼料原料營養價值和可利用營養價值的標準化、飼料加工工藝標準化等。由于我國還有沒有完整體系的飼料營養指標，也缺乏完整體系的飼料原料營養價值和可利用營養價值的數據庫，所以難以實現配方編制的標準化技術。

　　為此，可以首先進行水產飼料配方編制的模式化和飼料原料的模塊化處理。飼料配方的模式化處理的目的是對我國主要養殖的淡水魚類飼料配方技術提供一個較為通用的參考模式，即設計不同質量水平（如蛋白質含量）、飼料配方成本梯度差異的系列配方，不同養殖種類、同種類不同生長階段、不同地區的飼料企業可以根據具體條件選擇不同營養水平、不同配方成本的飼料配方模式。而對于有特殊需要的種類在通用模式下進行個別處理。因此，水產飼料配方的模式化主要強調水產飼料配方的通識性和共性，這在擁有100種養殖水產種類的現實下進行水產飼料的生產是非常必要的，可以有效控制水產飼料品種數量、有效控制飼料加工的成本，將有限的飼料成本應用于飼料質量的保障。

　　而飼料原料的模塊化處理首先是將飼料原料進行模塊分類，其次是將不同模塊按照一定的比例配制成飼料。飼料原料模塊主要設計為動物蛋白原料、植物蛋白原料、淀粉類原料、油脂類原料、礦物質類原料等模塊，在飼料中必須包含這幾大模塊，每種模塊中固定幾種飼料原料及其使用量。

　　飼料原料的模塊化處理的意義在于："飼料配方編制更加注重飼料原料的組合，而不單純關注營養指標類型和指標值是否滿足營養需要"。以草魚飼料為例，食用魚階段的飼料標準是蛋白質25%、賴氨酸1.25%，在實際配方編制時由于飼料成本的限制，25%蛋白水平的飼料中賴氨酸可能難以達到1.25%，配方師可能就會補充部分單體賴氨酸。而魚類對于沒有包被處理的單體氨基酸利用效率很低，即使配方的營養指標已經達到標準，而實際效果并不理想。如果采用飼料原料模塊化處理，在飼料配方中幾大模塊都能夠得到保障，尤其是動物蛋白原料模塊得到保障，且各模塊之間的比例協調，此時可能生產的飼料蛋白質水平、賴氨酸水平都沒有達到現有的飼料標準的要求，但實際養殖效果卻很好，其飼料產品反而具有很好的市場競爭能力。

　　飼料原料模塊化處理只是一種飼料原料優化組合的處理方式，其基本著眼點在于更加關注優質飼料原料的組合效果，將飼料質量建立在優質飼料原料的組合上，而不單純關注飼料中營養指標是否達到飼料標準的要求。這為以后按照飼料中設置營養標準"上限"積累經驗和基礎資料，以便改變目前設置營養指標的"下限"的現狀。營養標準設置上限的意義在于，對飼料產品質量控制是以市場調節來進行的；在規定的營養指標"上限"以下，各飼料企業可以根據不同地區市場的需要設置自己的飼料標準，不同飼料產品的設計更加重視飼料產品的內在質量，提高飼料產品適應市場的能力；其飼料產品對養殖環境的壓力也會減小。而目前的營養指標"下限"設置的弊端就在于，對飼料產品質量控制是以營養指標來進行的，為了達到指標值，飼料企業可能使用低質原料、甚至加入非蛋白氮，其結果是營養指標達到了，而飼料內在質量較差，飼料產品的市場競爭能力弱，甚至出現水產品質量安全事故。

　　三、水產飼料原料的模塊分析

　　（一）動物蛋白質原料模塊

　　動物蛋白質原料模塊的主要種類包括魚粉類、血球粉、肉骨粉、肉粉等。由于動物蛋白質原料的氨基酸平衡性好、可消化利用率高等原因，具有良好的養殖效果，是決定配合飼料內在質量的核心因素，所以在配合飼料中要保持一定種類和數量的動物蛋白質原料。

　　不同養殖對象飼料中適宜的動物蛋白質原料的使用量有差異，例如對于草魚、團頭魴等草食性魚類，一般保持3-10%的動物性蛋白原料，而鲇魚、長吻鮠、烏鱧、黃顙魚、鱸魚等肉食性魚類需要20-40%的動物性蛋白原料，鯽魚、鯉魚等雜食性魚類需要5-20%的動物性蛋白原料。

　　在不同動物蛋白原料中，從動物蛋白原料自身的營養價值和對魚類的養殖效果綜合評價，魚粉是最好的動物蛋白質原料，魚粉的使用原則是"在飼料配方成本可以接受的范圍內最大限度地使用魚粉"。

　　然而，魚粉屬于資源性產品，其價格也是受自然資源和市場供求關系影響經常出現重大變動。在水產動物營養與飼料的基礎研究、應用技術研究中，魚粉的替代問題是永恒的課題。在實際飼料配制時，從蛋白質原料內在質量方面考慮，用什么原料對魚粉進行替代？不同養殖動物對魚粉的剛性需求是多少？可以用不同的替代原料替代多少比例的魚粉？替代魚粉后會出現那些質量問題及其如何避免？從價值體系角度考慮，魚粉的價格達到多少時應該尋求替代原料？不同原料對魚粉的性價比如何計算？如何利用性價比確認對魚粉的替代時機和替代比例？這些問題需要長期的、多角度的研究和分析。

　　魚粉作為優質動物蛋白原料的質量優勢，主要表現在氨基酸平衡性好、消化利用率高、油脂中含有豐富的高不飽和脂肪酸、含有豐富的微量元素和常量元素（磷主要以羥基磷灰石存在、其利用率低）、對養殖動物適口性好且有一定的誘食作用、對養殖動物的健康有良好的維護作用、含有未知促生長因子等。在減少魚粉使用量、使用替代原料部分替代魚粉后，上述問題都是需要考慮的問題。可以這樣認為，對于魚粉的替代難題要進行多角度的系統性的研究，并采用多角度、不同方面、系統性地綜合替代方案。魚粉是綜合養殖效果最好的動物蛋白質原料，單一原料、單一方面的替代均難以達到理想的效果。

　　由于動物同源性感染問題，肉粉、肉骨粉等在陸生養殖動物飼料中的使用受到一定的限制，這就成為水生動物飼料的重要動物蛋白質飼料原料資源。來源于澳洲、南美洲的肉骨粉、肉粉其營養質量、資源量、價格等相對較為穩定，可以在水產飼料中作為除魚粉外的主要動物蛋白質原料。血球蛋白粉在國內的資源量較大，在以破壁處理提高消化率的技術方面也取得較大的進展，也逐步成為重要的動物蛋白質原料使用。

　　關于肉骨粉與魚粉的替代關系分析，以肉骨粉為例，僅僅就蛋白質質量、價值比等方面探討對魚粉的替代關系，主要分析肉骨粉對魚粉替代的性價比、魚粉價格變動上限等，詳見表2。而關于脂肪酸、微量元素、誘食性、生長因子等需要從飼料配制方案中綜合考慮。

　　依據進口肉骨粉蛋白質含量50%、進口魚粉蛋白質65%，計算得到等蛋白質條件下肉骨粉與魚粉原料的比例為1.3:1。那么用多大比例的肉骨粉可以與魚粉進行等價（養殖效果）替代呢？如果肉骨粉蛋白質與魚粉蛋白質能夠完全等價，則肉骨粉與魚粉的原料等價比例為1.3:1，肉骨粉蛋白質對魚類的養殖效果是難以與魚粉蛋白質對等的，所以只能提高肉骨粉蛋白質量來與魚粉形成等價關系。如果提高20%肉骨粉蛋白質與魚粉蛋白形成等價，由表2可知，肉骨粉與魚粉的等價比為1.56:1，其含義是指①為了保障動物蛋白質有效性并與魚粉蛋白質形成等價關系，需要用1.56%的肉骨粉替代1%的魚粉；②假定肉骨粉的價格為5000元/噸時，可以接受的魚粉最高價格為5000×1.56=8450元/噸，如果魚粉超過8450元/噸、魚粉與肉骨粉的單價比超過1.56時，就應該啟動替代方案，可以按照1.56:1的比例用肉骨粉對魚粉進行替代，低于這個價格就用魚粉而不宜進行替代。

　　從表2中的計算方法和計算結果可以發現，決定是否啟動對魚粉的替代方案、決定肉骨粉對魚粉替代比例的關鍵參數是"肉骨粉與魚粉的性價比"，而決定"肉骨粉與魚粉的性價比"的關鍵因素是"肉骨粉與魚粉的蛋白質效價比"。當"肉骨粉與魚粉的蛋白質效價比"增加時，"肉骨粉與魚粉的性價比"隨之增加，其含義是指需要更多的肉骨粉蛋白質才能與魚粉蛋白質形成等價關系，需要更多量的肉骨粉才能與魚粉形成等價關系，相應的可以接受的魚粉價格（或成為魚粉替代的預警價格）也提高。因此，研究肉骨粉或其他動物蛋白原料與魚粉的蛋白質效價比就是一個關鍵性的技術問題，不同的動物蛋白質原料對魚粉具有不同的蛋白質效價比；同種蛋白質原料在質量變化時也具有對魚粉不同的蛋白質效價比。

　　根據我們所了解的水產飼料實際情況，關于魚粉在水產飼料中的使用應該考慮以下2個問題。

　　①在多數情況下，當魚粉價格超過8000元/噸時，就應該考慮使用血球蛋白粉、肉骨粉與適量魚粉的組合方案。考慮多數淡水魚類對動物蛋白質的需要量、飼料營養素平衡的需要、飼料產品加工質量和色澤等的需要，一般情況下，血球粉的使用量最好控制在3%以下、肉骨粉的使用量控制在5-7%，在保持有魚粉的使用的情況下，根據配方和市場的需要就可以確定適宜的血球粉、肉骨粉的使用量。

　　②適當控制豆粕的使用量，為魚粉的使用提供適當的成本空間。在我國的上世紀90年代，使用的是高魚粉、高豆粕的飼料方案，豆粕雖然在植物蛋白中是營養水平、營養素平衡方面是最好的，但也是價格最高的；在使用棉粕、菜粕組合實現營養素互補的情況下，可以將豆粕的使用量控制在10%以下，增加棉粕、菜粕的使用量，騰出飼料配方成本空間，使用一定量的魚粉，使用魚粉+高菜粕、高棉粕的飼料配方方案。兩種飼料配方方案對淡水魚類的養殖效果可能沒有太多的差異，但有魚粉的方案養殖魚類的健康狀態要好很多，由此帶來的生產性能要好一些。（由于原文較長，本刊將分兩次刊出。在文章下半部分，將介紹植物蛋白質、淀粉、油脂及礦物質等飼料原料模塊分析，具體內容見7月刊。）

　　表1 養殖飼料成本和飼料配方成本定位分析

　　按照草魚池塘售價9元/kg計算草魚飼料單價3150元/T

　　比率（%）價值(元/kg)按照飼料系數1.8計算，養殖1㎏草魚需要飼料1.8㎏,則飼料單價為5.67÷1.8=3.15元/kg㎏比率（%）價值(元/T)

　　養殖戶利潤141.26飼料經銷商毛利8252.00

　　養殖非飼料成本232.07飼料生產成本5%+毛利8%13409.5

　　飼料成本635.67配方成本792488.50

　　表2 肉骨粉對魚粉替代價值分析

　　魚粉蛋白質含量,%65備注

　　肉骨粉蛋白質含量,%50替代原料的蛋白質含量

　　等蛋白時肉骨粉與魚粉原料比1.31÷(替代原料蛋白質含量÷魚粉蛋白質含量)

　　蛋白質效價比對原料性價比、可接受魚粉最高單價的影響

　　設定肉骨粉與魚粉蛋白質效價比1.21.31.41.5增加替代原料的蛋白質量與魚粉蛋白質形成等效價的比值

　　肉骨粉與魚粉的性價比1.561.691.821.95蛋白質效價比×等蛋白原料比,蛋白質效價比成為影響性價比關鍵性因素

　　肉骨粉的單價（元/噸）5000500050005000替代原料的單價,元/噸

　　可接受的魚粉最高單價（元/噸）7800845091009750按照替代原料與魚粉性價比計算的魚粉價格：替代原料單價×性價比，此價格下用魚粉、超過此價格用替代方案

　　魚粉

　　方案全用100%魚粉的價值（元/噸）780845910975飼料中按照10%的比例使用魚粉

　　替代

　　方案60%魚粉價值（元/噸）468507546585使用60%魚粉的價值

　　需要替代的魚粉量40404040需要替代40%的魚粉

　　需要肉骨粉的量62.467.672.878替代40%的魚粉需要替代原料的量：需要替代的魚粉量×等蛋白時替代原料與魚粉的原料比

　　肉骨粉的價值（元/噸）312338364390替代40%的魚粉需要替代原料的價值

　　替代方案價值（元/噸）780845910975達到替代原料與魚粉性價比時：替代方案價值=魚粉方案價值，超過性價比或魚粉單價超過最高價時應該使用替代方案。