叶元土教授：水产饲料新原料开发与应用的深度剖析

叶元土教授：水产饲料新原料开发与应用的深度剖析

在中国水产饲料营养年会上，苏州大学的叶元土教授带来了一场引人瞩目的学术报告，深入探讨了水产饲料新原料开发与应用的相关成果，为水产饲料行业的创新发展提供了重要的思路和方向。

一、酶解技术：开启原料优化之门

（一）酶解产品的评价体系

1、感官与化学评价

酶解产品的感官特性，如色泽、气味、口味、物理性状（液态或粉末状）和流动性等，是初步判断其质量的重要依据。其中，苦味和麻味可能源于特定的苦味肽、麻味肽。化学评价则聚焦于酶解前后营养组成的变化幅度，酸溶蛋白质含量、肽含量、游离氨基酸含量等指标能够量化酶解对原料营养成分的影响。例如，某些原料经酶解后，酸溶蛋白质含量显著提高，肽含量也明显增加，这意味着蛋白质的溶解性和可吸收性得到了改善，为动物更好地摄取营养奠定了基础。

体外抗氧化试验通过测定清除不同自由基能力的EC 值、抗氧化能力 AO 值等，能有效评估酶解产品的抗氧化功能效果。在抗菌功能评价方面，体外抑菌试验效果（抑菌谱及其效果）至关重要，它能够直观反映酶解产品对有害微生物的抑制能力。此外，特殊或特定成分水溶液中抗营养因子和有益因子的含量也是化学评价不可或缺的部分，有助于全面了解酶解产品的特性。

2、养殖评价（生物评价）

养殖评价作为最具综合性和有效性的评价方法，能够在实际养殖环境中直观展现酶解产品对养殖动物生长性能、健康状况等方面的影响。通过观察投喂酶解产品后鱼类的生长速度、饲料转化率、免疫力提升等情况，可以全面评估酶解产品在真实养殖场景中的实际效果，为其在生产中的应用提供最直接的依据。

（二）原料酶解后的效果评估

1、营养价值改善

蛋白质营养在酶解作用下发生了根本性转变，从大分子蛋白质分解为更易被动物吸收利用的小肽营养和氨基酸（功能性氨基酸）营养。例如，一些原本难以被动物直接利用的蛋白质，经酶解后形成的小肽和氨基酸可直接被肠道吸收，大大提高了蛋白质的利用率，使动物能够更有效地获取生长和维持生命活动所需的营养。

动物营养方面，酶解产物具有显著的细胞营养作用，能有力促进细胞的分化与增殖。油脂经酶解可产生功能性脂肪酸（如DHA、EPA、月桂酸），有助于平衡水产动物所需的脂肪酸，满足其特定的营养需求。多糖酶解为寡糖、单糖后，可作为免疫聚糖发挥免疫调节作用；核酸酶解为核苷酸、核苷后，也具有重要的营养与功能作用，进一步丰富了酶解产物的营养价值。

2、功能价值提升

酶解产品在维护和修复水产动物胃、肠道黏膜屏障结构与功能方面发挥着关键作用。当肠道黏膜受损时，酶解产物中的某些成分能够积极促进黏膜细胞的修复和再生，增强肠道屏障功能，有效减少有害物质的侵入，保障动物肠道健康。

对肝细胞损伤，酶解产品也具有一定的维护和修复功能，有助于维持肝脏的正常代谢和解毒功能。同时，酶解产品能显著增强水产动物的免疫防御能力，提高其抗氧化能力，有效修复氧化损伤。此外，原料酶解还可实现对抗营养物质、有害物质（如霉菌毒素）的酵解与无害化转化，提高饲料的安全性，为水产动物的健康生长创造更有利的条件。

3、性价比与使用便利性

在评估原料酶解效果时，性价比是不容忽视的重要考量因素。通过寻找合适的参照，对比酶解前后原料的成本与效益，能够准确判断酶解工艺的经济可行性。例如，深入分析酶解后原料在提高养殖动物生长性能方面的表现与成本增加之间的关系，有助于确定其性价比优势，为企业决策提供关键数据支持。

原料的使用便利性、质量稳定性和资源稳定性同样至关重要。使用方便的酶解产品更易于在实际生产中推广应用，质量稳定的产品能够保证养殖效果的一致性，避免因产品质量波动给养殖生产带来的风险，而资源稳定则确保了原料的可持续供应，为行业的长期稳定发展提供坚实保障。

（三）工业化酶解技术的转化要点

1、核心技术要素

生产规模和工艺流程的系统化是将酶解原理成功转化为实际生产技术的关键所在。在生产规模上，反应釜通常为5 - 10 吨 / 罐，需组合为班产 20 吨 - 100 吨规模，以满足工业化大规模生产的需求。酶解容器与过程控制方面，多数采用液态酶解，酶解液水分约 80 - 85%（脂肪 < 10%），温度精准控制在 50 - 55℃，pH 值酸性或中性，酶解时间 3 - 4h。过程控制涉及能源消耗、智能化设备的应用，以及连续或间断式工艺流程及其设备的选择，这些因素直接关系到酶解效率和产品质量。例如，合理的能源消耗管理和智能化设备的运用能够提高生产效率，降低成本，而科学的工艺流程选择则能确保产品质量的稳定性和一致性。

水分蒸发的设备与热能消耗也是不容忽视的重要环节。根据产品需求，成品水分可控制在40 - 50%（液态产品）或 < 10%（粉状产品），这就需要配备合适的蒸汽供给系统和高效的水分蒸发设备。同时，环保设备的配备至关重要，以确保生产过程符合环保要求，减少对环境的影响，实现可持续发展。

2、酶的选择策略

酶的选择基于底物物质组成和结构。对于植物性原料、酵母等真核细胞壁，需要果胶水解酶、B - 糖苷键水解酶等进行酶解。谷物原料中的醇溶蛋白，因其肽链结构特点，需以谷氨酰胺、亮氨酸、脯氨酸和丙氨酸等为水解位点的酶。细胞壁的水解则依赖于水解 B - 糖苷键的酶。例如，在处理玉米等谷物原料时，选择合适的酶能够有效分解其中的醇溶蛋白，提高其营养价值。

畜禽副产物（如油渣、皮渣、骨）含有较多胶原蛋白，需用胶原蛋白酶、角蛋白酶对gly - pro 肽键进行水解；毛发粉（角蛋白类）等含有较多二硫键，可使用能够水解二硫键的酶（如烫头发试剂？）或含有甘氨酸水解位点的酶（如木瓜蛋白酶）。对于霉菌毒素等有害物质，需要开发专一的水解酶或筛选专一菌株来进行解毒，以保障饲料的安全性。

二、新原料开发：创新驱动行业变革

（一）海洋生物酶解原料

1、鱼粉替代与功能拓展

鱼粉在水产饲料中一直占据着重要地位，其营养素含量丰富，包括蛋白质和氨基酸、鱼油和脂肪酸、矿物质等，且营养素平衡性良好，同时含有来自海洋的生理活性物质和诱食性成分。然而，为了应对资源短缺等问题，开发替代鱼粉的原料成为研究热点。针对鱼粉的替代，研究人员开发了复合蛋白质原料，其以蛋白质和肽为主，可达到日本级、超级蒸汽级别鱼粉的蛋白质、氨基酸、油脂等要求。例如，在一些实验中，使用复合蛋白质原料替代部分鱼粉投喂鱼类，发现鱼类的生长性能并未受到明显影响，这表明该原料具有良好的应用潜力。

此外，还有替代鱼油的水产油脂原料和替代鱼的海洋生物活性物原料（如多元海味素）。虽然这些替代原料的蛋白质含量可能不高，但功能性物质丰富。如多元海味素含有多种生物活性成分，能够在一定程度上满足水产动物对特殊营养物质的需求，促进其生长和健康。

（二）酵母的酶解原料

啤酒酵母的资源优势与开发潜力

啤酒酵母是一种极为重要的原料资源，其常规营养物质含量丰富，如蛋白质含量为45 - 60%、碳水化合物 30 - 35%、脂肪 1.5% 等，还含有多种维生素 B 族、核酸与核苷酸、矿物质、几丁质等。酵母肽与酶具有细胞营养、抗氧化、抗菌等多种功能。其生物功能活性多样，如 B - 葡聚糖具有免疫活性调节作用，能够增强水产动物的免疫力；甘露聚糖参与免疫细胞识别和体液免疫，有助于维持机体的免疫平衡。

酵母酶解液中的肽与活性肽数量众多，对胃肠道黏膜细胞分化与增殖有显著的促进作用，能够维护肠道黏膜的完整性，提高肠道对营养物质的吸收能力。同时，还能维护肠道菌群平衡、增强诱食活性、改善肌肉风味与质构、增强免疫防御能力等。通过工业化酶解，可充分发挥啤酒酵母的资源优势，开发出具有高附加值的产品，为水产饲料行业的发展提供新的动力。

（三）其他新原料开发案例

1、肝素提取与副产物利用

以猪小肠黏膜为原料，采用酶解技术提取肝素，可得到酶解浆（肠粘膜酶解浆）。若在肝素生产车间附近建浓缩车间，对酶解液进行浓缩，可进一步提高肝素的提取效率和产品质量。肝素是一种重要的生物活性物质，在医药等领域具有广泛应用。同时，这一过程也实现了猪小肠黏膜的高值化利用，减少了废弃物排放。

鱼加工副产物（如鱼排、内脏、皮等）的饲料资源化利用也具有重要意义。淡水与海水鱼的加工副产物可通过酶解等技术转化为鱼排粉、胶原蛋白粉、酶解鱼浆等产品。这些产品不仅提高了资源利用率，减少了废弃物对环境的压力，还为水产饲料提供了新的原料来源。例如，鱼排粉富含蛋白质，可作为优质的饲料蛋白源；胶原蛋白粉则具有良好的功能性，有助于改善水产动物的肉质品质。

2、谷物原料的价值最大化

玉米等谷物原料也可通过一系列工艺实现价值最大化。如湿基粗块状原料（如畜禽骨架、碎肉、鱼虾副产物、啤酒酵母等）可经破碎、发酵、酶解、干燥等工艺，开发出多种产品。以玉米为例，从玉米浸泡液、玉米皮、玉米胚芽等副产物中可提取肌醇、玉米肽粉、玉米肽浆等。肌醇在动物代谢中具有重要作用，玉米肽粉和玉米肽浆则具有良好的营养和功能特性，能够提高饲料的营养价值和动物的生产性能。

（四）DHA 裂壶藻油：水产饲料的新希望

DHA 的重要性与来源拓展

DHA（二十二碳六烯酸）对于鱼类的生长发育、种鱼的繁殖具有不可或缺的作用，同时在鱼类的免疫功能调节方面发挥着重要作用，能够增强鱼类的免疫力，提高其对病原体的抵抗力。以往鱼类主要从海洋食物中获取 DHA，但随着水产养殖规模的不断扩大，天然来源的 DHA 已难以满足需求。

海洋微藻作为DHA 等 n - 3 高度不饱和脂肪酸的重要来源，正逐渐受到广泛关注。通过工业化培养裂壶藻来获取 DHA裂壶藻油，不仅能够满足水产饲料对高品质脂肪酸的需求，还具有可持续性和环保性的优势。研究表明，在水产饲料中添加DHA 裂壶藻油，能够显著提高饲料的营养价值，填补鱼类在生长过程中对必需脂肪酸的需求缺口。例如，在一些养殖实验中，投喂添加了 DHA 裂壶藻油饲料的鱼类，其生长速度明显加快，免疫力显著提高，肌肉中 DHA 含量也有所增加，这有助于培育出品质更优、营养价值更高、风味口感更好的水产品，满足消费者对健康、优质水产品的需求。

叶元土教授的研究成果为水产饲料行业的原料开发与利用提供了全面而深入的理论支持和实践指导，有助于推动水产饲料行业朝着高效、环保、可持续的方向蓬勃发展，为保障水产养殖业的健康发展奠定了坚实的基础。相信在这些研究成果的推动下，水产饲料行业将迎来更加美好的未来。