水产动物营养与饲料学研究热点与趋势

liulian_w · 发表于 2009-1-9 16:43:18

水产动物营养与饲料学研究热点与趋势

——第七届世华会概览
2008年9月20日-24日，第七届世界华人鱼虾营养学术研讨会在北京召开。目前，世华会已经发展成为水产动物营养与饲料研究领域重要的学术平台，吸引了国内外众多从事水产动物营养及相关领域研究的科学家的参与，大会同时邀请世界上知名的水产动物营养专家及企业界人士做各种专题报告。通过世华会，可以大体了解到目前水产动物营养及水产饲料领域最新的研究成果、研究热点以及产业状况。笔者有幸参加了这次会议，下面就此次研讨会的一些体会与大家简单的分享。
1.水产动物营养研究热点
1.1 蛋白、能量与新蛋白源开发
蛋白质是水生动物饲料中成本比重最大的部分，因此对不同动物蛋白营养生理的研究以及对油脂、碳水化合物的蛋白节约效应的探讨一直是水产动物营养研究的热点。与以往相比，本届世华会上对于水产动物蛋白需求的研究大大减少，而对动物饲料中的适宜蛋白能量比，以及油脂、碳水化合物对蛋白质的节约效应的研究依旧占一定的比重。
一直以来，鱼粉是水产动物饲料中最主要也是价格最昂贵的蛋白源。由于近年来鱼粉资源的匮乏以及蛋白原料价格的波动，水产饲料中替代蛋白源的研究已经成为学术界和企业界共同关心的话题。因此，在此次世华会上，对替代蛋白源的研究占了非常大的比重。研究者主要探讨了肉骨粉、鸡肉粉、羽毛粉、发酵豆粕、豆粕、血粉、棉粕、菜粕、DDGS、酒糟粉、玉米蛋白粉、复合蛋白等在不同水产动物饲料中的利用情况。其中，豆粕和菜粕的研究比以往有所偏少，这可能主要是因为豆粕和菜粕已经成为了水产饲料中比较普遍的植物蛋白原料，且价格也一直在高位运行。而玉米深加工和水产品深加工的副产品，如玉米DDGS、玉米蛋白粉、柠檬酸渣、鱼排粉等的研究相应增多。
此外，研究者已经不再仅仅满足于探讨各种蛋白原料在动物饲料中的极限用量。一方面，通过基础营养学的研究，找到限制替代蛋白源利用的因素和代谢机理。二是通过不同的手段，如微生物发酵、酶制剂的使用、补充晶体氨基酸等，改善替代蛋白源的蛋白利用效率。展望未来，替代蛋白源的研究依旧会是水产动物营养研究热点，下一步的研究重点，一是发现鱼粉中除氨基酸外刺激动物快速生长的物质，如牛磺酸、胆固醇等，通过在植物蛋白中添加这些添加剂来提高植物蛋白的用量；二是通过在替代原料生产的过程中进行工艺改善，从而提高其利用率，如在淀粉、酒精工业中先行提取蛋白的技术，植物蛋白源去除抗营养因子的技术等等；三是与基因技术、分子生物学、免疫学技术相结合，研究新饲料原料对水生动物生长、健康以及肌体代谢情况的影响。
1.2 氨基酸需求与晶体氨基酸利用
动物对蛋白质需求的本质是对氨基酸的需求。因此，在本届世华会上，虽然蛋白需求的研究相对较少，但是氨基酸需求的研究却相对很多，不但包括赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等主要的限制性氨基酸，组氨酸、精氨酸、色氨酸、异亮氨酸需求量及相关营养生理的研究都有涉及。在此次会议上，各方人士也倡议，未来的饲料标准不应该再设定饲料蛋白低限，因为反应饲料质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，对晶体氨基酸的利用方面的研究，也是本届世华会上研究的热点。研究者们发现，通过调整饲料PH值、增加投喂次数、合成必需氨基酸为小肽、包被，甚至延迟投喂氨基酸都可以一定程度改善鱼类对结晶氨基酸的利用。在南美白对虾上的研究结果显示，通过添加晶体氨基酸（赖氨酸、含硫氨基酸、苏氨酸）的方法能够降低饲料粗蛋白水平（或鱼粉水平）而不降低虾的生长。在花鲈上的研究也显示，晶体氨基酸的添加能够提高肉骨粉替代鱼粉的量。但是总体来看，晶体氨基酸还是存在易溶失、电解质不平衡、消化吸收不同步等问题，通过包膜、微囊等工艺处理的氨基酸可能是今后产业上的一个发展趋势，而且在研究中也显示了优于晶体氨基酸的效果。由于包膜材料、工艺、品控等方面的不同，包膜氨基酸在不同水产动物上的应用效果还有差异，这方面的研究值得进一步进行。
1.3 维生素与矿物元素营养
维生素C，维生素E，肌醇、胆碱仍然是维生素营养研究中的热点，此外，对生物素、叶酸及其他B族维生素的研究也都有涉及。动物的维生素需求，不仅仅满足其生长发育的需要，很多时候还与肌体的免疫能力和健康状况相关。由于近两年来维生素价格大幅度波动，维生素在水产动物饲料配方中的成本比重也逐渐增加，是仅仅满足动物生长的最低需求量还是通过加大维生素用量来提高动物的健康状况，也是摆在学者和企业配方师面前的重要课题。未来，维生素营养生理研究的重点，一方面是研究维生素与动物免疫力、生理调控以及基因表达方面的相关关系，另一方面是研究不同维生素间，以及维生素与其他营养素（如维生素C和铁，维生素E和硒，维生素C和其他免疫增强剂，肌醇和胆碱等）间的交互作用。
水产动物对不同矿物元素的需求及相关营养生理的研究依然是水产动物营养研究热点。加州大学戴维斯分校的熊思岳教授等系统研究了硒对鲟鱼的营养与毒理作用机制，从另一个角度思考营养素的“毒理”作用。除硒之外，铁、锌、铜等营养元素也得到了不少关注，与以往相比，相关研究做的更加深入，不但从生长的角度分析需求量，更从营养与免疫、代谢、基因调控等多个角度进行研究。由于磷源价格的暴涨，通过植酸酶提高饲料中磷利用率方面也得到相关的研究，但植酸酶在水产饲料特别是特种水产饲料中的应用还需要进一步研究和探讨。
1.4 营养与免疫

在水产集约化养殖中，水生动物面临着大量的应激，如营养、环境、代谢等的激烈变化，容易诱发疾病，甚至死亡。日粮的营养水平影响水生动物的健康状况，水生动物的健康状况反过来影响日粮的营养需要量。因此，营养与免疫学日益成为水产动物营养学研究的一个热点，它着重研究营养与免疫的协同作用、营养不良与疾病的关系、营养素(能量、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、维生意和矿物质)与免疫系统的细胞分化和细胞代谢产物的关系，同时研究应激状态下，保持动物最佳免疫功能的营养需要。在以上维生素和微量矿物元素的相关研究中，大部分研究者都涉及到相关的免疫学评价指标，Vc，Ve，铁、锌、硒等免疫学作用得到了广泛证实。

此外，一些外源的非营养性添加剂对水生动物免疫力（或生长）的促进作用也得到了广泛的研究。主要包括：β-葡聚糖、核苷酸、益生菌、二甲酸钾、大黄蒽醌提取物、低聚木糖，胆汁酸、姜黄素、中草药、低聚木糖、质粒DNA、乳铁传递蛋白、止痢草提取物、家蝇抗菌肽、甘露寡糖、木聚糖酶、几丁质等。
1.5 研究的养殖品种
与上届世华会相比，本届世华会的研究品种更加集中，大部分研究集中在南美白对虾、中华绒螯蟹、鲤鱼、异育银鲫、草鱼、罗非鱼、军曹鱼、大黄鱼、石斑鱼、鲈鱼上。相对集中的研究品种说明目前水产动物营养研究领域更多的集中精力在一些有代表性的养殖品种上进行研究，有助于相关研究做的深入系统，也可以为其他养殖品种的营养研究和饲料开发提供借鉴。此外，各地研究者对当地重要的水生经济动物也做了相关的营养学研究，取得很多重要的研究数据。
2.水产动物营养与饲料学研究趋势
2.1营养素与水生动物的基因表达
营养物质在动物体内具有广泛而重要的生理功能，营养物质的缺乏或过多都会在动物体内产生一些组织特异性的变化，如某种酶的活力下降或消失，某种生理功能的损伤等，在分子水平表现为某些基因的关闭、开放或表达量发生变化。阐明这些表达发生变化的基因结构及功能，将有利于揭示营养物质的功能及其机制。随着营养学研究的深入、分子生物学的发展、营养学与遗传学科的交叉以及相互促进，从分子水平逐步认识营养素与水生动物基因表达间的相互关系成为一个必然趋势。本届世华会上，越来越多的研究者开始涉足分子营养学领域，摸索营养素在分子水平上对某些基因表达的调控机制。与哺乳动物相比，在水生动物上的相关研究还处于起步阶段，相信随着时间和经验的积累，各种营养素在不同途径和水平上对水生生物生命活动中的基因表达的调控机制将越来越清楚。
2.2 仔稚鱼与亲体营养
本届世华会特邀了西班牙水产动物营养专家Izquierdo女士介绍他们在金头鲷仔稚鱼方面的营养研究。他们对金头鲷仔稚鱼营养生理的研究，不仅涵盖了过去比较热门的脂肪酸、氨基酸、磷脂等领域，在维生素需求、矿物元素需求方面也做了大量的工作，并且发现生物饵料（轮虫、卤虫）在矿物元素方面同样不能满足仔稚鱼的需要，人工饵料替代生物饵料在仔稚鱼领域的发展大有可为。与他们相比，我国在仔稚鱼营养生理方面的研究还存在一定差距，但是最近几年我国科学家在大黄鱼、黄颡鱼等仔稚鱼营养生理方面的研究进步很快，已经成本水产动物营养研究的又一个亮点。水产动物仔稚鱼营养生理的研究，可以大大推动仔稚鱼开口饵料的发展，这是一个非常有增长潜力和附加值的产业。进行仔稚鱼营养生理方面的研究，需要与水生动物行为学、组织学、分子生物学等相关学科进行结合，在蛋白、氨基酸、脂肪酸、维生素、脂溶性维生素等方面进行系统的研究。与仔稚鱼营养相似，过去我们在水产动物亲体营养方面做的研究也还不够深入，但是可喜的看到这方面的研究正在增多，预期也会成为一个重要的研究方向。
2.3 食品安全：营养与品质
受一系列的食品安全事件的影响，水产品安全将越来越成为消费者关注的重点。水产饲料与水产品安全的关系，包括非法原材料的鉴别与评估，劣质原料（如氧化鱼油）、添加剂、饲料中有毒有害物质（如黄曲霉素）等对最终产品安全性的影响等都需要得到完善的研究。此外，随着经济的发展，生活质量的提高，人们对于鱼、虾、蟹等食物品质和风味方面的要求也提高了。但是近年来、随着水产养殖业和饲料工业的发屉，养殖产品肉质风味呈下降趋势，这与现代水产养殖片面追求生长速度、提高产量等有关，也与养殖过程中大量使用配合饲料有关。因此必须着力研究饲料配方、原料组成、特殊添加剂等与最终养殖产品蛋白脂肪含量、氨基酸、脂肪酸组成以及肉质、风味等方面的关系，通过配方调控的方法提高水产品的品质。
2.4 营养与养殖生态
从目前的情况看，营养饲料学与养殖生态学研究的结合已经开始。很多研究者研究了在不同生态条件下（如盐度）水产动物营养需求的差异。也有研究者分析了鱼类越冬期不同的营养管理可能对最终的养殖效益造成的影响，发现越冬前增加饲料中的脂肪含量或者增加维生素含量，可以提高鱼类对疾病的抵抗力。此外，不同的饲料配方，不同的投喂模式，也可能对水域环境造成不同的影响；反过来，水域环境因子的变化，对动物营养利用效率也会造成影响，这些都值得在今后的研究中进一步关注。