T/CFIAS 8003-2022《草鱼低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术规范》团体标准解读

2023-12-05 09:39刘昊昆花罗海朱晓鸣金俊琰杨云霞解绶启
中国饲料 2023年22期
关键词:成鱼饼粕草鱼

文 / 刘昊昆,花罗海,朱晓鸣,韩 冬,3,金俊琰,杨云霞,解绶启,4

1.中国科学院水生生物研究所,水产品种创制与高效养殖重点实验室,湖北武汉 430072;

2.中国科学院大学,北京 100049;

3.洪山实验室,湖北武汉 430070;

4.中国科学院,种子设计创新研究院,湖北武汉 430072

一、标准制定背景

我国是全球水产养殖产量最高的国家,饲料工业在水产养殖业的快速发展中发挥了重要推动作用,连续11 年饲料产量居世界第一位。随着我国水产养殖业的迅猛发展,饲料行业对蛋白质资源的需求也不断增长。然而,我国蛋白质资源总体上存在短缺问题,鱼粉、大豆等蛋白质资源大量依赖进口。这使得我国饲料行业在蛋白质资源方面受国际市场价格波动和国际政治经济形势的影响,存在一定程度的“卡脖子”现象。

“四大家鱼”之一的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国养殖量最大的鱼类,2022 年的养殖产量约为590 万吨。草鱼属于脊索动物门、鱼纲、鲤形目、鲤科、雅罗鱼亚科、草鱼属,其生长速度快,肉质鲜美,深受消费者和养殖户的欢迎。在饲料低成本高蛋白的压力下,饲料企业往往大量使用植物饼粕蛋白原料,如豆粕等,形成了以饲料蛋白质或豆粕含量判定饲料质量的习惯思维,也造成了饲料资源的浪费和氮磷排放对环境的污染。

为贯彻中央农村工作会议和中央一号文件精神,落实农业农村部关于大豆保供有关部署,推进饲用豆粕减量替代,按照农业农村部“提效减量、开源替代”,深入实施豆粕减量替代行动的总体要求,持续开展低蛋白日粮推广应用,推动养殖业豆粕减量使用,2022 年3 月21 日,经中国饲料工业协会团体标准技术委员会多方协商,中国饲料工业协会发文对《草鱼低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术规范》团体标准予以立项,并由中国科学院水生生物研究所、中国农业科学院饲料研究所、全国畜牧总站等多家国内科研机构和企业共同起草制定。

低蛋白低豆粕多元化饲料对于促进水产养殖业的可持续发展具有重要作用,为了实现这一目标,需要综合运用多种技术,包括低蛋白高能配合饲料技术、饲用豆粕替代技术、限制性氨基酸平衡技术、饲料添加剂应用技术以及饲料精细加工技术等。推进替代豆粕减量是保障粮食安全、实施“提效减量、开源替代”的主要手段。在各参于单位的共同努力下,2022 年12 月27 日,中国饲料工业协会批准发布了《草鱼低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术规范》。进一步在全国范围内全面推行和实施低蛋白低豆粕饲料技术对于节约饲料蛋白资源、保障我国饲料粮安全具有重要的指导意义。本文解析了针对草鱼饲料中豆粕和蛋白质减量的技术要点,从草鱼的生长阶段划分、不同阶段草鱼的营养需求量、多元化蛋白质原料的选择与使用、豆粕的限量建议以及草鱼饲料加工技术等方面进行了分析。

二、标准编制原则

标准制定的目的是鼓励广泛使用多元化饲料原料,减少豆粕使用量和饲料粗蛋白质含量。

本标准中草鱼生长阶段划分主要参考国家标准《草鱼配合饲料》(GB/T36205-2018),划分为鱼苗(<10 g)、鱼种(10~250 g)、成鱼前期(250~1500 g)、成鱼后期(≥1500 g),各阶段的营养指标也参考了《草鱼配合饲料》(GB/T36205-2018)。

豆粕使用量的上限和典型推荐配方参考了国内外低蛋白日粮的最新研究和国内大型饲料企业草鱼各阶段饲料中豆粕使用范围以及部分企业在豆粕减量替代应用的推荐配方。

三、标准的术语和定义

(一)低蛋白日粮

以有效能为基础,依据蛋白质营养的实质和氨基酸营养平衡理论,在不影响动物生产性能和产品品质的条件下,通过添加饲用氨基酸及其类似物,优化蛋白源结构等方法,降低日粮蛋白质水平、减少蛋白原料用量和氮排泄的日粮。

(二)低蛋白低豆粕多元化日粮

以低蛋白日粮生产技术为基础,依据各种能量饲料和蛋白质饲料的可利用养分营养价值数据,配制的原料种类多、养分互补性强、营养平衡度高的低豆粕日粮。

(三)非常规饲料原料

通常指在配方中较少使用,或者对营养特性和饲用价值了解较少的饲料原料。本文件中特指除大豆、豆粕和鱼粉外的用于配制配合饲料的饲料原料。

四、非常规饲料原料限量的编制依据

(一)草鱼生长阶段及配合饲料阶段的划分

相对于其他淡水养殖品种,草鱼的上市规格大、养殖周期长,因此生产实践中,根据草鱼不同生长阶段对配合饲料进行产品分类更为重要。根据草鱼不同生长阶段的营养需求进行营养的供给也是精准营养的基础。结合养殖生产实际,可将草鱼的生长阶段详细划分为鱼苗、鱼种、成鱼前期和成鱼后期四个阶段。国家标准GB/T36205-2018《草鱼配合饲料》按照草鱼不同生长阶段对饲料营养的需求,结合养殖生产实际,将草鱼配合饲料分为鱼苗配合饲料、鱼种配合饲料、成鱼前期配合饲料和成鱼后期配合饲料四种,饲喂阶段的划分见表1。

(二)不同生长阶段草鱼对饲料中主要饲料营养指标依据

1.草鱼各阶段饲料蛋白水平限量建议依据精准的营养需求参数是精准饲料配方的基础,国内针对不同生长阶段草鱼的营养素需求开展了大量研究。蛋白质作为鱼类所必需的最重要的营养素,是维持新陈代谢、生长发育和繁殖的结构物质和主要的能源物质之一,同时作为酶、激素、抗体等参与机体的生理调节。国内学者针对不同生长阶段草鱼饲料蛋白质需求开展了一系列研究(表2)。Dabrowski(1977)对体重0.14~0.2 g草鱼的蛋白质需要量进行了探讨,得出其适宜量 为41.0%~43.0% ;林 鼎 等(1980)对 体 重2.4~8.0 g 的草鱼进行实验,结果得到蛋白质需要量为27.66%;廖朝兴和黄忠志(1987)得出,1.99 g 草鱼在水温25~26 ℃时的蛋白最适需要量为48.26%,而体重3.5~4.0 g 的草鱼在水温18~23 ℃时的蛋白质最适需要量为31.98% ;王履庆(1991)指出,草鱼鱼种的蛋白质需要量为31%~33%;王胜(2006)应用折线模式得出,当饲料中可消化能为335 kcal/g 时,初重为7.43 g左右的草鱼达到最快生长所需求的最适蛋白含量为39.14%,或者每天每千克体重需要11.7 g蛋白。

表2 不同生长阶段草鱼的饲料粗蛋白质需求

前期研究大多是采用纯化或半纯化饲料在水族箱或水泥池中饲养得到的结果,应用到生产中时,由于水体有部分天然或人工投放的生物饵料可作为食物,故草鱼饲料实际蛋白质需要量可能比上述研究偏低(王胜,2006)。按照《草鱼配合饲料》(GB/T36205-2018)中对草鱼生长阶段的划分及各阶段营养需求指标,鱼苗、鱼种、成鱼前期和成鱼后期饲料粗蛋白质含量分别为:“≥32.0%、≥29.0%、≥26.0%、≥20.0%”。结合文献报道的草鱼需求量和实际情况,建议草鱼各阶段的蛋白限量标准分别为“28.0%~32.0%、26.0%~30.0%、24.0%~28.0%、20.0%~24.0%”(表3)。各阶段草鱼饲料的粗纤维、粗灰分、总磷也可参照国家标准《草鱼配合饲料》(GB/T 36205-2018)。

表3 草鱼饲料主要营养成分指标

2.草鱼各阶段饲料氨基酸含量建议依据草鱼配合饲料中必需氨基酸的含量和平衡是提高饲料蛋白质利用率的重要途径。蛋白质提供营养的本质是氨基酸营养,在降低饲料中蛋白质含量的过程中,必需氨基酸的相对比例对水生动物的生长、免疫力和生理功能具有更大的影响,因此低蛋白饲料对必需氨基酸平衡的要求更为精准。国内学者针对不同生长阶段草鱼的必需氨基酸需求做了大量工作,数据如表4 所示。

在饲料的配制中,满足草鱼对限制性氨基酸的需求是至关重要的。限制性氨基酸是指在饲料中相对缺乏,而又对动物生长和生理功能影响较大的氨基酸。对于草鱼而言,主要的限制性氨基酸包括赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸等。根据草鱼对各种氨基酸的需求,并结合对鲤科鱼类氨基酸需求的已发表文献进行分析,低蛋白低豆粕草鱼饲料中的主要限制性氨基酸的建议含量见表4。

(三)草鱼的低蛋白高能配合饲料技术

低蛋白高能配合饲料是指通过将低蛋白原料与高能原料进行科学的配比,以满足水生动物的生长需求。精确计算饲料中的蛋白质和能量含量,并根据水生动物的实际需求调整原料比例。

脂类是鱼类生长发育过程中所必需的能量物质,并提供鱼类生长所需的必需脂肪酸、胆固醇及磷脂类营养物质。饲料中脂肪缺乏或含量不足,可导致鱼类代谢紊乱,蛋白利用效率下降,发生脂溶性维生素和必需脂肪酸缺乏症。草鱼饲料中粗脂肪的最适添加量随着饲料粗蛋白质和碳水化合物水平及脂肪来源的不同具有较大的差别。前期研究表明,脂肪水平在2%~8% 均能满足草鱼幼鱼的需求(刘玮等,1995;杜震宇,2005 ;Jin 等,2013),田娟(2009)的研究表明,草鱼(134 g)对脂肪的需求为6.84%。综合饲料成本的实际情况,草鱼饲料中粗脂肪的基础水平建议为3.0%~2.5%(表4)。

(四)草鱼各阶段饲料豆粕限量依据

草鱼鱼苗期包括食性未分化和食性转化阶段。草鱼在食性还未分化的幼体期间以浮游生物为食。草鱼食性转化阶段是生长的关键阶段,消化器官和消化酶处于转变时期,消化系统发育不完善、消化酶分泌不足。因此,对饲料营养价值和蛋白质质量要求也比较高。为解决肠道消化吸收能力弱而营养物质需求旺盛的矛盾,应饲喂该阶段草鱼高品质、易消化的饲粮,如鱼粉等。建议使用少量高品质非豆粕蛋白质原料替代豆粕,根据国内企业实际使用量和国内外低蛋白饲料研究数据,此阶段的豆粕推荐使用上限为25%。

鱼种期的草鱼处于迅速生长期,消化系统的结构与功能不断完善,新陈代谢强度提高,但也应注意此阶段鱼种消化系统发育并未完全成熟,采食量及营养物质消化吸收能力仍旧受限,而满足自身充分生长发育需要较高的营养物质供给。参考国内外低蛋白饲料研究数据和企业目前的实际使用量,10~250 g 鱼种的推荐豆粕使用上限为20%。

成鱼前期的草鱼处于快速生长和肌肉蛋白质高速沉积的阶段,因此应注意其氨基酸营养需要的满足。在抗营养因子不超过耐受限度的条件下,可以使用大量的非常规能量原料及蛋白质原料替代豆粕,并增强饲粮多元性。参考国内外低蛋白饲料研究数据和企业目前的实际使用量,250~1500 g 中期草鱼豆粕推荐使用上限为15%。

成鱼后期的草鱼相对生长速度放慢。在成鱼养殖阶段,草鱼对环境的承受能力增强,消化能力加大。饲粮中可使用更高比例的非常规蛋白质原料替代豆粕,严格限制豆粕用量,甚至完全停止豆粕使用。参考国内外低蛋白饲料研究数据和企业目前的实际使用量,≥1500 g 草鱼成鱼饲料中豆粕的推荐使用上限为8%。

按照《草鱼配合饲料》(GB/T 36205-2018)中对草鱼生长阶段的划分和各阶段营养需求指标,及国内外关于草鱼不同生理阶段饲料中非常规饲料原料替代豆粕的文献报道,建议草鱼各阶段的豆粕使用量标准见表5。

表5 草鱼不同生长阶段饲料中豆粕使用限量%

(五)分阶段替代原料推荐使用限量依据

国内外对各种原料替代豆粕饲喂草鱼的效果进行了的研究。将搜集到文献和企业的最新试验数据进行整理分析,发现豆粕可以被菜籽饼粕、棉籽饼粕、葵花籽仁粕、花生饼粕、芝麻饼、亚麻饼粕、脱酚棉籽蛋白、玉米蛋白粉、玉米DDGS、玉米胚芽粕、酒糟、椰子粕、棕榈仁粕、乙醇梭菌蛋白等蛋白原料合理替代,且对草鱼生产性能无不良影响。蛋白质营养的本质是氨基酸营养。豆粕含量并非饲料养殖效果的决定性指标,在满足草鱼氨基酸营养需要的条件下,其他蛋白质饲料原料可以部分或完全替代豆粕,以降低饲料豆粕的使用量,限量依据分述如下:

利用多元化的替代技术使多种非粮植物蛋白质资源来源替代限制性的蛋白质资源,如鱼粉和豆粕。通过降低对进口饲料原料的依赖,对实现减少生产成本,并提高饲料产业的可持续性具有重要意义。本文建议了草鱼饲料中常见的蛋白源的特性和使用量以作参考。使用蛋白原料过程中应关注不同原料的品质差异,结合草鱼不同养殖条件下的不同营养需求,进行合理的搭配使用,确保产品质量。

1.鱼粉鱼粉是营养品质最好的蛋白质原料之一,在配方中使用鱼粉,可提高饲料蛋白质质量,但鱼粉价格高,会大幅度地增加饲料成本。通常在鱼苗、鱼种料中可使用少量鱼粉:鱼苗料中的鱼粉用量≤10%,鱼种料中的鱼粉用量≤5%,在成鱼饲料中不使用鱼粉。

2.菜籽饼粕菜籽饼粕中的主要抗营养因子是硫葡萄糖苷及其水解产物,如异硫氰酸酯等。由于菜籽品种和榨油工艺的不同,所得菜籽饼粕中的抗营养因子含量差异大。参考文献和企业的实际使用量,菜籽饼粕在各阶段的使用量建议为:鱼苗料≤25%,鱼种料≤30%,成鱼料≤35%。

3.棉籽饼粕棉籽饼粕中的主要抗营养因子是游离棉酚。《饲料卫生标准》中规定,棉籽加工产品游离棉酚含量≤1200 mg/kg,植食性水产动物配合饲料中的游离棉酚含量≤300 mg/kg。据此推算,草鱼饲料中的棉籽饼粕用量≤25%。考虑到不同阶段草鱼对游离棉酚的耐受性,棉籽饼粕的使用量建议为:鱼苗料、鱼种料≤20%,成鱼料≤25%。

4.花生饼粕花生饼粕的粗蛋白质含量较高,但氨基酸组成欠佳,蛋氨酸的含量低,易感染黄曲霉菌,且价格接近豆粕,故不宜有较大的使用量。因此,建议鱼苗料、鱼种料中的花生饼粕用量≤5%,成鱼料的花生饼粕用量≤10%。

5.芝麻饼芝麻饼的粗蛋白质含量略低于豆粕,但赖氨酸的含量很低。一般鱼苗料中不建议使用芝麻粕,鱼种料、成鱼料中的芝麻饼用量≤10%。

6.葵花籽仁粕葵花籽仁粕的蛋白质品质不高,赖氨酸、蛋氨酸均较缺乏,粗纤维的含量高。考虑到生产中葵花籽仁粕的营养价值因部分脱壳,导致壳仁比的不同而呈现较大差异,一般鱼苗料中不建议使用葵花籽仁粕,鱼种料、成鱼料中的葵花籽仁粕用量≤15%。

7.亚麻饼粕亚麻饼粕粗蛋白质含量一般为32%~36%,氨基酸组成不平衡,赖氨酸、蛋氨酸含量均较低。亚麻饼粕中的主要抗营养因子包括生氰糖苷、亚麻籽胶、抗维生素B6物质等。《饲料卫生标准》中规定,亚麻仁饼粕中氰化物(以HCN 计)含量≤350 mg/kg,配合饲料(除雏鸡饲料外)中氰化物(以HCN 计)含量≤50 mg/kg。一般鱼苗料中不建议使用亚麻饼粕,鱼种料、成鱼料中的亚麻饼粕用量≤10%。

8.脱酚棉籽蛋白脱酚棉籽蛋白,精氨酸含量丰富,是优良的植物蛋白原料,但价格也相对较高,性能优于豆粕。鱼苗料、鱼种料和成鱼料可考虑的使用上限为30%。

9.玉米蛋白粉玉米蛋白粉的粗蛋白质含量高,蛋氨酸含量高,但总体上的蛋白质质量较差,不宜大量使用,各阶段饲料中可考虑的使用上限为10%。

10.玉米DDGS玉米DDGS 的粗脂肪含量较高,但氨基酸的平衡性较差。此外,使用玉米DDGS 时要注意霉菌的污染。结合文献资料和生产实际,玉米DDGS 的使用量建议为:鱼苗料≤5%,鱼种料≤10%, 成鱼料≤15%。

11.玉米胚芽粕玉米胚芽粕是以玉米胚芽为原料,经压榨或浸提取油后的副产品。玉米胚芽粕的粗蛋白质含量较低,粗纤维含量较高。一般鱼苗料不建议使用玉米胚芽粕,鱼种料中的玉米胚芽粕用量≤5%,成鱼料中的玉米胚芽粕用量≤10%。

12.酒糟酒糟因采用的原料和加工工艺不同,营养成分含量的差异很大。酒糟中的粗纤维含量较高,使用中需注意限量。一般鱼苗料中不建议使用酒糟,鱼种料中的酒糟用量≤10%,成鱼料中的酒糟用量≤15%。

13.乙醇梭菌蛋白乙醇梭菌蛋白是以乙醇梭菌为发酵菌种生产的一种新型菌体蛋白,蛋白质含量高,通常在80% 左右,氨基酸组成也较为平衡,但价格也较高。根据乙醇梭菌蛋白的新饲料和新饲料添加剂产品标准(NYSL-1001-2021),乙醇梭菌蛋白在草鱼饲料中的推荐使用量为3%。

14.椰子粕椰子粕是将椰子胚乳部分干燥为椰子干,再提油后所得的副产品。椰子粕的粗蛋白质含量为20% 左右,氨基酸组成欠佳,粗纤维含量较高。椰子粕的价格低,在配方中的适量使用将有助于降低饲料成本。考虑到椰子粕的营养成分不稳定,且易滋生霉菌而产生毒素,鱼苗料中不建议使用椰子粕,鱼种料和成鱼料中的椰子粕用量≤10%。

15.棕榈仁粕棕榈仁粕是棕榈仁榨油后的剩余物,粗蛋白质含量较低(14%~21%),粗纤维含量高。结合文献资料和生产实际,鱼苗料中不建议使用棕榈粕,鱼种料和成鱼料中的棕榈粕用量≤5%。

国内学者对于不同蛋白质原料在草鱼饲料中的应用展开了大量研究。草鱼不同生理阶段饲料中非常规饲料原料替代豆粕情况见表6。

表6 草鱼不同生理阶段饲料中非常规饲料原料替代豆粕情况

五、草鱼饲料加工技术

除营养价值外,饲料的性质决定饲喂效果以及动物的生长性能。草鱼饲料的加工工艺分为硬颗粒饲料和浮性膨化颗粒饲料,挤压膨化较环模制粒工艺相比,淀粉糊化程度高、内部有较多的孔隙、吸水性强、利于消化酶渗入、易于消化吸收;膨化工艺中高温、高压、高剪切力的过程可以钝化抗营养因子,杀灭原料中的微生物,提高产品品质,增加产品稳定性,延长产品保质期。在草鱼养殖方面,尽管膨化颗粒饲料的生产成本高于硬颗粒饲料,但膨化颗粒饲料在生长速度、养殖水质、经济效益方面均优于硬颗粒饲料。

原料性质以及工艺参数都会对水产膨化饲料的生产效率及物理质量产生直接影响。我国蛋白质资源缺乏,饲料原料种类繁多,不同原料类型,甚至不同批次的原料物化特性的差异都会造成生产不稳定,生产过程操控难度较大,加工损耗和能耗高的问题。企业在替代蛋白原料应用中应针对不同替代蛋白原料的物化特性进行分析,例如黏度、水溶性、乳化特性等与膨化与制粒工艺密切相关的特性,并根据原料物化特性适当调整原料粉碎细度、调制水分、加工温度等关键参数,在营养组成和加工工艺上确保产品质量。

六、结语

低蛋白低豆粕饲料技术体系可以显著提高饲料蛋白的利用效率,降低饲料蛋白和豆粕的用量。将中国饲料工业协会批准发布的《草鱼低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术规范》,在全国范围内全面推行和实施,对于节约饲料蛋白资源,保障我国饲料粮安全具有重要作用。通过在全行业积极推广低蛋白低豆粕饲料技术,挖掘多元化蛋白质原料资源,推行饲养管理技术规范等综合措施,饲料中粗蛋白质的含量不断降低,饲用豆粕减量替代取得初步成效。

(参考文献略)

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