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发酵棉粕在水产上的应用研究
  作者: 摘自:杂粕论坛 日期:2012-11-09  

  棉籽饼粕是一种理想的用于水产动物饲料中的蛋白质资源。但是,棉籽饼粕中含有的游离棉酚,具有活性醛基和活性羟基,毒性很大,直接利用会引发饲料安全问题,因此对棉籽饼粕进行脱毒处理,从而开发利用棉籽蛋白是一项重要的工作。

  1棉籽饼粕的特征

  1.1棉籽饼粕的营养价值

  棉籽饼粕的营养价值随棉花的品种、种植环境、是否去壳及榨油工艺的不同而不同。从棉籽饼粕的氨基酸含量来看,胱氨酸和色氨酸的含量相对较丰富。赖氨酸是棉籽饼粕的第一限制性氨基酸。但精氨酸含量远高于豆粕,是菜籽饼粕的2倍,仅次于花生饼粕,精氨酸和赖氨酸比达2.7以上(正常值为1.2-1.3);粗纤维含量随脱壳程度的不同而异,一般在10-14%。此外,棉籽还含有丰富的维生素E和B族维生素等。

  1.2棉籽饼粕中的有毒物质——棉酚

  棉酚按其存在形式可分为游离棉酚和结合棉酚。游离棉酚也称自由棉酚(Free gossypol,FG)是分子的活性基团未被其他物质“封闭”的棉酚,它对动物有毒性,是影响棉籽饼粕用作饲料的主要因素。棉籽饼的FG含量在0.02%时无毒,在0.02-0.05%时有轻微的毒性,高于0.15%时,具有强度性。水产动物饲喂棉酚的中毒症状表现为食欲下降、体重减轻、凝血酶蛋白过低、血红蛋白和红细胞及血浆蛋白减少等。严重的会导致内脏充血和水中、腹腔体液渗出、出血直至死亡。结合棉酚是FG与蛋白质、氨基酸、磷脂等形成的结合物,丧失了活性,故无毒。棉籽饼脱毒,就是采用合适的方法,使其中的FG变成结合棉酚从而降低或钝化其毒性。

  2微生物发酵棉籽饼粕脱毒的研究

  国内外对于棉籽饼粕脱毒问题作了大量的研究工作,目前主要有物理法、化学法等多种方法,其中微生物发酵法被认为是最有发展潜力和应用前景的有效脱毒方法。棉籽饼粕棉酚的微生物脱毒,是利用微生物在发酵过程中对棉酚的转化降解的作用,从而达到脱毒的目的。有资料表明,生物圈内存在着对苯酚、二元酚的降解作用。水产动物对棉酚有较大的耐受性的原因,一般认为就是由于体内微生物的发酵作用,使棉酚得到降解。其中微生物固体发酵法是20世纪80年代后期在国内发展起来的一种新的棉籽饼粕脱毒途径,该法不但能脱除棉籽饼粕中的棉酚,同时还可以提高棉籽饼粕的蛋白质含量,因而受到了广泛的重视。发酵工艺过程为菌种曲盘扩大培养,加入棉籽饼粕后浅盘发酵或发酵池发酵,最后烘干包装。据相关标准GB13078-2001和NY5072-2002,在鱼类饲料中的游离棉酚的安全使用限量应低于150mg/kg,而普通棉籽中含有0.7-4.8%的毒素棉酚,因此限制了棉籽饼粕的有效利用。另外,对于大部分水产养殖动物而言,棉籽饼粕的干物质表现消化率都较低,而且其赖氨酸含量也偏低,不能作为水产动物的单一蛋白源使用。为了更好的利用这一饲料资源,国内外一直在探索棉籽饼粕的有效利用途径。

  3脱酚棉粕在水产动物饲料中的应用

  3.1鲤鱼

  以鲤鱼为实验对象,用同一批脱酚棉籽蛋白等梯度的替代0、1/3、2/3及全部的豆粕(对照组使用豆粕量为30%),4组饲料等氮等能。经过一段时间的饲养,对鲤鱼的生长性能指标、体组成成分进行测定和分析。结果显示,在鲤鱼雨中饲料中以脱酚棉籽蛋白替代1/3-2/3的豆粕,鲤鱼增重率逐渐下降,但饲料系数没有显著差异,养殖成本降低;100%提到豆粕组显著降低生长和摄食,可能导致养殖成本上升。1/3替代组的全鱼粗蛋白和灰分含量明显高于对照组,而其全鱼脂肪含量明显低于对照组和其他试验组。同时2/3替代组和全替代组的全鱼脂肪含量也明显低于对照组。随着替代量的增加肝脏脂肪含量呈下降趋势,其中全替代组的显著低于对照组。说明脱酚棉籽蛋白替代豆粕后有利于鲤鱼体蛋白的积累和促进脂肪代谢;脱酚棉籽蛋白的低温二次浸提工艺对棉籽中赖氨酸进行了最大程度的保护,但是由于其绝对含量低于鱼粉和豆粕,赖氨酸消化率与豆粕消化率之间差异不显著。脱酚棉籽蛋白的蛋氨酸+胱氨酸含量高于豆粕,二者苏氨酸含量相当。因此。在以脱酚棉籽蛋白替代鱼类饲料中的鱼粉或豆粕等赖氨酸含量相对较高的原料时,应重点注意赖氨酸的平衡。

  3.2南美白对虾(发酵棉粕)

  以南美白对虾虾苗为实验对象,用脱酚棉籽蛋白替代0、20%、35%、50%

  的鱼粉蛋白(对照组鱼粉添加量为36%)。经过8周的饲养,对南美白对虾的生长、体成分进行测定和分析。实验结果表明,脱酚棉籽蛋白替代20%鱼粉蛋白对南美白对虾的增重率、特定生长率、饲料系数和蛋白质效率与对照组相比无显著差异;替代35%以上鱼粉蛋白时,增重率、特定生长率和蛋白质效率显著降低,饲料系数显著高于20%替代组及对照组;饲料中不同替代比例的脱酚棉籽蛋白对南美白对虾蛋白质、脂肪、灰分和水分的影响不显著。

  3.3花鲈

  以花鲈为实验对象,在饲料中分别添加0、15.2%、30.5%、46%和46%的脱酚棉籽蛋白以替代0、25%、50%、75%(A)的鱼粉蛋白,其中75%(A)组参考对照组(0为替代组)进行了氨基酸平衡。经过8周的饲养试验,对花鲈的省行情况、鱼体营养成分、营养成分消化率进行测定和分析。结果显示,25%替代组的各项生长指标与对照组之间没有明显差异,但其饲料系数明显高于而蛋白质效率明显低于对照组。75%(A)组蛋白质效率外,其他各项生长性能指标均明显比对照组的差,而75%替代组的各项生长指标均明显比对照组的差。各实验组干物质、粗蛋白和能量表观消化率见没有显著差异。此外各替代组与对照组之间鱼体成分也没有表现出显著差异。结果表明。在花鲈饲料中用棉籽蛋白替代50%以下的鱼粉蛋白,基础配方鱼粉使用量为45%时,对花鲈的生长、饲料表观消化率及鱼体成分组成没有显著影响。

  3.4方正银鲫

  有实验,在方正银鲫的用棉粕替代部分豆粕,鱼体均未发生鱼病等异常情况,表明该实验的饲养管理方法得当,饲料的营养组成在一定程度上都比较合适。在正常新陈代谢过程中 ,血清内维持一定水平的转氨酶活性(正常值);当肝组织发生病变时,由于肝组织细胞肿胀、坏死导致大量的酶释放至血液中,从而引起血清谷丙转氨酶(GPT)活性显著升高。各组鱼体的肝胰指数和谷丙转氨酶都没有明显的差异,随着棉粕用量的增加肝胰指数逐渐升高,这表明饲料中棉粕的使用量达到一定程度时会引起鱼体肝功能的异常。然而,从实验解剖结果来看,各组鱼体的肝胰脏都呈正常的紫红色,也未发现任何异常。饲料中棉粕用量达38.7%时没有造成方正银鲫明显的肝功能损伤。

  据有关资料表明:当棉粕增加(豆粕用量相应下降)时,斑点叉尾鮰鱼体脂肪含量下降;当以棉粕替代罗非鱼饲料中的鱼粉时,鱼体脂肪含量显著下降而灰分含量增加,并认为摄食棉粕的鱼生长下降与鱼饲料中粗纤维含量有关;粗纤维含量过高是制约棉粕营养值的重要因素;尽管以米娜破替代70%豆粕会导致鲂鱼种生长速度下降,但每千克鱼的饲料成本相近。

  4生物脱毒的应用前景

  微生物脱毒处理的整个过程都比较温和,而且不加任何化学制剂、有机溶剂,不会破坏其原有的营养成分,也不会因残存有机溶剂而产生异味。相反,它能在脱毒的同时生成军体蛋白和维生素。细菌或真菌蛋白中,必需氨基酸尤其是赖氨酸、蛋氨酸含量很高外,此外,微生物发酵后还能产生香味。因此,经过微生物脱毒后,棉籽饼粕的营养价值和食用价值都得到了提高。生物脱毒工艺,由于采用固体发酵,因此设计较简单,能耗低、投资少、三废少,是切实有效的脱毒方法,若进一步改进配方或添加赖氨酸,还有可能取得更好的结果,具有广阔的开发前景。

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