在植物性蛋白源中添加赖氨酸
代替部分鱼粉对水生动物的影响
1 水生动物饲料中替代鱼粉的必要性
采用配合颗粒饲料对水产养殖是一个有效的增产措施，蛋白质是饲料中最为重要的营养成分，同时也是配合饲料中成本最高的部分。鱼粉作为水产饲用蛋白的优质供体，因其蛋白含量较高，具有氨基酸较平衡，含有丰富的不饱和脂肪酸及其所特有的促摄食作用等方面的优势，一直是最重要的动物蛋白源（Hardy?1999）。但随着饲料业、养殖业的日益发展，对鱼粉的需求量也越来越大；另一方面，由于资源衰退和过度捕捞，用于水产饲料的鱼粉供应将严重不足。在养殖成本上，饲料通常占60％－70％，使用廉价的蛋白源替代鱼粉将有利于降低养殖成本。而且，随着社会的进步，对环境保护的要求逐渐强烈，由于鱼粉中含有较多的磷而不能被鱼类利用，一旦用量较高，超过鱼类需求量，则会造成水体污染，因此基于资源逐渐减少以及环境保护等多方面的原因，在未来的水产养殖中，鱼粉的使用量将逐渐受到限制。因此，鱼粉蛋白替代物的研究日益成为动物营养与饲料研究的热点。植物蛋白原料中磷的含量比鱼粉少（NRC，1993），而且这些原料中缺乏赖氨酸，因此在缺乏赖氨酸的配合饲料中，用合成赖氨酸补充到水生动物需要量的水平，就能强化饲料蛋白质的营养价值，大大提高养殖效果。近些年，已经有不少研究者试着利用在植物性蛋白中添加氨基酸尤其是赖氨酸替代鱼粉，并取得了一些进展。
2 水生动物饲料中替代鱼粉的进展
在鱼类营养学研究中发现，部分用经过处理的豆粕代替某些鱼饲料中的鱼粉，不但不会影响动物的生长，反而在一定范围内还会促进其生长。Pantha（1982）发现，在添加外消旋氨基酸的条件下，用全脂大豆粉代替基础日粮中75％的鲱鱼粉，对尼罗罗非鱼的生长和饲料利用率无不良影响。1989年Murai等在大豆粉为主的鱼饲料里添加了限制因子的晶体赖氨酸喂虹鳟时，发现小于5克体重的鱼没有反应，高于8.9克的鱼则有积极的反应。Dabrowski等（1989）报道，虹鳟对豆粕中氨基酸，尤其是蛋氨酸的吸收率较低。在鱼类饲料中添加必需氨基酸可以提高豆粕饲料的质量，Kaushik等（1995）报道，对虹鳟的研究表明，采用大豆浓缩蛋白（SPC）为饲料蛋白源，添加蛋氨酸会得到较好的效果。高玉杰（2002）报道，在配制鲤鱼饲料中添加一定量的赖氨酸（0.23％），能提高鲤鱼的生长速度约20％，每公斤饲料成本降低13.7％。Uida等（1989）人证实，在实际应用中，用大豆粉代替饲料中50％鱼粉是可行的，若要全部替代鱼粉，则需添加赖氨酸和10％的油脂。Viola 等（1992）报道，用豆粕取代25％和40％的鱼粉时，只要补加一定量的蛋氨酸和5％的油脂就可获得与鱼粉饲料相同的效果。当全部代替时，尚需添加0.4％－0.5％赖氨酸和10％的油脂。
近几年许多研究中的数据表明，在虹鳟鱼饲料中添加氨基酸，尤其是赖氨酸，通常能提高生产性能（Kim 等，1992；Webster等，1992；El－Dahhar和Li?1994?Reigh?1999Wu等，1999；Roubach 和Lovell，2001）。在早期研究中，Viola和Lahav（1991）表明用以25％的蛋白日粮水平加0.5％赖氨酸添加剂组成的鲤鱼饲料和以30％的蛋白水平的鲤鱼饲料有相同的生长性能和饲料转化率。
关于鱼的日粮中赖氨酸需求量的研究非常重要，程宗佳等（2003）报道，在以鱼粉为基础的日粮中?2.25％的赖氨酸（即表1中日粮1）对虹鳟鱼会产生最大的体重增加量和最好的饲料转化率（见表1）。这个赖氨酸水平比1.8％的估计需求量（NRC，1993），1.9％（Walton等，1984），1.3％（Kim等，1992）都高。但比Ketola（2.9％）报道的低，跟Ogino（1980）估计的2.12％相近。Rodehutscord等（2000a）报道，当虹鳟鱼日粮中含有35％或55％的粗蛋白时，含有0.9％?1.3％和1.7％的赖氨酸的虹鳟饲料并没有使其生长达到最大值?表明虹鳟鱼赖氨酸的需求量要高于1.7％。在Rodehutscord等（2000b）第二个研究中更加证实了当虹鳟鱼的日粮中含有0.9％，1.3％和1.7％的赖氨酸（盐酸L－赖氨酸或硫酸L－赖氨酸）及55％的粗蛋白时，虹鳟鱼的生长并没有达到最大值。程宗佳等（2003）报道，在以植物蛋白为基础的日粮中添加赖氨酸?可以提高虹鳟鱼体内粗蛋白和赖氨酸水平，并降低体内脂肪的含量，这与 Rodehutscord等（2000a）的报道结果一致。虹鳟鱼体内赖氨酸和粗蛋白的存留量随着赖氨酸添加量的增加呈线性增长，且脂肪存留量随赖氨酸添加量的增加呈负线性增长。程宗佳等还报道，当日粮赖氨酸水平在2.25％或1.8％－2.1％时，日粮粗蛋白水平能够从以鱼粉为基础日粮的46％下降到以植物蛋白为基础的43％且没有明显降低虹鳟鱼的生长性能。
表1. 日粮1含32.1％的鱼粉，46％的粗蛋白和2.25％的赖氨酸，日粮2含15％的鱼粉，43％的粗蛋白和 1.5％的赖氨酸，日粮3－7分别含15％的鱼粉，43％的粗蛋白和
1.65％?1.8％ 1.95％?2.1％和2.25％的赖氨酸。
因为大多数饲料在水产养殖的肥育期被消耗，因此将来的研究方向是赖氨酸添加剂对较大的鱼类或较长时间的生长性能的研究。既然大多数植物蛋白粉与鱼粉相比，许多必需氨基酸（如蛋氨酸、色氨酸）含量比较低，因此这些必需氨基酸对水生动物的生长性能影响的研究也有必要。
3 水生动物饲料中替代鱼粉对环境的影响
随着水生环境和水产品消费的越来越被关注，科学家把研究减少水污染和水产成本作为研究焦点。Viola和Lahav（1991）报道，用含25％的粗蛋白及0.5％赖氨酸组成的饲料喂普通鲤鱼，同用含30％的粗蛋白的饲料相比，每单位增重氮和磷排泄物的数量下降20％和10％。Viola等（1992）进一步报道，日粮粗蛋白从30％降到25％，再加0.5％的赖氨酸和0.3％的蛋氨酸，普通鲤鱼的氮排泄物下降20％。Rodehutscord等（1994）也报道，在含有面筋的虹鳟鱼日粮中，粗蛋白水平从46％下降到30％，再添加1.4％赖氨酸和5.6％的其它必需氨基酸每单位增重氮排泄物下降23％－43％。Barash（1984）报道，含1.0％的赖氨酸虹鳟鱼日粮，同用含2.0％和3.9％的赖氨酸的虹鳟鱼日粮相比，氮排泄物的数量较高。赖氨酸减少总氨氮排泄物的原因是在虹鳟鱼肝脏和肾脏中，通过氨基酸脱氨基作用，氨是蛋白质的主要最终产物（Cowey和Walton，1989）
程宗佳等（2003）报道，在以鱼粉为基础蛋白的日粮中通过把粗蛋白水平从42％降到37％，总氨氮和可溶性磷排泄物各自降低约12％和16％，通过用植物蛋白代替动物蛋白，总氨氮和可溶性磷排泄物分别降低28％和71％。通过在以植物蛋白为基础的日粮中把赖氨酸含量从1.5％提高到2.25％，总氨氮和可溶性磷排泄物分别降低26％和69％（见图1和图2）。这表明高蛋白日粮导致高的总氨氮排泄物，这与另外的一些报道一致（Savitz等，1977；Paulson，1980；Rychly?1980?Chakraborty等，1992；Ballestrazzi等，1994；Medale等，1995）。他们报道说在以鱼粉为基础蛋白的日粮中总氨氮和可溶性磷的排泄物受日粮蛋白水平影响，在以植物蛋白为基础的日粮中受蛋白来源和赖氨酸含量的影响。
图1 溶于水的总氨氮（mg/l），日粮1含42％的粗蛋白和 2.1％的赖氨酸，日粮2－8分别含37％的粗蛋白和2.1％?1.5％?1.65％?1.8％?1.95％?2.1％和2.25％ 的赖氨酸。不同质地代表差异显著（P<0.05）。
图2 水中可溶性磷（mg/l），日粮1含42％的粗蛋白和2.1％的赖氨酸，日粮2－8分别含37％的粗蛋白和2.1％?1.5％?1.65％?1.8％?1.95％?2.1％和2.25％的赖氨酸。不同质地代表差异显著（P<0.05）。
程宗佳等（2003）进一步报道，当日粮磷水平从0.9％下降到0.6％，可溶性磷的排泄物显著降低，表明磷存留量可以通过降低日粮磷水平得以提高。这些结果同Cho等（1991），Lall（1991），Ketola和Harland（1993），Ballestrazzi等（1994）一致。Wisemann等（1988）和Ketola等（1981）也报道通过减少日粮磷水平，虹鳟鱼磷的存留量可以提高。
4 水生动物饲料中替代鱼粉的总结
水产饲料中添加限制性氨基酸，能改善氨基酸的平衡程度，使饲料中氨基酸和蛋白质具有更高的营养价值，提高饲料蛋白质的消化利用率。赖氨酸对维持水生动物的正常生长和神经系统的正常机能具有非常重要的作用，饲料中缺乏赖氨酸会造成负氮作用（蛋白质分解并被排出），使饲料中蛋白质不能被充分利用，水生动物生长缓慢，还会出现脂肪肝、骨质钙化率降低等症状。因此采用添加限制性氨基酸的方法提高某些植物性饲料的营养价值，是提高经济效益、合理利用饲料资源的有效途径。
