養魚飼料的蛋白質與脂質(上)
前 言
世界水產養殖總產量隨著技術，與養殖方法的進步年年呈現增加不已，目前為止至少有三百種以上，不同的魚種在全球各地受到養殖，而且魚種的數目也正在日益增加之，這種情況乃表示對多種不同的飼料，有一股強烈需求在支援水產養殖的發展。有經濟價值的水產養殖，大為仰賴價廉又營養品質高的飼料，這種飼料係按照魚類的蛋白質，脂質，維生素，礦物質需求調配，並且依據市價，當地的供應情況及其生物有效性(Bioavailability)，來決定配製時所使用的飼料原料。因此調配和製造能成功上市的飼料，首先要考慮到原料的品質，成分，消化性和產品的成本。
目前養魚飼料有許多不同的形狀例如濕性，濕蒸氣打粒(Moist steam pelleted)及擠壓乾粒狀料(Extruded dry pellets)，生雜魚，禽畜屠宰場下腳(Animal offal)等可供採用。不過養魚飼料的主要形狀大致可分為兩種基本性狀即乾性或濕性，兩者相似不遠而且都是為密集養殖而調配者(圖一)。這兩者的基本差別就是，濕性粒狀飼料(Moist pellets)含有多量生魚，以及／或禽畜屠宰場的下腳或副產品，這些原料使得飼料成品擁有高度的水分。
| Fig.1. Type of Fish Feed | |||
| Fish Feed | Compound Feed | Powder | Paste diet (Lipid supplement)：Eel, CarpGoldfish |
| Moist diet (Mixed with trash fish)：Yellowtail Red seabream | |||
| Solid | Crumble：Larval fish, Ayu fish | ||
| Ordinary pellet：Salmonid, Carp Seabream, Tilapia | |||
| Porous pellet (Expanded)：Suitable for lipid supplement | |||
| Spaghetti pellet:Kruma Prawn | |||
| Fish Silage | |||
| Trash Fish & Animal Offal | |||
| Live Foods:Larval fish | |||
與蒸氣打粒法的乾性飼料比較之下，濕性粒狀飼料有若干缺點，例如後者含水量高，必須用冷凍方式運輸，和貯藏到餵用前為止以避免其腐敗。此外在製造上要得到穩定的新鮮生原料，以及生魚供應比較困難，同時經常使所養殖魚類處於便染病菌的威脅下。運輸和貯藏中的不妥措施，會減損若干飼料中維生素，以及脂肪的穩定性，增加黴菌和細菌的繁殖。不過濕性粒狀飼料也有若干特殊優點，例如能按時得到生魚，副產品和廉價人力的沿海地區，這種濕性飼料可以帶來特出的經濟利益。濕性粒狀飼料的物理特性，和其較佳的適口性(Palatability)也特別適合於，若干魚種的養殖例如鰤魚(Yellowtail，Seriora quinqeradiata)，這種魚通常不接受乾性粒狀飼料。
反之乾性粒狀飼料具有容易生產，運輸和貯藏的優點，大量購入品質良好的飼料原料，可能保障品質良好飼料的穩定供應，而且乾性飼料有可能利用現有的魚類營養資料，加以調配到更準確的地步。乾性飼料中大部分的營養素，包括維生素和脂質(Lipid)都經過抗氧化劑的穩定化處理，在室溫下穩定無需冷凍即可安全貯藏。餵含乾性粒狀飼料可經由手投，或者是利用機械或給餌機 皆比較濕性粒狀飼料簡便。
魚類營養目前仍然處於發展中的階段，因此與家畜家禽飼料相比較之，無論是乾性或濕性養魚飼料，皆尚未在營養需求上達到精確平衡的地步。現今的養魚飼料也不是根據，其飼料原料的真正生物有效性來調配，因此在飼料廠採用寬幅的安全邊際(Safty margin)系數下，某些營養素因而不但被浪費掉，而且還會造成魚體增加氧氣的需求，以及增加養殖水系統中的生物廢料，從此看來水產養殖場，必須要顧慮到餵餌技術與方法始可。
魚類餌料需求
蛋白質
養魚用配合飼料在蛋白質(必需胺基酸Essential amino acids, EEA)，脂質(必需脂肪酸Essential fatty acids, EFA)，維生素和礦物質方面，必須能滿足養殖環境下魚類的營養需求。飼料品質取決於能被魚類所利用營養素的多寡，不過飼料的營養品質卻難予立界(Define)，蓋因飼料在消化道吸收之後，所衍生的養生物質間(Food-derived substances)有交互作用存在的緣故。
在所有的營養素中蛋白質居於，飼料原料數量比例上的首榜，同時也大為影響配合飼料的成本。在魚體組織的維持正常功能，以及魚體蛋白質更新與蛋白質增殖上，蛋白質是必不可缺的營養素。魚類蛋白質需求受到多項因素的支配，例如魚體大小，水溫，給餌率(Feeding rate)，養殖水域中天然餌料的可用性，有效熱能含量和蛋白質的品質等。魚類的蛋白質需求量，與其餌料蛋白質至適量(Optimum dietary protein levels)密切有關，但是兩者並不相同，因為前者乃代表每一魚種，在無彈性的飼育條件下所需要的特定數值，並且應該按每單位界域(Unit area)，或每單位魚體重量來表示。鯉魚(Carps)和虹鱒(Rainbow trout)的蛋白質需求量，據報告稱兩者很接近，即體組織維持量每日各需要1g／kg體重；最高魚體蛋白質貯留用者(Maximum body protein retention)每日各需要12g／kg體重(Ogino, 1980)至於實用飼料的蛋白質至適量(Optimal protein level)，則應依據蛋白質需求的各項因素，適當予以考慮後再作決定，這些因素包括蛋白質的品質，可消化熱能含量，飼育條件，飼料生產製程，水溫和經濟觀點等。
許多研究者在探討許多魚種，飼料蛋白質的至適量後發現，其數值在不同魚種間差異並不大，據報告35∼45％乃至40％粗蛋白質含量，就可以涵蓋目前所研究過魚種中的大部分，所得到的餌料蛋白質至適量數據(表一)。這些數據的測定都是利用幾屬半純化(Semi-purified)，或者是純化餌料所得到者，酪蛋白(Casein)與全蛋的蛋白質，或者是魚肉粉(Fish muscle meal)，構成這些試驗性餌料的蛋白質來源。調配實用飼料的最重要途徑，就是如何使用價廉又實際可以入手的蛋白質原料，來取代純化餌料中的蛋白質成分，以及如何減少飼料中的蛋白質含量，同時又不至減損長成率和飼料轉換效率(Feed conversion efficiency)。
| Table 1. Optimal dietary protein levels for certain fish species | ||
| Species | Protein source | Pptimal protein level (％) |
| Rninbow trout Common carp Channel catfish Japanese eel Tilapia zilli Tilapia nilotica Milkfish Grouper Red seabream Tiger puffer White shrimp Kurumn shrimp |
Fish meal, Casein Fish meal, Casein Fish meal, Whole egg Casein+Arg.+Cys. Casein Fish meal, Casein Casein Fish meal, Tuna muscle Fish meal, Casein Casein Fish meal Casein, Squid meal |
35-45 30-38 22-36 44.5 35-40 30-35 40 40-50 45-55 50 28-32 40-60 |
養魚飼料用蛋白質的現有原料如表二所示，而其就地供應則視地區的不同而異，蛋白質的品質受到其所含有，必需胺基酸的量與質及其生物有效性所支配。魚類所吸收的蛋白質係用於，其體組織的維護，更生(Renewal)，成長(即增加貯氮量)和當作熱能消耗掉。產生熱能的營養素例如脂質和碳水化合物，理論上可以減少蛋白質氧化變成熱能，因而得以改善餌料蛋白質的利用，這種效應又稱作「蛋白質節省效應(Protein-sparing effect)」。併用這種「蛋白質節省用」營養素的有效效應，已經受到廣泛的研究。而且對於許多不同魚種的蛋白質與熱能間，其至適比例(Optimal ratio)也有個別的建議值發表(表三)。
| Table 2. The contents of protein, lipid and energy in some common ingredients in fish feeds | |||
| Ingredient | Crude protein (%) | Crude lipid (%) | Gross energy (kcal/g) |
| Blood meal Brewers dried yeast Feather meal Chrysalis meal Meat & bone meal Meat meal Fish protein concentrate Herring meal White fish meal
Corn gluten feed Corn gluten meal Rapeseed meal Soybean, fullfat, cook Soybean meal, dehull Soybean protein concentrate Weat germ meal, defatted Wheat flour Rice bran, defatted |
80.0 45.0 85.0 69.7 45.0 66.8 80.0 70.0 62.1
21.0 60.0 36.0 38.0 48.0 68.0 25.3 17.6 17.2 |
1.0 0.4 2.5 3.8 8.5 12.0 0.3 10.0 11.1
2.0 2.0 2.6 18.0 0.5 0.3 1.8 5.9 2.1 |
5.21 4.31 5.36 5.88 4.50 4.89 4.37 4.94 4.57
4.45 5.07 4.30 5.34 4.30 3.48 4.07 4.08 3.65 |
Table 3. Protein sparing effect by dietary lipids in fish |
|||||
Fish |
Diet | Protein required for 100g wt gain (%) | (E(L)-E(P))／E(P)(%) |
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| P:C:L(%) | *Energy content (kcal/100g) | Calorie/Proein | |||
| Rainbow trout
Channel catfish
Carp
Eel
Yellowtail
Plaice
|
P49:30:5 L36:30:15 P40:18:5 L36:32:15 P42:25:6 C32:45:5 L32:30:15 P52:22:7 L41:23:16 P68:4:5 L53:4:15 P40:0:6 L40:0:18 C40:20:9 |
367 402 275 407 316 356 384 361 398 353 369 233 347 392 |
75 112 69 113 76 110 125 70 97 52 70 58 87 85 |
35 31 48 40 39 33 31 67 51 124 75 96 75 62 |
-18
-17
-15 -30
-24
-40
-22 -35 |
| *P, diets with high protein and low lipid content; L, diets with low protein and high lipid content; C, diets with high carbohtdrate and low lipid content. All references on the date of each species can be seen in Watanabe, 1982. | |||||
大多數食肉性(Carnivorous)的魚種，其碳水化合物轉變成熱能的利用性都很低，在這種場合下脂質就成為，餌料熱能的重要角色，雖然雜食性(Omnivorous)的魚種例如鯉魚，可以有效利用碳水化合物，或脂質兩者作為餌料的熱能來源。如上文所述利用當地可入手廉價蛋白質，取代試驗飼料中的昂貴蛋白質，以及有效利用餌料中的蛋白質，乃是配製實用飼料上最屬重要者，因此Watanabe等人(1979)進行若干嘗試，在減少餌料蛋白質含量的同時，又不致損害到成長速率和飼料效率，結果發現在虹鱒飼料方面如果配用，能滿足鱒魚所要求必需脂肪酸，高品質的脂質時蛋白質用量大約可以減少15％，Cho等人(1982)也得類似的試驗結果。
再者低蛋白質(35％)加上高熱能(含有18％牛脂作為主要熱能與必需脂肪酸來源)的飼料，對於各種不同成長階段的虹鱒包括幼苗(Fingerlings)，成魚和產卵親魚等在內，都能對正常的發育有效。相同的成果也見於鯉魚，其蛋白質至適量為30∼35％，可消化熱能含量則達每100g飼料340Kcal以上(Takeuchi et al 1978)。
養魚飼料的蛋白質來源深切仰賴白魚粉，這種魚粉係由北方海域的漁獲物為原料所製成者，隨著二百海浬捕魚領域的設立，未來的捕魚量會減少，因此儘量減少飼料中這種魚粉的含量有其必要。近來所謂紅魚粉(Brown fish meal)替代白魚粉，用於養魚飼料的總消費量已呈日益增加，這種魚粉係由沿海魚獲物，例如沙丁魚與鯖魚(Mackerel)等，含有高度脂肪與紅色魚肉的魚種所製成。從日本沿海地區所製成，新鮮紅魚粉的品質幾乎可與白魚粉匹敵(Watanabe et al., 1983)，不過日本國內某些地方所產魚粉，特別是含魚溶物(Fish solubles)的全魚粉，一般都含有高濃度的組胺酸(Histidine)，後者經由細菌性鋛(Bacterial enzymes)的脫碳作用(Decarbonized)而轉變成組織胺(Histamine)。
雞胃的沙囊腐蝕症(Gizzard erosion, GE)最近在日本，已有報告提到係由所謂「GE物質」所促成，而「GE物質」也會在組胺酸，或者是組織胺與蛋白質一起加熱時產生，這種物質對於虹鱒的胃也會造成病理性變化(Pathological changes)(Watanabe et al., 1982)。不單是「GE物質」即使是魚粉中的遊離組胺酸，也會造成鱒魚胃部的重大傷害；因此使用紅魚粉時，特別以含有高度組胺酸的全魚粉為然，使用者必須要銘記在加熱製造過程中，會造成「GE物質」及所含多量脂質的氧化作用。
(本文承蒙美國黃豆協會副代表楊培墻先生提供，謝謝！)
飼料營養雜誌(82~88)－金華譯．八六年十期
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