鱼粉和鱼油替代的多物种评价—来自F3国际无鱼基饲料挑战团队的经验

　　在过去的八年里，F3未来鱼类饲料团队（一个由非政府组织、研究机构和私营伙伴组成的联盟）进行了各种试验，以评估从水产饲料中完全去除鱼粉和鱼油（FM/O）的可能性。在此，我们总结了关于长鳍鰤（Seriola rivoliana）、加州黄尾鱼（Seriola dorsalis）、加州鲈（Micropterus salmoides）、佛罗里达鲳鱼（Trachinotus carolinus）和美国红鱼（Sciaenops ocellatus）的八项无鱼饲料（F3）试验的研究结果（原文链接：Campbell, et al. 2022. https://www.mdpi.com/2410-3888/7/6/336）。这些开源配方以及其他配方都通过F3饲料创新网络公开提供，可以根据特定原料的可用性或个人或公司的需求进行重新设计。在所有试验中，用无鱼饲料（F3）喂养的每个物种的表现都与商业或基于鱼粉和鱼油的饲料进行了比较。表1总结了本文讨论的针对每个研究物种的配方。

　　将幼鱼（初重282克/尾）随机分配到八个4吨的鱼缸中（每缸30尾鱼），并喂以F3（表1）或商业饲料。养殖56天后，鱼的数量减半以适应鱼的生长。在此之后，继续喂养28天，整个养殖周期总计84天。最初每天投喂两次，当鱼体重达到约1公斤时，改为每天投喂一次。当试验结束时，对鱼进行称重、去除内脏和切片以获得鱼片产量。F3饲料和对照组饲料喂养的鱼群在56天内的体重相似。56天后，投喂F3饲料的鱼群体重增加相对于投喂商业食饲料的鱼群来说有所下降。对照组鱼群的内脏指数（VSI）高于F3鱼群，这导致两种饲料的鱼片产量相当。测试饲料之间的饲料转化率（FCR）（约1.31）没有差异。有趣的是，当进行鱼片风味盲选测试时，62％的参与者喜欢投喂F3饲料的鱼，19％的人喜欢用商业饲料饲养的鱼，19％的人无法区分两者（Meigs等人，2020）。

　　将幼鱼（初重20克/尾）放入由1000升圆形玻璃纤维罐组成的半封闭循环系统中饲养。每个罐子里随机放养15条鱼。水温保持在22 ℃，盐度为34.5 mg L-1，DO2在10-12 mg L-1之间。用家禽副产品、螺旋藻粉和玉米浓缩蛋白混合制备的F3饲料(表1)或以FM/O为基础的实验饲料对鱼进行投喂，每组进行4个重复。使用带式喂食器，每天以鱼类体重5-10%的投饲量进行投喂至饱腹，持续64天。在试验结束时，对鱼的增重、存活率、饲料系数、全身近似成分以及肠道和肝脏的组织学评估和肝糖原水平开展取样。试验结束后，与使用鱼粉鱼油的对照饲料组相比，使用F3饲料的黄尾鰤生长较差，且饲料系数明显增加。然而，在F3组和替代鱼粉但使用鱼油的组别之间没有显著差异。这表明海藻油是黄尾鰤的一种合适的鱼油替代品。各组之间的存活率是相同的。对身体成分的分析表明，投喂F3饲料的鱼脂质水平较低，水分较高。饲喂F3的鱼还表现出最高的肝糖原积累。饲料之间的肠道组织学也有差异，喂食F3饲料的黄尾鰤，小肠细胞数量增加(Stuart等人, 2020)。

　　将加州鲈的幼鱼随机分配到20个水箱中，养殖密度为7.4公斤/立方米。水箱作为循环水产养殖系统（RAS）维持28 ℃的恒温，溶解氧为8 mg/L，并随机分配F3饲料或商业饲料（每种饲料喂养80条鱼）。在84天的养殖期内，每天投喂3次，使鱼达到明显的饱腹感。试验结束时，评估增重、状况因子（K）、饵料系数、肝脏指数（HSI）和内脏指数（VSI）。从肝脏、脾脏、头肾、近端和远端肠道提取组织样本（每个鱼缸随机取3条鱼）。使用苏木精和伊红或普鲁士蓝对样本进行染色，以评估潜在病变和血红蛋白含量。使用标准方法测定肝脏脂质、糖原和葡萄糖浓度。试验结束时，不同饲料的增重或K值没有差异。HSI、VSI、黑素巨噬细胞和非黑素巨噬细胞中心的血色素浓度以及肝脏空泡化、糖原、脂质和葡萄糖水平也相似。近端或远端肠道的结构完整性没有差异。然而，F3饲料表现出较差的饵料系数（McLean等人，2020a）。随后将同一研究中的鱼转移到另一个由757L水箱组成的循环水系统中，并降低养殖密度（3.1 kg/立方米），继续养殖126天，达到市场规格。与喂养商业饲料的鱼相比，尽管K和HSI是相同的，投喂F3饲料的加州鲈的生长性能和饵料系数较差。这项研究还使用Europa 20-20连续流动同位素比值质谱仪检查了δ15N和δ13C，以确定是否有可能使用这种方法来区分使用F3饲料喂养的鱼与使用FM/O型饲料的鱼。结果证实了使用的饲料种类与这种方法的相关性，进一步验证了在生产过程中是否使用不含FM/FO的饲料（McLean等人，2020b）。对加州鲈的进一步研究（McLean等人，2022）评估了使用各种替代油混合物对生长性能的影响。在这项试验中，亚麻油、油菜籽油和海藻油单独或结合使用，取代了FO。这些油或混合油对生产性能没有负面影响，鱼类全身的脂肪酸分布与饲料水平一致。值得注意的是，总欧米茄-3和欧米茄-6的比例在不同的饲料中有所不同，以菜籽油为基础的饲料中比例最低，而含海藻油的饲料中比例最高。未来对不同的饲料中脂质及其组合的进一步研究是非常必要的，以评估它们是否会影响鱼片的质量。

　　将约15克/尾的佛罗里达鲳鱼放养在循环水系统中，在低盐（3mg/L）的条件下，投喂试验饲料（表1，鲳鱼1）、大西洋鲑鱼饲料、和含鱼粉鱼油的对照饲料。每个110L的水箱中放养10条鱼，然后随机分配每种饲料，每个饲料组设置三个重复。在94天的饲养期内，每天人工喂养两次，直到吃饱为止。试验结束时，记录每个水箱的鱼体增重、饲料转化率和存活率。然后对每个水箱中的3条鱼（每种饲料共随机选择9条）进行安乐死，并检查HSI、腹腔脂肪（IPF）比率、鱼片产量和K。在连续12周的投喂后，不同饲料在增重、K、存活率或鱼片产量、HSI或IPF方面没有差异。然而，含鱼粉鱼油的饲料效率更高。全身近似成分的比较未能显示出饲料之间的任何差异。在另一项研究中（Riche等人，2022年），评估了不含鱼粉鱼油的饲料对佛罗里达鲳鱼（表1，鲳鱼2）生产性能的影响，但在这项研究中使用了螺旋藻和更高水平的海藻油。含有海藻油的饲料的生长和存活率与含鱼粉鱼油的对照饲料相当，但超过了以大豆油为唯一脂质来源的饲料所投喂的鱼的生长。尽管其它研究已经证明了从金鲳鱼饲料中完全消除鱼粉鱼油的可行性，但本次实验是第一次对无鱼基饲料进行的评估（Alfrey等人，2022；Riche等人，2022）。

　　将初始重量为3.2克/尾的红鱼被放入38升的循环水箱系统中饲养，盐度为5.3克/升，温度为27.5℃，溶氧为6.88毫克/升。每个水箱中放养15条鱼，并随机分配不同的饲料，每个饲料组设置四个重复。在56天的时间里，每天投喂两次红鱼至明显饱腹。在研究结束时，整理了与佛罗里达鲳鱼研究的相同的生产参数，除了K值。到试验结束时，在F3和对照含鱼粉鱼油饲料之间，没有观察到任何六种生产要素（增重、FE、存活率或鱼片产量、HSI或IPF）的差异。然而，F3饲喂的鲳鱼表现出全身脂质浓度降低，蛋白质转换效率降低。这个试验，就像鲳鱼的试验一样，首次证实了在幼年红鱼饲料中同时替代鱼粉鱼油而不影响鱼类生产性能（Suehs等人，2022）。

　　上述针对肉食性鱼类的研究表明，从水产饲料中完全去除鱼粉鱼油有着巨大潜力。使用包括家禽副产品粉、浓缩玉米蛋白、浓缩大豆蛋白、水解大豆等在内的蛋白质混合物，并辅以蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸和牛磺酸，成功地替代了鱼粉。同样，使用亚麻油、菜籽油、非转基因大豆和海藻油也能成功替代了鱼油。当F3饲料与市售或对照含鱼粉饲料进行比较时，它们都表现良好。唯一的例外是黄尾鰤的生产性能有所降低，其原因可能是螺旋藻提供的膳食蛋白质的比例很大。F3饲料的饲料效率普遍低一些，这可能反映了次优的营养平衡、饲料消化率和或适口性。饲料的微调可望纠正这些缺点，高级肉食动物可能需要额外的努力来提高植物性饲料的适口性和营养成分。鱼的整体营养成分在各物种中也保持明显的稳定；然而，红鱼和黄尾鰤的脂质水平有所下降，后者的水分含量也较低。三项研究报告了全身脂肪酸分析，正如其它研究所报告的那样，观测到的变化反映了饮食结构的变化。鱼片产量不受饲料影响，重要的是，当对长鳍鰤和加州鲈进行基本感官检查时，结果也是非常好。

　　未来仍有几个关键领域亟待进一步研究。F3饲料不影响存活率，对被检查组织的组织学没有显著性影响。然而，值得注意的是，在那些进行组织学评估的试验中，这些评估只是在试验结束时进行。因此，不能排除替代蛋白和油对肝脏和肠道微观结构的暂时性负面影响的可能性。此外，还必须考虑饲料生产的影响，包括替代成分对颗粒加工和稳定性的可能影响；以及一旦将饲料投喂给鱼，对适口性和粪便一致性的影响。展望更广泛的水产饲料领域，努力使全球法规标准化将有助于降低替代成分供应商的准入门槛。最终，只有在知道所有养殖物种的营养需求后，包括非海洋来源成分的优质水产料才能成为主流。

　　鉴于鱼粉鱼油饲料的成本增加和稀缺性，替代蛋白质/脂质饲料导致的鱼类生产性能略微下降可能被认为是可以接受的。水产养殖是一门生意，在养殖用于消费的产品时，它必须像其他食品生产行业一 样，获得利润。饲料是最昂贵的可变经营成本，联合国粮农组织报告中指出，这可能占养殖预算的50%以上。蛋白质体现了水产饲料中最昂贵的营养成分。因此，通过使用更便宜、更可持续的蛋白质来源，如动物加工下脚料和植物蛋白，可大大降低饲料成本，增加农场利润，稳定就业，同时有望降低市场售价。

　　表1. 用于五种养殖鱼类的开源F3饲料配方（www.f3fin.org）