近年來，無論是企業還是科研院所，有關水產動物飼料營養的研究發展迅速，對各種飼料源的研發和營養素需求的了解也不斷增加，但是我們對水產動物中不同形式微量元素的作用機理、需求量及有效作用含量的認知還遠遠不足。

　　文/圖 水產前沿 羅丹 朱敬強

　　隨著新飼料源的應用及飼料加工工藝的進步，國內外對動物營養的研究也越來越深入，微量元素營養正是當下較為熱門地研究方向之一。有些微量元素是水生動物體內必不可少的營養物質。研究表明，補充比例均衡的必需微量元素是實現水產養殖增產的有效途徑之一，如鋅、錳、銅、鐵等微量元素有促進骨骼發育、參與代謝功能，增強免疫繁殖等的基本代謝功能。但是與畜禽方面的研究相比，我們對微量元素的在魚蝦類健康和生產性能方面等功能的研究仍相對薄弱。

　　日前，由美國金寶公司主辦的第一屆國際微量元素營養論壇（ITMNS）水產分會在廣州召開。本次論壇的主題為“水潤萬物，學育眾生”，對微量元素在水產動物中的作用機制及應用效果進行深入探討。論壇上，水產前沿雜志專訪了美國威斯康星大學鄧東方研究員。為什么微量元素如此重要？有機和無機微量元素要如何選擇？企業又應該如何應用相關實驗數據？鄧東方研究員分享了她的思考。

　　美國威斯康星大學鄧東方研究員

　　精準營養不是口號，是實現健康和可持性水產養殖業的必經途徑

　　水產前沿：目前國際上在水產動物營養方面有沒有一些新的研究方向或者新的研究進展？

　　鄧東方：常言說巧婦難為無米之炊，雖說水產動物營養十年前或二十年前就在尋找飼料源，可隨著水產業發展及飼料產量地不斷提高，飼料源依然是熱門研究方向。早期（學者們）尋找像大豆、玉米等植物飼料源去替代魚粉，但這種做法如今已經面臨挑戰，比如我們要跟其他產業去競爭水源和耕地來生產這些飼料，所以已經不能光依靠這個途徑去解決飼料源短缺的問題。第二階段（學者們）在藻類、昆蟲蛋白等方面尋找突破口，但目前這些還不能完全形成大量生產或者造價過于昂貴。第三代飼料源則利用廢水和廢棄物回收營養源再生產飼料源，像甲烷生產細菌，細菌生產單細胞蛋白等。這很多還屬于研究模型階段。

　　所以我個人認為飼料源應該是一個長久的研究話題。飼料源的改變會帶動與之相關研究的變化。

　　第二，飼料營養研究方法和關注點的改變。以前的水產動物營養評定指標主要是生長率、消化率、魚體營養成分和相應生理生化指標，隨著研究技術的發展，評定指標也不斷完善和深入，比如許多研究更注重或滲透組學的方法，從更深入的層次去評定飼料和養殖產品質量。

　　以前業內可能更注重飼料蛋白質和脂肪含量這些大營養素(所謂讓魚吃飽的階段)而常常忽略微量元素方面的營養和功能，因為它們在飼料配方的占有比例低、相對經濟投入少，而且魚粉中也含有很多必需的微量元素。隨著飼料源的改變，水產飼料中采用了更多的植物或其他飼料源，微量元素在這些植物原料中的含量和可利用率降低，便帶來相應的問題(包括魚體的生長，免疫健康，和水質的惡化等等)，所以很多研究開始關注微量元素領域。

　　第三，養殖系統的改變，如現在出現的高密度養殖、循環水系統養殖等也會帶動飼料配方和水質控制的改變，而動物在這些環境下的營養與免疫方面需求則需要更深入的研究。

　　鄧東方：我不認為精準營養只是口號。如果說水產行業的目標是可持續發展，精準營養應該是一條必經之路，是必要技術。而且我們現在的許多研究其實跟這個技術是有關聯的，比如營養需求的測定，不同養殖環境下的投喂方式以及尋找各種指標對魚體生長和健康的監控。但是目前的研究還不夠系統化，許多養殖條件還需要規范化。精準營養要求對養殖群體的基因背景與營養需求和生存環境必需有所很好的了解，要明確魚需要什么，什么時候需要和需要多少，比如蛋白質、脂肪酸、微量元素、維生素等需求問題。此外，水質監控也是要做到精準營養很重要的挑戰因素之一。如果對水質的控制和監測工作達不到精準，那也做不到精準營養。因此我認為精準營養技術不單是營養學需要研究的技術，而是需要整合不同方向的研究者來共同研究的技術，包括遺傳學、環境工程和化學科學、營養學、飼料加工學等，需要一個很大的整合平臺才能做到精準營養。

　　很多新技術的誕生，也為精準營養的實現做了很好的研究鋪墊。比如應用組學技術、微生物腸道技術等去深入理解和評估營養健康的問題，挖掘更合理的有關營養健康的生物監控指標，這對實現精準營養非常重要。實現精準營養之路有多長很難說，需要看研究工作進展程度，但我認為它不是口號而是我們水產營養的追求目標。這也意味著，對未來新生力量的培養和產業技術培訓方面需要做一些調整，未來從事這方面工作的人可能需要學習和掌握更多的知識。

　　微量元素量小作用大，精準營養更需要多關注

　　鄧東方：我覺得不只是水產需要，只要是能吃的東西可能都要關注。之前大家都關注蛋白質這類主要營養成分，微量元素需求量很少，需要比較長時間才能夠體現出明顯的異常癥狀甚至看不到表觀癥狀，在研究的方法上也比較具有挑戰性，因此往往容易被忽視。其次微量元素在飼料里占有的價格投入相對低，加之以前對水產養殖方面的環保要求也沒有那么高，許多時候覺得加多一點也沒有關系，因此水產動物真正的需求量容易被忽視，

　　但我們都知道不同的微量元素涉及的功能范圍很廣，比如微量元素可以參與結構組成，骨骼的組成需要鋅、錳、銅等，紅血細胞需要鐵元素制造血紅蛋白；微量元素參與生理功能，甲狀腺在碘和硒的參與下才能產生有活性的甲狀腺素(T3)；微量元素參與催化作用，很多酶都需要微量元素來作為輔酶才有活性等，因此我們說微量元素對動物體非常重要，可以說是無處不在。

　　以前高魚粉的飼料可以提供大部分的微量元素，但現在改用植物飼料或其他飼料，微量元素的可用量較低或者添加量不合適，問題也就隨之出現，比如營養代謝或生理功能的問題。如果不及時預防和發現的話，等到表觀性狀發生改變才引起注意，就可能很難完全修復或不能恢復。這就是我們需要關注它們的原因。想做精準營養或者是可持續生產，我們就需要了解它們。

　　鄧東方：我認為不管什么營養元素，單看生長指標還不夠。動物生長是養殖戶直觀可見的指標，也是和生產效益掛鉤的指標。所以可以理解這是比較容易信服的市場指標。而生理生化指標是沒有辦法直接看到的指標。特別是一般實驗設計相對周期不長（8-12周），不同實驗的的條件也不一定一樣，有些相關指標也未必都能表現出來。這也是企業比較認同簡單的生長指標原因之一。在微量元素的營養作用方面，比如參與酶的組成，很多研究者也發表了和微量元素有關的酶活性或者基因表達的內容，使用某產品可以提高消化酶或者氧化酶活性，能有效預防疾病發生，這些結果可以幫助我們推測如果長期補充不足或者在惡略環境條件下機體就可能受影響。作為廠家或養殖戶可能不認同，只能靠給他們灌輸這方面的概念，加強培訓，另外我們需要長期或者更信服的實驗數據；再比如鋅元素可以促進黏液的產生或可以加速損傷皮膚的愈合，這與免疫功能關聯性很大。在正常環境的時候魚生長沒問題，可當環境惡化的時候，如果機體免疫足夠好，惡化環境下便可以幸存下來。所以除了生長以外，探討不同營養條件對于機體潛在健康的影響以及它們如何幫助機體適應不同的應激條件無疑是也是非常重要的課題。另外，通過營養調控改善產品的營養性和安全性應該也是我們追求的目標。

　　有機無機分類太籠統，好產品才是未來

　　鄧東方：對評價微量元素的有效性，單純分為有機和無機來下結論我認為有點籠統。不同的微量元素，有機或者無機，它們的有些作用效果確實不一樣，從文獻上來說很多結論也存在矛盾。有不少說有機好，也有一些說有機無機一樣。這些數據應該怎么看待，首先看所評價的方法比如說基本飼料配方很重要，這很大程度會影響到一些結論。此外該飼料是如何生產，該實驗是在什么環境進行，都會對它的結果有所影響。不同的實驗室，做一個營養需求量測定，基礎配方很重要，每個人用的原料不一樣，測定的養殖周期不一樣，評定的指標也不一樣，有些人只以生長率作為指標，有些人可能用骨骼中的沉積量作為指標，有些人可能用酶活性，所以當我們想要采用數據結果的時候，一定要了解該結果的依據指標是什么，是在什么情況下得到的這個結果。目前的很多數據采用的是半純化飼料，而且是用實驗室加工擠壓的方法，這些基礎數據很重要的基礎知識，但是還缺乏應用性。從原料的選擇，加工工藝和養殖環境的實用化，我們還需要進一步的工作去把基礎的數據實用化，包括原料的改變，結合實用的加工方法等。現在的文獻資料就比較缺乏這方面的銜接工作，這也是我們研究的空缺之一。

　　我們現在對微量元素的研究本來就不多，有機是不是未來？需要更多的研究去對選定的產品論證。即使是有機，現在也存在著一些概念上混亂，有機微量元素也有不同類別，一個產品，螯合的是什么氨基酸，螯合多少個氨基酸，都不一樣。我認為不能說有機一定是未來，我只能說好產品就是未來。不過可以說有些有機產品在某些方面比如吸收和累積上是有一些優勢，但我們對它的了解還是不夠。

　　鄧東方：對于飼料廠而言，價格當然是要考慮的主要因素。飼料生產需要考慮添加產品是否會對飼料加工造成困難以及添加該產品是否會產生相應的好處。隨著對養殖水體排放指標的要求的提高，飼料廠對原料的選擇也會受到政策改變的影響。對于產品好壞的判斷，除了看研究數據以外，我覺得最后評定指標是市場。不管是飼料端還是養殖端，產品的質量和消費者的接受程度是重要考慮因素。比如我們以前做鮑魚飼料營養很好，可是殼的顏色不被消費者接受，就不能夠產生很好的銷量，廠家就需要改變飼料配方去迎合消費者，通過一些不原料的改變比如加不一樣的藻粉去改變殼的顏色。消費者現在最注重的是價格、產品營養質量、產品安全，應該說這三方面是判斷產品好壞最重要的考量指標。這些指標也是每一個生產環節的目標。

　　鄧東方：我僅能代表我的實驗室。首先我們對微量元素的功能機理了解很少，我們可要結合生長和表觀的一些指標和深層作用機理，從分子生物學或者基因組學層面整合去評估微量元素的營養價值，從而對它的機理有比較清楚的理解。第二，對不同養殖系統下微量元素的要求，這也是一個研究方向。比如循環水中的離子很難去除，如果添加了不易被吸收利用的離子，那該離子在整個系統中一直循環，不斷存積，無形中就對魚體產生傷害。第三，隨著水產養殖業的發展，遺傳育種也會不斷有新的進展。我們希望選育出生長比較快的魚，那它的營養需求也會不一樣，如果飼喂的是常規飼料，對它來說微量元素不夠，那么它的發育潛能就表現不出來。此外我們對水產品肉質也感興趣，因為微量元素應該也對蛋白質的合成有很大的影響，對肉品質和顏色等都有可能產生影響，這也是我想做的工作。

　　單細胞蛋白應用還需要時間

　　鄧東方：我認為循環水系統的水如果處理不好，本來添加的好產品會變成有毒物質。而且對于循環水系統來講，不只是微量元素，別的營養物質也一樣，如果消化吸收不完全，會給水處理帶來很大困擾。循環水系統需要消耗很大的能源來處理水，所以這個是我最感興趣的方向之一。循環水系統雖然相關研究比較少，但也應該是一個熱點，可能也是以后城市養殖的主要方式之一。

　　鄧東方：我們都知道膨化飼料的好處，它可以把一些抗營養因子去除，還可以殺死一些菌類，大量生產時膨化飼料容易監測、更環保。但膨化飼料對溫度，高壓和時間的控制要求比較高，它的飼料加工方法是需要嚴格培訓才能做好，不只是改個溫度就可以，沒有很好的技術掌控的話，飼料中確實會有很多營養素被破壞，比如賴氨酸、蛋氨酸會損失掉，如果加工的條件不適合，也會降低飼料營養素的消化率。目前我們也不完全知道微量元素在加工過程中哪些穩定、哪些不穩定，我們沒有相關測定。這應該也是要研究的內容。顆粒飼料好還是膨化飼料好，我覺得要看工業技術以及飼料的配方，看最后做出來飼料的質量和價格。

　　水產前沿：關于蛋白飼料源這一方面的問題，您談到了單細胞蛋白與動物蛋白，現在有實際應用了嗎？

　　鄧東方：單細胞蛋白跟大豆魚粉這一類飼料源相比生產規模還比較小，因為從造價、技術的成熟度方面若要大量生產還是需要一些時間，更多的還是在研發過程中。昆蟲蛋白這兩年發展比較快，像歐洲、美國、加拿大有一些公司已經在開始大量生產，但因FAO有很多相關規定，不是所有的魚都可以飼喂昆蟲蛋白，也不是所有的昆蟲都可以用作飼料，可作飼料的只有七種，另外對用于生產昆蟲的底物也是有規定要求的。所以這些條件也對這類原料的生產和價格以及廣泛使用產生了一些限制。昆蟲蛋白或者單細胞蛋白作為飼料源進入水產飼料，很多營養成分跟我們原來的魚粉和植物蛋白不一樣，同樣地需要調整飼料配方，加工方法還有它們的安全性評定還需要很多的研究工作。