鮭魚與鱒魚飼料中黃豆粉之使用
Use of Soybean Meals in Diets of Salmon and Trout

By Ronald W. Hardy, Director,
Aquaculture Research Institute, 
Hagerman Fish Culture Experiment Station,
University of Idaho
Written in cooperation with the United Soybean Board 
and American Soybean Association

前  言
  大西洋鮭魚、太平洋鮭魚以及虹鱒統稱為鮭鱒魚類;由於牠們屬於高價位且相對上而言較為容易養殖的魚類,所以成為世界上主要的肉食性養殖魚種。鮭魚與鱒魚可存活於各種不同的養殖環境,例如某些鱒魚可生活於0℃到28℃的水溫之間。他們可在2℃到15℃的水溫間成功的產卵;且可在6℃到25℃之間成長。依據飼料的組成,鮭與鱒的體色可為紅色或不含色素的白色。鮭與鱒有時被歸類為淡水魚,有時又成為海水魚,不過他們能適應各種鹽度。

  大西洋鮭魚是鮭鱒類中養殖最廣的魚種,公元二千年的全球產量為884,200公噸(表一)。挪威、智利、蘇格蘭、加拿大以及紐西蘭是大西洋鮭魚最主要的生產國(表二)。太平洋鮭魚,例如狗鮭與銀鮭則主要養殖於智利、加拿大與紐西蘭。全球太平洋鮭魚的總產量略低於十萬公噸。公元二千年的虹鱒產量為448,000公噸,使牠成為僅次於大西洋鮭魚產量的養殖鮭鱒類。

表一:全球養殖鮭鱒魚類產量(2000)

表二:各國大西洋鮭容量(2001)

  公元1994年以前,全球虹鱒的產量超過其它所有的鮭鱒類。主要生產國為法國、智利、丹麥與義大利,其產量占全球產量的48%(表三)。公元二千年的海洋箱網養殖虹鱒產量約為十五萬公噸,大約是全球虹鱒總產量的三分之一。美國產量為25,863公噸,略低於全球產量的6%,其中70%在愛達荷州生產。在北美、英國、丹麥、法國與義大利,大部分的虹鱒以流水式系統養殖在淡水中。而在智利與斯堪地那維亞半島國家,虹鱒先在淡水中養殖,然後移到海水箱網中育成。虹鱒在達到100克體重後,可以馴養在海水中。

表三:各國虹鱒產量(2001)

  全球鮭魚與鱒魚的飼料產量在公元二千年約為163萬6千公噸,公元2010年的預計產量達到二百萬公噸。這個數字約占全球水產養殖飼料產量的12.5%(表四)。以全世界來看,飼料魚粉約占虹鱒飼料配方中的25%到35%,但是這些比例會因魚粉種類,養殖方式(淡海水)與地區而變化。虹鱒飼料目前約使用全年魚粉產量的3%,大約是17萬6千公噸(表五)。然而,這個使用量約占所有水產飼料魚粉用量的8%,使得虹鱒成為鮭魚、海洋魚類、蝦與鯉魚之外,魚粉消耗量占第五位的水產養殖魚種。

表四:以魚種區分之預估世界水產飼料產量(2000)

表五:水產飼料魚粉之預估用量(2000)

  以數量計算,雖然鱒魚產量年成長率約為5%,但是未來數年鱒魚飼料中魚粉的使用量可能仍然維持目前的水準。這是因為飼料配方中部分的魚粉將會被其它蛋白質來源所取代。鮭魚是水產動物中使用最多魚粉的魚種,其魚粉用量在公元二千年為45萬4千公噸。這個數量約占水產飼料魚粉用量的21.5%;同時約為魚粉年產量6百20萬噸中的7%。鮭魚飼料中魚粉的用量可望在未來會降低。

  全球魚粉產量在過去15年來相當穩定,但聖嬰現象造成相當嚴重的影響,產量降低達15%。聖嬰現象使得秘魯與北智利沿海的水溫上升,造成鯷魚遷移他處,使得支持世界魚粉生產主要來源的鯷魚捕獲量降低。雖然秘魯與智利魚粉的產量僅占世界魚粉產量的三分之一,然而其外銷世界各地的數量卻占全球的60%。其他魚粉生產大國如挪威,其所生產的魚粉幾乎全數內銷。

  聖嬰現象造成全球魚粉產量與價格上極大的影響。魚粉產量在聖嬰現象後的次年經常會產生反彈,使全球產量衝上7百萬公噸。在聖嬰現象嚴重的時節,品質平平的魚粉價格可以從每噸330元美金漲到600元美金以上(秘魯FOB價格)。遇到這種時候,鮭魚與鱒魚飼料製造業者會改用替代原料,例如屠宰副產品(允許使用的地區),或是以豆粉為主的油脂種籽蛋白。

鮭魚與鱒魚之飼料與飼養

  鮭魚與鱒魚屬於肉食性魚類,其消化道較短,包括一個可分泌胃酸的胃、一個可分泌出消化酵素的幽間垂,吸收大部分養分的小腸部,以及吸收水分與電解質的大腸部位。鱒魚的營養需求研究相當完整,牠們大概需要與大部分動物類似的40種左右的營養份(表六)。除了磷之外,如果水中含足夠的礦物質,則牠們可以由水中攝取大部分的礦物質。不論養殖水如何,以魚粉為基礎的鮭鱒飼料中含有大多足夠的礦物質。但如果鮭鱒飼料中含大量由植物而來的蛋白質,則必須額外補充礦物質。

表六:鮭鱒魚之必須營養分

  在1950與1960年代水產飼料工業發展之前,鮭鱒飼料是由繁殖場員工在現場調製。在1920與1930年代間,鮭鱒魚類的飼料多使用當地產的原料為主調配而成。這些原料包括鮭魚卵、鮮魚或冷凍或罐裝魚、油粕類,以及酒?酵母等。這些原料再與牛肝、脾、馬肉、?蛋與農莊乾酪混合。類似三分之一牛肝、三分之一豬肝與三分之一鮭魚內臟的混合物以切碎方式再加入2%食鹽,在繁殖場混合好改由員工以湯匙或長杓餵給魚食用。這些飼料約含60%的水分,其口感類似鋸木屑。每磅魚所需飼料價格在美金0.032到0.57元之間。

  在1940年代,由於繁殖場產量的增加以及來自其它使用者的競爭,使得濕式魚飼料中的原料需求也增加。為了擴充傳統原料,鮭鱒飼料發展出肉粉的使用。這些飼料係屠宰副產品與商業性乾飼料原料的混合物。典型的乾飼料原料,如各含24%的脫脂乳、棉籽粕、白魚粉與粉類和4%食鹽的〝柯特蘭6號〞乾飼料混合物。將這類混合物以同樣比例的牛肝與豬脾再加入水調和後,將這些混合飼料以馬鈴薯在粒器擠壓後再投餵小魚。〝科特蘭10號〞乾料的成分除棉籽粕以豆粉取代外,其餘皆與6號相同。

  科特蘭研究小組最先在1940年代測試於乾料混合物中使用豆粉的可行性。在紐約科特蘭繁殖場以溪鱒為對象的養殖試驗顯示,溪鱒使用豆粉的成長與使用肉粉乾料組合結果相同。而飼料價格以每單位生產成本計算僅為粉乾料組合的一半。

  第一個乾粒料的養殖成果使鱒魚產量增加60%並降低40%的飼料成本。這些飼料並?有補充維生素預混物,所以必須每隔一到三週將牛肝補充給這些鱒魚。添加維生素預混物到乾粒料配方中,可使鱒魚繁殖,乃至育成至魚苗階段更為成功。早期在科特蘭實驗室與Abernathy研究站的科學家所發展出來的飼料配方,成為目前通行於世的鮭鱒粒料的基礎。鮭鱒飼料的公開配方持續的在進行修改、調整以改善養殖魚的生產效率。最近的Abernathy鮭魚飼料之公開配方列於表七。

表七:鮭魚乾飼料之公開配方

 

鮭魚與鱒魚膨發飼料之開發

  膨發飼料的製造係將濕飼料加熱至100到150度在壓力下擠出,然後將飼料水分乾燥至10%或以下。飼料水分在膨發機膛內為液態,當飼料經由成型模擠出時壓力下降使得水分瞬間轉變為蒸氣。這個現象使飼料顆粒膨脹,密度下降成為浮性飼料。使用改變飼料混合物、水分含量以及擠壓條件的方式,膨發飼料的密度可以被改變使下沈速率增快、減緩或甚至浮在水面。對鯰魚養殖而言,浮性飼料是較有利的;因養殖戶要觀察鯰魚在池塘水面的攝食行為。對鮭魚養殖而言,則在海水中下沈速度緩慢的粒狀飼料較為適宜。由於水分瞬間蒸發的特性,膨發飼料中可加入大量的魚油(或植物油)以製造高脂飼料。因為這些膨發飼料是乾性粒料,它們可以用在自動給餌或需求式給餌系統中,這些都是對鮭魚與鱒魚養殖而言較有利的特性。

  自從膨發打粒技術運用到鮭魚與鱒魚飼料製造後,鮭鱒魚的飼料配方就產生極大的改變。1980年代晚期之前,蒸氣打粒機製造的高密度硬飼料是鮭鱒飼料的主流。這類粒料無法如膨發飼料般吸收添加的油脂,它們的總脂質含量只能到20%左右。使用膨發飼料則總脂質含量在35%以下皆可製造。通常在這類多脂質飼料中,原來的粉料中僅含10到12%的脂質;其餘的油脂在膨發製粒後再加到飼料顆粒的表面。以如此高脂質含量的飼料來看,實際上應?有多少的空間可以在配方中容納除魚粉或少量其它蛋白源,一些澱粉或麥粉作為粘著劑,以及微量預混物與魚油之外的原料。

  鮭魚飼料在過去20年間由於採用高能飼料的觀念所以在飼料配方上改變不少。這些改變乃為符合歐洲共同市場對於鮭魚養殖場損耗的營養分在量上面的規定。按規範,飼料必須更有效率(低飼料轉換率)且含低量的磷。其結果,飼料配方被簡化為以上所述的內容(例如表八)。類似配方目前被使用在全球各地的鮭魚養殖場。鮭魚飼料的一般成分也隨之改變,其蛋白質降低而總脂質含量則提高(圖一)。可消化蛋白則不像總蛋白般的降低,因為飼料廠將原來蛋白源中表面消化率較低的原料淘汰,僅在配方中使用高消化率的蛋白質原料。

  相反的,在過去35年間,鱒魚飼料的蛋白質含量由35%提高到45%;飼料脂質含量在高能飼料中超過22%(圖二)。在1960年代飼料轉換率約為2.0,然而在今日,運用良好的給餌計畫,商業高能鱒魚飼料的飼料轉換率可?到1.2:1到0.8:1。對鮭魚飼料的飼料轉換率而言,使用高能飼料配方也得到類似的結果(圖三)。虹鱒飼料配方利用魚粉、魚油、榖類以及其它食品工業如肉品與家禽所衍生的副產品(表八)。

表八:典型的鮭鱒飼料配方

  為了降低虹鱒飼料中魚粉的用量,研究人員嘗試利用其它蛋白源例如豆粉、家禽副產品、以及少量的血粉與羽毛粉來取代魚粉。過去十年以來魚粉在虹鱒飼料中的用量,因改採其它蛋白質原料而降低50%。

鮭魚與鱒魚飼料配方的趨勢

  當鮭魚與鱒魚養殖產品成為商品之後,鮭鱒養殖已達到發展的關鍵時刻。類似的發展也出現在家禽與豬的畜殖上,如果要持續提高產量必須依靠選種、改變養殖方式,以及改善飼料與健康維護上著手。在鮭鱒飼料配方上,到因目前為止的改變包括:使用高品質飼料原料,特別是蛋白質來源;排除高纖維,植物來源的原料;使用膨發技術製造粒料;以及採用高能、高營養飼料配方。這些發展會持續進行,且配方會更進展到精緻化,採用所有個別原料在鮭鱒飼料中必有其特定功能的觀念。更有甚者,未來可能發展出專為水產飼料而製造的原料。這將牽涉到改善來自魚類及動物副產品的蛋白源,降低骨骼與不易消化的部分如皮膚與結締組織,並使用榖類的澱粉部分而不用全榖粉。

  全球有限的魚粉與魚油供應量是造成這些預期發展的重要原因。而目前這個問題也變得愈來愈關鍵。全球魚粉產量用做魚飼料原料的百分比從1990年之前的10%以下增加到2002年的超過40%。至於魚油的情況則更為急迫。1990年之前,全球僅有不到10%的魚油用來作為水產飼料原料,然而2002年有超過75%的全球魚油產量被使用在水產飼料中,主要是將原來用來製造人造乳油的魚油移做飼料原料。按照目前水產飼料的增產速率,幾年之內魚油供應將無法滿足水產飼料工業之需求。以鮭鱒飼料對魚油的高需求狀況來看,水產飼料中鮭鱒飼料的魚油部分將面臨立即的短缺。

  針對魚粉在各類水產飼料的使用狀況預估,使得工業界開始要求降低多數魚種的飼料魚粉用量(表九)。2010年鮭鱒飼料中魚粉的預估用量分別降低10%與5%。這將可分別降低7萬7千噸鮭魚與2萬9千噸鱒魚飼料中的魚粉。這種改變必須提高其它蛋白來源的用量以取代原來飼料中被移除的魚粉蛋白質。魚油的減用量甚至可能比魚粉更多,或許應降低到目前用量的50%。植物油將會用來取代魚油。

表九:個別品種對魚粉的使用量(%與千公噸),顯示在2010年魚粉用量增加38%

 

鮭鱒養殖應注意的環保考量

  鮭鱒養殖並不會消耗用水,然而卻會造成水質優養化。養殖場排放水中所含的量養分會增加藻類與水生植物的生長,因而降低排放水所進入的湖泊與河流的水質。為控制這個問題,歐洲與美國均對養殖場排放水中的固形物與營養分含量加以限制。磷是排放水中最主要受到注意的養分。分解的養分主要源自於殘餌、飼料塵、糞便與代謝排泄物(尿與鰓廢物)。很多養殖場會在魚溝的尾端設置一個靜止區,魚隻被隔離而固體顆粒可在此沈澱不受干擾。沈澱後的物質每隔一段時間就移除,這種處理方式使排放水中的固體與磷顯著降低。養殖場排放水中的磷以兩種型態存在:一為固態顆粒(如骨骼與其它不溶性物質),另一為由魚尿中所排出的可溶性磷。雖然顆粒態的磷可以被收集移除,但是可溶性磷則因以低濃度存在於大量水體中,故在經濟效益上難以移除。所以在飼料中,限制可消化磷的含量到與魚類需求相近,是製造低污染飼料的方式。以這種方式處理,使魚類排出的可溶性磷量降至極低水準。降低鮭鱒飼料中不溶性磷含量的處理方式有二:(1)使用低磷飼料原料,(2)增加飼料原料中磷的利用率,例如添加植酸。高灰分飼料原料,如魚粉、肉骨粉以及家禽副產品,在骨骼中含相當高量的磷。植物蛋白質原料,如豆粉屬於低磷原料。以豆粉取代魚粉可降低飼料中的總磷量,不過豆粉中的磷約有75%是結合在植酸中。這一類的磷稱為植酸磷,是無法被包括魚類在內的單胃動物所消化。如前所述,植酸中的磷可以被一般種子中所含有的植酸所分解釋出。植酸可以飼料添加劑的方式使用,然而其酵素活性在飼料打粒過程會受高熱破壞。所以,目前植酸?的補充是採用包覆於已完成的粒狀飼料上。

鮭鱒飼料中目前的黃豆產品用量

  如前所討論,豆粉使用在鱒魚飼料中已有60年的歷史,不過僅使用於魚苗後的階段且用量很少。其它在鮭鱒飼料中曾被評估過的黃豆產品包括黃豆濃縮蛋白、黃豆分離蛋白、全脂豆粉與黃豆油類。溶劑抽油之脫殼豆粉(48%粗蛋白)在鮭鱒飼料中使用較普遍。

  目前使用在育成鱒魚飼料中的豆粉用量不超過20%。假設全球鱒魚飼料產量為50萬3千公噸,其中有75%為育成飼料,則全球鱒魚飼料中豆粉每年用量為75,428公噸。類似的估計也可應用在鮭魚飼料中,不過其它因子顯示實際值應該要低於估計值。鮭魚育成飼料中豆粉用量的最高估值約為151,000公噸。在智利,除玻利維亞、巴拉圭或巴西外其它北美地區輸入的豆粉都必須加上進口稅。因此豆粉的用量依據魚粉價值改變,通常介於5到10%之間。智利是全球第二大養殖鮭魚生產國,所以這些因素對全球鮭魚飼料中豆粉用量有極顯著的影響。挪威和蘇格蘭的情況又不一樣,鮭魚飼料中豆粉用量在景氣差時可達到25%。將這些因素列入考慮後,全球鮭魚飼料中豆粉的用量在十萬到十一萬公噸之間。

  鮭鱒飼料很少使用其它黃豆蛋白來源。濃縮黃豆蛋白或黃豆分離蛋白有時會用在魚苗飼料中,或添加在願意花高價格的顧客指定之將特殊育成飼料中,以得到不含屠宰副產品的低魚粉飼料。雖然鮭鱒飼料使用全脂豆粉有正面的研究結果,但是使用仍然不多。特別是在英國,黃豆油是優先考慮用來取代鮭魚飼料魚油的對象。不過菜籽油是最大的競爭者,其使用由價格決定之。目前很難估計它們的使用量,因為各飼料工廠同時處理魚油與植物油的能力有差異。這需要兩套儲存與廠內輸送系統,除非這兩種油脂是事先混合好的。工業界目前正評估各種不同方案以解決魚油不足的問題,不過目前並沒有清楚的共識。

  未來水產飼料蛋白質的需求量必須視未來各類水產飼料的產量與魚粉供應量而定。Barlw預測2010年的水產飼料產量會由2000年的13,098,000公噸增加到37,226,000公噸(表十)。以目前各類水產飼料中的魚粉用量計算,到2010年魚蝦飼料所需的魚粉會由2000年的2,115,000公噸增加到408,100公噸。這個數字稍為超過非聖嬰年的全球魚粉貿易量。

表十:水產飼料魚粉在2010年之預估用量

         Barlw預測水產飼料配方中魚粉的百分率會降低,2010年使用在水產飼料中的總魚粉量為2,031,000公噸。至於1,250,000公噸的差異(4,081,000減2,831,000)將由其它蛋白源供應。假設水產飼料中魚粉含70%粗蛋白,那麼在2010年水產飼料中87,500公噸的蛋白質必須來自非魚粉的蛋白質來源。如果豆粉(48%粗蛋白)被用來供應蛋白質,則在全部水產飼料中的用量將為1,822,917公噸。如果使用高蛋白含量的濃縮黃豆蛋白,則用量降至1,115,000公噸。鮭鱒飼料容量目前約占全球魚類飼料產量的12.5%。這個百分率可能在20%會下降,因為其它水產養殖魚種將會增加。如果2010年的鮭鱒飼料產量占全球水產飼料的7%,則其產量將為2,606,000公噸。

          以今日鮭鱒育成飼料的豆粉用量(約20%)來看,2010年的鮭鱒飼料中豆粉年使用量為291,000公噸。如果濃縮黃豆蛋白被用來取代40%的鮭鱒飼料魚粉,則2010年的潛在市場的為780,000公噸。這種程度的取代量在很多研究中皆顯示可行。

         全脂豆粉在鱒魚、大西洋鮭與王鮭飼料中皆被評估過。可能因為這些全脂豆粉常在飼料混合前就已經過膨發手續,所以大多數的研究均顯示,全脂豆粉可以一般配方豆粉量或更高用量使用於配方中。在全脂豆粉膨發過程的額外加熱可降低胰蛋白?抑制因子的活性並且降低其它對熱敏感的抗營養因子含量。全脂豆粉具有同時添加蛋白質與油脂到飼料中的優點,從全球魚油供應短缺的問題來看,是相當重要的考量。在全脂豆粉中的抗營養因子已應過適當膨發而降低的前題下,它們在未來的用量可能增加。在現階段,全脂豆粉在鮭鱒飼料中用量有限。

影響黃豆製品使用於鮭鱒飼料之營養上的考量

  魚類在營養需求上與其動物類似,其需要40種或以上的飼料營養分,其中包括哺乳類與鳥類也需要的10種必須胺基酸。魚粉是鮭鱒飼料中蛋白質來源首要選擇,因為魚粉相對上含較多的蛋白質(65-72%,依製造魚粉之魚種而定)且其胺基酸組成與鮭鱒類的需求相近。脫殼豆粉的蛋白質含量為48%,它的胺基酸組成雖然不像魚粉般的接近鮭鱒需求,然而除了甲硫胺酸之外,大部分的必須胺基酸都能提供足夠的需求。除此之外,魚粉中的油脂含必須脂肪酸,如n-3高度不飽和脂肪酸,特別是EPA(C20:5 n-3)與DHA(C22:6 n-3)。黃豆油中含大約8%的次亞麻仁油酸(C18:3 n-3),可以由鮭魚與鱒魚利用延長碳鏈與去飽和的方式將其轉換成n-3高度不飽和脂肪酸。豆粉含不到2%的油脂與極少量的次亞麻仁油酸。

  豆粉中含有的抗營養因子必須在給予動物使用前移除或去活性。這些處置在實際應用上的顯著性有異,且各種抗營養因子對魚類健康與成長表現上的影響仍然有些未確定性。黃豆製品在製造過程中會經過加熱處理,加熱的程度會影響某些抗營養因子在黃豆中的含量或活性。豆粉中最受注意的抗營養因子為胰蛋白抑制因子,它可以與消化酵素胰蛋白在動物的腸道中結合,導致蛋白質消化率降低。

  胰蛋白抑制因子對熱敏感,一般從生黃豆萃取油脂的過程可降低胰蛋白在乾燥豆粉中的含量到不致於影響大部分動物或某些魚類的的程度。鮭鱒魚類對胰蛋白抑制因子的含量很敏感,必須使用更強的加熱處理以降低胰蛋白抑制因子的量到達5mg/kg,以免影響蛋白質消化與成長表現。但是過度加熱會降低蛋白質品質,因黃豆中胺基酸的游離胺基會與碳水化合物產生梅納反應。經過20分鐘加熱處理(120℃,25psi),黃豆粕中的胰蛋白抑制因子可由181TUI每mg樣品降至1.8TUI。這個處理使蛋白質溶解度由98%降至70%,繼續加熱至40分鐘以上,更降低蛋白質溶解度到33%以下,顯示出過度加熱的現象。蛋白質消化率在20分鐘加熱處理後,由74%上升至91%;這個差異可能是由於加熱將胰蛋白抑制因子去活性的結果。

  一般經由溶劑抽油後得到的豆粉是最常使用於飼料中的黃豆產品,在製造過程中經過相當程度的加熱處理,使其胰蛋白抑制因子含量由3.0mg降到3.5mgTUI/g。在製造粒狀飼料的過程中會進一步加熱,特別是膨發打粒過程,胰蛋白抑制因子活性會更為下降。全脂大豆(烘烤全豆)原含有46.5mg TUI,在膨發後TUI值降為8.5,顯示膨發處理對胰蛋白抑制因子含量的影響。濃縮黃豆蛋白的胰蛋白抑制因子含量很低。

         既然熱處理對豆粉中的胰蛋白抑制因子含量極為重要,那麼對豆粉設定足夠的加熱處理更是重要關鏈。測定豆粉是否經過足夠熱處理的化學檢定方法可分為兩類,一類為檢測加熱不足的豆粉;另一類為檢測過度加熱的豆粉。檢測加熱不足豆粉的化學方法會測定尿素活性、胰蛋白活性,以及蛋白質溶解度。尿素是天然存在於黃豆中的酵素,它與營養沒有關係,但是它對熱極敏感且其活性與殘留在豆粉中的胰蛋白抑制因子活性相關性很高。尿素在商業豆粉中的活性可使酸值上升0.02到0.1。如果其活性使酸值增加0.5以上,則代表豆粉的加熱不足。如果尿素活性測定中並沒有酸值上升,則表示豆粉可能是過度加熱。所以至少對用來作為家禽飼料原料的豆粉而言,存在些微的尿素活性是較好的。未加熱處理的豆粉含有使酸鹼值上升2.25的尿素?活性。

          另一個測定豆粉加熱處理程度的方法為蛋白質溶解度,這個方法以凱氏氮測定法分析豆粉與豆粉水萃取液的氮,此方法後經修飾為以0.2%氫氧化鉀溶液萃取。加熱處理降低0.2%KOH萃取液中的蛋白質含量,從生豆粉的99%下降到20分鐘滅菌處理的72%,相當於胰蛋白抑制因子單位由21.1降至1.0。

  黃豆產品含有影響攝餌、消化道組織與免疫功能的物質。以豆粉完全取代鱒魚飼料中的魚粉造成生長下降,主要原因是飼料攝取量下降。可是如果飼料中的豆粉用量在20%或以下時,鱒魚的成長表現並?有受到影響。以20%到40%的豆粉取代魚粉對鱒魚攝餌及成長的影響,依不同的研究報告而不同。這些變異可能是由於豆粉來源、飼料配方或試驗設計的差異而產生。所以以豆粉部分或全部取代虹鱒飼料中魚粉的研究,很難彼此之間作比較。

  早期的研究其飼料總脂質含量比目前使用的試驗飼料低。這是相當重要的關鍵,因為魚油很可能增進飼料的適口性。在目前的鮭鱒飼料中由於高能飼料添加多量的脂質,使得使用豆粉而產生的低攝餌情況可得到改善。某些研究的飼料蛋白質含量不同也會造成試驗結果的差異。在細心執行的虹鱒飼驗中,使用豆粉以取代魚粉的研究中顯示,其取代量可達40-50%。Medale等的研究顯示,鱒魚的攝餌會隨飼料中豆粉的含量增加而降低。然而研究報告亦顯示,鱒魚可適應含豆粉的飼料。經過一段適應期後,鱒魚的攝餌量會遂漸上升。這種結果顯示至少在某些飼料配方中,豆粉對攝餌率的影響是暫時性的。

  在某個飼料豆粉適應性研究中,使用以魚粉為基礎的飼料或含60%豆粉的飼料飼予兩群虹鱒每兩週分析其增重。結果發現在前28天的養殖期間,飼予魚粉飼料的鱒魚增重比飼予豆粉的鱒魚多40%;然而在第二個28天養殖期間的增重率則相近。研究人員接著進行另一個實驗,使用以魚粉為基礎的飼料或含40%豆粉的飼料飼養虹鱒7天,然後再將兩種飼料以1:1的比例混合飼予虹鱒。飼料中分別添加不同內在指示劑,可以讓研究人員分析糞便中的指示劑以評估虹鱒對這些飼料的偏好性。結果原來攝食魚粉飼料的鱒魚仍然選擇攝食該飼料,而馴化在40%豆粉的鱒魚則攝餌比例為6:4,牠們仍然攝食稍為多一點的魚粉飼料。研究者認為如果馴化期稍微久一點,則攝餌比例應該會接近一樣。在鮭魚中則?有進行過類似的研究。

  某些大西洋鮭或太平洋鮭的研究顯示與虹鱒比較,鮭魚飼料中的豆粉用量更低於虹鱒飼料。太平洋鮭的仔魚對於飼料豆粉很敏感,即使很少量的豆粉也會影響攝餌。而其攝餌率在飼料豆粉用量增加時更會嚴重的下降。太西洋鮭在淡水期的成長也會因豆粉取代飼料魚粉而下降,主要是因為在淡水養殖期間的營養分消化率較低。接下來在海水中養殖的仔魚後期大西洋鮭亦證實飼予不含豆粉飼料的魚成長率比飼予30%豆粉的魚高出44%。攝餌率並非造成增重差異的因素。魚粉飼料的脂質與能量消化率比含豆粉之飼料分別多出16%與9%。研究顯示豆粉中的乙醇可溶物會降低大西洋鮭的脂質消化率且造成末稍腸炎。

  研究顯示飼料添加豆粉會改變鮭魚與鱒魚的腸道。餵飼含豆粉飼料的鱒魚腸道的粘膜會變鈍或扁平化,使得腸道的吸收面積降低。然而,這些改變是否造成餵飼含高量豆粉飼料所伴隨的成長差異,則不得而知。很多研究指出,大西洋鮭魚飼予含豆粉的飼料會產生腸道末稍腫瘍的現象。這個情況常伴隨著多水分糞便的現象,顯示食物通過消化道的時間很快,使得消化與吸收的時間縮短。雖然乙醇可溶物是造成腸末稍炎的可能因素,但是目前仍不瞭解豆粉中何種物質會造成腸道的改變。

  濃縮黃豆蛋白的製造過程中的萃取步驟可移除造成末稍炎的物質。虹鱒的飼料中以濃縮黃豆蛋白取代50%的飼料蛋白並不會對成長造成影響。

  其它會影響鮭鱒類成長、攝餌或代謝的黃豆成分包括皂素、異黃酮、寡糖以及植酸。在必須胺基酸的需求能得到滿足的條件下,甲醇萃取處理的豆粉可改善77%飼料魚粉被豆粉取代的紅鮭仔魚成長率。不過其成長仍然顯著的低於飼予全魚粉飼料的控制組。含皂素的純化乙醇萃取物添加到王鮭與虹鱒飼料時顯著的降低攝餌率。研究者認為豆粉與濃縮黃豆蛋白中的皂素就是使含黃豆產品的飼料適口性下降的物質。黃豆產品中的異黃酮含量差異極大,但目前為止尚無任何研究顯示鱒魚的成長會受到多異黃酮量的影響。

  豆粉中的寡糖對大西洋鮭魚或鱒魚攝餌或成長表現的影響尚不明瞭。然而當鮭魚餵飼含40%豆粉的飼料且其寡糖、胰蛋白抑制因子、外源凝集素與黃豆抗原皆較一般為低時,其攝餌與增重皆與飼予魚粉飼料的控制組相似;且兩組魚的表現皆比飼予一般豆粉飼料的魚更好。外源凝集素在一般與特殊豆粉中的含量分別為0.15mg/g與0.04mg/g。胰蛋白?抑制因子活性則分別為0.13mg/g與0.29mg/g。寡糖量則未知。這些抗營養因子間的相對重要性仍然不知道。

  黃豆產品中的抗原可激起鱒魚的非特性免疫機制,不過這種情形是否可增進魚類對傳染性疾病的抵抗力仍然未知。而要更進一步的研究去探討,使用低抗原黃豆產品是否對鮭鱒類的免疫功能有利。細菌性的癤病在攝食含豆粉的大西洋鮭中比攝食魚粉或濃縮黃豆蛋白飼料的魚為高;這可能是因為攝食豆粉飼料的鮭魚較易造成腸末稍炎使細菌容易入侵。當含豆粉的飼料投餵鮭魚時,免疫功能也可能受到影響。

  豆粉與濃縮黃豆蛋白分別含8.0mg與8.2mg/kg的磷,其中約有75%以植酸的形式存在。製造濃縮黃豆蛋白的過程會提高植酸的含量由1.3%到2.2%。植酸?可以將磷由植酸中釋出,添加植酸可以使黃豆產品中的磷可利用率顯著的由40%提升到94%以上。

  總結鮭鱒營養中較重要的抗營養因子中,以胰蛋白抑制因子、皂素與植酸為現今鮭鱒飼料中使用黃豆產品時,可能造成低成長表現的因子。加熱處理影響某些因子;然而必須用其它處理,如萃取或酵素處理來解決其它問題。


飼料對產品品質的影響

        針對鮭鱒飼料中使用黃豆產品對於魚肉官能條件影響的研究很少見。虹鱒飼予主要蛋白質來源為動物性(包括魚)或植物性蛋白的飼料,在魚排的口感與味道上均無差異。有報告指出飼予33%魚粉或10%魚粉為濃縮黃豆蛋白取代,或50%豆粉取代的虹鱒,其魚排的官能與物理特性皆有差異。不過後研究者並未對差異作詳細說明且其差異並非很明顯。以全脂豆粉取代10%的大西洋鮭飼料中的魚粉,其官能特性與不含黃豆的控制間並無差異。
         鱒魚排中的n-3不飽和脂肪酸的含量受飼料n-3脂肪酸含量的影響;但是當飼料含魚油的情況下,其平均約為魚排油脂的22%。目前的趨勢為,以植物性油脂取代鮭鱒成長飼料中最多50%的魚油。果以黃豆油取代的話,可能會評估亞麻仁油酸在魚排脂質中的含量。以含植物油飼料餵飼之鮭鱒魚肉的官能品評結果,顯示品評員對於飼予植物油之鮭鱒魚排接受度較飼予魚油者為高。

未來展望

  水產養殖是全球動物生產中成長最迅速的部門,預測在2010年其總生產將超越肉牛產業。水產養殖的成長大部分歸因於轉換至更集約高投入系統。主要投入為飼料,如前所述水產飼料產量預計在2010年底將接近目前的三倍。這種成長率絕對會使用更多的非魚粉蛋白質來源。黃豆產品是這類蛋白質的首要選擇(油脂也有可能)。
  未來必須研究黃豆產品中的各種抗營養因子對魚類成長的重要性,並育成抗營因子含量較低的黃豆品種,如低植酸黃豆;或發展加工方法以降低這些因子在產品中的含量。另外也應該研究確認造成鮭鱒末稍腸炎與導致攝餌量下降的成分。
  飼料加工,例如膨發處理也需要更多研究,因為依運轉條件的不同,相對上較高的溫度與壓力可能增進或減低營養價值。目前為止,注意力大都集中於豆粉;然而膨發全脂黃豆可能對鮭鱒飼料會愈來愈有用,因其可同時提供飼料蛋白質與脂質。總而言之,黃豆產品在未來是非常有希望的鮭鱒飼料成分。

表十一:黃豆產品中的抗營養因子以及移除或去活性的加工步驟

*參考文獻
          (請參閱英文版)

英文版

回上頁

有關黃豆
 The Soybean Story
美國黃豆出口協會沿革
 Introduction to the American Soybean Association-IM
黃豆市場報告
 Soybean Trade Reports
技術文獻
 Technical Bulletin
活動資訊
 Activities Bulletin
黃豆之工業應用及環保
 Application in Environmental Protection Industry
有關生物科技
 Biotechnology
台灣黃豆加工及相關行業總覽
    Soybean Related Industries 

回首頁  Home