发布时间:2023-12-05 09:52:27
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在广东,锦鲤是一个极具市场前景的朝阳产业。建立集繁育、养成为一体的养殖基地,占地67hm2,包括新品种引进区、繁育孵化区、成鱼养殖区及亲鱼培育区。并以此为核心区,向周边辐射发散。核心区内设置锦鲤主题公园,定期举办锦鲤大赛和拍卖会,以此推动锦鲤文化在开平的发展。该示范区直接安排当地农民200人就业,并且通过“公司+基地+农户”的模式运作,向农户提供种苗及代销等服务,带动当地锦鲤产业发展,促进当地农业产业升级,促进当地农户增收致富,为当地社会主义新农村建设奠定基础。吸纳优秀的大学生作为大学生创业的一种探索模式。带动当地锦鲤配套产业的蓬勃发展,如水族设备、观赏鱼饲料等行业。承办全国性的锦鲤大赛与若鲤大赛,这将极大地拉动当地经济尤其是第三产业的发展。潭江渔业种质资源保护区开平市境内潭江及其支流总面积2866hm2,是渔业生产用水的重要水源,潭江河是亚热带鱼类栖息、繁殖的天然场所,生长在潭江的鱼类有50多种,种群较多,较名贵的有华南鲤、广东鲂等20多个品种,开平市“龙塘湾鲤鱼”、“赤坎鲂鱼”久负盛名。建立潭江渔业种质资源保护区,对潭江渔业资源可持续利用,加强潭江水生生物资源养护工作,维护流域生态平衡,保护珍稀濒危水生野生动植物,改善水域生态环境,促进地方经济、社会与生态的协调发展均具有重要的现实意义。在潭江赤坎江南桥至百合合山桥段建立潭江渔业种质资源保护区,保护面积500hm2,主要保护品种为广东鲂和花鳗鲡。继续对潭江河段进行增殖放流,并建设永久性的放生台;开展野外调查和研究,查清保护区水域的水质状况、主要水域河道地形及底质和水文状况、主要珍稀鱼类和特有鱼类及主要经济鱼类的资源现状、其他水生生物资源现状;根据潭江渔获物的结构和人工放流品种在渔获物中的比重、人工放流苗种的回捕率统计等资料,制订并实施以自然繁殖和幼鱼保护为主(即强化渔政管理)、以人工放流合适品种为辅的江河鱼类资源综合人工增殖技术路线;设置人工鱼巢和野生鱼类繁育基地;同时加大对保护潭江和水生生物的宣传力度,建立青少年教育活动场所,提高人们的自然环境保护意识,促进潭江河流域的和谐发展。现代化的水产品加工企业通过招商引资的方式在市区的长沙街道新建占地13hm2的现代化的水产品加工厂,和一批储藏、包装和运销的相关配套企业,进行水产品精深加工,该企业具有较大的资产规模和经营规模,对当地水产业结构或产品结构调整起到骨干带动作用,主营产品符合现代渔业的发展方向,市场前景看好,发展潜力较大,预期效益好。实行标准化生产,主要产品申请国家绿色食品认证;该企业以开平的绿色水产品养殖基地作为稳定的加工原料来源和固定的生产基地,并与生产基地的农户建立起利益连结机制,实行“公司+基地+农户”的经营模式,以该公司作为龙头企业,带动江门及周边市、县、区一大遍养殖业的发展,解决渔民“产品多了卖不掉,价烂不赚钱”的问题,同时以加工规模促生产规模,增加本区渔业发展的规模效应。政府每年配套相关资金,扶持该企业的设备更新、技术改造、厂房扩建、养殖基地建设、水产品质量认证及包装、保鲜、储藏和加工工艺等关键技术的研发。主要产品定位为浅去皮罗非鱼片和深去皮罗非鱼片,加工规格瞄准国际市场5/7鱼片的需求量。出口市场为美国、欧盟、非洲、中东、日本等。采用全自动罗非鱼开片、修整线、全自动鱼片去皮机、鱼片及活鱼、手动发色柜、自动真空封口机、自动螺旋式和钢带输送式速冻隧道、自动金属探测仪、高效液相色谱、原子荧光光度计、质普仪等先进设备,采用木烟发色、Co发色、臭氧消毒、低温速冻、超低温速冻等精深加工工艺,生产全过程严格执行国际通用的《HACCP管理体系》标准[3]。同时,积极开发有市场前景的水产品,如鱼糜、鱼丸制品、腌熏制品、水生植物饮料、鱼皮制革等;积极开发分割、预冷、速冻、精细包装技术[4]。
公共支撑服务体系建设
(一)水产养殖保险开展情况2010年开始,四川省陆续有一些商业保险公司开展水产养殖保险业务。其中,中航安盟财产保险有限公司四川省分公司2010年开始在四川成都开展水产养殖保险业务试点,到2013年,保费突破2000万元。2016年,该公司陆续在乐山市等地拓展水产养殖保险业务,2018年全年的水产养殖保险保费收入突破4000万元。单从全省水产养殖保险数据反馈的赔付比率来看,只能说收入与赔付基本持平,尤其是该公司在乐山的保险收入,自业务开展至今一直处于亏损状态。但正因有了水产养殖保险的有力支撑,当地水产业持续健康发展,水产品产量稳步增加,有力促进了地方渔业经济的发展。2018年底,四川省在全国水产技术推广总站、中国水产学会、中国渔业互保协会、四川省农业农村厅、四川省水产局的高度重视和大力支持下,12个市18个县(市、区)启动了水产养殖保险共保模式试点。截止至2019年10月,已投保近1.2万多亩,收取保费245万余元,为养殖户提供了近6000万元的风险保障。由于处于试点阶段等多种原因,规模较小,但据统计累计赔付金额约100万余元,简单赔付率不到50%的数据,与单纯的商业保险运行模式和其他地区水产养殖保险赔付率相比较,目前四川“渔业互助保险+商业保险”的共保模式开展水产养殖保险是比较成功的,该模式值得全面推广。
(二)主要做法一是积极落实保险政策积极争取将水产业纳入农业政策性保险范畴,给予财政补贴支持,切实为养殖户分担养殖风险。2017年,四川省财政厅出台了农业保险费补贴管理办法,对符合农业产业政策、适应当地“三农”发展需求的农业保险给予一定的保险费补贴等政策支持。同年,四川省政府办公厅出台的《关于加快发展现代水产产业的意见》明确要求,“进一步推动渔业享受农业政策性保险的有关政策。鼓励有条件的地区开展渔业特色农业保险,对地方财政给予参保农户保费补贴的,四川省财政按规定对市(州)、县(市、区)政府给予奖补,切实提升渔业抗风险能力。”至此,水产养殖纳入省财政补贴范围,凡是开展了水产养殖保险的地方,四川省财政厅都将按比例给予保费补贴。2019年7月,四川省政府召开的全省现代水产产业发展现场推进会上,四川副省长尧斯丹再次强调,各地要抓好水产养殖保险工作。二是积极推广共保模式2017年11月,中国渔业互保协会与中航安盟财险公司签订四川省水产养殖保险共保合作协议。协议的签订,标志着互助保险与商业保险在水产养殖保险领域的“渔业互助保险+商业保险”共保模式正式进入四川。四川省水产局高度重视并积极支持开展养殖保险,要求各级渔业主管部门积极争取政府的支持,统筹资源推动,协调各方配合,狠抓责任落实,切实组织实施好水产养殖保险试点工作。三是全力做好保险试点技术服务认真贯彻落实《全国水产技术推广总站中国水产学会关于印发水产养殖保险技术服务试点工作方案的通知》(农渔技学〔2018〕2号)精神,指导试点县(市、区)水产技术推广机构作为第三方机构为养殖户和保险机构提供相关公益性技术服务,包括开展技术咨询、宣传发动、风险管理技术服务、查勘定损技术支撑等,探索建立渔业主管部门指导、渔业互助保险等保险机构运营、水产技术推广部门提供技术支撑的水产养殖保险运行模式。四川省水产局牵头组建了四川省水产养殖保险试点工作专家服务团队,在养殖户参保前协助水产技术部门及保险机构制定保险条款;在养殖户参保后协助水产技术部门督导养殖户建立养殖日志,排查事故隐患;在保险事故发生后,协助水产技术部门及时给予养殖户减灾技术指导,并对事故进行查勘定损指导。四是积极开展宣传引导积极发挥省级主管部门门户网站、报纸、杂志等媒体的作用,大力宣传水产养殖保险的重要作用、工作动态等。同时,会同各级地方渔业主管部门采取印发宣传材料、举办讲座,结合新型农民专业技术培训工程等多种形式,通俗易懂地宣传水产养殖保险政策和知识,提高广大水产养殖户以及社会公众参与支持水产养殖保险工作的积极性。从四川水产养殖保险实践情况看,保险为养殖户提供了有力的风险保障,但也反映出了一些亟待改进和解决的问题。如部分地方政府因财力有限对发展水产养殖保险的积极性不高,不少水产养殖户还存在严重的小农思想,风险意识不足、投保意愿不强,部分养殖户投保出险后道德风险高,地方渔业部门及保险机构工作人员较少、经验不足,个别商业保险机构之间为了利益恶性竞争、出现高额赔付时单方面毁约,给养殖户造成不少负面影响,重建信任、恢复业务建设过程艰难等,客观上制约了水产养殖保险的发展。
二、水产养殖保险面临的新形势新机遇
四川水产业在保障市场水产品供给、繁荣农村经济、促进农民增收方面发挥着重要作用,全省水产养殖面积19.01万公顷,另有稻田养鱼面积31.22万公顷;水产品总产量150多万吨,渔业经济总产值440多亿元。但是,四川水产品总量供给不足,水产养殖分散粗放,发展质量不高、发展不充分不平衡的问题依然突出。为此,四川提出了“川鱼振兴”计划,迎来了难得的发展机遇,也为水产养殖保险的发展创造了良好的条件和机遇。
(一)推进“川鱼振兴”为发展水产养殖保险带来了更好的政策环境2018年,四川省委十一届三次全会指出,要培育“川字号”特色农业产业;全省乡村振兴大会提出要发展川猪、川鱼等“10+3”特色农业产业。“10+3”农业产业是培育“川字号”特色农业的核心主体,是擦亮四川农业大省金字招牌的关键所在,是实现农业大省向农业强省跨越的根本路径。“川鱼”作为“10+3”农业产业体系重要组成部分,迎来了难得的发展新机遇和新环境。2019年10月,四川省委省政府出台了《关于加快建设现代农业“10+3”产业体系推进农业大省向农业强省跨越的意见》(川委发〔2019〕21号),明确了加快建设川粮油、川鱼等“10+3”产业体系的总体要求、目标任务、规划布局、重点任务及保障措施。《意见》强调,“完善农业保险政策,实现“10+3”产业全覆盖。”可以说,全省发展水产养殖保险,有了更加坚强的政策保障,对进一步完善水产养殖保险政策体系具有重要意义。
(二)推进“川鱼振兴”为发展水产养殖保险带来了更广的市场空间四川水产品年均需求量在200万吨,其中需从省外购入约50万吨,供给能力明显不足,扩面增量、提质增效是四川水产当前面临的两项重要任务。四川提出了到2022年实现总产量210万吨,基本实现自给自足和进出平衡的目标任务。池塘、水库等养殖水面是四川深挖潜力的主要对象;全省现有待开发的宜渔稻田资源1100万亩、其中冬(囤)水田600万亩,适当改造后是发展稻渔综合种养的良好设施。为保障这些养殖设施、养殖基地安全有序稳产增收,必须要有水产养殖保险的保驾护航,必须要建立起水产养殖业绿色健康安全发展的保障机制。可以说,随着“川鱼振兴”的全面推进,四川水产养殖保险规模将越来越大、效益将越来越好。
三、抓好水产养殖保险的对策建议
四川水产养殖保险要紧紧抓住“川鱼振兴”带来的机遇,加强前瞻性谋划,创新工作方式法,加强宣传引导,着力健全完善符合四川渔业特色的养殖保险制度体系,切实为“川鱼振兴”保驾护航。
(一)抓住机遇做好水产养殖保险工作要聚焦“川鱼振兴”,紧密结合省情农情渔情,制定好“川鱼振兴”工作推进方案,特别是要把抓好水产养殖保险的要求明确细化,并将有关责任分解落实到地方政府及行业主管部门,落实到本地区“川鱼振兴”工作实施方案中。
(二)健全完善水产养殖保险制度体系要紧紧抓住全省推进“10+3”产业体系建设的有利时机,加强与财政、银保监等部门的沟通协调,把水产养殖保险作为农业政策性保险的重要组成部分,进一步完善有关补助机制、推进机制和考核机制,逐步建立一套适应现代水产产业发展的水产养殖保险制度体系。
(三)加强政策宣传和引导要广泛运用各种媒体和媒介,动员和组织保险管理机构和保险企业,大力开展水产养殖保险政策和知识宣传,让地方政府、业务主管部门、养殖户真正认识到水产养殖保险的重要作用和价值,积极主动地推动、参与养殖保险。
2益生菌在水产无脊椎动物养殖中的研究进展
益生菌在水产养殖中的应用研究起步较晚,Kozasa[19]于1986年首次将益生菌应用于水产养殖,此后,益生菌在水产养殖上应用的研究迅速发展,益生菌对虾蟹、贝类、海参等无脊椎动物的应用研究也有了较大的进展。益生菌既可以作为饲料添加剂饲喂养殖动物,不会出现耐药性菌株,更没有残留或污染等副作用。从食品安全、人类健康和环境保护的角度来讲,益生菌作为饲料添加剂符合可持续发展的要求,也是饲料业发展的必然方向。此外,还可以作为水质改良剂,能有效改善养殖水质,抑制有害微生物繁殖,减少养殖动物发生病害的机率。目前应用的益生菌主要有乳酸菌(Lactobacillus)、芽孢杆菌(Bacillus)、酵母菌(Saccharomyces)、光合细菌、硝化细菌和反硝化细菌等。
2.1在虾蟹类养殖中的应用
国内外对益生菌在虾养殖上的研究比较多,表1列出了目前研究的简要现状.姚东瑞等用3种微生态制剂河蟹池塘养殖水体进行原位净化研究,单独和组合处理的池塘养殖排放水水质均优于未经微生态制剂处理的对照组,与对照相比达到极显著水平(P<0.01),化学需氧量降低51.97%~54.26%、氨态氮含量下降41.77%~44.94%、总磷含量下降40.00%~43.33%、悬浮物含量减少78.81%~80.01%,具有良好的原位净化效果[10]。
2.2在贝类养殖中的应用
沈文英等在三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)养殖水体中添加地衣芽孢杆菌可提高三角帆蚌消化酶活性、免疫指标和抗氧化指标活性,促进蚌体生长;最适添加水平和间隔时间分别为1.0×106CFU/mL和15d[31]。张信娣等将红螺菌科的红假单胞菌应用于三角帆蚌养殖水体,研究表明,光合细菌可稳定养殖水体,去除氨氮、亚硝基氮、总氮,降低COD,改变水体氮磷比;光合细菌能有效控制异养细菌、弧菌、气单胞菌数量,对真菌的增殖也有一定抑制作用[9]。刘丽等的研究表明,在皱纹盘鲍育苗生产中,添加红假单胞菌和枯草芽孢杆菌混合菌液能提高皱纹盘鲍的成活率、壳长、壳长日增长量,并能提高酚氧化酶,溶菌酶,超氧化物歧化酶等免疫指标[32]。王芳等从海水中分离出一株红假单胞菌属菌株RPD-1,将其应用于菲律宾蛤仔育苗中,结果显示,该菌株不仅能提高菲律宾蛤仔幼虫的存活率和变态率,还能显著降低养殖水体中的氨氮[33]。
2.3在棘皮动物养殖中的应用
益生菌在棘皮动物中应用的报道常见于海参养殖。阳钢的研究表明:在养殖水体中泼洒一株蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)制剂对水体和刺参肠道内菌群结构和丰度均具有显著影响;在106CFU/m3、108CFU/m3泼洒浓度下有效提高刺参的生长速度、降低刺参生长的个体差异[34]。田功太等在海参养殖水体中添加益生菌,研究表明,益生菌能显著增加水体氧化还原电位、溶解氧、透明度。其中添加益生菌原液4×109CFU/m3的试验箱效果最好,氧化还原电位和溶氧分别平均增加3.39%和26.20%,试验池塘的氧化还原电位、溶氧和透明度分别平均增加8.38%、18.58%和54.67%[11]。
2.4在其他水产无脊椎动物养殖中的应用
除以上常见的水产无脊椎动物外,益生菌在卤虫、轮虫等水产动物中也有报道。Murillo等利用蜡样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对褶皱臂尾轮虫(Brachionusplicatilis)进行试验,结果表明,两种菌的体外分泌物都对溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus)和嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)两种病原菌有抑制作用;在轮虫养殖水体中加入枯草芽孢杆菌,能显著提高轮虫数量,并能减少弧菌数量[35]。Ahmadnia等研究了不同水平的枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌对卤虫(Artemiaurmiana)的影响,结果表明,益生菌显著增加了卤虫的长度和肠道中芽孢杆菌的数量,能提高蛋白酶和淀粉酶的活性;最有效促进卤虫生长、肠道菌群和消化酶活性的用量是104、106CFU/g[36]。
3益生菌应用于水产无脊椎动物养殖所面临的的问题与前景
3.1存在的问题
由于益生菌在水产生产中应用较晚,相关研究起步也较晚,在应用研究中不可避免的存在有一些问题。目前关于益生菌的作用机理的研究还不够明确,益生菌在水体和宿主体内的生长繁殖及对肠道菌群的影响的情况仍存有很多困惑,有待于进一步深入细致研究;很多应用于益生菌制剂的菌种在稳定性方面存在缺陷,生产加工和运输过程及长时间存放对菌体活性的影响很大;益生菌菌种不足,目前已确认可作为生产用的益生菌只有乳酸杆菌、芽孢杆菌、双歧杆菌等少数菌种;基因工程技术的应用及益生菌的抗药性引发的安全患,这些都是发展益生菌必须进一步考虑的问题。
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)05-0073-02
1 引言
我国的水产养殖业近些年发生了巨大变化,其养殖模式不再是传统的人工巡守、人工投饵及检测方式,而是出现了不同程度的自动化,可以实现自动控制以及数字化监控。[1]将物联网应用于水产养殖,具有低成本、数据采集范围广等特点。采用自组织的物联网,其特点是节点可移动,无需铺设线路,容易维护,组网成本低,非常适合于自动化水产养殖监测系统。[2]将移动Agent技术引入物联网系统,可以通过电脑或手机对养殖池水的温度、pH值、溶氧量、电导率及氨氮等环境因素做出实时、动态的调整。同时,还能够从根据这些因素分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,为水产养殖增产增收提供科学的依据。
2 系统模型总体设计
系统模型由数据采集层和监控层构成(图1)。
数据采集层分为定点数据采集模块和不定点数据采集模块。每个模块内部由一个现场监控节点控制,每个模块中的传感器节点主要包含温度传感器、pH值传感器、溶氧量传感器、电导率传感器和氨氮传感器等。传感器节点将采集到的环境信息数据送到现场监控节点进行分类汇总。最后,由移动Agent完成各采集模块的选择、传感信息收集和数据融合等任务。
控制层由控制系统和监控中心构成。它负责将移动Agent传送的信息进行整合。监控中心向用户反馈信息,包括水产品的生长状态、环境因素对水产品的影响以及数据挖掘结果显示等内容。依据这些信息,监控中心对控制系统发出指令,指挥各控制子系统主要包括增氧泵控制,自动给排水控制,光照控制,温度控制系统的工作,从而实现对养殖环境控制的功能。
3 移动Agent中的数据挖掘
3.1 传感器数据的特点
传感器的数据与互联网的数据不同,有自己的特色。[3]
第一、传感器的数据总是大规模的、分布式的、时间相关的和位置相关的。同时,数据的来源是各异的,节点的资源是有限的。大量的传感器数据储存在不同的节点。通过集中式的管理很难让挖掘到分布式数据。
第二、传感器数据很庞大需要实时处理。如果采用集中式管理,中心节点的要求非常高。中心节点的能量消耗也非常大。
第三、节点的资源是有限的。将数据放在中心节点的策略没有优化昂贵资源传输。在大多数情况下,中心节点不需要所有的数据。
3.2 分布式移动Agent数据挖掘
根据无线传感器的数据特点,提出分布式移动Agent数据挖掘模式。
首先从传感器中收集到的数据信息进行实时聚类[4],划分出正常行为库和异常行为库,再对划分出的正常行为库进行关联模式挖掘[5],从中提炼出传感器数据模式,进而构建成模式库,利用其对控制系统实时控制,进而提供给应用,提高决策和控制的智能化。
分布式移动Agent数据挖掘工作原理如图所示(图2),左边是监控中心,右边是现场监控节点。传感器节点任意的分布在某一监测区域内,节点以自组织的形式构成网络,将数据传送到现场监控节点。现场监控节点对数据进行预处理,存入本地规则数据库。同时还通过通信Agent把处理过的数据传送到监控中心节点,以便进行综合的分析。而本地规则数据库也能收到中心监控节点的一些更新信息。现场监控节点根据本地规则库的规则形成控制信息,实时对设备进行控制。监控中心节点负责对数据收集与分析,并显示结果,实现智能化的决策。
这种体系结构的优点是,现场监控节点把收集到的原始数据,通过数据过滤、数据抽象和压缩进行预处理。现场监控节点把处理过的数据,发送给监控中心节点,将较大的负载的数据集中到监控中心节点处理,而本地数据就近处理,避免了内部网络中繁重的数据交流。
3.3 分布式移动Agent数据挖掘的性能特点
移动Agent数据挖掘方法与传统的统计方法相比,优势在于它能从数据中发现人们未知的知识和规律,并且具有分析过程自动、快速等优点。
(1)减少了手工分析和编码的需要,提高了流量收集的精确性。数据挖掘方法可以从大量数据中挖掘出不易被明显看出的重要特征和规则,能分析大量数据并提取对网络行为的最具概括性的描述,使得构造出的特征能够更加精确。
(2)适应数据量增大的趋势。在传感器数据收集中,收集到的数据越多,分析结果就越准确。
(3)具有较强的可扩展性。同样的数据挖掘工具能用于多个数据源,具有较强的可扩展性。
4 结语
根据水产养殖传感器数据的特点,本文结合移动Agent技术与物联网技术,构建了基于移动Agent技术的水产养殖物联网系统模型。把数据挖掘下放到移动Agent中,在很大程度上减少了数量庞大的传感器节点发送数据时造成的通信阻碍与能源消耗。
物联网数据有很多特征,例如分布式存储,大量时间相关和地点相关数据以及有限节点资源等。这些都使物联网数据挖掘成为一项极具挑战性的任务。下一步,将深入研究数据挖掘的诸多方面,进一步提高数据挖掘算法的效率。
参考文献
[1]邹振涛,杨宏,李宏.水产养殖实时监控系统设计[J].农机化研究,2011(9):124-127.
[2]赵亮,杜尚丰,张峰.无线传感器网络在水产养殖系统中的应用[C].第24届全国高校电力系统及其自 动化专业学术年会.北京:中国农业大学,2008.
2影响羽毛粉在水产养殖中应用的因素
2.1与鱼粉相比,羽毛蛋白质中10种必需氮基酸组成极不平衡,组氨酸为第一限制氨基酸,蛋氨酸为第二限制氨基酸、色氨酸、赖氨酸含量也很低(吴建开等,2000;荣长宽等,1994),所以很难被水产动物有效利用。但是异亮氨酸(4.21%)、亮氨酸(6.78%)和缬氨酸(7.23%)含量高于其他动物性蛋白,因此,羽毛粉是提高配合饲料中亮氨酸和缬氨酸的最佳饲料源。羽毛在加工过程中,持续的蒸汽,会使热敏氨基酸受到破坏,如蛋白质在强烈的加热处理时会发生交联反应,生成氨基酸的衍生物像赖丙氨酸等,从而大大降低羽毛产品的生物学价值。Bureau等(2000)研究指出,当饲料中添加20%的羽毛粉时,会降低虹鳟的生长性能和饲料效率,可能是因为羽毛粉中赖氨酸或其他氨基酸含量不足。当饲料中羽毛粉的添加量逐渐升高时,其氨基酸的不平衡性表现得越来越明显,影响蛋白质的合成,对生长的抑制作用也就越来越显著。
2.2消化率低消化率的高低直接影响水产动物对羽毛粉的利用。羽毛蛋白结构中含有较多的二硫键分子,结构高度稳定,在一般条件下不易水解,也不利于被水产动物消化吸收。研究表明,虹鳟对蒸汽水解羽毛粉的消化率为77%~87%(Bureau等,2000;Sugiura等,1998)。张益奇等(2011)研究指出,未处理的羽毛样品的胃蛋白酶体外消化率仅有10.5%,羽毛经过汽爆处理后,角蛋白的胃蛋白酶消化率大幅度提高。吴建开等(2000)研究报道,尼罗罗非鱼对水解羽毛粉的蛋白质消化率为93.36%,与秘鲁鱼粉相近(92.21%),显著高于尼罗罗非鱼对羽毛粉的消化率(77%)。羽毛粉的消化率因加工工艺不同而不同。Barbour等(2002)研究报道,酶解羽毛粉的真可消化氨基酸(80.6%)明显高于高压水解羽毛粉(71.4%)。梁丹妮等(2011)研究得出,建鲤对膨化羽毛粉和酶解羽毛粉的粗蛋白质表观消化率分别为66.51%和75.64%。林可椒等(1990)分别以综合法、高温高压法、酸水解法制取的羽毛粉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及秘鲁鱼粉作动物蛋白,进行消化率对比试验。结果表明,白鲫对羽毛粉Ⅰ(71.36%)、Ⅲ(73.14%)的蛋白质消化率显著高于羽毛粉Ⅱ(35.64%)和鱼粉(63.49%)。尼罗罗非鱼对赖氨酸和组氨酸消化率很低(吴建开等,2000),赖氨酸消化率较低是由于饲料原料在加工时,赖氨酸的ε-氨基同饲料原料中非蛋白质分子,如转化糖、脂肪醛和游离棉酚等反应,形成在生物学上不能被利用的化合物(Wilson等,1981)。羽毛粉的消化率因实验动物不同而不同。纪文秀等(2010)研究发现,花鲈对羽毛粉蛋白质消化率为86.09%,高于大西洋鳕(62.4%)(Tibbetts等,2006)、许氏平鳢由(Sebastesschlegeli)(79%)(Lee,2002)。
3改善羽毛粉应用效果的措施
3.1理化处理法
3.1.1高温高压水解法原理是采用高温、高压、蒸汽水解法,破坏羽毛蛋白中的二硫键和氢键,把羽毛蛋白质转化为动物能消化吸收的可溶性蛋白。羽毛粉水解后营养物质平衡,含有大量易消化的粗蛋白质及必需氨基酸,同时水解羽毛粉中还含有大量生长因子。优点:工艺简单、操作方便、反应周期短、无污染;缺点:能耗大,一次性投资大,持续过度的蒸汽加热处理会破坏一些热敏氨基酸(半胱氨酸、赖氨酸)等。张益奇等(2011)研究表明,汽爆技术可显著提高羽毛蛋白的消化率以及溶解性,1.8MPa,60s时,大约92%的羽毛角蛋白能够转化为胃蛋白酶消化的形式。
3.1.2膨化法原理是利用高压、高温以及一定的催化剂在短时间内将羽毛蛋白内的二硫键断裂,加工成具有多孔结构的产品。膨化具有水解、均质、脱水、杀菌等作用。原料经膨化后,可使蛋白质变性,结构变松散,提高蛋白质利用率。周兴华等(2005)试验结果表明,羽毛粉经膨化后,蛋白质含量增加,齐口裂腹鱼肠道、肝胰脏对膨化饲料粗蛋白质的离体消化率上升41.09%,显著高于非膨化饲料(25.84%)。膨化法的优点是设备少、投资低、加工成本低、氨基酸破坏少、消化率高、生产过程中无环境污染。
3.1.3酸处理法将一定量的羽毛与一定浓度、体积的酸混合加热水解,再中和干燥。酸能使羽毛角蛋白的二硫键断裂,将羽毛蛋白分解成多个氨基酸分子,大大增加了羽毛粉中氨基酸态氮的含量,使羽毛蛋白分解成可消化吸收的蛋白。该法成本低,操作简便,但此方法生产的产品中盐分较高,工艺较复杂,对环境污染较重,酸浓度太小,水解不完全,酸浓度过高,羽毛水解率越高,但氨基酸破坏越明显。
3.1.4碱水解法碱液水解时,除色氨酸外,产生的大量游离氨基酸会因消旋而受到破坏,而大部分D型游离氨基酸无法被动物体消化吸收(沈同和王镜岩,1990)。一般作为医药原料。碱水解法需消耗大量的碱,产品含盐量过高,适口性差,且污染环境。
3.1.5经酶解后的羽毛粉蛋白质消化率较高,可消化蛋白质高达85%。目前普遍认为微生物角蛋白酶降解角蛋白的作用分为三个过程:变性作用、水解作用和转氨基作用。已发现30余种微生物可分泌角蛋白酶,包括细菌(芽孢杆菌、溶杆菌属和微杆菌属)、真菌(黄曲霉)和放线菌(链霉菌属)等。Lee等(1991)把微量的粗角蛋白酶混入磨碎的羽毛和市售羽毛粉中,两种羽毛粉的消化率分别从30%和77%提高到66%和90%。徐墨莲和殷秋妙(1994)研究报道,将高压水解羽毛粉与复合酶(含胰蛋白酶、胃蛋白酶等)混合,在38~40℃下液化处理3h,底物可溶性蛋白由10.97%提高至29.72%。裴敏雅等(2007)研究结果表明,复合酶在一定的条件下(40℃,32h)可有效降解羽毛产生的多肽、寡肽和游离氨基酸。酶解残渣中富含17种氨基酸,胃蛋白酶消化率大于80%,其粗蛋白质含量与胃蛋白酶消化率均高于进口鱼粉。利用角蛋白酶或降解角蛋白的微生物对角蛋白进行分解,效果好,但生产成本高。
3.2微生物发酵微生物发酵过程中产生的角蛋白酶可以改变角蛋白的结构,促进角蛋白的降解,另外微生物发酵产品中富含对动物机体有益的微生物,其本身就是对蛋白质营养价值的补充,因此利用微生物发酵法,是提高羽毛的利用率的一种理想的方法。微生物发酵与其他方法相比有以下优点:(1)原料经发酵后产品苦味减少,具有特殊香味,适口性好;(2)微生物发酵可提高产品营养价值,并产生大量的角蛋白酶和其他酶系,能够促进羽毛角蛋白分解为更多的小肽和游离氨基酸;(3)产生大量益生菌,调节动物机体胃肠道微生态平衡;(4)发酵过程中可产生多种水解酶,并富含B族维生素等。(5)微生物发酵减少了热敏性氨基酸的损失。程福亮等(2008)研究结果表明,采用米曲霉和乳酸杆菌联合发酵羽毛粉60h,联合发酵后羽毛粉的胃蛋白酶消化率可达82%以上,与对照组相比提高了约8%。张昕(2010)研究发现,经枯草芽孢杆菌菌株发酵72h,羽毛降解率达到69.61%,羽毛角蛋白大量转化为氨基酸、短肽和菌体蛋白,发酵液的氨基酸含量高达22.66mg/mL。Williams等(1990)研究报道,嗜热地衣形杆菌(PWD-1株)能发酵羽毛并将其转变为部分水解产物,营养价值和饲用大豆蛋白质相当。张凤清等(2006)研究报道,经生物转化后的羽毛粉氨基酸含量充足,蛋白质的表观消化率高达91.08%,蛋白质的生物学价为83.79%。Sangali和Brandelli(2000)从厌氧消化系统中分离到一株羽毛降解菌Vibriosp.strainkr2,在25~30℃下,48h内该菌几乎使羽毛完全降解。由此可见,利用微生物发酵法降解羽毛角蛋白,可显著提高营养物质的利用率。
3.3添加晶体氨基酸或蛋白源混合搭配提高饲料氨基酸的平衡性蛋白质的营养实质是氨基酸的营养。氨基酸的平衡,尤其是赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸三大限制性氨基酸的平衡问题是影响动物生产水平的关键因素。羽毛粉缺乏组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸,但精氨酸、异亮氨酸和亮氨酸含量相对较高。Pfeffer等(1994)研究证实,向含有30%酸水解羽毛粉的饲料中添加赖氨酸,能够显著提高虹鳟生长性能及能量和蛋白沉积。夏忠国和胡宏海(1993)研究指出,如果将家禽屠宰副产品与羽毛粉按5.7∶4.3的比例混合,并补充所缺乏的赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸,可达到鱼粉的饲喂效果。有报道表明,用含12%、25%、37%及50%羽毛粉的饲料饲喂牙鲆,发现12%羽毛粉组的体增重、饲料效率、蛋白质效率与鱼粉对照组无明显差异,并指出添加结晶氨基酸可提高羽毛粉的营养效价。与单一原料替代鱼粉相比,羽毛粉和其他蛋白原料配合使用,可以发挥蛋白质的互补作用,达到必需氨基酸平衡,以保证饲料蛋白质具有较高的营养价值。这在对银大马哈鱼(Hasan等,1997)、虹鳟(Steffens,1994)和点带石斑鱼(Wang等,2008)的研究中均得到证实。Guo等(2007)研究发现,将鸡肉粉、肉骨粉、羽毛粉和血粉配合使用可提高其对鮸状黄姑鱼饲料中鱼粉的替代水平。Nengas等(1999)报道,金头鲷稚鱼饲料中的鱼粉蛋白可以被羽毛粉和肉粉(1∶3)全部替代,而对其生长未产生明显影响。Bransden等(2001)对大西洋鲑的研究发现,用脱皮羽扁豆粉和水解羽毛粉混合物提供40%的饲料蛋白时,不影响其生长性能、免疫功能和血液成分。付闰吉等(2010)研究发现,在490~530g/kg饲料蛋白水平下通过添加鸡肉粉、羽毛粉和血粉混合物将点带石斑鱼饲料鱼粉含量降至200g/kg对鱼生长性能和食物利用效率未产生明显不良影响。