解码中国水产饲料的破局之道,解构“精准营养”!刘波研究员:“鱼粉替代”极限
当全球水产养殖业在资源紧缩与环保压力下前行,我们如何找到既能满足营养需求又不透支资源的可持续方案?虾蟹蜕壳难题如何突破生死关?鱼粉替代的边界究竟能推向多远?
在这场关乎人类蛋白质供给的革命中,或许需要颠覆性思维来重构研发思路。从一尾虾的肠道菌群到万吨级饲料的精准配方,从胆固醇替代物的分子结构到养殖尾水变废为宝的生态闭环,中国水产科学研究院淡水渔业研究中心刘波研究员团队的实验室里正在交织科技与自然的对话。为回答上述行业的痛点难题,近日,水产前沿特与刘波研究员进行交流,让我们透过这位深耕水产营养十余年的学者视角,解码中国水产饲料的破局之道。

中国水产科学研究院淡水渔业研究中心 刘波 研究员
水产前沿:您团队最近比较关注哪些方面的内容?有何最新研究成果可以分享?
刘波:团队主要关注虾蟹饲料的开发。近两年鱼粉替代兴起,对养殖动物的肠道和肝脏可能造成损害,因此团队筛选了多种功能性添加剂,并与企业合作开发了发酵饲料等产品。目前研究方向包括原料替代(如植物蛋白、单细胞蛋白),虾蟹的蜕壳问题(如使用植物甾醇、羊毛甾醇替代胆固醇,成本更低,效果也不错),摄食行为研究(如饲料投喂模式与自动投喂技术),以及功能性添加剂的合成生物学布局(如抗菌肽、基因工程菌重组)。此外,我们还探索肠道健康与肝脏保护的新方案,例如通过后生元(细菌代谢产物)修复肠道,开发虾蟹专用保肝护肠功能饲料添加剂。
水产前沿:虾蟹蜕壳为何是行业痛点?目前有哪些解决方案?
刘波:蜕壳是虾蟹生长的必经过程,若无法完成蜕壳会导致生长停滞甚至死亡。当前行业主要通过外源性补钙(乳酸钙、葡萄糖酸钙)和补充类固醇激素(如胆固醇)支持蜕壳,但胆固醇成本高昂且未进入饲料添加剂目录,只能从动物性蛋白鱼粉、肉粉和虾粉等原料中部分补充,但远远不够。我们尝试用植物甾醇和羊毛甾醇替代胆固醇,初步实验显示效果良好。此外,一些动保企业推出的速补类产品通过补充钙、镁等微量元素,也在一定程度上缓解蜕壳问题,但尚未完全解决痛点,后续仍需持续关注。
另一个思路助虾类保肝
水产前沿:鱼粉替代的话题目前广受关注,当前行业鱼粉替代比例普遍在30%-50%,您认为未来能否突破更高替代率,有哪些挑战?
刘波:首先需要明确的观点是,虽然资源受限且价格波动大,但鱼粉仍是性价比最好的动物蛋白。目前鱼粉替代还存在以下几个难点:
1.营养性缺陷:替代后易引发肠道和肝脏损伤,需通过功能性添加缓解;
2.技术瓶颈:替代原料成本高,且需预处理提高利用率;
3.品种差异:肉食性品种全程替代难度大,淡水鱼类可部分替代。
目前虾饲料中鱼粉替代率普遍为20%-30%,部分研究可达50%-100%,不同的养殖品质存在差异。针对虾保肝的措施需要注意的是,虾的肝脏有不同类型的细胞,负责不同的功能,如果直接将畜禽和鱼的保肝药物用于虾上,效果会差很多,因此我们需要开发专用虾的保肝药物;另一方面,调节肠道,促进更多营养物质转化,通过肠粘膜吸收,从而减少肝脏负担,从这个角度保肝可能效果更好。我比较看好以后生元为代表的细菌代谢产物作为功能性添加剂,随着菌种发酵技术的成本越来越低,企业也更愿意尝试使用。
水产前沿:单细胞蛋白、昆虫蛋白、藻类蛋白等新型原料的规模化应用面临哪些技术瓶颈?
刘波:这些新型蛋白原料都将是未来发展趋势和方向,要实现产业化主要还面临以下三大问题:
1.成本过高:多数新型蛋白价格高于鱼粉,企业缺乏使用动力;
2.产能限制:大规模生产条件不成熟(如藻类培养需大型设备)
3.产品质量:昆虫蛋白源可能存在质量不稳定,如:黑水虻可能存在积重金属和抗生素的残留
4.政策壁垒:部分蛋白源未进入饲料添加剂目录,企业无法合法添加。
这些新型的饲料原料可以适当的添加,短期更可行的替代方案是植物蛋白,如棉籽浓缩蛋白、花生粕、葵花粕,其价格低廉且国内供应充足,更有利于立足国内,不被国外进口限制发展,但植物蛋白需解决黄曲霉毒素、高纤维等抗营养因子的问题。我们可以尝试通过基因工程菌降低黄曲霉毒素菌种的数量;除此之外,动物蛋白中的鸡骨架和酶解鱼溶浆等,也有一定前景。
另一个方向看“精准营养”
水产前沿:您团队在部分品种的全程营养需求数据库构建上也做了不少工作,这些成果如何转化为“精准饲料配方设计”,以减少无效投喂和原料浪费?
刘波:要真正达到“精准营养”的难度非常大,养殖环境和养殖场景随时在变化。
行业内一直在努力,布局了许多营养数据库,但这些数据库很多来源于实验室,在生产一线可能不一定精准,所以这条路还很漫长。
我认为,随着人工智能、大数据技术、DeepSeek等新技术的飞速发展,推动了鱼类精准营养方式发展,赋予了新的活力。另外一方面,精准营养不能仅考虑饲料、环境等因素,还需要考虑如何将池塘中的残余饵料和粪便进行转移,如果能通过循环利用、菌种处理,形成生物发酵絮团方式供虾蟹再利用,就能进一步降低饲料成本,配方更精准。这也是我们近两年比较关注的方向,池塘中残饵、粪便、死虾蟹等,经过微生物或者碳源处理后都可以成为虾蟹的天然食材,如:细菌、藻类、原生动物、浮游植物、浮游动物等,让池塘养殖尾水的副产物变成鱼虾有益的东西,成为虾蟹的天然饵料,这不仅能减少饲料浪费,还能为鱼体创造一个良好的环境,会是一种更生态、更友好的方式。
水产前沿:作为第十五届世华会秘书长,能否提前透露一下本届世华会内容有哪些创新点和值得期待的地方?
刘波:本届世华会在主题方面进行了一些变化,除了常规的饲料营养代谢等方面,我们拟定新增以下方面的内容:
1.营养与遗传结合:探讨饲料开发与种业改良的协同效应,新增“营养与表观遗传”专题;
2.聚焦新型饲料蛋白源和饲料添加剂:设置合成生物学为主导的专场,探讨菌体蛋白、抗菌肽、合成虾青素等新产品,推动低成本生物制造;
3.关注养殖动物摄食行为和智能化投喂:探讨AI投喂设备、摄食行为学研究,并倡导生态养殖模式。
此外,饲料加工和大数据处理也很重要,目前行业在这一块也较为薄弱。
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