傳統(tǒng)對(duì)蝦養(yǎng)殖長(zhǎng)期以魚粉作為飼料核心蛋白原料。但隨著全球人口持續(xù)增長(zhǎng)、海鮮市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)張，天然漁業(yè)資源過度開發(fā)問題日益嚴(yán)峻，直接導(dǎo)致魚粉價(jià)格持續(xù)攀升。在此背景下，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)亟需開發(fā)可持續(xù)的新型替代蛋白原料，優(yōu)化飼料配方，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

以往水產(chǎn)飼料的替代蛋白多以大豆粉等植物性蛋白為主。近年來，大量研究證實(shí)，酵母蛋白與生物絮團(tuán)均是極具潛力的魚粉替代原料。其中，生物絮團(tuán)憑借可依托養(yǎng)殖廢水就地制備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，脫穎而出。該技術(shù)可在養(yǎng)殖廢水處理過程中同步生成生物質(zhì)資源，既降低養(yǎng)殖尾水的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，又能將養(yǎng)殖廢棄物資源化轉(zhuǎn)化為養(yǎng)殖營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大幅提升現(xiàn)代對(duì)蝦養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展水平。

一、生物絮團(tuán)的生物質(zhì)制備工藝

水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水可通過懸浮生長(zhǎng)生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)高效凈化處理，生物絮團(tuán)即在該處理系統(tǒng)中形成并穩(wěn)定增殖。系統(tǒng)中的微生物菌群可吸附、降解水體中過量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，有效去除養(yǎng)殖廢水污染物，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖水體凈化，改良養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境。

目前相關(guān)研究主要采用兩種核心生物反應(yīng)器處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，分別為序批式反應(yīng)器（SBR）與膜生物反應(yīng)器（MBR）。關(guān)于兩類工藝的詳細(xì)技術(shù)原理與應(yīng)用參數(shù)，可參考《全球水產(chǎn)養(yǎng)殖倡導(dǎo)者》2月1日刊發(fā)的論文《暫停生長(zhǎng)生物過程凈化RAS廢水》。

二、生物絮團(tuán)的營(yíng)養(yǎng)成分特征

生物絮團(tuán)的營(yíng)養(yǎng)組分受廢水水質(zhì)、生物反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)等多重因素影響，存在明顯波動(dòng)。在相同工藝條件下，廢水氮負(fù)荷是關(guān)鍵影響因子：氮負(fù)荷更高的養(yǎng)殖廢水，經(jīng)反應(yīng)器處理后生成的生物絮團(tuán)，粗蛋白含量顯著更高。當(dāng)前學(xué)界正持續(xù)開展相關(guān)研究，系統(tǒng)探究各類影響因子對(duì)生物絮團(tuán)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的作用規(guī)律，旨在優(yōu)化其蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、必需氨基酸、脂肪酸等核心營(yíng)養(yǎng)組分，適配對(duì)蝦養(yǎng)殖的營(yíng)養(yǎng)需求。

基于SBR、MBR兩種反應(yīng)系統(tǒng)的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，生物絮團(tuán)干物質(zhì)的核心營(yíng)養(yǎng)成分含量范圍如下：粗蛋白35%–49%、碳水化合物22%–36%、粗纖維13%–18%、灰分12%–28%、粗脂肪0%–1%。

從氨基酸營(yíng)養(yǎng)層面來看，對(duì)蝦可自主合成非必需氨基酸，但無法生成必需氨基酸，必須通過飼料外源補(bǔ)充。為驗(yàn)證生物絮團(tuán)蛋白在對(duì)蝦飼料中的應(yīng)用潛力，研究對(duì)比了優(yōu)質(zhì)商用對(duì)蝦飼料與生物絮團(tuán)的必需氨基酸含量（圖1）。

整體來看，生物絮團(tuán)的必需氨基酸配比基本適配對(duì)蝦生長(zhǎng)需求，但部分關(guān)鍵氨基酸存在明顯差異，其中亮氨酸、賴氨酸、異亮氨酸的含量差值均不低于0.5%干重。后續(xù)工藝優(yōu)化試驗(yàn)表明，通過調(diào)控廢水投加量、優(yōu)化生物反應(yīng)器運(yùn)行模式、補(bǔ)充外源碳源并調(diào)整其濃度，可將生物絮團(tuán)粗蛋白含量提升至65%左右，同時(shí)有效改善必需氨基酸的組成與含量，進(jìn)一步提升其飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

圖1 典型生物絮團(tuán)生物質(zhì)與傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)對(duì)蝦飼料的必需氨基酸含量對(duì)比

三、生物絮團(tuán)飼料的對(duì)蝦飼喂試驗(yàn)

為明確生物絮團(tuán)替代飼料中魚粉、大豆蛋白的可行性，本研究開展兩組為期五周的對(duì)蝦飼喂試驗(yàn)。試驗(yàn)全程于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進(jìn)行，嚴(yán)格管控水質(zhì)參數(shù)，保障對(duì)蝦處于最優(yōu)生長(zhǎng)環(huán)境。

試驗(yàn)所用生物絮團(tuán)經(jīng)烘干處理后，均勻添加至試驗(yàn)飼料中。所有試驗(yàn)飼料統(tǒng)一調(diào)控粗蛋白含量（35%）、總脂質(zhì)含量（8%），保證試驗(yàn)變量唯一、評(píng)估結(jié)果精準(zhǔn)。試驗(yàn)設(shè)置優(yōu)質(zhì)商用飼料對(duì)照組，通過不同添加比例的生物絮團(tuán)，部分或全部替代對(duì)照組飼料中的魚粉與大豆蛋白，探究其飼喂效果。其中，第一組試驗(yàn)僅采用SBR工藝制備的生物絮團(tuán)；第二組試驗(yàn)將SBR、MBR生物絮團(tuán)的添加量提升至首組的兩倍，兩組對(duì)蝦生長(zhǎng)效果如圖2所示。

圖2 飼喂含SBR、MBR工藝生物絮團(tuán)飼料五周后對(duì)蝦體重增長(zhǎng)情況

試驗(yàn)結(jié)果顯示，第一組添加生物絮團(tuán)的試驗(yàn)組對(duì)蝦生長(zhǎng)速率較對(duì)照組顯著提升，平均增幅達(dá)49%；第二組高添加量生物絮團(tuán)試驗(yàn)組仍表現(xiàn)出正向促生長(zhǎng)效果，對(duì)蝦生長(zhǎng)速率較對(duì)照組提升約10%。

進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析表明，在生物絮團(tuán)添加比例0–30%、魚粉替代比例0–67%、大豆蛋白替代比例0–100%的梯度試驗(yàn)條件下，飼喂生物絮團(tuán)飼料的對(duì)蝦生長(zhǎng)速率均不低于商用飼料對(duì)照組。綜上，生物絮團(tuán)是一種優(yōu)質(zhì)、高效的水產(chǎn)飼料原料，可有效替代傳統(tǒng)對(duì)蝦飼料中的魚粉與大豆蛋白，在對(duì)蝦養(yǎng)殖飼料革新中具備極高的應(yīng)用推廣潛力。