Tim的西藏獒犬

魚粉品質與動物營養健康

一、魚粉之特性與利用

A.成分特性

(1)蛋白質

        魚粉蛋白質含量高，消化率好(90％以上)，但乾燥時如果過熱會造成碳化或分解，導致消化不良，並減少胺基酸利用率。魚粉所含胺基酸成分相當平衡，如離胺酸、色胺酸、蛋胺酸、胱胺酸等含量均豐，可彌補植物性蛋白質的缺點；影響魚粉價值者不在蛋白質含量的多寡，而在胺基酸的含量與利用性。

(2)脂   肪

        脂肪消化率約在85％左右，含量變化大，主要看魚在加工時的鮮度而定，以鯡魚為例，如果捕魚後不在3天內加工提油，則不可能生產含脂低於9％的魚粉，此外加工不良也會製出含油多的魚粉來。如果原料不新鮮或貯存條件不良時，因高度不飽和脂肪酸的氧化結合，會形成營養上的抑制因子。魚類所含脂肪酸隨魚種而不同，以不飽和脂肪酸居多，其中較特殊者為超不飽和脂肪酸(HUFA)含量高，尤以海產魚更為突出，此類脂肪酸之特殊功用已漸受營養學家們肯定。

(3)礦物質

        魚粉是良好的礦物質來源，可補充鈣、磷需要，微量礦物質中，碘含量最佳，但碘並非貴重的營養，廉價的碘化鹽可供應充足。其他微量元素含量亦因添加劑之補充相當方便，故無太大的價值可言。

(4)維生素

        魚粉並非維生素的優良供給來源，大部分脂溶性維他命均於萃取脂肪時被破壞，但仍保留相當多的維生素B，尤以B₁₂、B₂及UGF含量最受重視。真空乾燥所製之魚粉仍含有豐富之維生素A、D。維生素含量受魚種、製造方法及貯存條件影響甚大，不可不查。生魚含有B₁分解酵素，尤以內臟含量最多，故家畜給食生魚或加熱不足之魚粉時，會抑制生長。

B.雞

        魚粉對家禽的效果奇佳，自古即廣加利用，不但嗜口性高，又可補充胺基酸之不足，並提供高量之B₂、B₁₂、泛酸、膽鹼及鈣、磷、UGF等，對增重、產蛋率、孵化率均有裨益。但劣質魚粉吃多了造成生長不良外，更易引起雞蛋、雞肉的異味，因此美國所飼火雞，屠前8週禁用魚粉，配方中亦宜避免魚粉所提供之魚油含量超過1％。依據最近研究顯示，魚粉的特殊效果是基於如下數因素：

(1)胺基酸的平衡

使用魚粉的配合飼料，其必需胺基酸的組成較趨近於需要量，不致因過多或過少而影響實際利用。

(2)對消化道內微生物的影響

依Harrison及Coates (1972)試驗結果顯示，魚粉一如抗生素可減少消化道內之微生物。

(3)魚粉含有高量之硒

魚粉含有減低蛋雞的脂肪及出血症因子，該因子一般咸認為魚粉的高硒含量所致；已知添加0.2ppm硒於飼料中可促進小雞生長，而魚粉即為優良的硒補助原料。

(4)魚粉含有砷，可助生長。

(5)魚粉之代謝能值(ME)被低估

過去十年來，應用抗氧化劑的結果使脂肪的利用性大為增加，魚粉的ME值提高約5～15％，尤其對小雞生長，常未考慮脂肪的高度利用性，更易低估其代謝能。但魚粉亦不可以毫無節制的使用，必須注意礦物質平衡問題及不良魚粉所造成之筋胃糜爛問題。

C.豬

        魚粉可當豬之蛋白質來源，並補充胺基酸的需要，具改善飼料效率及增重之效果，豬齡愈低，效果愈明顯，肉豬差別小，故離乳前後仔豬飼料至少要使用3～5％良質魚粉；肉豬則視價格高低決定使用與否，但用量亦不可太高，太高或含魚油太多之飼料，會造成屠體變軟並形成魚臭。乳豬宜選用品質優良之魚粉，否則易導致下痢及生長不良。不同魚種之魚粉經飼豬試驗，發現其效果差異很大，優劣次序如下：白魚粉＞秋刀魚＞沙丁魚＞下雜魚。常用下雜魚餵豬的農戶易出現所謂黃豬，乃因高度不飽和脂肪酸在體內聚合成色素所造成。該現象可利用維生素E的抗氧化作用加以防止。

D.反芻動物

        使用效果與植物蛋白相近，因價昂及適口性不良故少實用價值，但用於仔牛教槽飼料或仔牛離乳用飼料可減少仔牛育成時之奶粉消費量，價廉時亦可用於牛羊之肥育用飼料中；乳牛飼料用之無妨，對乳量無影響，但偶而會降低乳脂率。用於種公牛精料可增進造精機能。馬料亦偶而用之。代用乳中若用量太高(10～15％)，對生長雖無影響，但易遭下痢問題，以使用6％以下良質魚粉為宜。

E.水   產

        生魚肉為良好之養魚、養鰻原料，但其脂質含有高度不飽和脂肪酸，易被氧化而減低其效果，且生魚含有B₁分解酵素(Thiaminase)，易引起B₁缺乏症，造成嚴重損失。由於很多水產物無法利用碳水化合物，故蛋白質需要量很大，而魚粉之胺基酸組成近於水產動物體組成，消化容易，無不良副作用，故為水產動物飼料之主要原料，尤其白魚粉幾佔養魚飼料之大半成分。紅魚粉的營養並不亞於白魚粉，惟所含脂肪易氧化，該氧化物對魚類有害，造成死亡或肝病變，故僅用於雜食性或草食性魚類。

        鰻、鱒、蝦等所用魚粉幾乎全屬白魚粉，該魚粉嗜口性好，消化率佳，品質安定，而且所含超不飽和脂肪酸更為肉食性魚類所不可缺。

鰻魚飼料所用魚粉，即使化驗結果良好，有些與馬薯澱粉之相容性甚差，製成養鰻飼料後黏彈性相當低劣，其原因有人認為與魚粉之脂肪酸游離或澱粉含量有關，也有人認為與魚粉之水溶性蛋白有關，莫衷一是，亦無簡易可行之化驗方法，唯有每批魚粉使用前與α－馬鈴薯澱粉先行混合，加水煉餌後檢查黏彈性，不良者即轉供其他用途，勿作鰻魚飼料原料。

二、加工處理與貯存期間魚粉品質的變化

A.蛋白質與胺基酸

1.蛋白質的變性

        一種衍生自第二級和第三級結構之蛋白質的組織結構是非常膽弱的，如蛋白質經酸、鹼、濃鹽溶液、溶劑、熱和放射性照射等處理，可能多少會改變這種組織結構。蛋白質變性是任何結構的改變(二級、三級或四級構造)而不改變初級構造中之胜鍵稱之。

當新的結構出現雖常常是片刻或短暫，可是變性作用是一種很複雜的現象。變性的最終步驟可能與總胜結構解開一致，在此種變化中蛋白質內和溶解──蛋白質間相互作用是短暫的。無論如何，新的結構增加超過其原始結構，也必須視同為一種變性的形式，其中蛋白質其原始狀態已被解開，此可用來解釋其對變性因子如加熱處理的安定性。

蛋白質變性的影響很多，茲綜合下列各種：

(1)降低溶解性，由於疏水基的暴露之故。

(2)改變保水性。

(3)失去生物活性。

(4)增加對蛋白攻擊的敏感性，因胜鍵暴露而有利於酵素的作用。

(5)增加內在黏度。

(6)不能形成結晶。

        變性作用可能為一種可逆的或不可逆性反應。雙硫交叉鏈結有助於蛋白質的狀態維持，而假如這些結構被破奧，變性常是為不可逆的。

加熱是最普通能使蛋白質變性的物理作用。蛋白質伴隨著熱變性所發生構造解開的程度可能是很大的。例如，原始血漿白蛋白分子是橢圓形的，其長與寬的比率為3.1，當其加熱變性後則其比率變成5.5。

變性的速率視溫度高低而定。在許多反應中可以發現溫度可增高10℃ 則其變性速率約增加2倍。無論如何，在蛋白質變性的情形下，且在典型變性的範圍中，當溫度以10℃ 上升時，速率將約增加600倍。這個結果是因安定二級、三級和四級結構之每一相互作用有關之低能量而引起的。蛋白質對熱變性的敏感性是根據許多因素而定，如蛋白質的性質、濃度、水活性、酸鹼度、離子強度，以及存在離子的種類等。此種變性後因疏水基的暴露和解開蛋白分子的凝集，而常常使其溶解性降低，而增加其保水性。有許多蛋白質包括原始和變性兩者，有移動至界面間的傾向，即親水基保留在液相，而疏水基則處於非極性非液相中。

        雖然蛋白質廣乏地脫水，即使以溫和的方法處理和凍結、乾燥也可能引起蛋白質某程度的變化，如大家所知道的蛋白質如酵素或微生物等在乾熱時比在濕熱較能抵抗熱變性，於是有水的存在有助於蛋白質的變性。

其他熱變性的結果也應該可以發現，如雙硫交叉鍵之斷裂有時導致硫化氫的釋放。又熱可引起胺基酸殘基的化學改變(絲胺酸的脫水作用或麩胺酸和天門冬醯胺作用，而新分子內和分子間其價交叉鏈結可能形成如γ-glutamyl ε-N-lysine)。這些變化能改變蛋白質的營養價和功能性質。

2.加工處理對飼料蛋白質品質的影響

        有許多因素可影響飼料原料中胺基酸的有效性。最普通的因素是加工條件，抗營養性化合物、蛋白質的物理和化學組織，以及纖維的含量高低。飼料原料中抗營養因子往往會干擾消化和吸收的程序而降低胺基酸的有效性。二種最普通的抗營養因子是胰蛋白抑制因子及單寧。黃豆和高梁分別為兩種含有高量的胰蛋白抑制因子和單寧的飼料原料。二者已被指出對胺基酸有效性有很顯著的影響。

        一般飼料經加工處理對營養有效性均有負的影響。加工處理最大的影響就是過度加熱或加壓處理，大家都知道，熱處理期間發生褐色反應亦所謂梅納反應。在此反應中，游離胺基酸與還原糖反應形成一種無效的產物。離胺酸對梅納反應由於二種游離胺基的存在特別敏感。無論如何，任何結晶胺基酸添加至飼料中均會受到作用。熱特別在鹼性處理時將導致蛋白質鏈的交叉結合，去氫丙胺酸(為絲胺酸衍生物)可與離胺酸或胱胺酸反應，而分別產生離胺基丙胺酸(lysinoalanine)或羊毛硫胺酸(lanthionine)。離胺基丙胺酸是一種完全無效的離胺酸，而羊皮硫胺酸約有30～40％之胱胺酸的生物有效性。

        甲硫胺酸、胱胺酸和色胺酸對蛋白質之酸和鹼處理特別敏感而損失掉。事實上，色胺酸在穀類表值和化學估計值之有效性資料往往比其實際之生物有效性高估好幾倍。無論如何，黃豆蛋白的酸化處理，可能減低胺基酸的有效性，它可能促進鋅之生物有效性，成為中和的產物。黃豆蛋白質中和後，將導致消化率差之植物鹼／礦物質／蛋白質之複合物。

        胺基酸的有效性也視蛋白質的物理和化學性質而定。例如含胱胺酸高的蛋白質，往往對消化酵素有局部的抗性。如Zein (玉米蛋白)這種蛋白質因其在胃液中的溶解性很低。因此，其可消化性很差。還有某蛋白質因其胺基酸的組成順序對消化酵素的作用位置有限制，所以消化性就受阻礙。原料中纖維也會增加胺基酸的有效性。增加內源性損失主要由於腸黏膜細胞脫皮並增加黏液的產生之故。飼料中纖維會降低飼料胺基酸的有效性是因在此等胺基酸周圍形成膠狀物和干擾消化酵素的作用所致。

        目前，本省養蝦飼料前熱處理溫度均達90～100℃ 以促使原料中澱粉膠化以固著粒子，在粒子外層形成一層膠膜保護它不受水的浸害，增加水中的安定性。但此種加熱溫度不僅使多種維他命破壞，而且使蛋白質品質亦受損，一般蛋白質在加熱時均會產生不可逆的變性作用，而失去其有效性。況且，加熱時會引起飼料所含糖類中之還原基，如碳基和胺基酸中之胺基產生褐色反應(亦稱梅納反應)，使胺基酸失去其有效性。故筆者認為此種加工條件實有推敲的餘地。

3.飼料成分的腐敗    

        飼料中蛋白質單味料的腐敗是飼料成分腐敗的主要原因，其與污染的微生物，貯存條件及原料之品質有關，通常蛋白質飼料成分的腐敗，時常使蛋白質分解為胺基酸，進而經嫌氣性脫羧作用而生成胺類。如屍鹼、腐肉鹼、異丁基胺、異戊基酸、色胺、酪胺、糞臭素、等。此等腐敗的生成物均對動物體有害。故原料的品質和飼料的貯存均應特別注意。

        微生物的細胞，對蛋白質是非通過性的，高分子之膠體(colloid)之蛋白質是不能浸透過細胞膜的，微生物分泌之酵素的作用，可將蛋白質分解而進行同化作用。

此種因微生物的活動之蛋白質變化，當其高度分解時，則產生腐敗之生成物。腐敗過程的一般生化學的現象是一定的，但詳細之處，與微生物的種類、外界條信，被分解之蛋白質組織及特質有關，水溶性蛋白質一般較易受微生物的作用。

                                                             ┌ ammonia

                                                             │CO₂

                                                             │H₂S

       蛋白質     胜          胺基酸       │amines

        protein→peptide→amino acids→│揮發性脂肪酸

                                                             │H₂O

                                                             │indole

                                                             │skatole

                                                             └ 其他

        腐敗在嫌氣性或好氣性下均可發生，但以嫌氣的條件，產生特別的不快臭，且易腐敗產物量亦多。主要腐敗生成物之生成徑路，如下所示：

(1)ammonia及Wxy-acid(含氧酸是因微生物的酵素作用引起之加水分解之脫氨作用(deamination)而產生：

                                  ＋H₂O

        R－CH－COOH──→R－CH－COOH＋NH₃

               │                                   │

             NH₂                                 OH

        amino acid                    (Hydroxy-acids)或(Hdroxycarboxylic acids)

(2)因嫌氣性細菌酵素之作用，產生之還原脫氨作用，所生成之ammonia及揮發性脂肪酸：

                                   ＋H₂

        R－CH－COOH──→R－CH₂－COOH＋NH₂

               │                                  脂肪酸

              NH₂                                (fatty acids)

(3)氧化脫氨作用生成之ammonia及Ketonic acid。而Ketonic acid又因微生物之Carboxylase的作用而變成aldehyde：

                                ＋(O)

        R－CH－COH──→R－C－COOH＋NH₃

                │                              ∥

               NH₂                            O

                                                Ketonic acids

                                                 O

                                         

        R－C－COOH→R－C        ＋CO₂ 

              ∥                           ﹨

               O                                H

(4)ammonia，alcohol及CO₂是因水分解之脫氨作用而產生，隨此作用同時脫羧作用(decarboxylation)，其結果如下式：        

                                  ＋H₂O

        R－CH－COOH──→R－CH－COOH＋NH₃

               │                                   │

              NH                                  OH

        R－CH－COOH──→R－CH₂－OH＋CO

               │                                Alcohol

              OH                            

(5)Amine與微生物之decarboxylase有關之脫羧作用的結果所生成。最簡單之amine自glycine形成之methylamine，lysine生成之cadaverine，histidine生成histamines。次者具有毒性，後者對生理有害。

        R－CH－COOH──→R－CH₂－NH＋CO₂

               │                                 amines

              NH₂

        NH₂－CH₃ (methylamine)，N₂H (CH₂)₅－NH₂

                                                     cadaverine

        HC ══ C－CH₂－CH₂－NH₂

         │          │

        HN          N

           ﹨            histamine

              CH

(6)從tyrosine及tryptophane脫氨與脫羧的結果，而生成cresol，phenol，skatol及indole，而不產生CO₂及NH₃。

(7)自含硫胺基酸游離出H₂ S及NH₃，而生成mercaptan(硫醇)。當在lipoprotein腐敗時，lipids部分分離而分解。例如：lecithin之成分choline變成amine及amine oxide，trimethylamine oxide具有魚臭味。

        CH₂ －SH                   CH₂ OH

       │               ＋2HOH │

        CH－NH₂ ───→ CHOH       ＋H₂ S＋NH₃

       │                               │

        COOH                        COOH

      Cysteine                       (glyceric acid, ,-dihydroxypropionic acid)

        CH₂ －SH                   CH₂ －SH

       │                               │

        CH－NH₂ ───→ CH₃           ＋CO₂＋NH₃

       │                                (ethylmercaptan or ethanethiol)

        COOH

                                       OH                        CH₃              O     CH₃

                                      │∕CH₃             ∕                   ∥∕

        HO－CH₂－CH₂－N                     N－CH₃             N－CH₃

                                      │﹨CH              ﹨                       ﹨

                                       CH₃                     CH₃                    CH<