鱼粉的蛋白质含量高、氨基酸平衡、易吸收，是水产饲料中的优质蛋白原料[1]。近年来，鱼粉产量供不应求，使水产饲料价格上涨，饲养成本增加[2-3]。植物性蛋白源品种丰富、产量较大、价格低，但其营养成分分布不平衡，含有较多的抗营养成分。动物性蛋白源主要指动物及其加工的副产物，这类原料养分较平衡，但一般携带病菌和伴有刺激性气味。不同蛋白源作为鱼粉替代品往往会因为缺乏必需氨基酸、磷脂和矿物质等，导致其在动物生产中应用效果差异较大[4]。微生物发酵可以提高原料中营养成分含量，降低有毒有害物质，是目前蛋白原料常用的处理方式之一。本文综述了发酵饲料在替代鱼粉方面的研究进展，为水产饲料鱼粉替代品的开发和应用提供参考。1发酵饲料1.1发酵方式发酵方式分为固态发酵和液态发酵[5]。固体发酵是指发酵培养基中无游离的水存在，水分被吸收到固体基质以支持微生物的生长和代谢，发酵后的原料可直接添加到配方中使用或者作为饲料添加剂使用[6]。固态发酵常用的发酵菌种主要有酿酒酵母菌、霉菌、乳酸菌和枯草芽孢杆菌[5]。固态发酵具有操作简单、易于包装、不易感染杂菌、成本较低以及易于氧气循环的优势[7]，且发酵后的产物储存方便，保质期长。液态发酵是指发酵培养基中含有大量游离的水，微生物在水中生长[8]。液态发酵生产的饲料呈液体状态，发酵使用的菌种主要是乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌[9]。液态发酵具有发酵均匀、营养物质分布均衡、温度和pH值易于控制等优势[10]。但液态发酵的产物主要是作为全价饲料或者部分替代全价日粮使用，常在猪生产中应用，不适合作为饲料原料在配方中添加。1.2发酵条件发酵的微生物、基质和环境条件均会影响发酵产物的质量[11-12]。不同的微生物对底物的反应不同，从而产生的发酵产物不同，如酵母发酵产生乙醇和CO2，霉菌产生柠檬酸，乳酸杆菌产生乳酸等[13]。发酵使用的基质一般为微生物提供氮源和碳源，如蔗糖、红糖、玉米粉和豆粕等[14]。环境条件包括pH值、温度、时间、溶解的O2和CO2，发酵条件一般要控制在适宜微生物生长的范围内[15]。发酵因素与发酵产物的质量息息相关，因此精确优化发酵因素可以获得较好的发酵产物[16]。1.3微生物发酵的优势微生物发酵能够调节植物原料的菌落组成和养分含量[17-18]，将饲料中的大分子物质代谢成易被消化吸收的成分；将淀粉等分解为小分子糖类，使机体能够更好地吸收饲料中的养分，有助于节省体内消化吸收时所需要消耗的能量；将粗纤维降解成葡萄糖、低糖，提高可利用的糖能量；还能吸附或降解饲料中的抗营养因子，抑制有害霉菌的产生[19-20]。发酵饲料可以增强机体免疫力，改善肠道微生物区系，降低畜禽发病率[21-22]；优化粪便，改善动物生活环境，显著提高肉蛋奶的品质。发酵饲料的开发可有效缓解人畜争粮、饲料原料短缺等问题[23-27]。2发酵饲料在水产养殖中应用的优势2.1降低饲养成本发酵饲料原料具有价格低、产量大和可替代性高等特点。发酵饲料可以替代20%~50%的鱼粉，可明显降低鱼粉的使用比例，从而降低饲料成本。郑浩然等[28]研究发现，补充25%发酵饲料，青虾的平均亩产值提高了23.88%，平均效益提高了28.38%。2.2提高采食量，促进生长饲料经过发酵后会产生特殊的酸香味，可促进水生动物采食，提高采食量。Abdul等[29]研究发现，使用50%发酵大豆浆代替鱼粉可以提高尖齿胡鲇的增重率和特定生长率。朱海等[30]研究发现，在饲料中添加15%发酵饲料可以改善斑点叉尾鮰肌肉质构、肠道乳酸菌数量和消化酶活性，提高斑点叉尾鮰的生长性能。魏逸峰等[31]研究发现，在鳙鱼饲料中添加一定的发酵饲料可以降低饲料系数，提高生长性能。2.3增强免疫力，提高抗病力发酵饲料可以通过提高水生动物抗氧化酶、免疫酶活性和抗体水平提高免疫力。Chu等[32]研究发现，补充发酵火龙果渣可以增强圆翅燕鱼肝脏的超氧阴离子和超氧化物歧化酶（SOD）活性，提高抗病力。Song等[33]研究发现，使用22.22%发酵豆粕代替鱼粉可以提高对虾的SOD和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，提高总抗氧化力（T-AOC）水平，改善肠道微生物的多样性，从而增强对虾的免疫力。Jiang等[34]研究表明，发酵茶叶渣可以提高大口黑鲈肝脏SOD、GSH-Px和过氧化氢酶（CAT）活性，降低MDA水平，增加对嗜水气单胞菌的抵抗力，提高肠道抗炎因子白细胞介素-10（IL-10）和转化生长因子-β（TGF-β）的mRNA相对表达量，降低促炎因子白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-8（IL-8）、白细胞介素-15（IL-15）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的mRNA相对表达量。3不同发酵饲料在水产养殖中的应用豆粕、棉籽粕和菜籽粕因产量高、价格低、氨基酸含量丰富等优势，可作为主要的蛋白原料在饲料生产中应用[2,35]。但这些原料中含有大量的抗营养因子、有毒化合物和粗纤维，严重影响了水生动物的生长和代谢[36]。抗营养因子的摄入不会直接导致动物死亡，但会对动物生理产生许多负面的影响，从而影响生长性能和健康状况[37]。发酵可以降低饲料原料中的有害成分，从而降低原料中抗营养因子对动物的负面影响。3.1发酵豆粕在水产养殖中的应用发酵可以降低豆粕中的有害成分，增加多肽含量、纤溶酶活性和氮溶解度，降低抑肽酶含量，从而提高其在水生动物胃肠道中的消化率[37-38]。Zheng等[39]研究发现，豆粕经过发酵后β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制因子等有害成分减少了70.3%、86.0%、95.01%，体外消化率和吸收率分别提高了8.7%和18.9%。Bi等[40]研究发现，豆粕在30 ℃发酵48 h后，豆粕中纤维蛋白活性和大豆肽分别达到1 347.35 IU/g和171.32 mg/g，胰蛋白酶抑制因子、植酸和尿素酶含量分别降低了33.57%、42.65%、67.31%。Wang等[41]研究发现，植物乳杆菌P8发酵豆粕代替大菱鲆日粮中45%的鱼粉不会对大菱鲆造成负面影响，可降低直接使用豆粕对肠道形态病理变化的影响。Shiu等[42]研究发现，使用枯草芽孢杆菌E20发酵豆粕蛋白质含量增加了19%，总水解氨基酸增加了18.75%，游离氨基酸谱和含量增加了374.9%，可替代对虾饲料中61.67%的鱼粉，而对对虾不产生负面影响。Sharawy等[43]研究发现，使用酿酒酵母菌发酵的豆粕可以替代印度对虾日粮中50%的鱼粉，提高对虾的生长性能。以上研究表明，发酵豆粕可以在不影响水产动物健康的前提下替代部分鱼粉，从而降低饲养成本。3.2发酵棉籽粕在水产养殖中的应用棉籽粕中含有38%~50%的蛋白质，且价格相对较低，可在水产饲料中作为部分蛋白源应用[44]。目前，已有棉籽粕作为蛋白原料在罗非鱼[45]、鹦鹉鱼[46]和鲫鱼[47]中的应用研究，但由于棉籽粕中含有植酸、纤维和棉酚等有害成分，导致棉籽粕的使用量较少[48]。发酵后的棉籽粕中游离棉酚、纤维、植酸等有害成分的浓度减少，可以提高其营养水平[49]。Lim等[50]研究发现，使用米曲霉菌发酵棉籽粕可提高饲料和鱼体的抗氧化能力，降低棉籽粕中的棉酚。Sun等[51]研究发现，发酵棉籽粕可以替代南美白对虾饲料中50%的鱼粉，不会影响对虾的生长性能和饲料利用率。研究发现，发酵棉籽粕代替南美白虾饲料中75%的豆粕，可以提高对虾的生长性能、抗氧化能力和必需氨基酸含量，增加对虾肠道微生物多样性[52]。3.3发酵菜籽粕在水产养殖中的应用菜籽粕因富含丰富的氨基酸、较高的蛋白质，被广泛应用于饲料生产中[53]。但菜籽粕中含有较多的硫葡萄糖甙和芥酸等有害成分，在水产养殖中的应用具有一定的局限性[54]。直接饲喂菜籽粕会降低水产动物的采食量和生长性能，影响健康[55]。Shi等[56]研究发现，菜籽粕经过黑曲霉发酵后养分有所提高，并且小肽含量提高了2.26倍，发酵菜籽粕中的硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮和植酸等抗营养物质的浓度分别下降了13.47%、43.07%、55.64%和44.68%。Dossou等[57]研究发现，发酵菜籽粕替代56.25%的鱼粉，对红鲷的生长、养分利用、免疫性能和抗氧化能力不会产生负面影响。Plaipetch等[58]研究发现，用50%的发酵菜籽粕替代鱼粉后亚洲鲈的生长性能没有负面能影响。3.4发酵非常规饲料在水产养殖中的应用非常规饲料资源中纤维高、蛋白质含量低，并且含有抗营养因子，限制了其在水产饲料中的使用。发酵可以通过降低粗纤维含量、改善蛋白质的溶解性、增加饲料的香味，提高饲料转化率[15]。研究发现，发酵可以降低饲料原料中的抗营养因子，如玉米中的植酸盐[59]、木豆籽中的单宁、凝血素[60]、木薯中的氰化物[61]等。Flores-Miranda等[62]研究发现，使用35%发酵浮萍代替鱼粉后，不会对南美白对虾的健康和生长性能产生不利影响。使用酵母菌和枯草芽孢杆菌发酵的向日葵粕替代50%的鱼粉对罗非鱼的生长和生理指标不会产生负面影响[63]。Zhang等[64]研究发现，使用64%~80%的发酵菌糠水解物替代鱼粉，可提高异育银鲫生长性能、消化酶活性和抗氧化能力。还有研究发现，发酵荨麻籽粕和向日葵粕替代罗非鱼日粮中50%的鱼粉不会对其造成负面影响[65-66]。3.5发酵动物蛋白源及其副产物在水产养殖中的应用动物蛋白源中含有较高的蛋白质和可以被消化的干物质，不含抗营养因子，可以作为鱼粉的替代品[67]。发酵可以提高动物及其副产品的营养水平，从而达到原料的利用率[68]。发酵还可以将碳水化合物分解成小分子物质，促进机体对能量和矿物质吸收[69]。Siddik等[70]研究发现，将家禽粪便用微生物处理后作为鱼饲料原料，可以降低饲料成本和环境污染；但会导致幼鱼绒毛高度下降，抑制生长[71]。动物粪便湿度较高、伴有刺激性气味和微生物污染物。有研究发现，可通过发酵对粪便进行分解，从而达到替代鱼粉的效果[72]。Siddik等[70]研究还发现，发酵家禽粪便与10%金枪鱼水解物混合后可以改善尖吻鲈采食量和肠道形态，从而改善尖吻鲈生长性能。Mondal等[73]研究发现，将30%家禽羽毛粉和10%鱼粉发酵后替代75%的鱼粉，不会降低卡特拉鱼的生长性能。鱼蛋白水解物由全鱼或鱼的副产物通过水解制成，是一种非常有益的引诱剂，含有大量的低分子量生物活性肽，具有免疫调节和抗菌作用，常用做水产饲料中的免疫增强剂[74-75]。研究表明，蛋白水解物可以提高水生动物免疫反应，增强抗病能力[76]。4展望发酵是提高常规和非常规水产饲料原料养分和减少抗营养因子的重要方式。使用生物发酵技术对当地一些廉价原料进行处理，是降低饲养成本的选择之一。利用发酵饲料是降低水产饲料中鱼粉占比的有效途径。发酵饲料对水环境、水产动物生长性能和饲料利用率均具有改善作用。未来需要开发利用更多的价格低、替代量大的发酵饲料原料，促进水产养殖业的可持续发展。