可利用微藻在水产饲料行业中的应用探讨
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可利用微藻在水产饲料行业中的应用探讨作者:李静静
来源:《湖南饲料》 2011年第2期
李静静
(湖南农业大学动物科学技术学院湖南长沙410128)
摘要:本文首先介绍了水产饲料行业中可利用微藻的主要种类、营养成分及微藻的添加方式,然后总结了可利用微藻在水产饲料中的应用研究现状,最后归纳了微藻应用于水产养殖的
前景和应注意的问题。
关键词:微藻;水产;饲料;螺旋藻
微藻是一类分布广泛、营养丰富的自养生物,也称单细胞藻类。
目前已知藻类三万余种,
其中微藻约占70%。
可利用微藻指有应用前景、能用生物技术大量培养的微藻,或藻体所含某
种成分能为人所利用的种类(陈峰,1999)。
我国的微藻研究起于19世纪50年代(李定梅,2001),1958年开始培养作为食品和饲料的微型藻类,在国际上首先完成了钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)的海水驯化和养殖(曹吉祥,1994)。
80年代人们已了解微藻是优质
营养来源,以微藻为原料的保健品、食品、添加剂不断涌现。
微藻含有动物生长所需的多种营
养和生物活性物质,具有多种生物学功能,在水产养殖中有较多的研究应用。
1.可利用微藻的主要种类、营养成分及添加方式
微藻种类繁多,其细胞中含有丰富的氨基酸、脂肪酸、藻多糖、维生素、多种矿物质及微
量元素等高价值的营养成分,同时还含有多种生物活性物质和抗菌、抗病毒物质如甘露醇、核
苷类、萜类、大环内酯、生物碱等(宋理平,2005)。
微藻体内所含可利用成分的种类及含量
随微藻种类及养殖环境的不同而有所变化。
微藻的蛋白质含量很高,是单细胞蛋白的一个重要来源。
在现今这个优质饲料蛋白源缺乏
的大环境下,微藻作为潜在的优质饲料蛋白源引起了越来越多的重视。
微藻所含的多种营养物质,如维生素A、维生素C、维生素E、维生素B12、硫氨素、核黄素、吡多醇生物素、肌醇、
叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了微藻作为饲料蛋白源的价值(曹健,1997;李神州,2008)。
1.1饲料行业可利用微藻的主要种类
可利用于饲料行业的微藻种类有很多,目前培养并应用的饵料微藻有绿藻门的亚心形扁藻、盐藻、小球藻、微绿球藻,硅藻门的三角褐指藻、小新月菱形藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻,
金藻门的等鞭藻、湛江等鞭藻、绿色巴夫藻,黄藻门的异胶藻,蓝藻门的鱼腥藻、螺旋藻等
(程双奇,1990;刘健康,1999;彭卫民,1999;王桂芹,2001)。
螺旋藻是所有常用微藻中
应用最广和研究最多的一种。
螺旋藻( Sprinulian)属蓝藻门、颤藻目、颤藻科(王妍琪,2003),目前国内主要养殖种类是钝顶螺旋藻( Spirulina Platensis)和极大螺旋藻(Spriulina Maxima)(刘立鹤,2005;灵石金,2008)。
螺旋藻是目前常用微藻中蛋白质含量
最高、营养最全面、消化吸收和适口性最好、安全性最高的藻种(谭肖英,2009),其蛋白质
含量高达60% -70%,氨基酸组成合理、易于消化吸收,含有多种生物活性物质,既可作为蛋白
质原料,又可作为饲料的添加剂,也可作为水产动物的诱食剂(刘惠芳,2002),可明显促进
水产养殖动物的生长发育、增强机体免疫力和提高水产品品质(戴征,2005)。
1.2微藻应用于水产饲料行业的添加方式
微藻应用于水产饲料主要有两种添加方式,一种是直接作为活饵投喂,另一种则是制成藻
粉添加于配合饲料中。
微藻活饵投喂大小适口,可直接作为水产养殖对象的饵料,如大多数贝类的幼虫、虾类的
蚤状幼体和糠虾幼体、海参类的幼体等以及瓣鳃类软体动物都可以以伪造作为饵料,同时微藻
可光合作用放出氧气,改善水质(王桂芹,2001);另外,微藻还起到了“间接饵料”的作用,微藻活饵投喂可用于培养动物性生物饵料,如轮虫、枝角类、桡足类等,而后再以动物性生物
饵料作为水产养殖对象的饵料,如作为虾类的糠虾幼体、仔虾,蟹类的蚤状幼体、大眼幼体,
鱼类的仔鱼、稚鱼等的饵料(Pattnaik P,1999)。
微藻可作为饲料添加剂,一是因其营养价值丰富,对水产养殖对象有多重有利的生理作用,如螺旋藻、小球藻等是一种潜在饲料蛋白源替代品,同时含有多种营养元素,适用于多种水产
养殖对象,降低饲料成本,补充营养元素;二是微藻所含的生物活性物质、抗菌、抗病毒物质
能增加水产养殖动物的抗病能力,提高成活率;三是微藻含有较高浓度及高价值的色素,是观
赏类水产对象着色的主要色素。
2可利用微藻的生理作用及在水产养殖中的应用
国际上对微藻应用于饲料行业做了广泛而深入的研究,多国已进行微藻的商品化生产,微
藻作为优质饲料已占很大比重,如美国的产品Aguaro是室内培养的等鞭金藻、菱形藻等三种藻的不同比例的混合物,能满足不同饲养对象的要求。
英国的Cell System公司和美国的Martek
公司已生产出作为养殖业饲料的富含二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)等必需脂肪酸
的微藻生物产品(曹健,1997)。
日本DIC公司在泰国兴建的螺旋藻养殖场年产藻粉150吨,
其中作饵料或饲料的就有50-60吨。
墨西哥Texcoco公司年产藻粉300吨,其中有100吨用于
饵料或饲料;我国台湾省年产300吨藻粉,其中有120吨用于虾苗和其它海珍品、观赏鱼类、
鸟类的饲料(张建民,2005)。
而我国在这方面的研究起步较晚,对水产饲料可利用微藻的种类、添加方式、添加剂量、添加效果等做了一定量的研究,主要研究结果体现在以下几个方面:
2.1可利用微藻的对水产养殖对象的生理作用
微藻的营养价值及生理作用除因藻种不同而有差别以外,还由微藻的添加方式及加工方法
决定。
目前微藻应用于水产养殖对象已知的生理作用主要有:(一)微藻中含有优质蛋白及多
种营养元素,能代替饲料蛋白源、平衡营养,提高生长性能;(二)藻多糖、亚麻酸、多种维
生素、矿物质、藻胆蛋白、藻蓝蛋白等多种生物活性物质(刘惠芳,2001),具有直接激活免疫
反应的生物学功能,提高动物免疫能力;(三)微藻中含有与繁殖有关的生物活性物质,可提
高动物的繁殖性能,提高苗种成活率;(四)改变水产养殖对象营养成分组成,改善水产品的
品质;(五)其他生理功能,增加体色、诱食等。
如杜氏藻生产B一胡萝卜素,红球藻生产虾
青素,小球藻生产叶黄素能够增加体色。
有实验表明在锦鲤的饵料中添喂螺旋藻干粉或活体螺
旋藻,锦鲤体色变得鲜艳,鳞片中的黑色素和红色素均有所增加。
2.2可利用微藻在水产养殖中的应用
总结相关文献,饲料中添加微藻的试验养殖对象包括鱼类、虾蟹类、鲍贝类等等;涉及生
长阶段多为苗种期;添加效果的报道多集中于提高养殖对象的生长性能,具体包括补充配合饲
料中不足的营养成分、降低饲料成本、提高成活率、增强抗病能力、增加体色、改善水产品品
质等等。
已有相当数目的文献报道了以藻蛋白代替鱼粉或大豆蛋白质的饲养试验,取得了可喜
的成果(徐红蕊,2007;王桂芹,2001;李复兴,1991);而关于可利用微藻藻种的报道多集
中于螺旋藻,对于对虾、鲍鱼、扇贝和其它一些珍贵鱼类,在饲料中添加螺旋藻均可提高成活率,降低料肉比,并起增色作用。
水产养殖中添加螺旋藻比较有代表性的研究结果有:何金星(2009)以克氏原螯虾为研究对象,在其饲料中设置了0-8%共6个梯度的螺旋藻添加量,投喂成年及幼年虾,并测定其各项生
长性能指标,发现适量螺旋藻能促进螯虾生长,且对幼虾生长性能多项指标的提高作用优于成虾。
刘立鹤(2005)系统研究了饲料中添加0-5%不同水平的螺旋藻对凡纳滨对虾生长性能与产品
生化组成的影响,结果表明螺旋藻能促进对虾生长,提高饲料的消化利用率,凡纳滨对虾肝体
指数随螺旋藻添加量的增加呈现下降趋势。
张福礼(1994)在对虾养殖中添加30%-60%螺旋藻,
不仅提高了对虾幼体的免疫力和抗病力,而且加快了幼体的变态和蜕皮速度,提高幼体成活率
l0-20%,缩短育苗的生产周期。
戴卫平(2000)在河蟹的饵料中添加适量的螺旋藻粉,育苗结束时,试验组的育苗时间比对照组缩短了3天,成活率提高14.2%,育苗成本大大降低。
谭肖英(2009)用螺旋藻替代鱼粉研究其对仿刺参生长及其体组成的影响,结果表明用螺旋
藻替代鱼粉的量为25%时,仿刺参的增重率和特定生长率最大,显著高于其他各组。
陈全震(2004)用螺旋藻粉作人工配合饲料的添加剂,能明显促进鲍鱼的生长,改善鲍鱼的营养配方,
当鲍鱼壳长2.1-3.5 cm和壳长3.5-4.5 cm时,在其饲料中分别添加5%和10%的螺旋藻粉,均
能达到理想的配方效果。
刘华忠(2004)通过向彭泽鲫的基础日粮中添加螺旋藻,研究其促生长效能。
结果表明:2%、4%这两种添加剂量均能显著提高彭泽鲫的生长性能,饲料系数相比对照组显著提高,成活率也
有不同程度的提高。
许蕾(1999)采用螺旋藻作为组分制成饲料,对金鱼快速增色进行随机分组
试验,结果表明:投喂含螺旋藻饲料的试验组的金鱼混合色素和叶萤索含量都有显著增加,增
加程度同饲料中螺旋藻含量呈正相关,金鱼的体重也显著高于对照组,此外,螺旋藻也能改善
金鱼的生理状态。
上述结果表明,螺旋藻等可利用微藻在水产养殖中,特别是水产育苗中的饲喂效果非常显著,具有普遍的促生长、增强抗病力、提高成活率,改善水产品品质,增色等效果,可降低生
产成本,取得显著的经济效益。
其他相关藻种的报道,沈银武(1999)研究表明添加2%的鱼腥藻粉在网箱中进行小试和大面
积试验,结果都表明鱼腥藻粉对全雌鲤的生长有明显的效果,并能提高全雌鲤鱼种的成活率和
降低饵料系数。
利用鱼腥藻粉配合饲料在网箱和大面积养殖青虾试验表明,具有促进生长,提
高产量的作用。
对虾试验结果表明,在饵料中添加2%的鱼腥藻粉,饲喂45d后,对虾的体长增
加了14.49%;体重增加了10.43%,这些研究结果表明利用鱼腥藻作为家禽及水产养殖动物的饲料具有相当大的应用前景。
3.微藻在水产饲料行业的利用前景及应注意的问题
随着水产养殖业的发展,饲料资源的日益紧张,对可利用微藻的需求量会迅速增加。
微藻
含有多种营养成分及生物活性物质,且营养成分合理,适合水产动物利用,随着人们对微藻的
深入研究,其开发利用具有相当广阔的前景,但仍存在许多问题亟待解决。
(一)微藻大量培养成本较高微藻具有这么多的优点,使其具有巨大的发展空间,但大规
模培养微藻的成本现阶段高于常规饲料蛋白源,如大豆、棉籽和花生饼等,这是限制微藻大规
模成熟应,用于养殖业的根本问题之一,只有解决这个问题,微藻才有可能推广成为商品性动
物饲料。
(二)加工工艺有待改善微藻本身含有多种生物活性物质,个体微小,除个别微藻外,绝
大多数都具有有坚韧的纤维素细胞壁,不同地区、不同季节的微藻成分差异大,以上这些特点
使微藻的采集、分离、加工等技术设备方面具有较高要求,目前微藻的产品多为粗制品,不能
充分合理的利用微藻。
(三)没有统一的质量标准现阶段微藻产品没有相应的质量标准,对其产品难以进行准确
的功效评价和质量控制,很难保证生产出质量稳定的微藻产品。
有关部门应采用先进的科学技
术和手段,尽快制定出完整全面的标准和规范,进一步规范产品,更好的应用于饲料行业。
(四)藻种的选择问题作为饲料用微藻,不同的添加方式、应用效果对藻种有不同的要求。
如作为活饵添加的微藻,要注意培育时间与育苗需要相结合,选择具有“爆发式增殖”能力的
种类,对环境适应能力强,达到定向培养的目的;作为饲料蛋白源的微藻,要求其蛋白含量高,氨基酸组成合理,易于大量培养、加工;作为提取生物活性物质的微藻,如藻多糖、维生素、
Y-亚麻酸、一些酶等,要求含量高、提取工艺成熟等等。
为了不同的目的,根据微藻的营养特
点和生物学功,培养选育有更有价值的不同藻种,更好的为饲料行业服务。
微藻应用具不可估
量的前景,而只有解决以上这些问题,微藻才能大规模工业化生产,才有可能广泛的应用于动
物养殖生产的各个领域,促进养殖领域的发展,创造更大的经济效益。