裂殖壺藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

曾 娟， 劉海燕， 顧繼銳， 羅國(guó)強(qiáng)

（通威股份有限公司，四川成都 610041）

裂殖壺藻（Schizochytrium），又名裂殖壺菌、裂壺藻，屬于真菌門、卵菌綱、水霉目、破囊壺菌科的一類海洋真菌，單細(xì)胞、球形（Nakahara和Yokochi，1996）。裂殖壺藻細(xì)胞富含大量對(duì)人體有用的活性物質(zhì)，如油脂、色素、角鯊烯等。對(duì)裂殖壺藻營(yíng)養(yǎng)成分研究分析表明，其生化組分主要為脂類、蛋白和總糖，其中脂肪含量可占細(xì)胞干重50%以上，而ω-3不飽和脂肪酸DHA就高達(dá) 20%以上（李美玉等，2012；朱路英等，2007）。裂壺藻能夠在異養(yǎng)條件下培養(yǎng)，易于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)，還可通過(guò)培養(yǎng)基及發(fā)酵工藝的調(diào)整來(lái)控制細(xì)胞內(nèi)的DHA含量，是一種富含DHA的重要資源。

1 裂殖壺藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用途徑

研究表明，保證飼料中充足的DHA，可顯著提高魚、蝦、蟹等水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)環(huán)境變化的忍耐力，降低白化病發(fā)病率，從而提高存活率，并促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。國(guó)內(nèi)一些裂殖壺藻產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)也相繼開(kāi)展了一系列裂殖壺藻DHA的應(yīng)用試驗(yàn)，主要是在水產(chǎn)飼料中的添加效果方面，表明裂殖壺藻DHA對(duì)改善虹鱒、鱘魚、石斑魚的魚卵孵化率，以及魚苗成活率、肉質(zhì)、肉色、餌料系數(shù)、魚肉DHA含量等均具有良好的效果。

1.1 直接投喂新鮮藻液 裂殖壺藻體型微小 （4～13 μm），可作為水產(chǎn)動(dòng)物苗種的直接開(kāi)口餌料，其富含DHA且易于培養(yǎng)、產(chǎn)量高。直接投喂，相當(dāng)于嬰兒母乳，可作為一種高DHA含量的優(yōu)良強(qiáng)化餌料，提高苗種生長(zhǎng)性能和成活率。大量研究表明，多數(shù)蝦蟹貝及部分魚類的幼體階段大多以植物性餌料為食，單細(xì)胞藻類的種類、數(shù)量與質(zhì)量直接決定其人工育苗的成敗（王維娜等，2000）。孫杰等（2008）通過(guò)微藻與西施舌混養(yǎng)不僅降低了水體中氨氮質(zhì)量濃度，而且提高了幼貝的成活率及生長(zhǎng)量。朱路英等（2009）研究表明，裂殖壺藻可作為海水仔稚魚、牡蠣等貝類的一種高DHA含量的優(yōu)良強(qiáng)化餌料。

1.2 作為配合飼料的營(yíng)養(yǎng)添加劑 規(guī)?；囵B(yǎng)富含DHA的裂殖壺藻，經(jīng)過(guò)處理可作為仔魚等基礎(chǔ)飼料的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化添加劑，即微藻 DHA飼料。焦建剛等（2014）研究表明，在對(duì)蝦基礎(chǔ)飼料中0.5%的裂殖壺藻發(fā)酵粉可明顯促進(jìn)其生長(zhǎng)，降低飼料系數(shù) （FCR）3.4%，同時(shí)提高了肌肉中蛋白（約2%）及DHA（約1%）的含量，從而改善對(duì)蝦品質(zhì)。Matthew等（2007）研究表明，在大西洋鮭魚的飲食中用裂殖壺藻油替代魚油可顯著提高魚肉組織中的DHA含量。Ganuza等（2008）也指出了裂殖壺藻作為魚油DHA替代資源在金頭海鯛養(yǎng)殖上的巨大潛力。Li等（2009）通過(guò)在斑點(diǎn)叉尾鮰飼料中添加裂殖壺藻粉的研究表明，其可增加魚的體重及飼料轉(zhuǎn)化率 （FCR），2%的添加量可顯著提高肌肉中的DHA和總ω-3長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸（LC-PUFAs）水平。黃亮華等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加裂殖壺藻粉能提高刺參的生長(zhǎng)性能，并可明顯提高其體腔液中超氧化物歧化酶 （SOD）、 酸性磷酸酶 （ACP）、 堿性磷酸酶（AKP）、溶菌酶（LZM）等的活性；1.25%的添加量可顯著提高腸道蛋白酶、淀粉酶的活性，刺激其生長(zhǎng)。

1.3 對(duì)動(dòng)物性水產(chǎn)餌料進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化 一些用于投喂魚蝦等幼體的動(dòng)物性餌料如輪蟲、鹵蟲、橈足類和枝角類等水產(chǎn)養(yǎng)殖次級(jí)餌料生物，相當(dāng)于嬰兒食品，其本身缺乏足量的DHA，但在投喂之前，可先用富含PUFA的裂殖壺藻進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化，提高次級(jí)餌料的營(yíng)養(yǎng)值，從而達(dá)到促進(jìn)魚蝦生長(zhǎng)、提高存活率等效果（Takashi Yamasaki等，2007）。以經(jīng)過(guò)裂殖壺藻強(qiáng)化的鹵蟲喂養(yǎng)半滑舌鰨稚魚的研究發(fā)現(xiàn)，其體長(zhǎng)、體重、堿性磷酸酶和類胰蛋白酶活力以及T3和T4水平等都顯著優(yōu)于對(duì)照組（馬靜等，2012）。通過(guò)采用裂殖壺藻對(duì)褶皺臂尾輪蟲進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化研究也表明，添加量為80 mg/L時(shí)，12 h后輪蟲體內(nèi)的DHA/FA值為13.44%，干燥輪蟲粉中DHA含量為8.14 mg/g，與對(duì)照組相比輪蟲密度增長(zhǎng)了132%，可明顯促進(jìn)輪蟲的生長(zhǎng)和發(fā)育，顯著提高輪蟲體內(nèi)的DHA含量（宋曉金等，2007）。

2 裂殖壺藻在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中面臨的問(wèn)題

目前裂殖壺藻產(chǎn)品主要有微藻DHA粉、微藻DHA油及微藻粉，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中以微藻粉的應(yīng)用為主。而在裂殖壺藻發(fā)酵產(chǎn)DHA的市場(chǎng)方面全球都在高速發(fā)展，但主要技術(shù)和市場(chǎng)卻被少數(shù)公司占據(jù)，并且成果轉(zhuǎn)化艱難，如生物量、藻油產(chǎn)率、質(zhì)量、DHA純度等。雖然目前裂殖壺藻發(fā)酵及生產(chǎn)DHA已取得一定的進(jìn)展，但在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為兩年是一個(gè)更新?lián)Q代的門檻，如果沒(méi)有技術(shù)支持，很快被新升級(jí)產(chǎn)品所超越。想要進(jìn)一步占領(lǐng)市場(chǎng)，降低成本是一個(gè)重要因素。就目前市場(chǎng)上裂殖壺藻發(fā)酵生產(chǎn)DHA而言，原料占據(jù)成本很大一部分，尋找廉價(jià)高效的原料可以大幅降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，重視穩(wěn)定、高產(chǎn)DHA的裂殖壺藻選育，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，縮短發(fā)酵周期，加強(qiáng)主流代謝，改進(jìn)適合裂殖壺藻發(fā)酵生產(chǎn)LC-PUFAs的新型生物反應(yīng)器，提升菌種的產(chǎn)率，也是提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要手段。

3 展望

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展及養(yǎng)殖技術(shù)水平的提高，新型營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑得到越來(lái)越深入的研究和廣泛的應(yīng)用，其需求量也將大幅增加。作為大部分商業(yè)化養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物所必需脂肪酸中效果最顯著的一種，DHA已經(jīng)成為一些飼料的理想營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。隨著生態(tài)環(huán)境破壞和污染的加劇，海洋資源不斷匱乏，傳統(tǒng)的DHA來(lái)源已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求，尋求可替代資源已成為必須。目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家在富含DHA裂殖壺藻的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用方面已經(jīng)趨于成熟，但在我國(guó)發(fā)展較晚，尚處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段，雖然速度迅速，但受制于發(fā)酵技術(shù)和高成本的限制，導(dǎo)致市場(chǎng)并未完全開(kāi)發(fā)，尤其在飼料中的應(yīng)用尚處于起步階段，未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)取得裂殖壺藻的生產(chǎn)批號(hào)。全球水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，作為水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，我國(guó)政府對(duì)漁業(yè)發(fā)展的投入在不斷增加，因此裂殖壺藻的市場(chǎng)生產(chǎn)規(guī)模和需求量將呈持續(xù)上升的趨勢(shì)，市場(chǎng)前景十分樂(lè)觀。

[1]焦建剛，Kathy Y，Clémentine T，等.裂殖壺藻發(fā)酵粉對(duì)南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)性能和肌肉營(yíng)養(yǎng)成分的影響[J].上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，23（4）：523～527.

[2]李美玉，李健，陳萍，等.維生素E和裂壺藻對(duì)中國(guó)對(duì)蝦生長(zhǎng)及TLR/NF-κB 表達(dá)水平的影響[J].中國(guó)漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，2012，2（2）：37 ～ 44.

[3]黃亮華，李浩洋，李彬，等.裂壺藻對(duì)刺參生長(zhǎng)、免疫及消化酶的影響[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2014，35（3）：91～97.

[4]馬靜，秦幫勇，于朝磊，等.鹵蟲無(wú)節(jié)幼體的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化對(duì)半滑舌鰨稚魚生長(zhǎng)、消化酶及相關(guān)激素水平的影響[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展，2012，33（6）：35 ～ 43.

[5]宋曉金，張學(xué)成，朱路英，等.用富含DHA的裂殖壺菌對(duì)輪蟲進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的研究[J].海洋科學(xué)，2007，31（12）：43 ～ 46.

[6]孫杰，莊惠如，高如承.固定化海洋微藻在西施舌（Coelomactra antiquata）人工育苗中的應(yīng)用[J].福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，24（6）：4 ～ 77.

[7]王維娜，王安利，胡俊榮，等.水中餌料生物的種類和數(shù)量對(duì)蝦蟹繁育率的影響[J].河北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，20（4）405 ～ 409.

[8]朱路英，張學(xué)成，宋曉金，等.碳、氮源濃度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)裂殖壺菌生長(zhǎng)和脂肪酸組成的影響[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，37（2）：293 ～ 298.

[9]朱路英，張學(xué)成，王淑芳，等.一種海洋真菌—裂殖壺菌的營(yíng)養(yǎng)成分分析[J].食品科學(xué)，2009，30（24）：272 ～ 275.

[10]Ganuza E，Benítez-Santana T，Atalah E，et al.Crypthecodinium cohnii and Schizochytrium sp.as potential substitutes to fisheries-derived oils from seabream（Sparus aurata）microdiets[J].Aquaculture，2008，277：109 ～ 116.

[11]LiM H，Edwin H，Robinson C S，etal.Effectsofdried algae Schizochytrium sp.，a rich source of docosahexaenoic acid，on growth，fatty acid composition，and sensory quality of channel catfish Ictalurus punctatus[J].Aquaculture，2009，292（3/4）：232 ～ 236.

[12]Matthew R M，Peter D N，Chris G C.Replacement of fish oil with thraustochytrid Schizochytrium sp.L oil in Atlantic salmon parr（Salmo salar L.）diets[J].Comp Biochem Physiol A，2007，148：382 ～ 392.

[13]Nakahara T，Yokochi T.Production of docosahexaenoic and docosapexaenoic acids by Schizochytrium sp.isolated from Yap Islands[J].J Am Oil Chem Soc，1996，73（11）：1421 ～ 1426.

[14]Takashi Y，Tsunehiro A，Yuhsuke M，et al.Nutritional Enrichment of Larval Fish Feed with Thraustochytrid Producing Polyunsaturated Fatty Acids and Xanthophylls[J].J BIOSCI BIOENG，2007，104（3）：200 ～ 206.