富含DHA的裂殖壺菌作為飼料添加劑在動物生產(chǎn)中的應用

陳秀麗，閔紅艷，鄧蒲媛，周世峰，佘　桐

（陜西省漢中市動物疾病預防控制中心，陜西 漢中　7230001）

富含DHA的裂殖壺菌作為飼料添加劑在動物生產(chǎn)中的應用

陳秀麗，閔紅艷，鄧蒲媛，周世峰，佘桐

（陜西省漢中市動物疾病預防控制中心，陜西 漢中7230001）

二十二碳六烯酸（DHA）是一種長鏈多不飽和脂肪酸，具有健腦、提高視力、抗癌、改善機體免疫等生理功能。裂殖壺菌是一類海洋真菌，細胞內(nèi)富含大量DHA。因此，裂殖壺菌作為飼料添加劑被廣泛的應用于畜牧業(yè)生產(chǎn)中。文章介紹了DHA來源、裂殖壺菌的生物活性以及在動物生產(chǎn)中的應用。

DHA；裂殖壺菌；動物生產(chǎn)

脂類是生物生存和生長必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì)，是構(gòu)成細胞膜的重要結(jié)構(gòu)成分，且在很多生物體的能量儲存中起著重要作用。一些多不飽和脂肪酸還是重要的生理活性物質(zhì)，其中以DHA為代表的n-3類多不飽和脂肪酸在機體的營養(yǎng)、健康和發(fā)育等方面起重要作用。傳統(tǒng)DHA的來源是從深海魚油中提取，但是這個過程存在產(chǎn)量有限、分離純化困難和成本較高等問題。裂殖壺菌（Schizochytrium）是一類屬于破囊壺菌科的海洋真菌，含有豐富的DHA，其安全性已得到FDA的認可[1-2]。而且裂殖壺菌能夠在異養(yǎng)條件下大規(guī)模培養(yǎng)，易于商業(yè)化生產(chǎn)，其細胞內(nèi)的DHA含量還可通過培養(yǎng)基及發(fā)酵工藝來控制。因此裂殖壺菌成為一種理想的作為富含DHA的的新生資源。本文綜述了DHA和裂殖壺菌的生物功能及其在動物營養(yǎng)中的應用。

1　DHA及其生理功能

DHA分子式為C22H30O2，含有6個不飽和鍵，是具有眾多生理功能的關鍵結(jié)構(gòu)。自1987年Horrocks等發(fā)表愛斯基摩人盡管攝入大量的海洋脂類物質(zhì)，但冠心病、心肌梗塞血栓病等發(fā)病率卻很低的流行病學調(diào)查以來，關于DHA的研究迅速發(fā)展[3]。

1.1母嬰健康

DHA存在于大腦灰質(zhì)部分，是人腦神經(jīng)細胞膜中的主要成分，能夠促進突觸的生長發(fā)育和對腦神經(jīng)的傳導。DHA對視力的保健作用主要體現(xiàn)在嬰幼兒時期，當嬰幼兒時期的視網(wǎng)膜細胞中缺乏DHA時會使視網(wǎng)膜的電流圖波形發(fā)生改變，從而會導致視神經(jīng)靈敏度的下降[4]。此外DHA是嬰幼兒神經(jīng)細胞發(fā)育重要的營養(yǎng)成分，而DHA機體自身不能合成，必需由母體供給更多的DHA以形成新突觸，如供給不足，將導致嬰幼兒智力下降或發(fā)育不完全。

1.2預防心腦血管疾病

目前，心腦血管疾病已成為主要的致死致殘病因,與人體脂質(zhì)代謝相關的動脈粥樣硬化是引發(fā)心血管疾病的主要原因，DHA被機體細胞吸收后，通過與細胞膜的相互作用，改變了細胞膜的性能，使細胞橫跨膜蛋白與其配體的微環(huán)境發(fā)生改變，影響膜結(jié)合蛋白與其他多蛋白復合物參與的細胞信號系統(tǒng)，能起到調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用，進而降低患病幾率[5]。大量的臨床醫(yī)學及實驗室生理研究證明了這一點。Lopez研究表明，人在飲用添加了DHA的牛奶后，血液中膽固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯含量有所降低，這3種物質(zhì)往往會促進血管平滑肌細胞增生,誘發(fā)動脈硬化和血栓形成[6]。美國和日本的研究結(jié)果也表明了DHA可有效抑制血栓的形成，起到防止心血管疾病發(fā)生的作用[7]。

1.3改善免疫作用

DHA能降低致炎因子的活性，在防治炎癥和自身免疫性疾病方面有一定作用。主要機理是ω-6脂肪酸代謝過程中產(chǎn)生的花生四烯酸（AA）是合成前列腺素（PGH2）的前體，PGH2會增加體內(nèi)炎癥，而DHA和二十碳五烯酸（EPA）是合成具有抗炎活性的前列腺素PGH3的前體。一般情況下，PGH2與PGH3處于平衡狀態(tài)，當失去穩(wěn)態(tài)時會產(chǎn)生炎癥，而此時補充DHA就能促進PGH3產(chǎn)生，達到抗炎的目的。研究表明，當給小鼠飼喂DHA與EPA時可以降低其結(jié)腸炎的發(fā)生率[8]。慢性炎癥與惡性腫瘤有關，抑制炎癥介導腫瘤的發(fā)生和發(fā)展顯得至關重要。研究表明DHA能有效抑制腫瘤的產(chǎn)生、生長和轉(zhuǎn)移速度，能促進T淋巴細胞的增殖，提高細胞因子TNF-2，IL-1β和IL-6的轉(zhuǎn)錄，提高免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的殺傷力。

2　DHA來源及裂殖壺菌

目前DHA的主要來源是海洋魚類和海藻。魚油是DHA的傳統(tǒng)來源，魚油是指從魚或魚加工的下腳料中制取的油脂，DHA含量較高的魚油主要從含ω-3長鏈不飽和脂肪酸較高的海洋魚類，特別是中上層魚類中獲得。魚油在早期的食品工業(yè)中有著廣泛的應用。但是隨著魚類的過度捕撈，全球漁業(yè)資源日漸緊缺，逐漸發(fā)現(xiàn)在魚油中獲取DHA存在一些問題：海洋魚類的體內(nèi)積累大量的持續(xù)性有機污染物；魚油來源的DHA中含有較高的膽固醇，具有魚腥味，嚴重影響DHA的品質(zhì)；魚油中還含有大量其他飽和及低不飽和的脂肪酸，提純DHA時其濃縮困難，導致加工處理過程復雜，進而提高了DHA的生產(chǎn)成本[9]。因此，目前從魚油中提取分離DHA，在數(shù)量和質(zhì)量上均不能滿足社會的要求。因此，尋找更安全，質(zhì)量更高的原料來提取DHA已經(jīng)受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。

其實魚類之所以含有DHA，是因為魚在海洋中食用了富含DHA的微藻和相關浮游生物，其DHA通過食物鏈傳遞從而在魚類體內(nèi)累積下來。因此逐漸將研究轉(zhuǎn)移到用天然微藻提取DHA上來。利用微藻生產(chǎn)DHA不僅可以彌補魚油資源的不足，而且與傳統(tǒng)魚油相比，微生物油脂具有脂肪酸組成簡單，分離純化工藝簡單、不含魚腥味，適宜做食品添加劑，利用率高和易工業(yè)化生產(chǎn)以及巨大的健康優(yōu)勢等優(yōu)點。裂殖壺菌正是其中一種含有豐富DHA的海洋真菌藻類。其生化組分主要為脂類蛋白和總糖，其中脂肪含量可占細胞干重50%而DHA就高達20%[10]。細胞中90%的油脂以人體易吸收的中性油脂——甘油三酯的形式存在，對機體極為有益的卵磷脂形式存在。此外其細胞中還積累了大量對動物機體有用的活性物質(zhì)，如色素（類胡蘿卜素、葉黃素、蝦青素等）、角鯊烯等[11]。

為了對裂殖壺菌進行大規(guī)模開發(fā)利用，對其也做了詳細全面的安全性評價。包括對大鼠的亞急性毒性實驗、對大鼠發(fā)育及生殖的毒性實驗、對大鼠的誘變實驗以及對豬發(fā)育的安全性評價，均未發(fā)現(xiàn)有任何毒副作用[12]。表明裂殖壺菌作為添加劑飼喂動物是安全可靠的，且其安全性也得到了FDA的認可。

3　富含DHA的裂殖壺菌在動物生產(chǎn)中的應用

目前裂殖壺菌已成為一種理想的水產(chǎn)和禽畜餌料的添加劑。在水產(chǎn)和畜牧業(yè)生產(chǎn)中，添加裂殖壺菌主要有兩個目的：在動物體內(nèi)發(fā)揮DHA及裂殖壺菌的生理功能，促進動物的生長發(fā)育；利用動物體對DHA的富集來開發(fā)富含DHA的功能性保健品。

3.1促進動物生長發(fā)育

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，DHA是魚類和甲殼類水產(chǎn)所需的必需脂肪酸中最有效的一種，但魚類和甲殼類自身不能合成DHA，只能從飼料中攝取。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中添加含DHA的微藻主要是為了促進動物健康生長發(fā)育。大量研究表明，保證飼料中DHA含量可以提高水產(chǎn)動物的忍耐力，提高存活率促進其生長發(fā)育。目前在刺參、對蝦、金頭鯛、斑點叉尾鮰、大西洋、鮭魚和海鱸等幾個水產(chǎn)動物品種上都研究過添加裂殖壺菌后的生長效果[13-18]?？傮w來說，裂殖壺菌明顯的促進了水產(chǎn)動物的生長，提高飼料轉(zhuǎn)化率，并且某些水產(chǎn)動物的肌肉中DHA含量也有所提高，從而提升了水產(chǎn)動物的產(chǎn)品質(zhì)量。這些研究都表明了裂殖壺菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的巨大潛力。此外還可用裂殖壺菌對動物性水產(chǎn)餌料進行營養(yǎng)強化，一些用于投喂魚蝦幼體的動物性餌料如輪蟲、鹵蟲和枝角類等生物其本身缺乏DHA，但在投喂之前可先用富含DHA的裂殖壺藻進行營養(yǎng)強化提高次級餌料的營養(yǎng)值，從而達到促進魚蝦生長，提高存活率等效果[1]。在豬的日糧中添加裂殖壺菌，血液中的甘油三酯顯著降低。高水平DHA飼喂的豬皮下脂肪積累的DHA含量比控制水平的飼喂要高出13倍多。基因分析表明，在豬的皮下脂肪和肝臟中，脂肪氧化反應的生物標志物?；o酶A氧化酶1（ACOX1）、過氧化物酶體增殖物激活受體α（PPAR-α）和γ（PPAR-γ）的表達受到影響。說明飼喂的富含DHA的裂殖壺菌能夠在動物體內(nèi)發(fā)揮其獨特的生理功能，促進動物的生長發(fā)育，并改善動物產(chǎn)品質(zhì)量[19]。

3.2開發(fā)新的功能性產(chǎn)品

飼糧中添加裂殖壺菌對雞蛋中DHA含量的影響見附表[20-23]。由附表可知，近年來，出現(xiàn)了利用裂殖壺菌來生產(chǎn)富含DHA雞蛋的研究。目前，隨著生活水平的提高，消費者的保健意識日益增強，富含DHA的食品成為消費者的關注熱點。家禽產(chǎn)品（雞蛋）中含有人體所需的必需氨基酸、脂肪酸以及維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，是每天的必需品。與價格高昂的保健藥物相比，富含DHA的雞蛋會更加受到廣大消費者的青睞。G?adkowski等在鵪鶉的飼料中添加裂殖壺菌粉，研究表明蛋黃中DHA的含量有所提高[16]。這些研究都表明了在禽類的飼糧中添加裂殖壺菌能使蛋黃中DHA含量增加，并且蛋黃中DHA沉積效率與飼糧中DHA含量、不同的家禽品種和不同的生長階段相關。與傳統(tǒng)的通過在飼糧中添加魚油或者亞麻籽油來獲得DHA雞蛋相比，添加裂殖壺菌藻粉具有以下優(yōu)勢：裂殖壺菌藻粉可直接提高雞蛋中的DHA含量且DHA沉積速度快，富集穩(wěn)定時間更短；裂殖壺菌藻粉中的DHA等不飽和脂肪酸由于包藏于細胞壁內(nèi)因此相對不容易發(fā)生氧化[20]。

附表　飼糧中添加裂殖壺菌對雞蛋中DHA含量的影響

裂殖壺菌藻粉中還含有數(shù)種類胡蘿卜素，其中β-胡蘿卜素和角黃素最為豐富，這些物質(zhì)在家禽體內(nèi)不能合成，只能來源于飼料，隨著機體不斷地攝入這些物質(zhì)，類胡蘿卜素不斷地沉積到蛋黃中，使蛋黃顏色不斷加深，從淡黃色轉(zhuǎn)變成橘紅色，約1周可達到穩(wěn)定，表明類胡蘿卜素可轉(zhuǎn)移到蛋黃中[21]。這也增強了雞蛋的品質(zhì)。因此在禽類的飼糧中添加裂殖壺菌生產(chǎn)DHA雞蛋已成為一種趨勢。

3　小結(jié)

DHA因具有預防心腦血管疾病、防治癌癥、抑制發(fā)炎以及預防老年癡呆等作用而備受關注。通過科學技術手段生產(chǎn)富含DHA的畜禽產(chǎn)品也已成為世界各國畜牧行業(yè)的重要課題。裂殖壺菌作為一種能在異養(yǎng)條件下培養(yǎng)，易于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的富含DHA的藻類逐漸被關注。

近年來，大量的研究表明，裂殖壺菌作為飼料添加劑無論在水產(chǎn)還是畜禽養(yǎng)殖業(yè)中都能有很好的生產(chǎn)效果。但是在我國關于裂殖壺菌飼料添加劑的發(fā)展較晚，尚處于起步階段。且一些裂殖壺菌潛在的生理功能及DHA在雞蛋中的沉積規(guī)律還未研究透徹。但可以預見，隨著裂殖壺菌的研究增多，隨著這些問題的解決，裂殖壺菌的應用將會更廣泛。

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Application of the DHA-enrichedSchizochytriumin Animal Husbandry

CHEN Xiuli,MIN Hongyan,DENG Puyuan,ZHOU Shifeng,SHE Tong
（Hanzhong Disease Control and Prevention Center of Shaanxi Province,Hanzhong 723000,Shaanxi China）

As a long-chain polyunsaturated fatty acids,DHA has an important role on human health.Schizochy?trium is a kind of marine fungus,which has abundant DHA,had been widely used in livestock production as feed additives.This paper reviewed the biological activity of DHA,the purpose of the Schizochytrium application in the animal production.

DHA;Schizochytrium;animal husbandry

S816.7；Q547

A

1001-0084（2016）06-0028-04

2016-04-14

陳秀麗（1988-），女，吉林敦化人，碩士，助理畜牧師，主要從事飼料檢驗。