檸檬酸的生物學(xué)特性及其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用綜述

黃金華　寧國信

摘要：為水產(chǎn)養(yǎng)殖科研和生產(chǎn)提供參考，把國內(nèi)外對檸檬酸應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的研究相關(guān)成果從檸檬酸的生物學(xué)特性、檸檬酸對魚蝦生理功能的影響及其作用機理、適宜用量及有待加強研究的內(nèi)容等方面進行綜述。結(jié)論：檸檬酸對魚蝦具有多種生理功能；對于魚類和蝦類，檸檬酸的添加量范圍分別為0.2%～5%和0.2%～0.3%，但檸檬酸的最適宜添加量與魚蝦種類、生長階段、飼養(yǎng)環(huán)境和日糧組成有關(guān)；檸檬酸在水產(chǎn)動物中的應(yīng)用尚需作更為深入的研究。

關(guān)鍵詞：檸檬酸；生物學(xué)特性；水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用

中圖分類號：S511.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-4374（2016）03-0059-05

檸檬酸（citric aeid）是一種初級代謝產(chǎn)物促生長劑，常作為飼料酸化劑和誘食劑。已有研究表明，它對水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的生長有多方面的影響。為了使水產(chǎn)養(yǎng)殖科研和生產(chǎn)者對檸檬酸在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用有個全面了解，下面把國內(nèi)外對檸檬酸應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的研究相關(guān)成果綜述如下，供參考。

1 檸檬酸的生物學(xué)特性

檸檬酸，又稱枸櫞酸，化學(xué)名為2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸，呈無色或者白色結(jié)晶顆?；蚍勰?，吸濕性較強，易溶于水和酒精，難溶于乙醚、苯、氯仿等，無臭，酸味強烈，但柔和爽口，是一種重要的有機酸。檸檬酸分子中含有3個羧基，是一種作用力很強的金屬離子螯合劑、抗氧化劑、抗氧化劑增效劑、防腐劑，可有效抑制細(xì)菌增殖。天然的檸檬酸存在于所有動、植物中，但在檸檬、橘汁及成熟果實中含量最豐富，而工業(yè)化生產(chǎn)的檸檬酸主要由黑曲霉和酵母發(fā)酵淀粉類原料而得。

檸檬酸是機體內(nèi)三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，參與三大物質(zhì)的氧化分解過程，參與機體能量代謝。在機體三羧酸循環(huán)中，檸檬酸由檸檬酸合成酶催化乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化而來。轉(zhuǎn)化而來的檸檬酸或者從食物來的檸檬酸進入細(xì)胞線粒體后，在烏頭酸酶、Fe²⁺、異檸檬酸脫氫酶作用下，生成大量ATP，直接為機體提供大量的能量，促進機體生長發(fā)育。因此，檸檬酸又被稱為初級代謝產(chǎn)物促生長劑同。

2 檸檬酸對魚蝦生理功能的影響及其作用機理

研究表明，檸檬酸作為一種飼料酸化劑和魚蝦誘食劑，能夠提高鯉魚（Cyprinus carpio）、草魚（Ctenopharyngodon idellus）、羅非魚（OreochromisniloticusxO.aureus）、鯽（Carassius auratus）、南亞野鯪（Hamilton）、真鯛魚（Pagrus major）、黃尾魚（Seriola uinqueradiata）、虹鱒魚（On-corhynchus mykiss）和歐洲鰉（Huso huso）、中國對蝦（Fenneropenaeus chinensis）、凡納濱對蝦（zitopenaeus vannamei）的飼料轉(zhuǎn)化率，促進健康生長，降低飼料成本，增加經(jīng)濟效益。究其原因，一方面，檸檬酸是一種初級代謝產(chǎn)物有機酸，本身含有能量，并且可以直接進入三羧酸循環(huán)，產(chǎn)生ATP能量供機體生長的需要；另一方面，檸檬酸具有酸化飼料、保護飼料品質(zhì)、提高飼料風(fēng)味和適口性、提高魚蝦的攝食量、降低魚蝦消化道pH、提高消化酶活性、提高魚蝦免疫功能和抗應(yīng)激作用、提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率等生理功能。

2.1 保護飼料品質(zhì)。提高魚蝦的攝食量

檸檬酸常被作為飼料防霉抗氧化劑使用。檸檬酸作為一種抗氧化劑，可以螯合飼料中起促氧化劑作用的金屬離子，清除超氧陰離子，切斷脂質(zhì)氫過氧化物反應(yīng)，從而保護飼料的品質(zhì)。檸檬酸是一種有機酸，可以酸化飼料，降低飼料的pH，防止飼料被有害病菌污染，發(fā)揮抗菌殺菌作用。有研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸對常見水產(chǎn)病原菌：副溶血弧菌、嗜水氣單胞菌、熒光假單胞菌具有持續(xù)抑制作用。飼料經(jīng)過檸檬酸酸化后喂食，可以減少魚蝦類被病原微生物侵襲機會，保護魚蝦健康；同時，檸檬酸是一種很好的食品風(fēng)味劑，添加到飼料中，飼料味道得到改善，適口性提高；檸檬酸可以直接作用于魚蝦味蕾細(xì)胞，增強魚蝦食欲，加快魚蝦的采食速度，減少飼料溶失，提高魚蝦飼料的攝食量。

2.2 降低魚蝦消化道pH，提高消化酶活性

飼料經(jīng)過檸檬酸酸化后，進入魚蝦消化道，可以降低消化道的pH，激活魚蝦胃腸道的蛋白酶活性，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。有研究表明，飼料中添加檸檬酸可以提高羅非魚的胃蛋白酶、胰蛋白酶和腸蛋白酶活性；提高草魚腸道和肝胰臟蛋白酶活性；提高肝胰臟脂肪酶和淀粉酶活性；可以提高凡納濱對蝦的腸蛋白酶活性。

2.3 提高魚蝦免疫功能和抗應(yīng)激作用

飼料中添加檸檬酸可以提高魚蝦的免疫功能和抗應(yīng)激作用。尚衛(wèi)敏等（2011年）報道，飼料中添加檸檬酸顯著提高草魚血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和溶菌酶活性，降低血清丙二醛含量。Su等（2014年）研究發(fā)現(xiàn)，添加檸檬酸顯著提高了對蝦血清的酚氧化酶、超氧化物歧化酶和溶菌酶的活性，有效抑制溶藻弧菌的感染。檸檬酸提高魚蝦的免疫功能和抗應(yīng)激作用的機理可能是：（1）Cu、Zn等是抗氧化酶的活性中心，檸檬酸能與一些礦物元素形成一種生物效價高的螯合物促進它們的吸收和保留，從而使得抗氧化酶的活性得以提高；（2）檸檬酸具有抗氧化功能；（3）檸檬酸充當(dāng)免疫刺激輔助因子激活酚氧化酶原系統(tǒng)；（4）檸檬酸本身即是機體三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，形成能量的途徑比葡萄糖短，在應(yīng)激狀態(tài)下可用于ATP的緊急合成，提高機體的非特異性免疫力和抗應(yīng)激能力。

2.4 提高礦物質(zhì)吸收率，減少水體環(huán)境污染

魚粉是魚飼料蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的主要來源，但是魚類對其中的礦物質(zhì)利用率并不高。因此，為了滿足魚類生長的需要，必須額外添加礦物質(zhì)，同時減少礦物質(zhì)的排泄量，以免對水體環(huán)境造成污染。研究發(fā)現(xiàn)，在南亞野鯪（Hamilton）、鯉魚（Cyprinus car-pio L）、真鯛魚（Pagrus major）、黃尾魚（Seriola quin-queradiata）、虹鱒魚（Oncorhynchus mykiss）和歐洲鰉（Huso huso）等魚的日糧中，添加適量的檸檬酸均可顯著提高礦物質(zhì)在魚體中的沉積，減少排泄量，防止養(yǎng)殖水富營養(yǎng)化，減少水體環(huán)境的污染。檸檬酸提高礦物質(zhì)在魚體內(nèi)的沉積的機理可能是：（1）檸檬酸降低小腸中的pH，促進飼料中礦物質(zhì)的溶解；（2）檸檬酸能夠結(jié)合小腸中各種陽離子，充當(dāng)螯合劑促進小腸對礦物質(zhì)的吸收。

2.5 實現(xiàn)黃豆粉代替魚粉，降低飼料成本

通常情況下，魚蝦對蛋白質(zhì)的質(zhì)量要求比較高，魚粉是魚蝦飼料主要的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，但魚粉資源緊缺，市場價格高。于是，人們把注意力轉(zhuǎn)向資源豐富、價廉的植物源蛋白。而黃豆粉具有資源豐富、粗蛋白含量高、P含量比魚粉低的優(yōu)點而成為有潛力的魚粉替代品，因此用黃豆粉代替魚粉的研究成為熱點。但研究發(fā)現(xiàn)，黃豆粉含有抗?fàn)I養(yǎng)因子——植酸，使得黃豆粉在肉食性魚的日糧中的需要量很大，并且黃豆粉中的60%-70%的P是和植酸結(jié)合在一起的，像單胃動物一樣，肉食性魚體內(nèi)缺乏溶解植酸中的P的酶，這使得黃豆粉中的P和其它礦物質(zhì)如zn、Mg、Ca一樣，利用率大大下降。但是如果以黃豆粉部分代替魚粉，同時添加適量的檸檬酸，即使不添加無機磷，同樣可以取得與單純使用魚粉為蛋白源一樣的甚至更高的飼養(yǎng)效果，魚粉被替代的量可達70%，大大降低了飼料成本。其機理是：檸檬酸促使日糧釋放出足夠的有效磷供魚生長之需。

3 檸檬酸在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用上的適宜用量及有待加強研究的內(nèi)容

3.1 檸檬酸的適宜用量

大量研究證明，飼料中添加檸檬酸能夠提高飼料轉(zhuǎn)化率和魚蝦生長性能，但是必須注意適宜用量。研究表明，檸檬酸對羅非魚的適宜添加量為0.3%，對異育銀鯽為0.2%，對鯉魚為0.2%；在以黃豆粉替代部分魚粉的歐洲鰉飼料中檸檬酸的添加量為3%。飼料中添加0.21%檸檬酸顯著提高草魚幼魚的增重率、特定生長率，降低飼料系數(shù)。在未補充無機磷、用植物蛋白部分代替魚粉的日糧中添加0.5%CA顯著提高磷在黃尾魚稚魚中的沉積，減少磷的排泄，70%的魚粉可以被植物蛋白替代掉，從而減少水產(chǎn)飼料對環(huán)境的污染。在用植物蛋白部分代替魚粉（魚粉含量為35%）的真鯛稚魚日糧里，檸檬酸的適宜添加量為1%；而在以魚粉為基礎(chǔ)的真鯛稚魚日糧中，檸檬酸的適宜添加量為3%。對于虹鱒魚來說，在稚魚階段，在低魚粉、不額外添加無機磷的日糧中檸檬酸的適宜添加量為1%，添加量達3%時，并不能提高稚魚的生長發(fā)育，而對于體重大于256.4g的虹鱒魚，檸檬酸的適宜添加量可高達5%，而這個水平的檸檬酸明顯使體重大于149.7g的金魚的攝食量下降，添加2%檸檬酸才不會影響金魚的攝食。在以植物為基礎(chǔ)的南亞野鯪稚魚日糧里添加3%檸檬酸顯著提高植酸酶對礦物質(zhì)的生物利用率。但是添加2%和4%的檸檬酸對革胡子鯰無明顯促生長作用。檸檬酸對中國對蝦的適宜用量為0.2%，對凡納濱對蝦為0.2%-0.3%。由上述可見，對于魚類和蝦類，檸檬酸的添加量范圍分別為0.2%-5%和0.2%-0.3%。但檸檬酸的最適宜添加量與魚蝦種類、生長階段、飼養(yǎng)環(huán)境和日糧組成有關(guān)。因此，在水產(chǎn)養(yǎng)殖的實際生產(chǎn)中，要針對具體的養(yǎng)殖品種、生長階段、飼料原料資源、日糧組成、飼養(yǎng)環(huán)境等因素，開展養(yǎng)殖試驗獲得適宜添加量后，再推廣應(yīng)用，切忌生搬硬套、隨意添加。

3.2 有待加強研究的內(nèi)容

（1）檸檬酸對蝦類的影響研究還很少，應(yīng)加強檸檬酸在蝦類日糧中的應(yīng)用研究。

（2）要加強檸檬酸對魚蝦腸道的微生態(tài)影響的研究。研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸具有促進畜禽腸道菌群健康的作用，而對水產(chǎn)動物腸道微生態(tài)的影響還缺乏相應(yīng)研究。

（3）要加強檸檬酸對魚蝦免疫功能和抗應(yīng)激的影響研究。檸檬酸具有抗氧化劑功能，但對魚蝦免疫功能和抗應(yīng)激的影響研究極少。

（4）加強檸檬酸與其它營養(yǎng)物質(zhì)、添加劑的協(xié)同作用研究。研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸與抗生素、Cu、益生素等有一定的互作效應(yīng)，合用時效果更好。檸檬酸又是抗氧化劑的增效劑，而一些維生素，如維生素E、C，是魚蝦的必需營養(yǎng)物質(zhì)，又是機體內(nèi)最主要的生物抗氧化劑。檸檬酸和它們可能存在相互作用，共同保護和促進動物健康生長發(fā)育。因此要加強這方面的研究。

（5）加強檸檬酸對水產(chǎn)動物的毒性研究。盡管檸檬酸是機體初級代謝產(chǎn)物，相對較安全。但是有研究表明，檸檬酸會損傷小鼠的肝臟，降低小鼠肝臟和睪丸組織的過氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，損害大鼠的腎功能，使家兔睪丸組織發(fā)生病變。而檸檬酸對水產(chǎn)動物的毒性研究還不見報道，應(yīng)加強這方面的研究，使檸檬酸在安全范圍內(nèi)發(fā)揮作用。

4 小結(jié)

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，檸檬酸對魚蝦具有多種生理功能。對于魚類和蝦類，檸檬酸的添加量范圍分別為0.2%-5%和0.2%-0.3%。但檸檬酸的最適宜添加量與魚蝦種類、生長階段、飼養(yǎng)環(huán)境和日糧組成有關(guān)。檸檬酸在水產(chǎn)動物中的應(yīng)用尚需作更為深入的研究。