流加－連續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻營養(yǎng)成分分析＊

蘭 嵐，王巧晗，赫 勇，劉 巖，宮慶禮

（中國海洋大學水產學院藻類學與藻類養(yǎng)殖研究室，山東青島266003）

筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）隸屬于硅藻門（Bacillariophyta），殼縫綱（Bacillariphyceae），殼縫亞綱（Bacillariphycidace），硅藻目（Bacillariales），硅藻科（Bacillariaceae），筒柱藻屬（Cylindrotheca）。它是一種菱形的底棲硅藻，在剛退潮的海泥表面可見，呈一層深黃色類似油狀的物質，具有易培養(yǎng)、耐污染、易收獲等優(yōu)點［1］。在水產養(yǎng)殖業(yè)中，海產底棲硅藻是匍匐型貝類（如鮑、蠑螺）和埋棲型貝類（如縊蟶、泥蚶）以及底棲動物海參、海膽等名貴水產動物苗種的重要餌料，在鮑魚育苗中體長5 mm以下的稚鮑以及海參育苗中體長2 mm以下的稚參都以底棲硅藻為主要開口餌料［2］，因此優(yōu)良底棲硅藻餌料對海洋經濟動物的苗種生產具有十分重要的意義。國內外對筒柱藻營養(yǎng)成分的研究都是圍繞脂肪酸的組成開展的。國外學者Dustan等［3］和Tan等［4］對其脂肪酸組成進行了測定。國內，梁英等學者研究了不同培養(yǎng)基對筒柱藻的生長和脂肪酸組成的影響［1］，并且對筒柱藻屬不同株總脂含量進行了分析比較［5］。但是對于筒柱藻的全面營養(yǎng)成分分析至今未有報道。隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，筒柱藻作為重要的經濟養(yǎng)殖動物的餌料已在生產實踐中得到了廣泛的應用。隨著流加－連續(xù)培養(yǎng)模式的建立，可以提供大量的筒柱藻藻細胞，使對其進行進一步的營養(yǎng)成分分析成為可能。本研究是在規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)筒柱藻的基礎上，對筒柱藻的營養(yǎng)成分進行了全面分析，包括主要營養(yǎng)成分、氨基酸和脂肪酸的組成及含量，為筒柱藻作為經濟水產動物苗種餌料的實用性提供基礎的理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料 筒柱藻樣品由青島七好生物科技有限公司規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)生產，生產日期為2010年12月22日，再經冷凍干燥法處理后獲得樣品質量為200 g。

1.1.2 筒柱藻規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)條件

生物反應器：封閉式圓柱狀培養(yǎng)袋，直徑20 cm，高180 cm，懸掛式培養(yǎng)；充氣口在反應器底部；進液口、排液口同在反應器上部側面，但排液口位置低于進液口，藻液自動由排液口溢出。

海水：自然海水經沉淀、砂濾、高溫消毒，冷卻后使用，水溫（26±3）℃，鹽度30。海水以恒定速率0.25 L／h流入反應器。

光照：白天為（經玻璃鋼瓦透射后的）自然光，夜間為間歇性光照，光照時間及間隔均為1 h，光照強度為65μmol·m－2·s－1左右。

營養(yǎng)液：采用conway配方［6］。

充氣：24 h充氣，并按5%比例添加CO2。

流加－連續(xù)培養(yǎng)模式：即在連續(xù)培養(yǎng)的基礎上，為了既能滿足藻類的營養(yǎng)需求，又不使過量的營養(yǎng)液產生營養(yǎng)脅迫作用，將營養(yǎng)液的添加速度由恒速改為變速，即以培養(yǎng)體系中的營養(yǎng)液濃度為依據(jù)來調節(jié)營養(yǎng)液的添加速度。培養(yǎng)中營養(yǎng)液的加入與海水一樣，均由進液口加入；但不同于海水，營養(yǎng)液是每3 h添加1次，添加量按照conway配方要求，為0.75 L海水應添加量。

1.2 方法

1.2.1 筒柱藻樣品的主要成分測定 筒柱藻樣品的水分含量的測定采用GB／T6435－2006［7］；粗蛋白含量的測定采用GB／T6432－1994［8］；鹽分含量的測定采用GB／T6439－2007［9］；粗灰分含量的測定采用GB／T6438－2007［10］；粗脂肪含量的測定采用GB／T6433－2006［11］；粗纖維含量的測定采用GB／T6434－2006［12］；碳水化合物的含量為減差法，即100－（水分＋蛋白質＋脂肪＋灰分）［13］。

1.2.2 筒柱藻樣品的氨基酸組成的測定 18種氨基酸的測定方法為GB／T18246－2000［14］。

1.2.3 筒柱藻樣品的脂肪酸組成的測定 脂肪酸測定方法為GB／T21514－2008［15］。

2 結果

2.1 筒柱藻的主要營養(yǎng)成分

經測定分析，藻體水分含量為（11.71±0.05）%，鹽分含量為（22.32±0.30）%（未進行脫鹽處理）。筒柱藻的主要營養(yǎng)成分見表1，碳水化合物含量為干重的（40.69±0.40）%，粗灰分含量為（15.10±0.81）%。有機物占干重的（59.62±0.41）%，其中粗蛋白含量為（31.96±0.58）%，粗脂肪含量為（12.25±0.19）%，而粗纖維含量較低僅有（0.85±0.01）%。

表1 規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻的主要營養(yǎng)成分（g／100g干品）Table 1 The nutrient composition of Cylindrotheca fusiformis under Fed－Batch－Continuous culture（g／100g DW）／%

2.2 筒柱藻的氨基酸組成和含量

筒柱藻的氨基酸組成和含量見表2，所測定的18種氨基酸總量為26.60 g／100g干品，占粗蛋白的83.23%；其中必需氨基酸（EAA）為（9.84±0.23）%。必需氨基酸（EAA）與非必需氨基酸（NEAA）的比值為0.59。18種氨基酸中谷氨酸、天門冬氨酸、精氨酸、亮氨酸等含量很高，其中谷氨酸與天門冬氨酸之和為（6.90±0.09）%，是非必需氨基酸中的主要組成部分。呈味氨基酸中的谷氨酸、天門冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、蛋氨酸，占氨基酸總量的（13.46±0.20）%。

表2 規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻中氨基酸組成和含量（g／100g干品）Table 2 The amino acid composition of Cylindrotheca fusiformis under Fed－Batch－Continuous culture（g／100g DW）

2.3 筒柱藻的脂肪酸組成和含量

筒柱藻中脂肪酸的組成和含量見表3，其中C14∶0、C16∶0、C16∶1、C20∶5n3（EPA）含量較高，分別為（6.14±0.21）mg／g、（13.36±0.10）mg／g、（13.44±0.11）mg／g、（19.43±0.17）mg／g。EPA所占的含量最高，而DHA（C22∶6n3）含量相對較低，僅為（1.36±0.20）mg／g干品，EPA是DHA的14.39倍。

表3 規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻的脂肪酸組成和含量（mg／g干品）Table 3 The fatty acid composition of Cylindrotheca fusiformis under Fed－Batch－Continuous culture（mg／g DW）

3 討論

規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻其粗灰分含量占干重的15.10%。粗纖維含量較低，僅為0.85%。粗蛋白含量較高，達到31.96%。高含量的蛋白質，是滿足水產動物幼體營養(yǎng)需求的重要指標［16］。筒柱藻所含的氨基酸種類齊全，在所測定的18種氨基酸中，必需氨基酸（EAA）占粗蛋白的30.79%，呈味氨基酸占粗蛋白的42.12%。由于呈味氨基酸含量較高，因此筒柱藻具有濃郁的海藻鮮味，可作為誘食劑，可能還是良好的海鮮調味品。規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻其粗脂肪含量為12.25%。在微藻的脂肪酸組成研究中，對硅藻的研究比其它藻類更全面，因為硅藻很早就用在養(yǎng)殖上作為育魚蝦貝苗的植物性餌料［17］。常用于水產動物餌料的硅藻主要有三角褐指藻、牟氏角毛藻和新月菱形藻等，這3種藻的脂肪酸含量分別占其干重的11.60%、14.72%、8.80%［20］。筒柱藻的脂肪酸含量與這幾種硅藻相近。筒柱藻的主要脂肪酸分別為C14∶0、C16∶0、C16∶1、C20∶5（n－3），占總脂肪酸的42.7%，與Dunstan等研究［4］的結果相同。主要的多不飽和脂肪酸是EPA為15.8%和C20∶4（n－6）為3.7%，與梁英等［6］的研究結果基本一致。DHA含量較低，僅為1.1%。與三角褐指藻、牟氏角毛藻和新月菱形藻相比［20］，筒柱藻還含有C22∶4（n－6）、C24∶0、C24∶1。規(guī)?；骷樱B續(xù)培養(yǎng)的筒柱藻保持著豐富的營養(yǎng)成分，是一種優(yōu)良的水產動物苗種餌料。隨著對筒柱藻的研究日益深入，其味道濃厚、營養(yǎng)價值高、易培養(yǎng)、易收獲等優(yōu)點，將在環(huán)境、工業(yè)、食品等其他領域得到進一步的開發(fā)。

［1］ 梁英，麥康森，孫世春，等.不同培養(yǎng)基對筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）生長及脂肪酸組成的影響［J］.海洋湖沼通報，2000，1：60－67.

［2］ 湯寧.8種底棲硅藻生化成分的研究［D］.大連：大連理工大學，2008：2－3.

［3］ Dunstan G A，Volkman J K，Barrett S M，et al.Essential polyunsaturated fatty acids from 14 species of diatom［J］.Phytochemistry，1994，35（1）：155－161.

［4］ Tan C K，Johns M R.Screening of diatoms for heterotrophic eicosapentaenoic acid production［J］.Journal of Applied Phycology，1996，8：59－64.

［5］ 梁英，麥康森，孫世春，等.對筒柱藻屬33株總脂含量及脂肪酸組成的比較研究［J］.青島海洋大學學報：自然科學版，1999，29（3）：457－462.

［6］ Walne，P.R.Experiments in the large－scale culture of the larvae of Ostrea edulis L［J］.Fish Investigation，1966，25（4）：53.

［7］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T6435－2006飼料中水分和其他揮發(fā)性物質含量的測定［S］.北京：中國標準出版社，2007.

［8］ 國家技術監(jiān)督局.GB／T6432－1994飼料中粗蛋白測定方法［S］.北京：中國標準出版社，1995.

［9］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T6439－2007飼料中水溶性氯化物的測定［S］.北京：中國標準出版社，2007.

［10］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T6438－2007飼料中粗灰分的測定［S］.北京：中國標準出版社，2007.

［11］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T6433－2006飼料中粗脂肪的測定［S］.北京：中國標準出版社，2006.

［12］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T6434－2006飼料中粗纖維的含量測定［S］.北京：中國標準出版社，2006.

［13］ 吳平等，周禮聰，唐木璉，等.食品分析［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1983：131.

［14］ 國家技術監(jiān)督局.GB／T18246－2000飼料中氨基酸的測定［S］.北京：中國標準出版社，2001.

［15］ 中國國家標準化管理委員會.GB／T21514－2008飼料中脂肪酸的含量測定［S］.北京：中國標準出版社，2008.

［16］ 錢雪橋，崔奕波，解綬啟，等.養(yǎng)殖魚類飼料蛋白需要量的研究進展［J］.水生生物學報，2002，26（4）：400－416.

［17］ 李荷芳，周漢秋.海洋微藻脂肪酸組成的比較研究［J］.海洋與湖沼，1999，30（1）：34－40.