紫蛇尾的生化成分及作為飼料原料對刺參幼參生長和存活的影響

姜森顥 梁峻 孫欣

(大連獐子島漁業(yè)集團(tuán)股份有限公司海洋生物技術(shù)研發(fā)中心，遼寧大連116503)

紫蛇尾(Ophiopholis mirabilis Duncan,1879)屬于棘皮動物門(Echinodermata)，蛇尾綱(Ophiuroidea)。全世界現(xiàn)生蛇尾綱動物約2 000種，分布于從潮間帶到6 000 m海底的各大洋中，營底棲集群生活，在砂質(zhì)、石質(zhì)和珊瑚礁環(huán)境中生物量最為豐富，在寒帶海洋和泥質(zhì)底質(zhì)環(huán)境中數(shù)量很少。紫蛇尾在我國主要分布于黃海中、北部，以大連、煙臺和青島外海分布量最大；刺參(Apostichopus japonicus)屬于棘皮動物門(Echinodermata)、海參綱(Holothuroidea)，主要分布于西太平洋北部，包括中國黃渤海海域、俄羅斯東部沿岸、日本和韓國沿岸。在日本，刺參按體色可分為3個(gè)品系：紅刺參、青刺參和黑刺參，紅刺參棲息在沙礫底質(zhì)的近海，青刺參和黑刺參棲息在沙泥底質(zhì)的近岸。2010年中國刺參產(chǎn)量10萬噸，產(chǎn)值達(dá)200億元，刺參已經(jīng)成為我國最重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一。

國內(nèi)外學(xué)者對蛇尾和海參的研究主要包括資源分布、生理生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)與再生以及生化成分和醫(yī)藥應(yīng)用等方面。關(guān)于紫蛇尾生化成分的研究較少，刺參營養(yǎng)與飼料的研究較多，但以紫蛇尾為飼料原料進(jìn)行刺參養(yǎng)殖的科學(xué)研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)分析了紫蛇尾的生化成分，探尋了將紫蛇尾作為飼料原料進(jìn)行刺參養(yǎng)殖的可行性，為蛇尾資源的開發(fā)利用和海參飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料的來源與規(guī)格

試驗(yàn)用紫蛇尾于2011年8月采集于遼寧長山群島獐子島附近海域，平均體質(zhì)量(0.64±0.19)g；刺參為大連獐子島漁業(yè)集團(tuán)廣鹿基地海上生態(tài)繁育的一齡幼參，初始體質(zhì)量(2.77±0.20)g。

1.2 飼養(yǎng)試驗(yàn)用飼料

試驗(yàn)飼料以鼠尾藻、海泥、紫蛇尾和牡蠣殼為主要原料。鼠尾藻和牡蠣殼采自獐子島沿岸，海泥和蛇尾取自獐子島附近海域。各原料經(jīng)烘干，超微粉碎(200目以上)后，再混勻制成粉料。飼料原料配比與營養(yǎng)成分見表1。

1.3 飼養(yǎng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

飼養(yǎng)試驗(yàn)開始前，先將刺參幼參置于玻璃鋼水槽（3 m3）中進(jìn)行10 d的馴化。馴化期間每天投喂一次對照組飼料，過量投喂。馴養(yǎng)結(jié)束后，將試驗(yàn)刺參隨機(jī)置于18個(gè)規(guī)格為70 cm×65 cm×70 cm的玻璃鋼水槽中，每個(gè)水槽30頭刺參。試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)投喂處理（A、B、C、D、E和F），分別添加0%（對照組）、1%、2.5%、5%、10%和15%的紫蛇尾（干粉）（飼料配方見表1），每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，飼養(yǎng)試驗(yàn)為期4周。試驗(yàn)期間，每天換水、投餌一次，日投喂量按幼參體重的8%計(jì)算。每兩周測定一次刺參體重，并統(tǒng)計(jì)其存活率，調(diào)整投喂量。試驗(yàn)用水為經(jīng)過沉淀、砂濾的天然海水；試驗(yàn)過程中持續(xù)充氣；光照周期12L∶12D。

表1 飼料原料的組成與營養(yǎng)成分

1.4 紫蛇尾及飼料樣品的生化成分分析

紫蛇尾及飼料樣品的水分采用直接干燥法（GB/T 5009.3—2010）測定；灰分采用高溫灼燒法（GB/T 5009.4—2010）測定；粗蛋白采用凱氏定氮法（GB/T 5009.5—2010）測定；粗脂肪采用索氏抽提法（GB/T 5009.6—2003）測定；總糖采用苯酚-硫酸法測定；飼料樣品總能用PARR 1281氧彈熱量計(jì)測定。

紫蛇尾樣品氨基酸的測定：精確稱取冷凍干燥樣品20 mg，加入6 mol/l鹽酸進(jìn)行水解等處理后，用Biochrom 30氨基酸自動分析儀測定(GB/T 5009.124—2003)。色氨酸的測定：分光光度法(GB/T 15400—1994),對樣品進(jìn)行脫脂處理后，風(fēng)干、混勻，用Spectrum SD-754紫外分光光度計(jì)測定。脂肪酸的測定：稱取冷凍干燥樣品0.2 g于10 ml帶塞刻度試管中,經(jīng)皂化(1 mol/l KOH/甲醇，2 ml)、甲酯化(2 mol/l HCl/甲醇，4 ml)等處理后，用Agilent 6890+氣相色譜儀測定。無機(jī)元素的測定:火焰原子吸收分光光度法(GB 17378—2007),取鮮凍蛇尾樣品0.5 g左右于微波消解罐中,加入3 ml硝酸和2 ml過氧化氫，加熱板預(yù)處理，于微波消解儀內(nèi)消解至溶液澄清，定容至10 ml后，用SOLAAR M6火焰-石墨爐原子吸收光譜儀測定。

1.5 計(jì)算公式與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

鮮樣中某種營養(yǎng)成分含量（%）=干樣中該營養(yǎng)成分含量×(1-水分含量/100)；

氨基酸分（%）（AAS）=待評蛋白質(zhì)中氨基酸含量(mg/g pro)/參考蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg/g pro)×100;

化學(xué)分(%)(CS)=待評蛋白質(zhì)中氨基酸含量(mg/g pro)/雞蛋蛋白中同種氨基酸含量(mg/g pro)×100；

特定生長率（SGR）（%/d）=（lnWt-lnWt-1）/△t×100。式中：P——試驗(yàn)刺參的次級生產(chǎn)量(g/月)；

Nt——調(diào)查時(shí)間t時(shí)的存活數(shù)量(頭)；

△W——為調(diào)查間隔期間的個(gè)體平均增重(g)；

Nt△W——各階段的生物量增長(g)。

SGR——特定生長率(%/d)；

Wt——調(diào)查時(shí)間t時(shí)的體質(zhì)量(g)；

Wt-1——調(diào)查t-1時(shí)的體質(zhì)量(g)；

△t——兩次調(diào)查時(shí)間間隔(d)。

采用統(tǒng)計(jì)軟件IBM SPSS Statistics 19.0對不同飼料組數(shù)據(jù)(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)進(jìn)行方差分析，Duncan's法多重比較檢驗(yàn)差異顯著性，以P＜0.05作為各處理間顯著差異的標(biāo)志。

2 結(jié)果

試驗(yàn)期間水溫變化為18.8～22.9℃，鹽度31.38±0.11，pH值7.93±0.12，溶氧(6.17±0.32)mg/l，總氨氮＜0.4 mg/l。

2.1 紫蛇尾的生化成分（見表2～表6）

表2 紫蛇尾一般營養(yǎng)成分含量(%)

表3 紫蛇尾的氨基酸含量(%)

表4 紫蛇尾必需氨基酸組成的評價(jià)

由表3可知,紫蛇尾中共檢出16種氨基酸,總含量(14.28±0.49)%。其中,谷氨酸含量較高[(1.96±0.09)%]、纈氨酸次之[（1.67±0.08）%]，組氨酸含量較低[(0.32±0.03)%]。必需氨基酸、呈味氨基酸和藥效氨基酸的含量分別占氨基酸總含量的(41.00±0.31)%、(45.75±0.38)%和(43.50±0.85)%。由表4可知，紫蛇尾所含必需氨基酸的氨基酸分和化學(xué)分除纈氨酸外均小于100。在FAO/WHO模式(AAS)與化學(xué)評分模式(CS)下，紫蛇尾第一限制氨基酸均為甲硫氨酸，第二限制氨基酸均為亮氨酸。

由表5可知，試驗(yàn)檢出并標(biāo)定紫蛇尾主要脂肪酸8種。其中，飽和脂肪酸（SFA）3種，單不飽和脂肪酸(MUFA)2種，多不飽和脂肪酸(PUFA)3種。SFA、MUFA和PUFA分別占脂肪酸總量的(42.71±2.14)%、(16.38±1.75)%和(40.91±1.31)%；在標(biāo)定的脂肪酸中，EPA相對含量最高，C18∶2相對含量最低。

由表6可知,在測定的12種無機(jī)元素中,紫蛇尾Ca含量較高[(121 590.1±2 528.4)mg/kg]、Mg[(17 020.0±2 088.6)mg/kg]、Fe[（1 613.1±10.1）mg/kg]、Al[（756.67±89.07）mg/kg]次之，Co[(0.33±0.06)mg/kg]、As[(0.28±0.06)mg/kg]含量較低。

表5 紫蛇尾脂肪酸的組成與含量(%)

2.2 刺參的生長與存活

表7是試驗(yàn)期間在添加不同比例蛇尾飼料原料條件下，刺參幼參體重(Wt)、特定生長率(SGR)、次級生產(chǎn)量(P)和存活率(SR)的變化情況。結(jié)果表明：A組(對照組)試驗(yàn)刺參Wt顯著小于D、E和F組(P＜0.05)；D、E、F組的SGR顯著大于B組(P＜0.05)；A、B組次級生產(chǎn)量(P)顯著小于D、E和F組（P＜0.05）；上述參數(shù)在D、E和F組之間的差異并不顯著（P＞0.05）；試驗(yàn)刺參存活率在各處理組之間亦無明顯差異（P＞0.05）。

3 討論

3.1 紫蛇尾的生化成分

紫蛇尾一般營養(yǎng)成分中除水分外，灰分含量最高，粗蛋白、總糖次之，粗脂肪含量最低。這一結(jié)果與其它的研究結(jié)果相一致。紫蛇尾體內(nèi)的水分和粗脂肪含量低于刺參、馬氏珠母貝(Pteria martensii)、海灣扇貝(Argopectens irradias)和大黃魚(Larimichthys crocea)等水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物以及豬肉、雞蛋等主要畜禽產(chǎn)品。粗蛋白和總糖含量除低于刺參、馬氏珠母貝和海灣扇貝外，也低于金氏真蛇尾（Ophiura kinbergi）和大西洋鮭（Salmo Salar）等；而灰分含量卻遠(yuǎn)高于上述所有水產(chǎn)動物，這主要是由紫蛇尾特殊的網(wǎng)狀骨骼結(jié)構(gòu)所致。

表7 添加不同比例紫蛇尾飼料對刺參的生長性能的影響

紫蛇尾中共檢出16種氨基酸。其中，必需氨基酸的含量低于刺參體壁、梅花參(Thelenota ananas)和羅氏海盤車(Asterias rollestoni)高于金氏真蛇尾等棘皮動物；呈味氨基酸含量占氨基酸總量近46%，這保證了其作為飼料原料的誘食性和適口性；紫蛇尾中谷氨酸含量最高，而谷氨酸具有促進(jìn)人體紅細(xì)胞生成、改善與維持大腦功能的生理作用，是治療神經(jīng)衰弱和記憶力減退的有效成分。按照FAO/WHO的評價(jià)模式（AAS），紫蛇尾的必需氨基酸分在65～172之間（見表4），這一得分高于刺參。

試驗(yàn)共檢測并標(biāo)定8種主要脂肪酸，其中，SFA 3種、MUFA 2種、PUFA 3種(見表5)，各種脂肪酸相對含量與其它作者基本一致。紫蛇尾體內(nèi)SFA、MUFA和PUFA的相對含量均低于大黃魚、鮐魚(Pneumatophorus japonicus)和櫛孔扇貝(Chlamys Farreri)等，但EPA的含量卻遠(yuǎn)高于上述水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動物，同時(shí)也遠(yuǎn)高于刺參和金氏真蛇尾(Ophiura kinbergi)等棘皮動物。動物試驗(yàn)表明，EPA具有重要的生理功能和營養(yǎng)醫(yī)療價(jià)值，而紫蛇尾可作為EPA的穩(wěn)定來源，應(yīng)用于人類保健品開發(fā)和水產(chǎn)動物的飼料原料。

紫蛇尾含有的12種無機(jī)元素(Ca、Mg、Fe、Al、Mn、Zn、Ni、Cr、Cu、Se、Co和As)中,其中常量元素Ca、Mg、微量元素Fe的含量遠(yuǎn)高于金氏真蛇尾(Ophiura kinbergi)、沙刺參(Arenicola Simper)和黑乳參(Holothuria nobilis Selenka)等棘皮動物；微量元素Mn和Cu含量高于刺參，Zn含量低于上述動物，Cr和As含量(干品)均低于相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 4810—94；GB 18406.4—2001)的限量。紫蛇尾體內(nèi)含有的必需微量元素具有重要的生理功能，是人和海洋生物生命活動不可缺少的重要物質(zhì)，其中某些元素已作為飼料添加劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用，并取得良好的效果。紫蛇尾常量與微量元素含量豐富、自然資源量巨大，可作為刺參很好的無機(jī)元素補(bǔ)充源應(yīng)用于養(yǎng)殖生產(chǎn)。

3.2 紫蛇尾飼料原料對刺參生長和存活的影響及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值

刺參在水溫超過25.5℃時(shí)夏眠，而體質(zhì)量小于25 g的刺參并不夏眠。本試驗(yàn)中刺參體質(zhì)量遠(yuǎn)低于25 g，且試驗(yàn)期間水溫均低于23℃，刺參幼參在試驗(yàn)過程中保持正常生長狀態(tài)，無夏眠現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明：較對照組(0%)和低比例添加組(1%和2.5%)，試驗(yàn)幼參在紫蛇尾相對高比例添加組(5%、10%和15%)生長優(yōu)勢明顯(P＜0.05)(各組間存活率無差異)；在相對高比例添加組之間，生長差異并不顯著，這說明在一定范圍內(nèi)，更高的紫蛇尾添加比例，并沒有帶來更好的生長效果，但亦無負(fù)面影響。

從世界范圍看，在某些海區(qū)特別是經(jīng)濟(jì)貝類養(yǎng)殖區(qū)，蛇尾、海星和海燕等棘皮動物生物量巨大，已經(jīng)成為主要的敵害物種。對于這些棘皮動物的綜合利用，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了一些有益的探索，并在食品、保健、醫(yī)藥以及養(yǎng)殖業(yè)中取得了一定的成果。紫蛇尾作為一種新的低成本飼料原料來源能夠很好地促進(jìn)刺參的生長，其在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域特別是海參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊。在海參保苗與養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐中，主要以市售和自配配合飼料為主。配合飼料中主要使用魚粉作為動物性蛋白來源，然而魚粉的品質(zhì)并不穩(wěn)定，同時(shí)，以更高等動物作為飼料來源飼養(yǎng)相對低等動物的做法并不是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的方式，也無法得到水產(chǎn)養(yǎng)殖界的認(rèn)可。配合飼料中大量使用鼠尾藻和馬尾藻等大型藻類，而這些藻類在長期的掠奪性利用后資源量已所剩無幾，且市場價(jià)格昂貴，因此，尋找合適的替代性飼料原料，突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，就成了亟待解決的問題。紫蛇尾與刺參同屬棘皮動物門，它們在營養(yǎng)組成上具有一定相似性，將紫蛇尾作為刺參的飼料原料可以很好地促進(jìn)后者的生長。同時(shí)，紫蛇尾自然資源量極其巨大(特別是在一些經(jīng)濟(jì)貝類養(yǎng)殖區(qū))，因此，將其作為替代性飼料原料應(yīng)用于刺參養(yǎng)殖生產(chǎn)是完全可行的。關(guān)于紫蛇尾作為飼料原料對刺參體成分影響等進(jìn)一步研究工作已經(jīng)展開。

4 結(jié)論

紫蛇尾營養(yǎng)成分豐富，對刺參的生長有很好的促進(jìn)效果，可作為飼料原料應(yīng)用于刺參養(yǎng)殖。