海帶在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用研究進(jìn)展

王璐，蔡旺和，張文平，胡重華，余傳啟，周秋白

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045)

海帶又名海帶菜、江白菜、昆布，為多年生冷溫帶大型底棲藻類。2020年，我國(guó)海帶的養(yǎng)殖產(chǎn)量約165.2萬(wàn)噸，約占養(yǎng)殖海藻總產(chǎn)量的63.2%。目前，海帶及海帶提取物在飼料中的應(yīng)用研究主要集中于畜禽動(dòng)物，如改善乳品的品質(zhì)、提高免疫和生產(chǎn)性能、維持精子的成活率等。與畜禽產(chǎn)品比，水產(chǎn)品具有低脂、高蛋白質(zhì)、富含n-3多不飽和脂肪酸等更利于人體健康的優(yōu)點(diǎn)。為滿足人們對(duì)水產(chǎn)品的需求，大量的高密度精養(yǎng)得到推廣。然而，飼料營(yíng)養(yǎng)不均衡(Wang等，2021)、病原生物感染(黃洋洋，2020)、水環(huán)境惡化(Guardiola等，2013)等因素影響水產(chǎn)動(dòng)物的健康，導(dǎo)致養(yǎng)殖產(chǎn)量降低、養(yǎng)殖戶收益減少。海帶作為飼料添加劑不僅具有改善水產(chǎn)品品質(zhì)、誘食、提高機(jī)體免疫功能等作用，還能增加水產(chǎn)動(dòng)物的體重、降低水產(chǎn)動(dòng)物的死亡率，明顯提高養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)效益。

一、海帶的主要活性成分及功能

1.褐藻膠褐藻膠學(xué)名褐藻酸鈉，由海帶經(jīng)過(guò)純堿、氯化鈣、鹽酸等加工處理后制得性能穩(wěn)定的褐藻酸鹽的統(tǒng)稱。褐藻膠經(jīng)生物降解可得到由2～10個(gè)單糖通過(guò)糖苷鍵結(jié)合而成的低分子聚合物(寡糖)，研究表明，由褐藻膠降解得到的寡糖具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、抗菌、抗炎、抗氧化等多種功能(劉海超等，2020)。

2.褐藻糖膠褐藻糖膠又稱巖藻糖膠、巖藻聚糖硫酸酯或褐藻多糖硫酸酯，是褐藻類植物中所特有的功能性多糖成分?，F(xiàn)代研究表明，褐藻糖膠具有多種藥理活性，如免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗病毒、降血糖、減少肝臟脂質(zhì)蓄積等。

3.褐藻淀粉褐藻淀粉又稱海帶淀粉、昆布素，是由葡萄糖通過(guò)1,3糖苷鍵鏈接而成的葡聚糖。有研究表明，褐藻淀粉具有多種有益藥理活性，既可以作為食品，又可以作為治療各種疾病的藥物添加劑(范曼芳等，1988)。

4.褐藻多酚褐藻多酚是從褐藻中提取出的一類酚類化合物，結(jié)構(gòu)為間苯三酚衍生物。研究表明，褐藻多酚具有抗氧化(鄭麗杰等，2020)、抑菌(林超等，2006)、抗糖尿病綜合征(Sharifuddin等，2015)等生物活性。由于褐藻多酚的多種生物活性與其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)有密切聯(lián)系，所以對(duì)于褐藻多酚的研究仍處于初級(jí)階段，但褐藻多酚擁有廣闊的發(fā)展前景(Loshin等，2013)。

5.巖藻黃質(zhì)巖藻黃質(zhì)又稱巖藻黃素、褐藻黃素，是類胡蘿卜素中葉黃素類的一種天然色素，也是褐藻類特有的色素，可參與光合作用的光化學(xué)系統(tǒng)Ⅱ。據(jù)報(bào)道，巖藻黃質(zhì)具有多種有益活性，如抗炎(馮金秀等，2020)和抗氧化(Yamamoto等，2011)等。此外，巖藻黃質(zhì)的抗肥胖作用使其有望開(kāi)發(fā)成為有前景的海洋藥物和營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品(Gammone等，2015)。

二、海帶在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

海帶作為一種大型海藻，在飼料中適當(dāng)添加海帶可提高水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)速度以及免疫和抗氧化能力(Niu等，2018；Kamunde等，2019)。但海帶中含有較高比例的非淀粉多糖(NSP)，當(dāng)飼料中海帶添加量高于5%時(shí)，可降低飼料中有機(jī)物的消化率，從而抑制生長(zhǎng)(Brugger等，2014)。

1.魚(yú)飼料中添加適量(2.5%～10%)海帶可改善魚(yú)片品質(zhì)、增強(qiáng)魚(yú)體免疫力，還可通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞自噬、抑制脂質(zhì)和膽汁酸合成，降低肝臟脂質(zhì)蓄積，從而維持肝臟健康，同時(shí)通過(guò)刺激肌纖維變大、提高抗氧化能力，促進(jìn)魚(yú)體生長(zhǎng)，這可能與海帶中的多糖、多酚等活性物質(zhì)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加3%～10%的海帶粉增加了大西洋鮭的攝食量、改善其生長(zhǎng)性能、提高其肝臟抗氧化能力，同時(shí)減輕溫度等應(yīng)激因素對(duì)魚(yú)體的不利影響(Kamunde C等，2019)，這可能與海帶中的褐藻糖膠、巖藻黃質(zhì)、褐藻多酚等活性成分有關(guān)。Tuller等(2014)研究發(fā)現(xiàn)，與添加0%和0.5%的褐藻糖膠對(duì)比，飼料中添加1%的褐藻糖膠通過(guò)刺激肌肉中肌纖維變大而促進(jìn)尖吻鱸的生長(zhǎng)，相似的研究結(jié)果也在真鯛上有報(bào)道(Sony等，2019)。此外，巖藻黃質(zhì)、褐藻多酚具有強(qiáng)抗氧化活性(Yuan等，2019)，研究表明，飼料中添加32～160毫克/千克巖藻黃質(zhì)顯著增加黃顙魚(yú)血清中超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-PX)活性，同時(shí)顯著減少丙二醛(MDA)的含量(Loshin等，2013)。周小秋等(2009)報(bào)道，魚(yú)抗氧化能力與其生長(zhǎng)也密切相關(guān)。

另有研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加2.5%的海帶可顯著促進(jìn)黑鯛生長(zhǎng)、提高背肌中多不飽和脂肪酸和總碘含量，從而改善魚(yú)片品質(zhì)，而當(dāng)添加量增至10%時(shí)，黑鯛的生長(zhǎng)受到顯著抑制，這可能與顯著降低的腸道蛋白酶活性有關(guān)(Yu等，2020)。攝食和消化過(guò)程是通過(guò)飼料改善魚(yú)生長(zhǎng)性能的決定性因 素(Ordonez-Grande等，2016；Volkoff等，2010)，同時(shí)，魚(yú)消化道中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解主要取決于消化酶活性(Ma等，2019)。研究表明，海帶中高含量的非淀粉多糖會(huì)降低機(jī)體的消化酶活性(Brugger等，2014)；而飼料中添加0.5%～1.0%的海帶粗多糖能顯著改善斜帶石斑魚(yú)的生長(zhǎng)性能，這可能與增強(qiáng)的消化道中蛋白酶、麥芽糖酶、乳糖酶活性有關(guān)(李文武等，2015)。這說(shuō)明，海帶中的非淀粉多糖抑制魚(yú)消化道中的消化酶活性，海帶中的其他多糖能增強(qiáng)消化酶活性，但直接添加過(guò)量的海帶會(huì)抑制魚(yú)消化酶活性，這可能與海帶中的非淀粉多糖抑制消化酶活性作用強(qiáng)于其他多糖的增強(qiáng)消化酶活性有關(guān)。

此外，聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組與代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，飼料中添加2.5%和10%的海帶，可能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞自噬、抑制脂質(zhì)和膽汁酸合成來(lái)降低黑鯛肝臟脂質(zhì)蓄積，而初級(jí)膽汁酸代謝通路可能是海帶影響黑鯛肝臟健康的關(guān)鍵通路(Yu等，2021)。

2.軟體動(dòng)物相比魚(yú)，軟體動(dòng)物可直接飼喂海帶，且不會(huì)降低其消化功能。研究表明，用海帶投喂養(yǎng)成期的中間球海膽，在促進(jìn)其生長(zhǎng)的同時(shí)，可有效改善海膽的性腺色澤(Loshin等，2013)。劉興旺等(2006)報(bào)道，鮑魚(yú)可分泌褐藻膠裂解酶，能充分利用海帶中的褐藻膠作為其能量的來(lái)源。鮑魚(yú)人工配合飼料中褐藻膠的添加量可達(dá)到20%～30%，并且隨著飼料中褐藻膠含量的提高，飼料轉(zhuǎn)化率和蛋白質(zhì)效率也相應(yīng)增加。此外，海帶寡糖可促進(jìn)海參生長(zhǎng)、提高免疫相關(guān)酶活性、保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷(仇哲，2015)。添加酶解海帶寡糖可以提高海參體壁組織中免疫相關(guān)因子(超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶)的活性，通過(guò)減少丙二醛的產(chǎn)生以保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷(郭娜等，2019)。

3.甲殼類飼料中添加適量海帶(1%～3%)可提高甲殼動(dòng)物機(jī)體抗氧化能力，同時(shí)可能通過(guò)增強(qiáng)其消化率促進(jìn)生長(zhǎng)，最重要的是提高其成活率。蘆雪(2014)的研究表明，飼料中添加適量的海帶粉可促進(jìn)斑節(jié)對(duì)蝦生長(zhǎng)，當(dāng)海帶粉的添加量小于2%時(shí)，斑節(jié)對(duì)蝦的生長(zhǎng)隨著海帶粉添加量的增加而顯著增加；而當(dāng)海帶粉的添加量為3%～6%時(shí)，斑節(jié)對(duì)蝦的生長(zhǎng)無(wú)顯著差異。劉立鶴等(2006)研究結(jié)果表明，隨著飼料中海帶粉含量的升高，粗蛋白質(zhì)的表觀消化率升高，凡納濱對(duì)蝦的增重率和飼料利用率均有提高的趨勢(shì)，海帶粉的添加量為3%左右時(shí)，幼蝦增重率最高，然而過(guò)量的海帶粉(3.2%～7%)會(huì)降低凡納濱對(duì)蝦飼料中的粗蛋白質(zhì)表觀消化率。楊維維等(2014)試驗(yàn)結(jié)果表明，在克氏原螯蝦的飼料中分別添加0、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%海帶粉時(shí)，添加量為2%時(shí)蝦的增重率達(dá)到最大，隨著海帶粉添加量的增加，蝦的死亡率呈下降趨勢(shì)，餌料系數(shù)在添加量為1.0%時(shí)最??；飼料中海帶粉添加量為1.0%～2.0%時(shí)，克氏原螯蝦肝胰臟的抗氧化能力顯著提高。

綜上可知，飼料中添加適量的海帶均可促進(jìn)魚(yú)、軟體動(dòng)物、甲殼類的生長(zhǎng)，維持其機(jī)體健康，添加量為甲殼類(1%～3%)＜魚(yú)(2.5%～10%)＜軟體動(dòng)物(可直接飼喂海帶)。

三、展望

海帶在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用價(jià)值在于其所含有的促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)、維持機(jī)體健康、改善產(chǎn)品品質(zhì)的活性成分，如褐藻糖膠、巖藻黃質(zhì)、褐藻多酚、有機(jī)礦物質(zhì)、維生素等。我國(guó)海帶資源豐富、產(chǎn)量高、加工工藝成熟，隨著科學(xué)研究的深入，海帶、海帶提取物作為環(huán)保型飼料添加劑將廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)飼料中，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。