水產(chǎn)飼料中的新型硒元素添加劑
——酵母硒

劉家星 魏文燕 楊 馬 李良玉 陳 健

近年來，由于水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的日趨豐富以及大眾健康飲食觀念的提高，水產(chǎn)品因其具有高蛋白、低脂肪和富含不飽和脂肪酸等優(yōu)點，人均水產(chǎn)品消費量逐年提升，水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模隨之不斷擴大。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，配合飼料逐漸成為養(yǎng)殖魚類的主要食物來源。由于魚類消化機能的特殊性，對脂質(zhì)和蛋白質(zhì)消化吸收率較高，對碳水化合物利用較低，所以一般魚類人工配合飼料中富含脂質(zhì)，因而在制粒及儲藏期間不飽和脂肪酸產(chǎn)生氧化，形成各種過氧化物，這些過氧化物經(jīng)魚類腸道吸收進體內(nèi)，由血液輸送至各組織形成游離的O2-或OH-等具有強氧化力的游離基化合物，這類含游離基的化合物會攻擊細胞膜上脂質(zhì)雙層中所含的不飽和脂肪酸，使其產(chǎn)生脂肪酸的過氧化，使組織遭受過氧化損傷。過氧化損傷可導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類代謝紊亂，抗病力下降，生長受阻甚至死亡。

然而，目前為了降低過氧化損傷對魚體造成的傷害，人們通常在配合飼料中大量添加抗生素或激素，結(jié)果造成了抗藥性、藥物殘留和環(huán)境破壞等諸多問題，在一定程度上制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，若從動物機體本身入手，通過營養(yǎng)免疫調(diào)控提高生產(chǎn)效率、提高或激活魚體自身的免疫力，不僅可克服傳統(tǒng)使用抗生素治療方法存在的缺陷，而且有利于健康養(yǎng)殖，減少環(huán)境污染，保證食品安全。

1. 水生動物對硒元素的需求

硒元素是水生動物必需的微量元素之一，硒缺乏會抑制血漿中谷胱甘肽過氧化物酶的活性，致使水生動物的免疫功能下降，易發(fā)疾病。在虹鱒中有相關(guān)報道，當用于養(yǎng)殖虹鱒的飼料中缺乏硒時，虹鱒肝臟及血液中一種被稱為GPX的含硒酶活性將降低，而這種酶可分解水生動物機體內(nèi)的氧化游離基，從而提升機體的抗氧化能力，降低疾病的發(fā)生風(fēng)險。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，硒元素是葡萄糖代謝中某些酶的輔助因子，參與糖酵解過程。隨著大量研究發(fā)現(xiàn)，硒在水生動物機體內(nèi)的生理生化反應(yīng)機制越來越明朗，多種含硒蛋白被分離和純化出來，其重要的生理生化功能得到關(guān)注。目前，硒元素的相關(guān)研究在人類醫(yī)學(xué)和畜禽養(yǎng)殖中得到廣泛研究，在水生動物中的研究也隨之興起，硒作為水生動物生長的一種必需微量元素其營養(yǎng)功效已被充分肯定，缺硒會造成水生動物營養(yǎng)不良、繁殖受阻、體質(zhì)量減輕等。通過補充適量的硒，可促進水生動物健康生長發(fā)育，改善肉質(zhì)品質(zhì)，提高水生動物抗應(yīng)激、抗氧化能力，增強免疫功能，降低死亡率，促進魚類生長。

2. 水產(chǎn)飼料中的硒添加劑

目前飼料中補充的硒主要通過無機硒和有機硒2種形式添加，普遍以添加無機硒為主。水產(chǎn)飼料中添加的無機硒包括亞硒酸鈉和硒酸鈉等，眾所周知，過量的亞硒酸鈉具有毒性，過量地添加至飼料中，對水生動物造成嚴重的毒性反應(yīng)，抑制生長，甚至死亡。此外，有研究發(fā)現(xiàn)添加無機硒在飼料中，經(jīng)水生動物攝食后其吸收轉(zhuǎn)化率很低，大部分通過排泄物進入水體環(huán)境中。因此，飼料中添加無機硒存在以下三面的問題：一是以無機硒作為硒添加劑，其添加量本身較少，作為預(yù)混料加入飼料中，不容易均勻分散，造成飼料質(zhì)量參差不齊；二是水生動物對無機硒的利用效率較低，而過量添加會造成水生動物中毒，效果適得其反，對于生產(chǎn)工人也具有潛在的操作風(fēng)險；三是水生動物將無法吸收轉(zhuǎn)化的無機硒通過糞便排泄到水體環(huán)境中，對水體環(huán)境會造成破壞，存在潛在的污染風(fēng)險。縱觀國際形勢，日本已于1993年明確禁止在食品和飼料中添加和使用無機硒，美國、歐盟等國家與地區(qū)相繼也出臺相關(guān)政策禁止在食品甚至飼料中添加無機硒。

隨著實際生產(chǎn)應(yīng)用的增多，飼料中添加無機硒所帶來的弊端日益凸顯，有機類新型硒元素添加劑逐漸替代了傳統(tǒng)的無機硒，其功效和優(yōu)勢逐漸得到了認可。例如，日本在全國范圍內(nèi)禁止使用無機硒后，大力支持使用安全性更高的硒蛋白或者含硒氨基酸等有機形態(tài)硒或富硒的農(nóng)副產(chǎn)品。隨后，歐盟于2006年批準了在飼料中可添加一種由特殊酵母菌株生產(chǎn)的酵母硒作為食品或飼料中的硒添加劑，這是歐盟在頒布新食品與飼料法后首個獲準的添加劑之一。

3. 水產(chǎn)飼料中添加酵母硒的優(yōu)勢

酵母硒主要是由一類特殊的酵母微生物發(fā)酵而來，人們將這類酵母置于富含蔗糖蜜和亞硒酸鈉的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，無機硒中的硒將取代部分含硫氨基酸中的硫，經(jīng)過一系列生化反應(yīng)后，以硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸或硒代半胱氨酸的形態(tài)存在于酵母細胞中。最后，將培養(yǎng)的酵母經(jīng)過洗滌和沖刷后，最大限度去除未利用的無機硒，通過干燥、滅活后制成富硒有機酵母產(chǎn)品應(yīng)用到食品或飼料中。相比于無機硒，酵母硒具有許多優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是酵母硒中的硒元素絡(luò)合在氨基酸中，其形態(tài)非常穩(wěn)定，不易游離到環(huán)境中造成硒元素無效或污染環(huán)境，安全性較無機硒高；二是酵母硒中的硒元素主要以硒代蛋氨酸的形式存在于酵母中，其在動物機體中，能夠以氨基酸的形式主動擴散被小腸吸收，其吸收效率遠遠高于無機硒；三是酵母硒以硒代蛋氨酸的形式被吸收后，容易沉積到肌肉、皮膚和鰓等組織中，當機體處于特定的氧化應(yīng)激條件下時，這些硒元素將作為重要的輔助因子參與到機體抗應(yīng)激反應(yīng)中去；四是酵母硒中的硒元素穩(wěn)定地存在于絡(luò)合蛋白中，在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中不會產(chǎn)生毒性和因未被利用排放到環(huán)境中而造成環(huán)境污染；五是目前富硒食品在消費市場中具有很廣闊的市場，常見的富硒食品大多集中在植物中，動物產(chǎn)品相對較少，開發(fā)富硒的水產(chǎn)品具有較大的市場前景。綜合看來，酵母硒在水產(chǎn)動物的營養(yǎng)生理作用、安全性以及市場等方面均較無機硒擁有更大的優(yōu)勢。

4. 酵母硒在水生動物上的相關(guān)研究

4.1 酵母硒的促生長作用

眾多研究表明，酵母硒具有明顯改善水生動物生長性能的作用，目前國內(nèi)外在這些方面做了一些相關(guān)研究。龍萌等研究顯示，其在團頭魴的飼料中添加0.5mg/kg的酵母硒能夠顯著提高試驗魚的特定生長率和增重率。曹丹等在暗紋東方鲀中也得到了類似的結(jié)果，其在基礎(chǔ)飼料中添加0.3%的酵母硒，結(jié)果顯示試驗組較對照組在生長上具有明顯優(yōu)勢。Ilham等在肺魚上進行了相關(guān)研究，他們在試驗中以豆粕為基礎(chǔ)的飼料，在每千克飼料中添加2g有機硒，試驗結(jié)果顯示顯著地提高肺魚的增重、特定生長率及增重率，并顯著改善了豆粕替代魚粉造成的含硒酶活力的下降。此外，甲殼類養(yǎng)殖水生動物中，常仁亮等在養(yǎng)殖的中國對蝦飼料中添加0.6mg/kg酵母硒，發(fā)現(xiàn)能夠有效降低養(yǎng)殖中國對蝦的餌料系數(shù)，節(jié)省飼料用量。

4.2 提高機體免疫功能

由于魚類生存條件的特殊性，以及其免疫系統(tǒng)的特殊性，魚類具有較強的非特異性免疫功能，它在機體抵抗病原時所起的作用不容忽視。魚體體液中的一些主要的非特異性免疫因子是我們需要關(guān)注的，如溶菌酶、抗氧化酶、補體系統(tǒng)等，測定這些因子有助于我們了解魚體在免疫過程中所起到的作用。飼料中添加酵母硒有助于維持和促進水生動物免疫系統(tǒng)的運行，降低疾病的發(fā)生風(fēng)險。Mansour等在大西洋白姑魚飼料中添加酵母硒作為硒來源的研究顯示，日糧中添加一定量的酵母硒可顯著提高白姑魚的溶菌酶、過氧化物酶的活性，補體旁路途徑溶血活性及呼吸爆發(fā)活力等。同時，研究結(jié)果還表明其可提高血清中免疫球蛋白的含量，提高特異性免疫能力。朱春峰等比較了無機硒與酵母硒對異育銀鯽非特異性免疫的影響，試驗發(fā)現(xiàn)在異育銀鯽日糧中添加適量酵母硒，能夠顯著提高機體的非特異性免疫能力，改善魚體的肝胰腺功能和血液載氧能力。此外，飼料中添加一定量的酵母硒，可以提高機體抵抗外界細菌侵襲，降低病害發(fā)生率。

4.3 改善機體抗氧化能力

水生動物在正常情況下，機體內(nèi)氧自由基的形成和清除處于動態(tài)平衡，一旦平衡被打破，那么機體產(chǎn)生的氧自由基就會在體內(nèi)堆積，造成疾病和衰老。此外，機體的抗氧化能力也與巨噬細胞的活性有重要聯(lián)系，對機體的免疫功能有一定影響。Rider等在對虹鱒的研究中發(fā)現(xiàn)，把虹鱒置于人為物理刺激的條件下，在每千克飼料中添加8mg的酵母硒可以顯著提高虹鱒幼魚的肝臟GSH-Px活力。Liu等的研究也得到相似的結(jié)果，在團頭魴的飼料中添加適量酵母硒顯著提高了機體肝臟過氧化氫酶和GSH-Px活性，并顯著降低了谷胱甘肽還原酶活性及丙二醛的含量，提高了機體的抗氧化能力。此外李寧和Lee等分別在大口黑鱸和尼羅羅非魚中進行了研究，試驗結(jié)果均顯示在不同的日糧中添加一定量的酵母硒，均顯示出較好的抗氧化作用，可以顯著提高機體的總抗氧化能力、超氧化物歧化酶活性及GSH-Px活力，并使血漿中丙二醛的含量顯著降低，以此增強機體的抗氧化能力。

4.4 提高動物的繁殖能力

有研究顯示硒對動物的繁殖性能有重要影響，尤其是對雄性動物。大量試驗證明，酵母硒對繁殖性能的影響主要是通過對精子發(fā)生過程、精液品質(zhì)、受胎率等的影響來體現(xiàn)的。目前相應(yīng)的研究在哺乳動物和畜禽中有較多的研究，其研究結(jié)果均顯示出較好地提高了動物的繁殖性能。

硒作為魚類生長的一種必需微量元素，其營養(yǎng)功效已被充分肯定，缺硒會造成魚類營養(yǎng)不良、繁殖受阻、體質(zhì)量減輕等。通過補充適量的硒，可促進魚類健康生長發(fā)育，改善肉質(zhì)品質(zhì)，進而改進人類的膳食營養(yǎng)。硒能提高魚類抗應(yīng)激、抗氧化能力，增強免疫功能，降低死亡率，促進魚類生長。相比于無機硒，有機硒具有吸收快、利用率高、污染少等有點，并且能夠通過其特有的代謝途徑，以有機的形式沉積在肌肉組織中，從而提高魚類生長性能、肉質(zhì)品質(zhì)和抗氧化能力。在漁業(yè)“節(jié)能降耗”“一控兩減三基本”的背景下，以及大眾對綠色健康食品的需求，考慮到傳統(tǒng)飼料配方中使用的無機礦物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境造成的影響，新型的飼料添加劑必將擁有更為廣闊的前景。（基金支持：四川省科技計劃資助[2018RZ0053]）