螺旋藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

曲木 辛蕊 趙子續(xù) 張寶龍 趙學(xué)倩 翟勝利

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展十分迅速，隨著產(chǎn)量的急劇增長，水產(chǎn)飼料的需求量也顯著提升，但優(yōu)質(zhì)飼料原料的產(chǎn)量無法保障需求，從而阻礙了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。螺旋藻的繁殖較快，營養(yǎng)價值高，對水產(chǎn)動物的生長具有促進作用，不僅可以提高水產(chǎn)動物的抗病能力、繁殖率和成活率，還可以改善水產(chǎn)動物的品質(zhì)和體色。螺旋藻的藻體十分微小，其活體可直接用作水產(chǎn)動物的開口或幼苗餌料，現(xiàn)將螺旋藻制成干粉來投喂水產(chǎn)動物的應(yīng)用更為廣泛，螺旋藻也可以作為飼料添加劑制成顆粒餌料。螺旋藻制成的顆粒餌料具有易上浮、不凝集、不影響水質(zhì)等優(yōu)點，是一種理想的飼料原料。螺旋藻可開發(fā)成蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和抗氧劑的專用飼料添加劑，并可針對無機元素難以透過腸壁而被動物吸收的特點，通過富集的方法開發(fā)螺旋藻有機元素添加劑。

隨著在水產(chǎn)品需求量的日益增加，螺旋藻越來越受到重視，作為蛋白飼料可以節(jié)省魚粉的消耗，極大的降低了養(yǎng)殖成本，增加了養(yǎng)殖戶收益，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)揮著十分重要的應(yīng)用價值。

1、螺旋藻生物學(xué)特性

螺旋藻（Spirulina）是一類低等原核生物，隸屬于藍藻門（Cyanophyta），藍藻綱（Cyanophyceae），顫藻目（Oscillaoriales），顫藻科（Oscillatoriaceae），螺旋藻屬（Spirulina），亦稱節(jié)旋藻、藍細(xì)菌，多數(shù)分布于堿性鹽湖。螺旋藻通常由多細(xì)胞構(gòu)成的單鏈絲狀體，體長200-500 μm之間，寬5-10 μm之間，呈疏松或緊密的規(guī)則螺旋狀彎曲，藻絲兩端略細(xì)，末端細(xì)胞鈍圓或頂端細(xì)胞壁增厚呈具帽狀結(jié)構(gòu)。螺旋藻含有葉綠素，可以進行光合自養(yǎng)繁殖，其最佳生長溫度為35-37℃，耐熱性較好，適宜PH范圍是7.2-9.0，適宜生存于高堿、陽光豐裕且礦物質(zhì)含量高的環(huán)境中。螺旋藻的生長會受光照強度的影響，還會因色值的差異而有不同的反應(yīng)。目前國內(nèi)外應(yīng)用和研究的螺旋藻主要有原產(chǎn)于非洲乍得湖的鈍頂螺旋藻（S.platensis）和原產(chǎn)于南美洲墨西哥的極大螺旋藻（S.maxina）。

2、螺旋藻的營養(yǎng)成分

螺旋藻體內(nèi)富含多種營養(yǎng)素，其中蛋白質(zhì)含量高達60-70%，是大豆的2倍，牛肉的3.5倍，雞蛋的4倍。螺旋藻的蛋白質(zhì)中含有18種氨基酸，且必需氨基酸含量均較高，氨基酸的組成均衡合理，能夠滿足水產(chǎn)動物的氨基酸需求，是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白源。螺旋藻因其細(xì)胞壁主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，且大部分為水溶性蛋白質(zhì)，容易被水產(chǎn)動物消化吸收，其蛋白消化率大概為75%，非常適合作為水產(chǎn)動物的開口或幼苗餌料。

螺旋藻脂肪含量為5%-9%左右，其中70%-80%為不飽和脂肪酸，尤其是γ-亞麻酸等必需脂肪酸含量相當(dāng)高。螺旋藻中的的碳水化合物占干重的15%-25%，其中的螺旋藻多糖是天然無毒的水溶性化合物，是螺旋藻中的重要生物活性成分，約占干重14%-16%，主要成分為動物淀粉性多糖，其特殊的生物活性可以提高機體的免疫力。螺旋藻的維生素種類多達13種，其類胡蘿卜素和葉黃素含量顯著高于其他植物，類胡蘿卜素組成的色素系統(tǒng)可以在動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成蝦青素，從而改善魚類的體色。螺旋藻中超氧化物歧化酶（SOD）的含量為2-6萬U/100g，明顯高于其他動植物，SOD可以清除機體內(nèi)氧自由基，平衡氧化還原機制，從而避免體內(nèi)氧自由基過剩引起不良反應(yīng)。螺旋藻還含有豐富的鈉、鉀、鎂、鈣、鐵、錳、硫等礦物質(zhì)和微量元素。

3、螺旋藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

（1）螺旋藻可以促進水產(chǎn)動物生長

螺旋藻可以促進水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生長。螺旋藻的營養(yǎng)成分豐富，作為飼料添加劑可以完善飼料的營養(yǎng)成分，使得水產(chǎn)動物攝取的營養(yǎng)合理均衡，從而有利于水產(chǎn)動物的生長發(fā)育。

孫學(xué)亮等通過在基礎(chǔ)飼料中添加不同水平鈍頂螺旋藻的方法，探究鈍頂螺旋藻對異育銀鯽生長、抗氧化及非特異性免疫指標(biāo)等方面的影響，試驗結(jié)果表明鈍頂螺旋藻可以促進異育銀鯽的生長，并且鈍頂螺旋藻在基礎(chǔ)飼料中添加的比例為3.2 %時異育銀鯽的各項生長指標(biāo)均有明顯提升。羅萍為研究螺旋藻對建鯉生長發(fā)育的影響，采用向基礎(chǔ)飼料中添加不同含量螺旋藻粉的方法，試驗發(fā)現(xiàn)螺旋藻對建鯉的生長具有促進作用，可以不同程度的提高建鯉的成活率和增重率。譚肖英等利用螺旋藻代替不同含量的魚粉來探究其對仿刺參生長狀況的影響，發(fā)現(xiàn)用螺旋藻替代25%的魚粉投喂的仿刺參生長狀況達到最佳狀態(tài)，其增重率及特定生長率均達到最高，隨著螺旋藻替代魚粉含量的增加生長性能反而與全魚粉沒有發(fā)生明顯的差異，這表明只有采用適宜的比例替代魚粉才能促進仿刺參的生長。國內(nèi)外諸多報道均表明螺旋藻可以促進水產(chǎn)動物的生長發(fā)育，提高生長性能，但螺旋藻的添加量不是越高效果越好，只有添加合適劑量的螺旋藻才能發(fā)揮出最佳效益。

（2）螺旋藻可以提高水產(chǎn)動物成活率

螺旋藻的營養(yǎng)成分豐富，作為飼料可以補充水產(chǎn)動物缺失的營養(yǎng)，從而提高水產(chǎn)動物的出苗率，加大成活率。易建華研究不同開口餌料對胭脂魚存活率的影響時，發(fā)現(xiàn)添加一定量的螺旋藻可以提高胭脂魚的成活率，飼料+螺旋藻組的成活率可以提高到24.99±5.3 %。張華等研究螺旋藻對脊尾白蝦存活率及生長率等方面的影響時，發(fā)現(xiàn)隨著飼料中螺旋藻粉的增加，存活率也隨之提高。對于蟹的養(yǎng)殖，投喂螺旋藻干粉或單純螺旋藻鮮藻體的蟹幼體成活率分別為53%和50%，均顯著高于投喂鹵蟲加蛋黃的幼體成活率。關(guān)于珍貴海產(chǎn)品鮑魚，近年來我國采用自產(chǎn)的螺旋藻自配養(yǎng)鮑餌料，不僅極大的提高了鮑魚的成活率，還解決了餌料依賴進口和大幅降低了養(yǎng)殖成本等問題。國內(nèi)外諸多研究均表明螺旋藻不僅可以提高水產(chǎn)動物的成活率，還可以提高出苗率，為養(yǎng)殖戶帶來了經(jīng)濟效益。

（3）螺旋藻可以加強水產(chǎn)動物的免疫力

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，但高密度的養(yǎng)殖、過于頻繁的投飼率及水體污染導(dǎo)致水產(chǎn)動物患病幾率升高。這時通過營養(yǎng)調(diào)控來增強水產(chǎn)動物的免疫力成了熱門研究議題。有研究指出影響魚類免疫力的營養(yǎng)素主要包括蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、維生素、微量元素和碳水化合物等。螺旋藻就可以進行很好的營養(yǎng)調(diào)控，其營養(yǎng)成分全面且均衡，含有藻藍蛋白、多糖、γ-亞麻酸、β-胡蘿卜素和超氧化物歧化酶等多種活性物質(zhì)，可直接激活免疫反應(yīng)，提高動物的免疫力。

何金星等在飼料中添加4%的螺旋藻，發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦的SOD活性顯著提升，這說明螺旋藻對其免疫功能極大的加強。虞為等在花鱸飼料中添加不同水平的螺旋藻進行研究，隨著螺旋藻添加量的增加，花鱸的溶菌酶活性增強、免疫球蛋白M和補體4濃度均增加，同樣說明了螺旋藻可以加強機體的非特異性免疫。蔡春芳等通過向基礎(chǔ)飼料中添加抗病促生長劑來探究其對銀鯽生長和免疫力的影響，試驗結(jié)果顯示螺旋藻組血清中的溶菌酶和超氧化物歧化酶的活性均顯著高于對照組，說明螺旋藻可以提高銀鯽的免疫力。

（4）螺旋藻可以提高養(yǎng)分消化利用率

有報道指出螺旋藻作為飼料添加劑投喂水產(chǎn)動物，可以降低其餌料系數(shù)，并且可以提高養(yǎng)分的消化率。蛋白質(zhì)效率是飼料蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為動物體的一項重要指標(biāo)，因此大量關(guān)于飼料的研究中均對蛋白質(zhì)效率進行了測定。劉立鶴等報道指出在凡納濱對蝦飼料中添加螺旋藻能促進對蝦生長，并且研究表明螺旋藻的添加水平為0.8 %時其蛋白質(zhì)效率較高。楊為東在研究飼料中添加不同水平的螺旋藻對錦鯉養(yǎng)分消化率的影響時，發(fā)現(xiàn)在適宜范圍內(nèi)螺旋藻含量越高，錦鯉的養(yǎng)分消化率越高，而且其對飼料干物質(zhì)的消化率也隨之提高，結(jié)果表明螺旋藻作為飼料添加劑可以促進魚體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。董學(xué)興等在研究螺旋藻對異育銀鯽夏花消化率及體成分等方面影響時指出，在基礎(chǔ)日糧中添加不同含量的螺旋藻會對其蛋白質(zhì)表觀消化率有不同程度的提高。

（5）螺旋藻可以改善水產(chǎn)動物體色

一般認(rèn)為觀賞魚的美學(xué)價值主要體現(xiàn)在體色、花紋、體形和特異性等方面。魚類體色是由色素細(xì)胞決定，色素細(xì)胞的類型、數(shù)量及分布部位的不同都會影響體色的呈現(xiàn)。魚類的基本色素細(xì)胞有四種：即黑色素細(xì)胞、虹彩細(xì)胞，又稱鳥糞素細(xì)胞、紅色素細(xì)胞、和黃色素細(xì)胞。目前關(guān)于魚類體色的研究較多，王旭霞等在觀賞魚體色研究現(xiàn)狀中指出添加劑對于改變或者改善觀賞魚體色有顯著的作用。螺旋藻含有十分豐富的色素，其中的類胡蘿卜素可在動物體內(nèi)代謝成蝦青素，從而使體色更加的鮮艷。

王桂芹等在野鯉飼料中分別添加螺旋藻、肉堿觀察其對野鯉的體色和肉質(zhì)等方面影響中均發(fā)現(xiàn)飼料中添加螺旋藻可以明顯的改善野鯉的體形、體色及肉質(zhì)。方春林等研究飼料添加劑對金魚體色的影響，發(fā)現(xiàn)添加7%螺旋藻對金魚的紅色的加深及光澤的增強效果最好。張飲江等在對中華絨螯蟹的研究中，用不同含量的螺旋藻餌料喂養(yǎng)成蟹，使中華絨螯蟹體色加深，螺旋藻質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.06時其體色的增加值為最大值?，F(xiàn)大量報道均指出螺旋藻可以改善水產(chǎn)動物的體色，從而大大提高了養(yǎng)殖品種的品質(zhì)。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，螺旋藻具有十分重要的作用。作為天然飼料資源，螺旋藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，尤其是水產(chǎn)育苗中的飼喂效果十分明顯。螺旋藻能為水產(chǎn)動物提供均衡的營養(yǎng)物質(zhì)，可以促進水產(chǎn)動物的生長發(fā)育，提高存活率和免疫能力，還具有改善水產(chǎn)動物體色和提高養(yǎng)分消化率的效果。

螺旋藻確實可以為水產(chǎn)養(yǎng)殖帶來諸多益處，但其存在的問題不容小覷。我國水域遼闊，可以為螺旋藻的規(guī)?；B(yǎng)殖提供方便，然而在螺旋藻的養(yǎng)殖中會受到諸多因素的影響，從而導(dǎo)致螺旋藻的產(chǎn)量不高，生產(chǎn)成本卻偏高，限制了其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，也阻礙了其在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)揮應(yīng)有的價值。螺旋藻產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵在于養(yǎng)殖成本的控制和有效利用率等方面。有研究指出可以利用養(yǎng)殖廢水培養(yǎng)螺旋藻，不僅可以降低養(yǎng)殖成本，而且螺旋藻在生長繁殖過程中還可以凈化水質(zhì)，從而使得水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水可循環(huán)利用或達到排放標(biāo)準(zhǔn);用螺旋藻粉作為水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料時，可以選擇螺旋藻粉和其它低成本的飼料原料、提取物進行水產(chǎn)飼料的優(yōu)化配比，推出相應(yīng)的功能性飼料，從而降低產(chǎn)出成本。目前關(guān)于如何降低養(yǎng)殖成本的方法還未完善，如利用養(yǎng)殖廢水培養(yǎng)出來的螺旋藻是否能夠達到蛋白質(zhì)含量的要求，培育的水質(zhì)條件是否可以保證產(chǎn)量等均需要進一步研究。

螺旋藻資源的潛力尚未充分發(fā)揮，所以需要加大對螺旋藻養(yǎng)殖的研究力度，利用先進的生物學(xué)技術(shù)選育適應(yīng)性強，營養(yǎng)價值高的優(yōu)良品種，為螺旋藻的開發(fā)應(yīng)用提供技術(shù)保障，使得螺旋藻的產(chǎn)量加大，生產(chǎn)成本降低，從而推動螺旋藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用。

（作者單位：301800天津現(xiàn)代晨輝科技集團有限公司，天津市水族動物功能性飼料企業(yè)重點實驗室）