時間:2020年06月29日 分類:農業論文 次數:
摘要:近年來,國內養殖產業得到快速發展,在水產養殖過程中,餌料的排放、殘餌的分解、排泄物的產生以及化學藥品、抗生素的使用使水體中營養物質、有機碎屑等嚴重超標,導致養殖水域的環境惡化、生態系統失衡、病害滋生。水體污染不僅影響生態環境質量,而且危害養殖業本身。為了緩解這些問題,以芽孢桿菌、EM菌、光合細菌等為代表的益生菌類制劑得到了較好地推廣應用,但有益微藻類制劑卻應用較少。在當前提倡健康生態養殖的形勢下,利用微藻凈化水產養殖環境的研究和發展勢在必行。
關鍵詞:微藻;水產養殖;應用進展
引言
微藻具有生長快、分布廣泛、適應力強等特點,收獲的藻體細胞具有廣泛的商業應用前景。在水資源匾乏和水體富營養化日趨嚴重的形勢下,利用富營養化廢水培養微藻,不僅可實現廢水的凈化,還可降低微藻培養成本,一舉兩得。
食品論文投稿刊物:《現代食品科技》是由教育部直屬全國重點大學,國家“211工程”和“985工程”重點建設高校——華南理工大學主辦的全國知名食品科技類期刊,刊物具體事務依托建有國家級重點學科與廣東省重點學科的輕工與食品學院運行。
1微藻的有益成分
1.1蛋白質
微藻具有強大的氨基酸合成與轉化能力,是水生態系統中重要的單細胞蛋白源。微藻的蛋白質含量高且種類豐富,已成為水產飼料中魚粉蛋白理想的替代物。研究表明,螺旋藻、柵藻和小球藻蛋白質含量為40%~70%。干螺旋藻的蛋白質含量達到68%,是牛肉中蛋白質含量的3倍。小球藻是另一類高蛋白的微藻,蛋白含量約為50%~58%,可與酵母、大豆粉和牛奶相媲美。蛋白質營養通常體現在其氨基酸的組成是否符合所投喂對象的需求。微藻具有合成所有氨基酸的能力,包括人體所需要的全部必須氨基酸。
1.2碳水化合物
碳水化合物在藻類可消化物中占有較大的比重。藻類的碳水化合物主要以淀粉、纖維素、單糖和多糖的形式存在。檢測了澳大利亞北部12種微藻中碳水化合物的含量,發現高鹽度環境中生長的綠藻門微藻所含的可溶性碳水化合物占干物質總量的11.0%~13.3%,而這些物質在硅藻門種類中的含量相對較少,只占干物質重的4.1%~6.6%。其中小球藻的可溶性碳水化合物含量最高,為12.6%~13.3%;纖維藻和衣藻中的含量最低,分別為2.7%和2.9%。水產養殖中常用的藻類如小球藻、球等鞭金藻、塔胞藻和巴夫藻中的糖類主要包括葡萄糖、甘露糖、核糖/木糖、鼠李糖和巖藻糖。其中葡萄糖占總碳水化合物的28%~86%,是最主要的糖類,而甘露糖是主要的多糖類成分。微藻多糖種類豐富,不同結構的多糖生理活性各異,已有研究表明微藻多糖具有增強免疫力、抗病毒、抗惡性腫瘤及抗炎的功效。
1.3脂類
微藻中的脂類通常包括甘油和脂肪酸酯,其多為C12~C22之間的直鏈分子。甘油三脂是含量最多的脂類,占到藍藻的總脂量的80%。其它的主要脂類還包括卵磷脂、甘油磷脂和肌醇。除此之外還有一些不常見的混合物,例如甜菜堿脂和各種硫脂。
1.4礦物質
微藻中所含的礦物質也較為豐富,其中鉀、磷、鈣、鎂、鋅和錳等元素含量相對較高。目前,已有微藻作為礦物質添加劑取代水產動物餌料中常用的無機礦物鹽的研究,顯示出很大的應用潛力。微藻中的天然礦物質比人工合成礦物質具有更多的生物效應,更易于生物的消化與利用。富含礦物質的微藻已經應用于商品化鮭魚飼料,而且實驗證實喂食微藻餌料的鮭魚更健康、活力明顯增強,魚肉的口感和品質更佳。在水產育苗過程中,餌料不合適或者營養成分缺失會顯著影響幼苗的生長和存活。
2微藻在水產養殖中的應用進展
2.1在水產飼料中應用
微藻中的營養成分比較多,其營養價值也比較高,有些微藻的營養價值要比肉蛋奶類食品還高。比如微藻中必需氨基酸的含量就要比以上食品高很多,肝臟食品是人們補充維生素的重要來源,而微藻中維生素的含量也非常高,超過了大豆、玉米中的維生素含量。微藻中的微量元素有很多,通過對微藻的研究發現,將其作為飼料原料有較高的價值,其中小球藻、螺旋藻和鹽藻等藻類產品的安全性已經得到了國家的安全認證,國外的許多國家已經將微藻應用到水產飼料的加工生產中。
某些微藻(如螺旋藻、小球藻)的蛋白含量非常高,達到甚至超過70%,某種程度上可以成為魚粉的替代品。研究證明,小球藻和柵藻作為魚粉的替代品用于羅非魚飼喂,發現它們可替代飼料中50%的魚粉含量,且在此含量下,魚類的各個生長及生理指標均顯著高于對照組。在牙鲆幼魚飼料中添加2%橢圓小球藻,幼魚的多項生長指標均優于對照。
微藻中含有多種類胡蘿卜素,如β-胡蘿卜素、葉黃素,雨生紅球藻中則含有高濃度(1-4.5%)的蝦青素,這些色素可作為色素增強劑用于水產飼料,如雨生紅球藻積累的蝦青素用于鮭魚肌肉增色早已得到應用。在國內的一些研究中已經證實,螺旋藻和小球藻中含有豐富的β-胡蘿卜素、葉黃素等色素物質,能夠有效起到增加觀賞魚體色的作用,從而提高觀賞魚的質量和銷售價格,國外已有企業將之應用于生產,如德國默斯特-巴斯利爾生物飼料的小球藻素食飼料產品用于觀賞魚飼養。針對食用類水產動物,已有部分飼料企業利用小球藻和螺旋藻生產飼料添加劑:如福州格林生物有限公司已有小球藻飼料添加劑產品問世,可用于大黃魚、對蝦等水產動物的飼喂。
2.2生物餌料的應用
微藻餌料對水產養殖的魚蝦蟹幼體的發育階段具有十分重要的作用,尤其是在蝦類育苗從無節幼體變態到蚤狀幼體的過程中。金藻和扁藻在蝦蟹等水產物種的發育和蛻皮變態過程中具有穩定和維持的作用。在鮑浮游幼體發育生長的過程中,尤其是稚鮑過程中,可以利用硅藻細胞內含物使其加快發育的過程,進入快速生長的階段。小球藻內含有的豐富蛋白質能夠促進雜色蛤仔浮游幼蟲階段的面盤幼蟲發育階段大大加快。
在瑪拉巴石斑魚育苗的過程中,以小球藻來進行投喂可以使八小時以上的輪蟲穩定生長,使仔魚的成活率大大提高,能達到90%以上。微藻餌料不僅可以作為活體蛋白質應用在魚苗生長繁殖方面,同時還可以對養殖的水環境進行改善和調控。比如,在魚苗的水體中投放微藻餌料,一方面可以對氨氮及亞鹽類物質進行吸收,同時還可以利用微藻光合作用過程中釋放的氧氣來進一步促進氨氮和亞鹽的硝化,綜合起來,氨氮的吸收效率可高達70%。此外,微藻餌料還具有良好的水體微生態調節功能。
2.3動物生物餌料的應用
動物生物餌料對水產養殖物種的生長和繁殖發育同樣具有十分重要的作用。比如典型的輪蟲生物餌料,在對7~9日幼齡的養殖泥鰍投喂輪蟲后,可以大大促進泥鰍的生長。將輪蟲和發酵的菜籽餅進行混合后,對水產養殖的鳙魚進行投喂,可以大大提高鳙魚的生長速度,最終產量明顯高于僅投喂發酵菜籽餅的鳙魚。比如枝角類浮游生物餌料,是一種應用物種更加廣泛的良好生物活餌料。不僅可以對真鯛稚幼魚的生長起到促進作用,同時也能促進花尾胡椒鯛稚幼魚的發育。
目前枝角類浮游生物餌料的主要利用形式是自然利用或者撈取后進行金魚或熱帶觀賞魚類的投喂和飼養。比如鹵蟲成體可以直接用于多種水產動物幼體或成體的投喂,能有效促進后期蝦幼體的生長和性成熟,對海水魚幼體進行投喂,不僅能夠提高海水魚育苗的成活率,同時也能夠提高生物體的機能,使其受干擾和驚嚇的死亡率降低。
結語
近年來,我國科技工作者對多種微藻開展了分子生物學、生理生化、藻種純化擴培、濃縮藻液保藏、生物反應器規模化生產等技術的研究應用,微藻產品應用的領域越來越多,技術也愈加成熟,在今后的水產養殖業中必將形成巨大的應用市場,為水產養殖業帶來可觀的經濟效益、生態效益和社會效益。
參考文獻
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作者:李奧璞,劉友晴