■ 王熙濤 徐永平 尤建嵩 金禮吉 李淑英 王曉麗 李曉宇 王麗麗

（1.大連理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧大連 116024；2.動(dòng)物性食品安全保障技術(shù)教育部工程研究中心，遼寧大連 116620；3.大連賽姆生物工程技術(shù)有限公司，遼寧大連 116620）

刺參（Apostichopus japonicusSelenka)又稱仿刺參，屬棘皮動(dòng)物門（Echinodermata）海參綱（Holothuroidea）楯手目（Aspidochirota）刺參科（Stichopodidae）仿刺參屬（Apostichopus）中的一種。刺參具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能，近年來隨著人們生活水平的提高及消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，刺參消費(fèi)需求不斷攀升，使得刺參養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展。2009年全國的刺參增養(yǎng)殖面積達(dá)150萬畝，產(chǎn)量達(dá)到10萬噸，行業(yè)產(chǎn)值達(dá)到200多億。隨著刺參養(yǎng)殖模式由粗放式轉(zhuǎn)向集約化，刺參飼料的研究受到了養(yǎng)殖人士極大的關(guān)注。集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料成本占整個(gè)養(yǎng)殖成本的65%～70%左右[1]，如果飼料營(yíng)養(yǎng)配比不合理或轉(zhuǎn)化率低，就會(huì)嚴(yán)重影響?zhàn)B殖的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，本文將對(duì)刺參飼料研究的進(jìn)展及發(fā)展方向進(jìn)行綜合論述與探討。

1 刺參的食性及天然餌料的選擇

1.1 刺參的食性

對(duì)刺參的解剖觀察發(fā)現(xiàn)[2]，其腸道內(nèi)容物主要為藻類、小型貝類及有口蟲等微小生物，以及動(dòng)植物碎屑與海底沉積物。刺參對(duì)不同食物的消化吸收情況有所差異，資料顯示[3]，刺參對(duì)攝入泥土中的有機(jī)物質(zhì)的消化率約為15%，對(duì)動(dòng)物性的碎屑、鞭毛藻和硅藻、細(xì)菌類的消化吸收率約達(dá)到87%。不同發(fā)育階段的刺參對(duì)不同食物的消化吸收情況也不盡相同。體干重20 g左右的成參對(duì)植物性餌料的消化率為（67.5±7.3）%，而體重3 g左右的幼參對(duì)同樣餌料的消化率要略高，為（76.4±6.8）%[4]。隋錫林[5]的研究結(jié)果表明，刺參超過70%的能量需求來自于細(xì)菌，微生物可能是刺參最重要的餌料之一。對(duì)刺參在自然條件下的生態(tài)習(xí)性和生理習(xí)性的研究表明，自然條件下刺參的天然餌料主要是各種海洋植物的碎片、小型動(dòng)植物及其碎屑（如底棲硅藻、雙殼類、小型的腹足類、橈足類）、無機(jī)微粒（如貝殼碎片）及微生物[6]。

1.2 刺參天然餌料的選擇

傳統(tǒng)的刺參池塘養(yǎng)殖，放養(yǎng)密度低，養(yǎng)殖水體中天然餌料資源豐富，是刺參生長(zhǎng)有效的食物來源。刺參不同的發(fā)育階段具有不同的生理、營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)，在各個(gè)發(fā)育階段其主要的天然餌料也不盡相同（如表1所示）。在刺參幼體時(shí)期，以鹽藻、湛江等鞭金藻和角毛藻混合投喂培育效果最好[7]。稚參和幼參時(shí)期飼喂的底棲硅藻以舟形藻、卵形藻為好，而褐藻藻粉或大型海藻磨碎液的種類目前有鼠尾藻、馬尾藻、大葉藻等，實(shí)踐證明鼠尾藻效果最佳。目前成參的養(yǎng)殖方式以池（圍）塘養(yǎng)殖或海上吊籠養(yǎng)殖為主[8]，這一階段的刺參主要以天然環(huán)境下的水底有機(jī)物碎屑、腐敗的藻類碎片或微生物等為主要食物。因此，根據(jù)刺參不同發(fā)育階段的生理和生態(tài)特點(diǎn)，了解各個(gè)時(shí)期刺參的自然食性對(duì)于刺參飼料的研制至關(guān)重要。

表1 刺參各發(fā)育階段所需的主要天然餌料

2 刺參消化能力及人工配合飼料的研究

2.1 刺參消化能力的研究進(jìn)展

為了研制出適合刺參消化吸收的人工配合飼料，應(yīng)對(duì)刺參的消化能力做出全面詳細(xì)的研究。刺參的消化能力與體內(nèi)消化酶的組成和含量直接相關(guān)，目前已在海參消化道中檢測(cè)出的消化酶主要有蛋白酶、脂肪酶、酯酶、糖苷酶 (淀粉酶、纖維素酶、褐藻酸酶、二糖酶、蔗糖酶、幾丁質(zhì)酶)和磷酸酶 (酸性磷酸酶、堿性磷酸酶)等[14]。目前研究最多的是蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、褐藻酸酶和纖維素酶。蛋白酶在所有消化酶中表現(xiàn)出最強(qiáng)的活性[15-16]。淀粉酶是刺參腸道中另一種主要的消化酶，其活力略低于蛋白酶[17]。Shimizu等[18]在稚參腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)存在脂肪酶。研究認(rèn)為，脂肪酶與刺參其它幾種主要消化酶（蛋白酶、淀粉酶、褐藻酸酶和纖維素酶）相比活力最低，這可能是由于刺參消化道內(nèi)酸堿環(huán)境不適于脂肪酶。唐黎等[19]在刺參體內(nèi)檢測(cè)到含量較低的褐藻酸酶。褐藻酸酶廣泛存在于鮑魚[20]、海膽[21]、貝類[22]和海兔[23]等海產(chǎn)動(dòng)物的消化腺中。褐藻酸酶的酶解底物為褐藻膠，褐藻膠是海帶、裙帶菜、鼠尾藻、馬尾藻等大型褐藻的胞間質(zhì)中普遍含有的一種高分子量線性多糖，褐藻酸酶對(duì)于刺參消化海洋植物碎片起著決定性作用。但刺參體內(nèi)的褐藻酸酶活力一直處于較低水平，從而限制了其對(duì)海帶、裙帶菜等富含褐藻膠的褐藻的消化與利用[24]。纖維素酶是在分解纖維素時(shí)起生物催化作用的一類酶，紫貽貝和鮑魚中都發(fā)現(xiàn)有纖維素酶的活性，是內(nèi)源性消化酶[17,25]。近年來也在刺參腸道內(nèi)檢測(cè)到該酶的存在，但被認(rèn)為是一種外源性酶[26]。另外，由于刺參本身消化系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，食物的消化很大程度上受到外源性和內(nèi)源性菌群的影響。資料表明[27]，刺參對(duì)發(fā)酵后藻類中氮的吸收率可由發(fā)酵前的20%提高到52.7%。

了解刺參體內(nèi)各種酶的活性及其變化規(guī)律，對(duì)于刺參人工配合飼料的研究具有重要指導(dǎo)意義。但是目前對(duì)刺參消化酶的研究還比較粗淺，大都停留在定性層面，缺乏精確的定量研究，因此還有很多工作需要進(jìn)一步深入開展。

2.2 刺參人工配合飼料的研究進(jìn)展

隨著刺參高密度集約化養(yǎng)殖的發(fā)展，天然餌料已經(jīng)難以滿足刺參養(yǎng)殖業(yè)的需要，現(xiàn)階段刺參養(yǎng)殖都是將天然餌料和人工配合飼料搭配使用。活體餌料的培育周期長(zhǎng)、占地廣、成本高，受到自然資源、環(huán)境因素等條件的限制。而且鼠尾藻等公認(rèn)的刺參最佳天然餌料由于過度開采，已面臨供不應(yīng)求、價(jià)格居高不下的困境。因此目前業(yè)界迫切需要刺參廉價(jià)代用餌料及高營(yíng)養(yǎng)低成本人工配合飼料。

日本、韓國和俄羅斯學(xué)者[28-30]曾對(duì)刺參幼體人工配合飼料進(jìn)行了嘗試，但研究并沒有深入開展。我國學(xué)者在這方面作出大量的研究工作，并取得了一定的成果。隋錫林等[7]研制的幼參人工配合飼料“8406”～“8408”在養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)中取得了較好的效果，其中“8406”的投喂組生長(zhǎng)顯著快于投喂鼠尾藻磨碎液組（P＜0.05）。朱偉等[3]利用不同蛋白質(zhì)及脂肪水平的飼料對(duì)刺參進(jìn)行飼喂試驗(yàn)，測(cè)定刺參的質(zhì)量增長(zhǎng)率、臟壁比和體成分等指標(biāo)。研究結(jié)果表明：刺參的最佳蛋白質(zhì)和脂肪需要量分別為18.21%～24.18%和5%。王吉橋等[31]進(jìn)行了不同飼料蛋白源對(duì)刺參幼參生長(zhǎng)影響的研究。結(jié)果表明：相對(duì)于魚粉蛋白，刺參能更好地利用玉米蛋白和大豆蛋白等植物性蛋白源（粗蛋白消化率分別為：魚粉組21.09%、玉米蛋白組66.49%、大豆蛋白組56.03%），這為植物蛋白在刺參飼料中的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

朱建新等[32]對(duì)稚參培育中幾種飼料的使用進(jìn)行了比較。研究表明，石莼磨碎液組和一種市售配合飼料組的稚參的生長(zhǎng)速度顯著高于鼠尾藻干粉組、海帶磨碎液組及另一種配合飼料組（P＜0.05）。這一方面證明了人工配合飼料代替天然餌料的可行性，同時(shí)也說明市售配合飼料質(zhì)量的參差不齊。王吉橋等[33]研究了不同餌料的搭配及投喂量對(duì)剛剛附著的稚參的生長(zhǎng)和成活的影響，當(dāng)用鼠尾藻磨碎液、人工配合飼料和酵母進(jìn)行混合投喂時(shí)，人工配合飼料所占比例較大的組（含65%的配合飼料）刺參的生長(zhǎng)速度總體上顯著快于其它幾組（含0～35%的配合飼料），而且體重值、成活率最高，在投喂量適當(dāng)?shù)那疤嵯拢斯づ浜巷暳系奶砑恿亢痛虆⒌纳L(zhǎng)速度及成活率呈正相關(guān)。近幾年，貝類糞便經(jīng)常被用來作為刺參食物來源的補(bǔ)充。Yuan等[34]利用干的貝類糞便、藻粉或二者的不同組合來飼喂刺參。結(jié)果表明，與其他飼喂組相比，75%貝類糞便 +25%藻粉飼喂組刺參的生長(zhǎng)速度最快，終體重最大。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，有學(xué)者提出效果較好的刺參養(yǎng)成飼料，其成分為：淀粉50%、海藻粉22%、海泥20%、魚粉8%；或者海藻粉60%，麩皮、玉米面、豆餅30%，魚粉10%[35]。在養(yǎng)殖實(shí)踐過程中，也有用地瓜粉、雜魚蝦粉、麩皮等喂養(yǎng)海參的例子[36]。

發(fā)酵飼料近年來在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到較廣泛研究，并取得一定進(jìn)展。姜燕等[37]研究了水產(chǎn)誘食酵母發(fā)酵飼料促進(jìn)刺參生長(zhǎng)的效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)發(fā)酵處理后飼料中的大分子蛋白質(zhì)發(fā)生降解，為期50 d的飼喂實(shí)驗(yàn)顯示：發(fā)酵飼料組刺參的生長(zhǎng)速度顯著優(yōu)于未發(fā)酵飼料組（P＜0.05）。大連理工大學(xué)動(dòng)物生物技術(shù)與營(yíng)養(yǎng)研究室[38]研究了微生物發(fā)酵飼料對(duì)刺參生長(zhǎng)性能的促進(jìn)作用。研究結(jié)果表明，當(dāng)利用芽孢桿菌、乳酸菌等益生菌制備的微生物發(fā)酵飼料飼喂刺參時(shí)，與對(duì)照組相比，其特定生長(zhǎng)率、飼料轉(zhuǎn)化率、粗蛋白表觀消化率等指標(biāo)都有顯著增長(zhǎng)（P＜0.05），表明發(fā)酵飼料能夠更好地滿足刺參健康快速生長(zhǎng)的需要，具有良好的應(yīng)用潛力。

目前幼參和成參的室內(nèi)養(yǎng)殖基本依靠投喂人工配合飼料。人工配合飼料能夠彌補(bǔ)天然餌料營(yíng)養(yǎng)的不足，當(dāng)刺參發(fā)育到幼參時(shí)期（體長(zhǎng)＞1 cm），刺參食性進(jìn)一步向成體轉(zhuǎn)變，其營(yíng)養(yǎng)需求和攝食量不斷增加，天然餌料無法滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，生產(chǎn)上更加依賴于人工配合飼料的使用。

3 刺參飼料加工處理方式

刺參人工配合飼料的加工工藝與其他水產(chǎn)飼料的加工工藝類似，大體上包括：原料粗粉碎、混合、超微粉碎、熟化、制粒及再次粉碎到所需粒徑等步驟。目前市場(chǎng)上使用的商品化人工配合飼料根據(jù)其加工工藝和形態(tài)的不同，可分為粉末飼料、顆粒飼料兩種。粉末飼料在生產(chǎn)上使用較多，主要用于刺參的室內(nèi)人工培育，它是將各種原料按比例混合后粉碎到一定粒度（一般為50～250 μm），使用時(shí)與水混勻后全池潑灑。但這種粉末飼料入水后極易潰散，導(dǎo)致刺參利用不均衡且營(yíng)養(yǎng)成分溶失嚴(yán)重，對(duì)水質(zhì)造成污染。顆粒飼料在室內(nèi)養(yǎng)殖中使用較少，多作為天然餌料的補(bǔ)充，它是把粉末飼料經(jīng)過擠壓成型，制成直徑約2 mm，長(zhǎng)度1～2 cm的棒狀。這種飼料對(duì)水體影響較小，但在水體中分布面小且不均勻，由于刺參對(duì)顆粒飼料的利用依賴于其在水中的軟化、散開程度，因而限制了其在高密度養(yǎng)殖中的應(yīng)用[39]。魚蝦養(yǎng)殖中雖然成功研發(fā)出應(yīng)用于生產(chǎn)的微黏飼料、微囊飼料、微膜飼料，但是生產(chǎn)這些微粒飼料的工藝復(fù)雜，成本較高，并且用現(xiàn)有加工工藝生產(chǎn)的刺參微粒飼料不適合刺參所特有的攝食和營(yíng)養(yǎng)消化生理特性。大連理工大學(xué)動(dòng)物生物技術(shù)與營(yíng)養(yǎng)研究室在現(xiàn)有微性微粒飼料的基礎(chǔ)上，利用微切變-助劑互作技術(shù)，優(yōu)化飼料的配方和生產(chǎn)工藝，研制了一種新型的綠色、環(huán)保的刺參專用微膠團(tuán)飼料[39]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在水體中，微膠團(tuán)飼料的總質(zhì)量散失和單一營(yíng)養(yǎng)成分溶失都顯著低于商品粉末飼料（P＜0.05），飼喂微膠團(tuán)飼料的實(shí)驗(yàn)組生長(zhǎng)速度顯著高于商品粉末飼料組（P＜0.05）。微膠團(tuán)飼料組養(yǎng)殖水體的濁度、氨氮和化學(xué)耗氧量也都顯著低于商品粉末組（P＜0.05）。可見，利用該微膠團(tuán)飼料替代現(xiàn)有商品飼料，能夠提高刺參營(yíng)養(yǎng)水平、改善水體環(huán)境、降低刺參疾病的爆發(fā)，因而微膠團(tuán)飼料具有巨大的應(yīng)用前景。

4 刺參飼料目前存在的問題

4.1 刺參營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)缺乏

無論國內(nèi)國外，刺參營(yíng)養(yǎng)需求方面的研究均處于初期探索階段，主要研究?jī)?nèi)容大多集中于刺參對(duì)蛋白質(zhì)、能量、鈣、磷等主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的需求，鮮見對(duì)微量養(yǎng)分需求的研究，更未見系統(tǒng)的以維持免疫水平最大化為目的的營(yíng)養(yǎng)需求的研究。雖然有些學(xué)者在此方面做了一定工作[40-44]，但積累的成果仍不足以制定刺參營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)或飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，因此迫切需要加強(qiáng)研究。過去我們給畜禽或魚類配制全價(jià)飼料時(shí)往往參照NRC營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)，而目前中國是刺參生產(chǎn)第一大國，現(xiàn)實(shí)的需求以及我國的研究實(shí)力和綜合國力決定，我們迫切需要同時(shí)也有能力為刺參制定一個(gè)營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)。而這一標(biāo)準(zhǔn)的制定不能因循NRC的靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)充分吸收近年來人們?cè)谏鷳B(tài)營(yíng)養(yǎng)、營(yíng)養(yǎng)免疫、藥效營(yíng)養(yǎng)品、非抗生素抗病的新成果和新理念，以滿足海參免疫力最大化的營(yíng)養(yǎng)需要。

4.2 刺參人工配合飼料配方及加工技術(shù)方面

刺參養(yǎng)殖過程中尤其是幼參培育需要投喂大量人工配合飼料，飼料的質(zhì)量是關(guān)系刺參生長(zhǎng)和水體環(huán)境的重要因素。當(dāng)前市場(chǎng)銷售和使用的刺參飼料多以簡(jiǎn)單的海藻和海泥為主要原料，配方簡(jiǎn)單，加工工藝粗糙，效果不穩(wěn)定。目前幼參養(yǎng)殖中仍以粉末飼料為主，其入水后潰散嚴(yán)重，刺參利用不均衡，營(yíng)養(yǎng)成分損失較大，對(duì)水體環(huán)境造成很大污染。因此有必要借鑒其它水生動(dòng)物如魚蝦等飼料加工技術(shù)，研究適合刺參營(yíng)養(yǎng)需要的，利用率高、穩(wěn)定性較好的全價(jià)配合飼料。

4.3 刺參飼料標(biāo)準(zhǔn)滯后

與蓬勃發(fā)展的刺參產(chǎn)業(yè)相比，刺參飼料相關(guān)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)僅有2006年頒布的《刺參配合飼料》（SC 2037—2006）及2009年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《水產(chǎn)配合飼料第7部分：刺參配合飼料》（GB/T 22919.7—2008）等少數(shù)幾個(gè)。刺參飼料標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展相對(duì)滯后，尚未形成標(biāo)準(zhǔn)體系，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)不能滿足市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求[45]，導(dǎo)致刺參飼料市場(chǎng)比較混亂，各類飼料魚目混雜，參差不齊，國際上沒有可借鑒的相關(guān)資料，又加大了制定統(tǒng)一飼料標(biāo)準(zhǔn)的難度。

5 未來發(fā)展的方向

刺參生長(zhǎng)速度與刺參的主動(dòng)攝食能力與消化吸收能力密切相關(guān)，因此在今后的刺參飼料研究開發(fā)中，應(yīng)以與刺參生長(zhǎng)緊密相關(guān)的生理消化及營(yíng)養(yǎng)攝食為切入點(diǎn)，合理開發(fā)出符合刺參生長(zhǎng)發(fā)育所需的全價(jià)人工配合飼料。盡管目前對(duì)刺參營(yíng)養(yǎng)消化有一定了解，但還不夠準(zhǔn)確全面。進(jìn)行全面系統(tǒng)的刺參營(yíng)養(yǎng)學(xué)及生理消化的基礎(chǔ)研究，制定出合理的優(yōu)質(zhì)全價(jià)飼料配方是未來刺參飼料研究發(fā)展的方向。

供給刺參正常生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)量一般不能支持其具有最大免疫力，為保障刺參營(yíng)養(yǎng)攝入全面并避免大規(guī)模疾病爆發(fā)，在未來的研究中應(yīng)使用生長(zhǎng)速度和免疫力兩項(xiàng)考察指標(biāo)，同時(shí)考察養(yǎng)殖中若干重要環(huán)境因子，確定能使刺參生長(zhǎng)速度和免疫力兩項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)達(dá)到最大的營(yíng)養(yǎng)需要，實(shí)施刺參精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)供給，實(shí)現(xiàn)以營(yíng)養(yǎng)和免疫調(diào)控為目標(biāo)的新型刺參養(yǎng)殖策略。

在今后的研究工作中，應(yīng)建立健全刺參飼料標(biāo)準(zhǔn)化體系，這有助于完善與刺參產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)化管理體制，有助于生產(chǎn)、科研工作以及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)，促進(jìn)刺參產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

總之，隨著刺參養(yǎng)殖規(guī)模的日益擴(kuò)大，養(yǎng)殖者的投入不斷增加，刺參的飼料問題已成為焦點(diǎn)。目前還存在諸多的問題有待解決，只有從刺參的營(yíng)養(yǎng)和免疫兩個(gè)方面同時(shí)著手，輔以成熟的飼料標(biāo)準(zhǔn)及養(yǎng)殖規(guī)范，才能保障刺參養(yǎng)殖這個(gè)具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的行業(yè)健康穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展。