丁玉龍，丁君，丁文君，常亞青

(大連海洋大學農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室，遼寧大連116023)

中間球海膽Strongylocentrotus intermedius又稱蝦夷馬糞海膽，1989年由大連海洋大學從日本引入中國，因其性腺飽滿、品質(zhì)上佳，深受消費者喜愛。中間球海膽作為中國主要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一，其性腺中富含氨基酸、β-胡蘿卜素和ω-3族、ω-6族多不飽和脂肪酸，是一種營養(yǎng)價值和藥用價值較高的海洋經(jīng)濟生物。氨基酸作為維持生命活動的重要物質(zhì)，不僅具有重要的生理功能，而且在食物呈味上發(fā)揮重要作用［1］。海膽性腺中的β-胡蘿卜素含量與性腺的色澤直接相關，不僅能改善海膽性腺的顏色和品質(zhì)［2-3］，還可以提高動物非特異免疫機能［4］，在動物營養(yǎng)和生理功能方面發(fā)揮重要作用。脂肪酸作為海膽性腺中主要的營養(yǎng)成分，不僅可以促進海膽的胚胎發(fā)育及幼體早期發(fā)育［5］，而且對人類心血管疾病等有較好的防治效果［6-7］。餌料是影響海膽性腺發(fā)育的重要因素［8-9］，研究不同餌料模式和投喂方式對海膽性腺中氨基酸、β-胡蘿卜素和脂肪酸積累規(guī)律的影響對指導中間球海膽健康養(yǎng)殖及利用具有一定意義。

目前，有關海膽性腺的研究主要集中在海膽性腺營養(yǎng)成分及營養(yǎng)代謝等方面。Liyana-Pathirana等［10］、Kaneko 等［11］研究了季節(jié)變化和人工飼料對海膽性腺中氨基酸組成及口味的影響。Osako等［12］研究了紫海膽Anthocidaris crassispina性腺發(fā)育過程中游離氨基酸組成的差異。王麗梅等［13］研究了中間球海膽性腺氨基酸的組成。McBride等［3］研究了β-胡蘿卜素在巨紫球海膽S．franciscanus體內(nèi)的吸收和積累以及食物中β-胡蘿卜素含量對性腺顏色的影響。Suckling等［14］研究了人工飼料對海膽性腺顏色及生物量的影響。González-Durán等［15］研究了餌料中脂質(zhì)含量對綠海膽S．droebachiensis性腺中脂肪酸組成及脂類代謝的影響。Castell等［16］研究了餌料中脂質(zhì)對綠海膽稚膽脂肪酸組成及脂類代謝的影響。Cook 等［17］、Barberá 等［18］對海膽性腺中脂肪酸組成進行了研究分析。

海帶作為海膽的主要餌料，受其分布和生長周期的限制，餌料成本較高，在很大程度上制約了海膽?zhàn)B殖業(yè)的發(fā)展。南瓜、胡蘿卜富含類胡蘿卜素，價格低廉且易于獲得，以南瓜、胡蘿卜為餌料，進行海膽營養(yǎng)成分的研究目前尚未見報道。本研究在前期預試驗的基礎上，以南瓜、胡蘿卜替代海帶作為海膽?zhàn)D料，研究了不同餌料及投喂方式對中間球海膽氨基酸、β-胡蘿卜素和脂肪酸含量的影響，以期找到提高海膽性腺中氨基酸、β-胡蘿卜素和脂肪酸含量的餌料模式和投喂方式，為海膽的健康養(yǎng)殖提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用海膽為農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點實驗室培育的2齡健康中間球海膽，殼徑為 (46．57±1．87)mm，體質(zhì)量為 (44．27 ±4．91)g。

1.2 方法

1．2．1 試驗設計

(1)餌料模式試驗。試驗設4種模式:M1(對照)組投喂海帶，M2組投喂海帶+貽貝 (比例約2∶1)，M3組投喂南瓜，M4組投喂胡蘿卜。試驗周期為150 d。

(2)投喂方式試驗。試驗設3種模式:對照組投喂海帶150 d，RM1組投喂南瓜75 d后投喂海帶75 d;RM2組投喂胡蘿卜75 d后投喂海帶75 d。

每組試驗均設3個重復，每個重復10枚海膽，共計180枚。

試驗開始前將試驗海膽于實驗室暫養(yǎng)一周。整個試驗過程中保持各組環(huán)境條件與養(yǎng)殖密度相同，試驗期間，水溫為12．47～19．01℃，pH 為8．06±0．10，過量投喂。試驗時間為2012年12月16日—2013年5月15日。

1．2．2 取樣與測量 試驗結(jié)束時，解剖各試驗組海膽并測量其性腺營養(yǎng)成分指標。

氨基酸含量委托譜尼測試科技股份有限公司進行測定，在每種餌料模式和投喂方式下分別測定雌、雄海膽性腺混合樣品中氨基酸的含量;采用分光光度法測定 β-胡蘿卜素含量［19］;參照GB5413．27—2010中的方法測定脂肪酸含量;參照沈妍等［20］的方法測定一般營養(yǎng)成分含量。

個體平均β-胡蘿卜素含量的計算公式為

個體平均β-胡蘿卜素含量 (mg)=β-胡蘿卜素含量 (mg/100g)×個體平均性腺濕質(zhì)量 (g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 19．0軟件，分別以不同餌料模式和投喂方式為影響因素，對各測量數(shù)據(jù)作單因素方差分析，并對不同餌料模式及投喂方式間的差異作Duncan多重比較，顯著性水平設為0．05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同餌料模式對中間球海膽性腺營養(yǎng)成分及氨基酸、β－胡蘿卜素、脂肪酸含量的影響

2．1．1 一般營養(yǎng)成分 從表1可見:M3、M4組海膽性腺的總糖含量顯著高于 M1、M2組 (P＜0．05);M1、M2組的水分含量顯著高于M3、M4組(P＜0．05);性腺中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和灰分含量在4種餌料模式間均有顯著性差異 (P＜0．05)，M2組的粗蛋白質(zhì)粗脂肪和灰分含量均最高。

表1 不同餌料對中間球海膽性腺一般營養(yǎng)成分含量的影響 (以鮮基計)Tab.1 Effects of different diets on the approximate composition in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius w/%

2．1．2 氨基酸含量 本研究中，以測定的16種氨基酸總量作為蛋白質(zhì)氨基酸的相對總量。

從表2可見:雌、雄海膽性腺中氨基酸總量(TAA)和必需氨基酸總量 (EAA)均為M2組最高，M4組最低;雌、雄海膽性腺中EAA占16種TAA的百分比 (EAA/TAA)均為M2組最高，M4組最低，且雌性高于雄性;雌、雄海膽性腺中鮮味氨基酸 (FAA)含量均為M1組最高，M4組最低，且雄性高于雌性;雌、雄海膽性腺中FAA/TAA均為M4組最高，M2組最低;4種餌料模式下海膽性腺中氨基酸含量均為甘氨酸最高。

表2 不同餌料對中間球海膽性腺中氨基酸含量的影響Tab.2 Effects of different diets on the contents of amino acid in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius %

2．1．3 β-胡蘿卜素含量及個體平均β-胡蘿卜素含量 從圖1可見，雌海膽性腺中M2組的β-胡蘿卜素含量最高，為 (0．022 01±0．001 41)%，與M1組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于其他兩組 (P＜0．05);雄海膽性腺中M1組β-胡蘿卜素含量最高，為 (0．025 94±0．007 39)%，與M2組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于其他2組 (P＜0．05)。

從圖1還可見:雌海膽中M2組個體平均β-胡蘿卜素含量最高，為 (4．66±0．38)mg，與M1組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于其他2組 (P＜0．05);雄海膽中M2組個體平均β-胡蘿卜素含量最高，為 (5．03±0．64)mg，與M1組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于其他2組 (P ＜0．05)。

2．1．4 多不飽和脂肪酸含量 從表3可見:雌海膽性腺中M3組多不飽和脂肪酸 (PUFA)含量顯著高于其他3組 (P＜0．05)，雄海膽性腺中PUFA含量在4組間均無顯著性差異 (P＞0．05);雌海膽性腺中M3組DHA+EPA含量顯著高于其他3組(P＜0．05)，雄海膽中 M1組 DHA+EPA含量最高，顯著高于 M3、M4組 (P＜0．05);雌、雄海膽性腺中M3組EPA含量均顯著高于M1、M2組(P＜0．05);雌海膽性腺中M3組DHA含量最高，M4組最低，二者有顯著性差異 (P＜0．05)，雄海膽中M1組DHA含量最高，且4組間均有顯著性差異 (P ＜0．05)。

2.2 不同投喂方式對中間球海膽性腺營養(yǎng)成分及氨基酸、β－胡蘿卜素、脂肪酸含量的影響

2．2．1 一般營養(yǎng)成分 從表4可見:對照組總糖含量顯著低于RM1和RM2組 (P＜0．05);水分含量3組間無顯著性差異 (P＞0．05);粗蛋白質(zhì)及灰分含量3組間有顯著性差異 (P＜0．05)，且RM1組蛋白質(zhì)含量最高;對照組粗脂肪含量與RM1組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于RM2組 (P ＜0．05)。

圖1 不同餌料模式對海膽性腺中β－胡蘿卜素和海膽個體平均β－胡蘿卜素含量的影響Fig.1 Effects of different diets on the contents of β － carotene and the individual content of β － carotene in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius

表3 不同餌料對中間球海膽性腺中多不飽和脂肪酸含量的影響Tab.3 Effects of different diets on the content of PUFA in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius %

表4 不同投喂方式對中間球海膽性腺一般營養(yǎng)成分含量的影響 (以鮮基計)Tab.4 Effects of different feeding patterns on the approximate composition in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius w/%

2．2．2 氨基酸含量 從表5可見:雌、雄海膽性腺中EAA和TAA均為RM2組最高;雌、雄海膽性腺中EAA/TAA均為RM2組最高;雌海膽性腺中RM2組FAA最高，雄海膽性腺中對照組FAA最高，且雄性高于雌性;雌海膽性腺中對照組FAA/TAA最高，雄海膽性腺中RM1組FAA/TAA最高，且雄性高于雌性;3種投喂方式下海膽性腺中氨基酸含量均為甘氨酸最高。

表5 不同投喂方式對中間球海膽性腺中氨基酸含量的影響Tab.5 Effects of different feeding patterns on the content of amino acids in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius %

2．2．3 β-胡蘿卜素含量及個體平均β-胡蘿卜素含量 從圖2可見:雌海膽性腺中對照組β-胡蘿卜素含量最高，為 (0．020 48±0．000 88)%，與RM1組無顯著性差異 (P＞0．05)，與RM2組有顯著性差異 (P＜0．05)。雄海膽中對照組β-胡蘿卜素含量最高，為 (0．025 94±0．007 39)%，RM2組最低，為 (0．010 69±0．000 92)%，且3組間有顯著性差異 (P＜0．05)。

從圖2還可見:雌海膽中對照組個體平均β-胡蘿卜素含量最高，為 (3．87±0．16)mg，與RM1組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于RM2組(P＜0．05);雄海膽中對照組個體平均β-胡蘿卜素含量最高，為 (4．96±1．32)mg，RM2組最低，為 (1．60±0．12)mg，且3組間有顯著性差異 (P＜0．05)。

圖2 不同投喂方式對海膽性腺中β－胡蘿卜素和個體平均β－胡蘿卜素含量的影響Fig.2 Effects of different feeding patterns on the content of β － carotene and the individual content of β － carotene in gonad of sea urchin Strongylocentrotus intermedius

2．2．4 多不飽和脂肪酸含量 從表6可見:雌海膽性腺中，RM1組PUFA含量和DHA+EPA含量均最高，與對照組有顯著性差異 (P＜0．05);雄海膽性腺中，RM1組PUFA含量最高，3組間無顯著性差異 (P＞0．05)，對照組DHA+EPA含量最高，顯著高于RM1和RM2組 (P＜0．05);雌海膽性腺中，RM1組EPA含量最高，3組間無顯著性差異 (P＞0．05)，雄海膽中RM2組EPA含量顯著高于RM1和對照組 (P＜0．05);雌海膽中RM1組DHA含量最高，與對照組有顯著性差異 (P＜0．05)，雄海膽中對照組DHA含量最高，與RM1組無顯著性差異 (P＞0．05)，二者均顯著高于RM2組 (P＜0．05)。

3 討論

3.1 不同餌料模式與投喂方式對海膽性腺中氨基酸組成及含量的影響

氨基酸作為維持生命活動的重要物質(zhì)，不僅具有重要的生理功能，而且在食物呈味方面發(fā)揮重要作用。Glu、Asp、Arg、Ala、Gly為呈鮮味的特征性氨基酸，中間球海膽性腺的鮮美程度與其性腺中鮮味氨基酸的含量有關［13］。不同餌料模式對海膽性腺中氨基酸含量的影響結(jié)果表明，海膽性腺中氨基酸含量豐富，性腺中EAA/TAA達到WHO/FAO提出的EAA/TAA約為40%的參考蛋白質(zhì)模式標準［21］，鮮味氨基酸含量占氨基酸總量的百分比高于淡水魚烏鱧魚、鯰和黃顙魚［22］，與花鰻鱺［1］、石斑魚［23］等相近。研究還顯示，飼喂海帶、貽貝可促進中間球海膽氨基酸的合成，提高海膽性腺中氨基酸含量，南瓜、胡蘿卜等植物性餌料較紫貽貝等動物性餌料更能提高海膽性腺的鮮美度。

不同投喂方式對中間球海膽性腺中氨基酸組成含量的影響結(jié)果表明，前期投喂南瓜、胡蘿卜的方式基本不會影響性腺中總氨基酸含量及鮮味氨基酸含量，南瓜和胡蘿卜可以作為海膽生長過程中某一階段的替代餌料以緩解海帶季節(jié)性匱乏及價格高等問題。此外，各試驗組海膽性腺中鮮味氨基酸含量占氨基酸總量的百分比均為雄性高于雌性，且各組海膽性腺中甘氨酸含量均最高，這與Kaneko等［11］、Osako 等［12］的研究結(jié)果一致。

3.2 不同餌料模式與投喂方式對性腺中β－胡蘿卜素含量及個體平均β－胡蘿卜素含量的影響

β-胡蘿卜素作為類胡蘿卜素的一種，不僅能改善海膽性腺的色澤和口感，還是動物體內(nèi)一種重要的生理性抗氧化劑，可有效清除活性氧成分和自由基，保護機體免受氧化損害，從而提高動物非特異免疫機能，促進水產(chǎn)動物生長及提高繁殖力［4］。Suckling等［14］研究發(fā)現(xiàn)，餌料中β-胡蘿卜素能轉(zhuǎn)化成海膽性腺中主要類胡蘿卜素海膽酮儲存，海膽性腺中總海膽酮水平與性腺顏色相關。Symonds等［24］對可食用海膽性腺和腸道中類胡蘿卜素的研究也發(fā)現(xiàn)，食物中的β-胡蘿卜素可以異構(gòu)化成海膽酮積累在性腺中。本研究結(jié)果表明，飼喂海帶的對照組海膽性腺中β-胡蘿卜素含量與飼喂+海帶貽貝組差異不顯著，表明添加動物性蛋白對提高海膽性腺中β-胡蘿卜素含量的效果不明顯，但由于飼喂海帶+貽貝組海膽的性腺指數(shù)明顯高于對照組，性腺產(chǎn)量高，飼喂海帶+貽貝組海膽的β-胡蘿卜素個體含量高于對照組。

投喂方式研究結(jié)果顯示，雌、雄海膽中，投喂海帶的對照組均較前期投喂南瓜、胡蘿卜方式組β-胡蘿卜素含量高，推測原因，可能與中間球海膽長期攝食海帶，體內(nèi)存在與其適應的相關消化吸收轉(zhuǎn)化酶有關，如何提高南瓜、胡蘿卜中β-胡蘿卜素的利用效率，以及β-胡蘿卜素如何在海膽體內(nèi)轉(zhuǎn)化需要進一步研究探討。

3.3 不同餌料模式與投喂方式對性腺中多不飽和脂肪酸含量的影響

中間球海膽性腺中脂肪酸含量豐富，尤其是高不飽和脂肪酸含量較高，對人類心血管疾病有較好的防治效果。海膽性腺發(fā)育過程中，脂肪酸有助于卵巢脂類的積累以保證卵黃的營養(yǎng)蓄積和維持正常胚胎及幼體早期發(fā)育［5］。本研究結(jié)果表明，以南瓜作為海膽生長發(fā)育過程中某一階段的替代餌料，可提高雌海膽性腺中多不飽和脂肪酸含量及DHA+EPA含量，另外還發(fā)現(xiàn)，不同性別海膽性腺中脂肪酸的積累效果存在差異，在不同餌料模式與投喂方式條件下中間球海膽性腺中的多不飽和脂肪酸含量基本上均為雄性高于雌性。Martínez-Pita等［25］研究也發(fā)現(xiàn)，同期雌、雄海膽性腺中脂肪酸的含量差異較大，與本研究結(jié)果類似。推測原因，可能是不同性別海膽在性腺發(fā)育不同時期對脂肪酸的需求、利用不同，導致其性腺中脂肪酸積累的種類和含量不同。脂肪酸在海膽體內(nèi)的代謝是一個復雜的過程，還有待于進一步的研究。

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