王裕玉 趙 璐 郭曉華 張新明*

(1.日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院海洋工程學(xué)院，日照 276826；2.山東美佳集團(tuán)有限公司，日照 276800)

南極磷蝦(Euphausiasuperba)是最豐富的海洋生物之一，在南極生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈中扮演著極其重要的角色，據(jù)估算其資源量可達(dá)3.79億t，被認(rèn)為是地球上最大的動(dòng)物蛋白質(zhì)源庫(kù)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊[1]。南極磷蝦蛋白質(zhì)生物學(xué)效價(jià)優(yōu)于牛乳蛋白質(zhì)，氨基酸含量豐富，種類齊全，必需氨基酸的構(gòu)成比例符合聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[2-5]；且富含多不飽和脂肪酸(PUFA)、維生素、礦物質(zhì)、微量元素及蝦青素和胡蘿卜素等活性物質(zhì)。在魚(yú)蝦類研究中發(fā)現(xiàn)，南極磷蝦產(chǎn)品生物利用率高，對(duì)攝食、生長(zhǎng)、免疫力和體色等有積極效果，可作為水產(chǎn)動(dòng)物的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)源和脂肪源[6-9]。然而，南極磷蝦體內(nèi)氟含量可達(dá)800～2 400 mg/kg[9]，極易發(fā)生氟蓄積，導(dǎo)致魚(yú)蝦類急性中毒，表現(xiàn)為厭食、呼吸頻率下降、血液氟化物含量增加、肌肉麻痹和受精卵孵化延遲，重者引起死亡[10]；南極磷蝦產(chǎn)品及其衍生物對(duì)人類健康具有積極效果，如降低心腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)、減少慢性炎癥、抗菌、抗氧化等[11-13]。據(jù)估算，經(jīng)脫氟處理，每年可獲得400萬(wàn)～500萬(wàn)t優(yōu)質(zhì)的南極磷蝦蛋白質(zhì)[14-15]。探究利用物理、化學(xué)和微生物學(xué)等方法脫除南極磷蝦中的氟是未來(lái)的研究方向之一。因此，南極磷蝦產(chǎn)品的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有廣闊前景。我國(guó)南極磷蝦的綜合利用研究相對(duì)滯后，如何將南極磷蝦產(chǎn)業(yè)由生產(chǎn)初級(jí)食品向高值化產(chǎn)品轉(zhuǎn)變是個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

1 南極磷蝦粉的營(yíng)養(yǎng)特性

南極磷蝦的年齡、捕撈時(shí)間和區(qū)域以及加工工藝等均會(huì)影響其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。南極磷蝦粉中粗蛋白質(zhì)含量49%～80%，脂質(zhì)含量4%～26%，粗灰分含量4%～17%[16-18]。南極磷蝦蛋白質(zhì)中含有9種必需氨基酸，其組成和比例符合FAO/WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式，其中谷氨酸和天冬氨酸含量最高，分別占總氨基酸的14%和10%以上，因此具有濃郁的鮮味；賴氨酸和亮氨酸含量較高，色氨酸含量較低，但仍為酪蛋白的1.6倍以上，因此，南極磷蝦粉是一種很有前景的蛋白質(zhì)來(lái)源[4,17]。南極磷蝦粉的主要脂質(zhì)包括極性脂質(zhì)和甘油三酯(TG)，分別占脂質(zhì)總量的56%～81%和12%～38%[19]；南極磷蝦油富含n-3 PUFA，尤其是二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)[11,20]，主要以磷脂的形式存在，與以TG形式存在的魚(yú)油n-3脂肪酸相比，具有更高的生物利用效率[21]，因此，南極磷蝦油可作為一種潛在脂肪來(lái)源，尤其是在魚(yú)油日益減少的情況下，作為魚(yú)油的替代源以滿足日益增長(zhǎng)的n-3 PUFA需求。南極磷蝦粉中的核苷酸等低分子質(zhì)量水溶性物質(zhì)具有明顯的促攝食作用[22]。南極磷蝦粉中還含有蝦青素、維生素A和生育酚等活性物質(zhì)，蝦青素含量為110 ～140 mg/kg[11]，蝦青素除了具有促生長(zhǎng)和免疫調(diào)節(jié)功能外，還可作為天然色素對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物起到著色的作用[23]。南極磷蝦粉含有豐富的礦物質(zhì)，其中鈣、鎂等含量最高，鐵、鋅、硒、銅和錳等微量元素含量較高，鎘、鉛等重金屬含量很低[7]。

2 南極磷蝦粉在水產(chǎn)動(dòng)物飼料方面的應(yīng)用

2.1 對(duì)攝食與生長(zhǎng)的影響

南極磷蝦粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，可用作水產(chǎn)飼料的優(yōu)質(zhì)蛋白源。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加南極磷蝦粉對(duì)魚(yú)類攝食行為和食欲具有明顯的刺激作用，從而促進(jìn)攝食和生長(zhǎng)[2-3,24-27]，尤其是對(duì)含有高含量植物性蛋白質(zhì)源的水產(chǎn)飼料效果更明顯[28-29]，這歸結(jié)于南極磷蝦粉中蝦青素、核苷酸、脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸和不飽和脂肪酸等誘食性成分引起的攝食量增加[22,30-31]；此外，南極磷蝦粉中的可溶性蛋白組分被認(rèn)為是其具有誘食特性的原因，且在加工過(guò)程中會(huì)流失或大大減少，可以通過(guò)冷凍干燥使其保留下來(lái)[3]。

近年來(lái)，有關(guān)南極磷蝦粉產(chǎn)品對(duì)魚(yú)蝦類生長(zhǎng)影響的研究較多，而且差異很大(表1)。南極磷蝦粉產(chǎn)品對(duì)魚(yú)蝦生長(zhǎng)和飼料利用的影響主要存在以下情況：1)Suontama等[32]研究發(fā)現(xiàn)，大西洋鮭(Salmosalar)和大西洋庸鰈(Hippoglossushippoglossus)飼料中分別添加30.3%、45.4%南極磷蝦粉均可顯著提高其生長(zhǎng)性能和飼料利用率；南極磷蝦粉替代0～100%魚(yú)粉(添加量為0～57.02%)對(duì)海水養(yǎng)殖的三倍體虹鱒(Oncorhynchusmykiss)的生長(zhǎng)和攝食有積極作用[33]；在對(duì)大鱗大馬哈魚(yú)(Oncorhynchustshawytscha)[24]、尼羅羅非魚(yú)(Oreochromisniloticus)[28]、黃線狹鱈(Gaduschalcogrammus)[30]、大西洋鮭[34]、大菱鲆(Psettamaxima)[35]和大口黑鱸(Micropterussalmoides)[36]的研究中得到了類似的結(jié)果，這可能與攝食率、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率[3,29-31]及消化酶活性[35]的升高促進(jìn)生長(zhǎng)有關(guān)，也可解釋為飼料中不同蛋白質(zhì)源按照一定比例搭配更符合魚(yú)蝦類氨基酸需求的理想模式，有助于促進(jìn)其代謝和消化吸收，進(jìn)而促進(jìn)其生長(zhǎng)。2)研究者對(duì)大西洋庸鰈和大西洋鱈(Gadusmorhua)[3]、銀鯧(Pampusargenteus)[31]以及克氏原螯蝦(Procambarusclarkia)[37]的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中適量添加南極磷蝦粉產(chǎn)品對(duì)其生長(zhǎng)及飼料轉(zhuǎn)化率有促進(jìn)效果，而進(jìn)一步提高添加量無(wú)改善作用；但當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)，對(duì)大西洋鮭[14]、圓斑星鰈(Veraspervariegatus)[25]、大黃魚(yú)(Larimichthycroceus)[38]、石斑魚(yú)[39]等魚(yú)類的生長(zhǎng)和成活率產(chǎn)生負(fù)面影響。與高質(zhì)量魚(yú)粉組相比，全磷蝦粉100%替代魚(yú)粉組大西洋鮭生長(zhǎng)率、幽門(mén)和中腸胰蛋白酶活性及某些氨基酸消化率顯著降低，而部分去殼磷蝦粉100%替代魚(yú)粉組大西洋鮭生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率相似或更好[14]；此外，南極磷蝦粉抑制魚(yú)類生長(zhǎng)可能是因?yàn)樽倒侵蟹^(guò)量蓄積影響了骨骼的發(fā)育，最終抑制生長(zhǎng)[9]。3)在大菱鲆[8]、虹鱒[9]、大黃魚(yú)[26,38]、大西洋鮭[40]和南美白對(duì)蝦(Litopenaeusvannamei)[41]的研究中發(fā)現(xiàn)，飼料中添加南極磷蝦粉產(chǎn)品對(duì)其生長(zhǎng)無(wú)顯著影響。綜上所述，南極磷蝦粉產(chǎn)品可以作為魚(yú)蝦配合飼料中的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)源，但是，南極磷蝦粉產(chǎn)品對(duì)魚(yú)蝦生長(zhǎng)性能的影響差異明顯，這可能與飼料組成、磷蝦粉種類、加工方式、動(dòng)物種類和生長(zhǎng)階段、養(yǎng)殖條件及養(yǎng)殖周期等有關(guān)[2,14,32]。

表1 水產(chǎn)養(yǎng)殖中南極磷蝦粉產(chǎn)品應(yīng)用研究文獻(xiàn)綜述Table 1 Bibliographic review of application of Antarctic krill meal products in aquaculture

續(xù)表1序號(hào)No.魚(yú)種類Fish species初始體重Initial body weight/g磷蝦粉種類Krill meal types添加量Addition levels/% DM 養(yǎng)殖周期Culture period/d指標(biāo)變化Index changes適宜添加量Optimal addition levels/% DM參考文獻(xiàn)References14虹鱒102.06磷蝦粉0、8.55、17.11、34.21、57.0256對(duì)生長(zhǎng)、攝食和肌肉色素沉著有積極作用8.55～57.02[33]15大菱鲆9.46±0.01磷蝦水解物5、1070提高生長(zhǎng)性能和飼料利用,提高消化酶活性,促進(jìn)機(jī)體氨基酸代謝和消化吸收10[35]16大口黑鱸12.43±0.16磷蝦粉0、3、6、956提高生長(zhǎng)性能、抗氧化功能以及免疫功能6～9[36] 17克氏原螯蝦11.42±2.10磷蝦粉0、11.83、23.65、35.48、47.3056改善了生長(zhǎng)性能、免疫狀況和抗病性,而47.30%組并無(wú)增強(qiáng)效果23.65[37]18大黃魚(yú)70.24±0.20蝦殼粉0、12、2463添加12%對(duì)生長(zhǎng)性能、飼料利用率和抗氧化能力無(wú)顯著負(fù)面影響,改善皮膚著色和類胡蘿卜素含量;24%組顯著降低生長(zhǎng)性能12[38]19石斑魚(yú)57.8±0.28酶解磷蝦粉0、6.5、13.0、19.0、25.5、32.056 添加0～25.5%有利于提高生長(zhǎng)、飼料利用率和抗氧化性能30[39] 20大西洋鮭410磷蝦粉0、10、20、3084對(duì)生長(zhǎng)、成活率、飼料效率和氟在體組織內(nèi)的蓄積無(wú)影響30[40]21南美白對(duì)蝦1.93±0.56磷蝦粉0、1.0、5.0、11.572對(duì)生長(zhǎng)、攝食、飼料效率和產(chǎn)量無(wú)影響11.5[41] 22黃尾鰤57.3±14.2磷蝦粉0、8.9、58.09258.0%組生長(zhǎng)、采食量和飼料效率顯著降低8.9[42]23黃尾鰤44.1±4.7低氟磷蝦粉0、8.9、58.075可以完全替代魚(yú)粉而沒(méi)有明顯的副作用5824南美白對(duì)蝦29.83～34.63磷蝦粉0、10、2060有效地促進(jìn)親蝦體重增長(zhǎng)和性腺發(fā)育10～20[43]25銀鯧131.88±4.25磷蝦粉0、6、12、2460對(duì)生長(zhǎng)性能沒(méi)有顯著影響,促進(jìn)性腺發(fā)育6～12[44] 26大西洋鱈4 800磷蝦粉0、13.5、40.5、68.063提高肌肉的白度和黃色;肌肉pH、質(zhì)地或感官特性不受影響13.5～68.0[45]

2.2 對(duì)免疫與健康的影響

飼料添加南極磷蝦粉可顯著提高圓斑星鰈血清和肝臟超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性，降低丙二醛(MDA)含量[25]。Khosravi等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與低魚(yú)粉組相比，飼喂含南極磷蝦蛋白質(zhì)水解物飼料的真鯛機(jī)體SOD、溶菌酶和抗蛋白酶活性以及總免疫球蛋白含量和抗病力顯著提高。王亞恩等[48]報(bào)道，南極磷蝦油能顯著提高大鼠血清NO含量以及SOD和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)活性，對(duì)高脂血癥大鼠具有抗氧化作用，且效果優(yōu)于深海魚(yú)油。研究者在銀鯧[31]、小龍蝦[37]和石斑魚(yú)[39]的研究中得到了類似的結(jié)果，以上研究表明飼料中適量添加南極磷蝦粉可提高其抗氧化能力，修復(fù)氧化應(yīng)激反應(yīng)引起的機(jī)體損傷。

南極磷蝦粉替代10%～20%魚(yú)粉蛋白能夠提高銀鯧幼魚(yú)組織中溶菌酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶的活性，進(jìn)而提高銀鯧幼魚(yú)的非特異性免疫力[31]。朱旺明等[36]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比較，飼喂含3%～9%南極磷蝦粉飼料的大口黑鱸血液白細(xì)胞和紅細(xì)胞數(shù)目分別提高56.5%～66.1%、20.7%～25.2%；南極磷蝦粉替代魚(yú)粉可提高小龍蝦血細(xì)胞總數(shù)，透明細(xì)胞、半顆粒細(xì)胞和顆粒細(xì)胞數(shù)目，以及嗜水氣單胞菌攻毒后的成活率[37]；南極磷蝦油具有抗氧化和免疫調(diào)節(jié)活性以及抑制細(xì)菌和病毒感染的特性[13]，飼料中添加南極磷蝦粉產(chǎn)品增強(qiáng)免疫力和抗病力可能與其提高了魚(yú)蝦類等非特異和特異性免疫防御有關(guān)。

動(dòng)物肝胰腺、腸道和腎臟等組織影響其新陳代謝，組織學(xué)發(fā)生改變意味著機(jī)體健康出現(xiàn)問(wèn)題。研究者對(duì)大西洋鮭[2,14]、虹鱒[9]、真鯛[29]、珍珠龍膽石斑魚(yú)[39]和黃尾鰤(Seriolaquinqueradiata)[42]的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加南極磷蝦粉未引起機(jī)體健康受損及組織損傷；攝食含南極磷蝦水解物的低魚(yú)粉飼料的真鯛前腸杯狀細(xì)胞數(shù)目和腸上皮細(xì)胞高度顯著增加[29]。Taylor等[34]研究發(fā)現(xiàn)，大西洋鮭早期發(fā)育階段攝食含2.6%～4.2%磷脂飼料能促進(jìn)生長(zhǎng)，提高存活率，減少脊柱畸形及防止脂肪變性，且磷蝦磷脂的效果優(yōu)于大豆卵磷脂；南極磷蝦粉產(chǎn)品可以緩解攝食高脂誘導(dǎo)的炎癥[20]和降低腸細(xì)胞損傷的發(fā)生率[49]，這可能與南極磷蝦富含硒和鋅有關(guān)，硒可提高抗氧化酶的活性，消除H2O2和·OH，降低氟的毒性；鋅可促進(jìn)金屬硫蛋白的表達(dá)，保護(hù)細(xì)胞膜的完整性和增加抗氧化能力[50-51]；與之相反的是，Hansen等[14]研究發(fā)現(xiàn)，喂食南極磷蝦粉作為唯一蛋白質(zhì)源飼料的大西洋鮭中腎的腎小管細(xì)胞變性，輕度至中度凋亡和壞死，并伴有腎小管腔脫落等癥狀；虹鱒飼料中南極磷蝦粉添加量與前腸絨毛數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與絨毛長(zhǎng)度和絨毛寬度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系[33]；動(dòng)物器官和組織發(fā)生病變可能與磷蝦中氟過(guò)量有關(guān)，攝入過(guò)量氟會(huì)破壞氧化和抗氧化系統(tǒng)之間的平衡，產(chǎn)生的自由基誘導(dǎo)組織損傷[51]。

2.3 對(duì)性腺發(fā)育的影響

水產(chǎn)動(dòng)物親本培育的過(guò)程實(shí)際上就是體內(nèi)積累并儲(chǔ)存足量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程，從而保證親本的性腺發(fā)育、受精產(chǎn)卵與孵化等。南極磷蝦粉產(chǎn)品對(duì)魚(yú)類的性腺發(fā)育和繁殖性能具有一定的促進(jìn)作用。飼料中10%～20%南極磷蝦粉在一定程度上可成為南美白對(duì)蝦親體營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化階段的優(yōu)質(zhì)原料[43]。Verakunpiriya等[52]研究發(fā)現(xiàn)，以含10%南極磷蝦粉的顆粒飼料飼喂黃尾鰤親魚(yú)，其卵子品質(zhì)高，含有大量的玉米黃素和葉黃素，呈強(qiáng)烈的淡黃色，卵子品質(zhì)與所含的類胡蘿卜素有關(guān)；在半滑舌鰨親魚(yú)飼料中添加10%南極磷蝦粉可以促進(jìn)親魚(yú)性腺發(fā)育，提高卵子質(zhì)量、產(chǎn)卵量、受精率、孵化率[53]。楊程等[44]研究發(fā)現(xiàn)，南極磷蝦粉替代10%～20%魚(yú)粉能夠促進(jìn)銀鯧性腺尤其是卵巢的發(fā)育，這與南極磷蝦粉極性脂中的磷脂和非極性脂中的蝦青素有關(guān)[54]，值得注意的是，南極磷蝦粉含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致銀鯧卵黃蛋白原含量顯著降低，具體原因有待于進(jìn)一步研究。

2.4 對(duì)脂肪代謝的影響

研究表明，南極磷蝦粉產(chǎn)品能夠調(diào)節(jié)動(dòng)物血清總膽固醇(TC)、TG和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量，有利于緩解攝食高脂飼料引起的高脂血癥和脂肪沉積，且效果優(yōu)于魚(yú)油[21,46,55-56]。Hansen等[14]對(duì)大西洋鮭的研究發(fā)現(xiàn)，南極磷蝦粉添加組血清TC含量顯著降低，這可解釋幾丁質(zhì)阻礙其攝取TG所致[57]。吉薇等[58]對(duì)高糖高脂誘導(dǎo)的糖尿病斑馬魚(yú)的研究發(fā)現(xiàn)，高劑量(5.40 g/L)南極磷蝦酶解物可降低其葡萄糖、TG和TC含量，抑制斑馬魚(yú)二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)活性以及胰高血糖素和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(phosphoenolpyruvatecarboxykinase1，PCK1)基因的表達(dá)水平，提高Insa基因表達(dá)水平。然而一些研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加南極磷蝦粉對(duì)魚(yú)體、血清及內(nèi)臟脂肪的降脂效果不顯著[2,8,29]，甚至出現(xiàn)升高的趨勢(shì)[35-36,25,39]。不同研究者得出的結(jié)論不同可能與動(dòng)物種類、甲殼素含量、采樣時(shí)間和養(yǎng)殖時(shí)間等有關(guān)[14,57]。孫昌華[21]研究表明，南極磷蝦油能夠促進(jìn)大鼠HepG2細(xì)胞的脂肪代謝能力，通過(guò)激活過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptor，PPAR)-α、PPAR-γ、絲裂原活化蛋白激酶7(mitogen-activated protein kinase-7，MAPK-7)蛋白分子信號(hào)通路或抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)蛋白分子信號(hào)通路，以促進(jìn)脂質(zhì)代謝。遺憾的是有關(guān)水產(chǎn)動(dòng)物相關(guān)的分子機(jī)制的研究尚未開(kāi)展。

2.5 對(duì)魚(yú)類肉質(zhì)的影響

養(yǎng)殖魚(yú)類的肌肉品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)有著密切的聯(lián)系，可通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控的手段來(lái)提高養(yǎng)殖魚(yú)類的肌肉品質(zhì)。一些研究結(jié)果表明，南極磷蝦粉可以改善養(yǎng)殖魚(yú)類的肌肉色素沉積。Wei等[33]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中南極磷蝦粉含量與海水養(yǎng)殖三倍體虹鱒肌肉類胡蘿卜素濃度、紅色(a*)值、黃色(b*)值、色度(C*)值和彈性呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，而與亮度(L*)值、色調(diào)(H*)值和內(nèi)聚性呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；飼料中添加12%普通蝦殼粉可顯著改善大黃魚(yú)皮膚色澤和類胡蘿卜素含量[38]；大黃魚(yú)飼料中南極磷蝦粉含量與肌肉EPA、肌苷酸、類胡蘿卜素含量以及a*、b*值呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，而肌肉游離氨基酸含量呈線性下降，南極磷蝦粉對(duì)肌肉質(zhì)地、氨基酸總量和pH沒(méi)有負(fù)面影響[26]；在飼料中用南極磷蝦粉代替魚(yú)粉有升高大西洋鱈膚色和肌肉a*值的趨勢(shì)，顯著升高肌肉b*值，南極磷蝦粉對(duì)肌肉pH、質(zhì)地和感官特性無(wú)影響[45]。

3 影響南極磷蝦粉在水產(chǎn)飼料中利用的因素

南極磷蝦殼主要由甲殼素(幾丁質(zhì))、礦物質(zhì)(主要是碳酸鈣)和蛋白質(zhì)構(gòu)成，約占蝦殼干重的90%[59]。甲殼素是N-乙酰氨基葡萄糖經(jīng)β-1，4糖苷鍵連接而成的直鏈多糖。南極磷蝦脫殼過(guò)程中甲殼素含量為20～30 mg/g體重(干重)[60]。甲殼素在動(dòng)物胃腸道中的甲殼素酶、溶菌酶等的作用下少部分分解，其吸收率極低[61]。Yoshitomi等[42]研究結(jié)果顯示，南極磷蝦粉100%替代魚(yú)粉顯著降低了黃尾鰤的攝食量、生長(zhǎng)率和飼料效率，而低氟磷蝦粉100%替代魚(yú)粉對(duì)黃尾鰤的生長(zhǎng)無(wú)副作用；與魚(yú)粉和部分去殼磷蝦粉飼料相比，飼喂全磷蝦粉飼料組大西洋鮭的生長(zhǎng)率明顯降低[14]，這可能與甲殼素增加和骨骼中氟的蓄積對(duì)生長(zhǎng)的抑制作用有關(guān)[9]，另外，磷蝦殼中高含量的甲殼素會(huì)阻礙蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收，最終引起生長(zhǎng)受阻[2,59,62-63]；通過(guò)對(duì)甲殼素進(jìn)行脫乙酰基處理得到殼聚糖，再進(jìn)一步降解為殼寡糖，其水溶性和吸收率高達(dá)90%以上，直接參與機(jī)體的生理和免疫調(diào)節(jié)[63]；磷蝦作為動(dòng)物食物來(lái)源的另一個(gè)制約因素是水解酶的存在，磷蝦死亡后，水解酶釋放到周圍組織中，導(dǎo)致組織迅速液化和腐敗[16]；此外，加工方式會(huì)影響南極磷蝦粉產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)特性、得粉率和功能成分的活性，比如，熱處理和變性劑前處理均會(huì)影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中α-螺旋、β-折疊和β-轉(zhuǎn)角的含量，α-螺旋/β-折疊與必需氨基酸含量和營(yíng)養(yǎng)指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)而影響南極磷蝦粉產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[17]。

研究水產(chǎn)動(dòng)物攝食南極磷蝦粉產(chǎn)品后氟在動(dòng)物體內(nèi)蓄積和分布情況，對(duì)于評(píng)估其作為飼料原料的可行性和安全性具有重要的意義。常見(jiàn)南極磷蝦粉產(chǎn)品氟含量和氟在動(dòng)物體內(nèi)沉積情況見(jiàn)表2。研究表明，水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的氟含量與飼料中南極磷蝦粉產(chǎn)品的添加量呈正相關(guān)，氟主要蓄積在骨骼、鰓、鱗片等硬組織，少量蓄積在肝臟、肌肉和魚(yú)皮等組織[9-10, 14, 33, 35, 39-40, 42, 64]，這可能是水產(chǎn)動(dòng)物防止氟中毒的一種自我保護(hù)機(jī)制，以免高含量的氟進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)[10]。在對(duì)虹鱒[9,33]、大菱鲆[8, 35]、石斑魚(yú)[39]、大西洋鮭[14, 40]和黃尾鰤[42]等研究中發(fā)現(xiàn)，肌肉中氟含量在食品氟允許量標(biāo)準(zhǔn)(GB 4809—1984)規(guī)定范圍內(nèi)，不影響食用安全。以南極磷蝦為食的2種野生南極冰魚(yú)椎骨氟含量為15 000～33 000 mg/kg，但沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)生長(zhǎng)不利的結(jié)果，這表明骨骼中氟的沉積取決于魚(yú)類種類而非棲息地的鹽度[42]。

表2 南極磷蝦粉產(chǎn)品氟含量和氟在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)沉積情況Table 2 Fluorine content in Antarctic krill meal products and fluorine deposition in aquatic animals

研究者開(kāi)展了降低氟吸收和利用率的相關(guān)研究。Hansen等[65]研究了虹鱒對(duì)磷蝦殼和氟化鈉(NaF)飼料中氟的生物利用率及飼料中添加鈣是否影響氟化物的生物利用率，結(jié)果顯示，淡水養(yǎng)殖虹鱒飼料中磷蝦殼氟的生物利用率低于NaF，添加45 g/kg氯化鈣的磷蝦殼和NaF飼料中氟吸收量分別減少了50%和100%，表明添加氯化鈣是降低氟吸收的有效途徑；飼料中添加2%和4%鈣可減少虹鱒氟化物中毒的臨床癥狀，并減少椎骨中的氟化物積累[66]。機(jī)體對(duì)可溶性氟的吸收水平還取決于氟攝入量和胃腸道pH[67]。

4 小 結(jié)

南極磷蝦粉作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸的新來(lái)源，已經(jīng)被證實(shí)可以有效利用在水產(chǎn)飼料中。為了使磷蝦蛋白質(zhì)資源得到更科學(xué)、更合理地開(kāi)發(fā)利用和安全食用，未來(lái)的研究方向需要聚焦在以下幾點(diǎn)：構(gòu)建不同南極磷蝦粉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)體系；構(gòu)建不同魚(yú)蝦類、不同生長(zhǎng)階段適宜南極磷蝦粉添加量數(shù)據(jù)庫(kù)；優(yōu)化南極磷蝦粉的加工工藝，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，推動(dòng)南極磷蝦粉向精深加工發(fā)展；開(kāi)展南極磷蝦粉生物活性物質(zhì)的分離提取、純化、鑒定及生物功效研究等，實(shí)現(xiàn)高值化利用；開(kāi)展南極磷蝦粉對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物蛋白質(zhì)代謝、脂肪代謝和肌肉生成調(diào)控機(jī)制研究。

致謝：

感謝日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院海洋工程學(xué)院李洪葉教授和倪雪朋教授對(duì)文稿所提的寶貴意見(jiàn)。