流加－连续培养的筒柱藻营养成分分析＊

兰 岚，王巧晗，赫 勇，刘 岩，宫庆礼

（中国海洋大学水产学院藻类学与藻类养殖研究室，山东青岛266003）

筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）隶属于硅藻门（Bacillariophyta），壳缝纲（Bacillariphyceae），壳缝亚纲（Bacillariphycidace），硅藻目（Bacillariales），硅藻科（Bacillariaceae），筒柱藻属（Cylindrotheca）。它是一种菱形的底栖硅藻，在刚退潮的海泥表面可见，呈一层深黄色类似油状的物质，具有易培养、耐污染、易收获等优点［1］。在水产养殖业中，海产底栖硅藻是匍匐型贝类（如鲍、蝾螺）和埋栖型贝类（如缢蛏、泥蚶）以及底栖动物海参、海胆等名贵水产动物苗种的重要饵料，在鲍鱼育苗中体长5 mm以下的稚鲍以及海参育苗中体长2 mm以下的稚参都以底栖硅藻为主要开口饵料［2］，因此优良底栖硅藻饵料对海洋经济动物的苗种生产具有十分重要的意义。国内外对筒柱藻营养成分的研究都是围绕脂肪酸的组成开展的。国外学者Dustan等［3］和Tan等［4］对其脂肪酸组成进行了测定。国内，梁英等学者研究了不同培养基对筒柱藻的生长和脂肪酸组成的影响［1］，并且对筒柱藻属不同株总脂含量进行了分析比较［5］。但是对于筒柱藻的全面营养成分分析至今未有报道。随着水产养殖业的发展，筒柱藻作为重要的经济养殖动物的饵料已在生产实践中得到了广泛的应用。随着流加－连续培养模式的建立，可以提供大量的筒柱藻藻细胞，使对其进行进一步的营养成分分析成为可能。本研究是在规模化流加－连续培养筒柱藻的基础上，对筒柱藻的营养成分进行了全面分析，包括主要营养成分、氨基酸和脂肪酸的组成及含量，为筒柱藻作为经济水产动物苗种饵料的实用性提供基础的理论数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料 筒柱藻样品由青岛七好生物科技有限公司规模化流加－连续培养生产，生产日期为2010年12月22日，再经冷冻干燥法处理后获得样品质量为200 g。

1.1.2 筒柱藻规模化流加－连续培养条件

生物反应器：封闭式圆柱状培养袋，直径20 cm，高180 cm，悬挂式培养；充气口在反应器底部；进液口、排液口同在反应器上部侧面，但排液口位置低于进液口，藻液自动由排液口溢出。

海水：自然海水经沉淀、砂滤、高温消毒，冷却后使用，水温（26±3）℃，盐度30。海水以恒定速率0.25 L／h流入反应器。

光照：白天为（经玻璃钢瓦透射后的）自然光，夜间为间歇性光照，光照时间及间隔均为1 h，光照强度为65μmol·m－2·s－1左右。

营养液：采用conway配方［6］。

充气：24 h充气，并按5%比例添加CO2。

流加－连续培养模式：即在连续培养的基础上，为了既能满足藻类的营养需求，又不使过量的营养液产生营养胁迫作用，将营养液的添加速度由恒速改为变速，即以培养体系中的营养液浓度为依据来调节营养液的添加速度。培养中营养液的加入与海水一样，均由进液口加入；但不同于海水，营养液是每3 h添加1次，添加量按照conway配方要求，为0.75 L海水应添加量。

1.2 方法

1.2.1 筒柱藻样品的主要成分测定 筒柱藻样品的水分含量的测定采用GB／T6435－2006［7］；粗蛋白含量的测定采用GB／T6432－1994［8］；盐分含量的测定采用GB／T6439－2007［9］；粗灰分含量的测定采用GB／T6438－2007［10］；粗脂肪含量的测定采用GB／T6433－2006［11］；粗纤维含量的测定采用GB／T6434－2006［12］；碳水化合物的含量为减差法，即100－（水分＋蛋白质＋脂肪＋灰分）［13］。

1.2.2 筒柱藻样品的氨基酸组成的测定 18种氨基酸的测定方法为GB／T18246－2000［14］。

1.2.3 筒柱藻样品的脂肪酸组成的测定 脂肪酸测定方法为GB／T21514－2008［15］。

2 结果

2.1 筒柱藻的主要营养成分

经测定分析，藻体水分含量为（11.71±0.05）%，盐分含量为（22.32±0.30）%（未进行脱盐处理）。筒柱藻的主要营养成分见表1，碳水化合物含量为干重的（40.69±0.40）%，粗灰分含量为（15.10±0.81）%。有机物占干重的（59.62±0.41）%，其中粗蛋白含量为（31.96±0.58）%，粗脂肪含量为（12.25±0.19）%，而粗纤维含量较低仅有（0.85±0.01）%。

表1 规模化流加－连续培养的筒柱藻的主要营养成分（g／100g干品）Table 1 The nutrient composition of Cylindrotheca fusiformis under Fed－Batch－Continuous culture（g／100g DW）／%

2.2 筒柱藻的氨基酸组成和含量

筒柱藻的氨基酸组成和含量见表2，所测定的18种氨基酸总量为26.60 g／100g干品，占粗蛋白的83.23%；其中必需氨基酸（EAA）为（9.84±0.23）%。必需氨基酸（EAA）与非必需氨基酸（NEAA）的比值为0.59。18种氨基酸中谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、亮氨酸等含量很高，其中谷氨酸与天门冬氨酸之和为（6.90±0.09）%，是非必需氨基酸中的主要组成部分。呈味氨基酸中的谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、蛋氨酸，占氨基酸总量的（13.46±0.20）%。

表2 规模化流加－连续培养的筒柱藻中氨基酸组成和含量（g／100g干品）Table 2 The amino acid composition of Cylindrotheca fusiformis under Fed－Batch－Continuous culture（g／100g DW）

2.3 筒柱藻的脂肪酸组成和含量

筒柱藻中脂肪酸的组成和含量见表3，其中C14∶0、C16∶0、C16∶1、C20∶5n3（EPA）含量较高，分别为（6.14±0.21）mg／g、（13.36±0.10）mg／g、（13.44±0.11）mg／g、（19.43±0.17）mg／g。EPA所占的含量最高，而DHA（C22∶6n3）含量相对较低，仅为（1.36±0.20）mg／g干品，EPA是DHA的14.39倍。

表3 规模化流加－连续培养的筒柱藻的脂肪酸组成和含量（mg／g干品）Table 3 The fatty acid composition of Cylindrotheca fusiformis under Fed－Batch－Continuous culture（mg／g DW）

3 讨论

规模化流加－连续培养的筒柱藻其粗灰分含量占干重的15.10%。粗纤维含量较低，仅为0.85%。粗蛋白含量较高，达到31.96%。高含量的蛋白质，是满足水产动物幼体营养需求的重要指标［16］。筒柱藻所含的氨基酸种类齐全，在所测定的18种氨基酸中，必需氨基酸（EAA）占粗蛋白的30.79%，呈味氨基酸占粗蛋白的42.12%。由于呈味氨基酸含量较高，因此筒柱藻具有浓郁的海藻鲜味，可作为诱食剂，可能还是良好的海鲜调味品。规模化流加－连续培养的筒柱藻其粗脂肪含量为12.25%。在微藻的脂肪酸组成研究中，对硅藻的研究比其它藻类更全面，因为硅藻很早就用在养殖上作为育鱼虾贝苗的植物性饵料［17］。常用于水产动物饵料的硅藻主要有三角褐指藻、牟氏角毛藻和新月菱形藻等，这3种藻的脂肪酸含量分别占其干重的11.60%、14.72%、8.80%［20］。筒柱藻的脂肪酸含量与这几种硅藻相近。筒柱藻的主要脂肪酸分别为C14∶0、C16∶0、C16∶1、C20∶5（n－3），占总脂肪酸的42.7%，与Dunstan等研究［4］的结果相同。主要的多不饱和脂肪酸是EPA为15.8%和C20∶4（n－6）为3.7%，与梁英等［6］的研究结果基本一致。DHA含量较低，仅为1.1%。与三角褐指藻、牟氏角毛藻和新月菱形藻相比［20］，筒柱藻还含有C22∶4（n－6）、C24∶0、C24∶1。规模化流加－连续培养的筒柱藻保持着丰富的营养成分，是一种优良的水产动物苗种饵料。随着对筒柱藻的研究日益深入，其味道浓厚、营养价值高、易培养、易收获等优点，将在环境、工业、食品等其他领域得到进一步的开发。

［1］ 梁英，麦康森，孙世春，等.不同培养基对筒柱藻（Cylindrotheca fusiformis）生长及脂肪酸组成的影响［J］.海洋湖沼通报，2000，1：60－67.

［2］ 汤宁.8种底栖硅藻生化成分的研究［D］.大连：大连理工大学，2008：2－3.

［3］ Dunstan G A，Volkman J K，Barrett S M，et al.Essential polyunsaturated fatty acids from 14 species of diatom［J］.Phytochemistry，1994，35（1）：155－161.

［4］ Tan C K，Johns M R.Screening of diatoms for heterotrophic eicosapentaenoic acid production［J］.Journal of Applied Phycology，1996，8：59－64.

［5］ 梁英，麦康森，孙世春，等.对筒柱藻属33株总脂含量及脂肪酸组成的比较研究［J］.青岛海洋大学学报：自然科学版，1999，29（3）：457－462.

［6］ Walne，P.R.Experiments in the large－scale culture of the larvae of Ostrea edulis L［J］.Fish Investigation，1966，25（4）：53.

［7］ 中国国家标准化管理委员会.GB／T6435－2006饲料中水分和其他挥发性物质含量的测定［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［8］ 国家技术监督局.GB／T6432－1994饲料中粗蛋白测定方法［S］.北京：中国标准出版社，1995.

［9］ 中国国家标准化管理委员会.GB／T6439－2007饲料中水溶性氯化物的测定［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［10］ 中国国家标准化管理委员会.GB／T6438－2007饲料中粗灰分的测定［S］.北京：中国标准出版社，2007.

［11］ 中国国家标准化管理委员会.GB／T6433－2006饲料中粗脂肪的测定［S］.北京：中国标准出版社，2006.

［12］ 中国国家标准化管理委员会.GB／T6434－2006饲料中粗纤维的含量测定［S］.北京：中国标准出版社，2006.

［13］ 吴平等，周礼聪，唐木琏，等.食品分析［M］.北京：中国轻工业出版社，1983：131.

［14］ 国家技术监督局.GB／T18246－2000饲料中氨基酸的测定［S］.北京：中国标准出版社，2001.

［15］ 中国国家标准化管理委员会.GB／T21514－2008饲料中脂肪酸的含量测定［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［16］ 钱雪桥，崔奕波，解绶启，等.养殖鱼类饲料蛋白需要量的研究进展［J］.水生生物学报，2002，26（4）：400－416.

［17］ 李荷芳，周汉秋.海洋微藻脂肪酸组成的比较研究［J］.海洋与湖沼，1999，30（1）：34－40.