饲料中二十碳四烯酸（ARA）对刺参成参生长和营养组成的影响

■ 左然涛 吕德亮 吴反修 张丛尧 李 广 李 敏 郝振林 常亚青*

(1.大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连，116023；2.全国水产技术推广总站中国水产学会，北京100122)

刺参(Apostichopus japonicus)是我国辽宁、山东、福建、河北等沿海地区重要的海水经济养殖品种，总产量已突破18万吨，产值超过300亿元人民币。目前，刺参营养学研究主要集中于稚参和幼参阶段[1-6]，成参阶段营养饲料的研究较少，而有关饲料脂肪酸调控刺参营养品质的研究更是未见报道。

二十碳四烯酸（ARA，C20∶4n-6）在人体生长、发育、免疫、生殖过程中发挥着重要作用[7]，具有富集二十碳四烯酸（ARA，C20∶4n-6）和二十碳五烯酸（EPA，C20∶5n-3）能力的被认为是海洋棘皮动物的一个重要特征。已有研究表明，我国北方地区自然摄食条件下的刺参成参体壁ARA含量会随季节发生规律性变化，其中在1月份最高可达到总脂肪酸的8.16%，之后随着性腺发育含量逐渐降低，并在6月份产卵后降至最低，约为总脂肪酸的4.88%[8]。当水温升高至20～25℃，刺参成参进入“夏眠”，在此期间刺参肠道退化，直到9月份水温降至20℃才开始重新摄食[9]。由于我国北方地区11月份开始秋季刺参的采捕，从9月到11月这段时期的饵料供应量及其营养组成显得尤为重要，因为这将直接影响秋参体壁的厚度及营养品质。因此，本研究以刺参成参为研究对象，探讨饲料中添加ARA对刺参成参生长和体壁营养成分的影响，以期为“夏眠”结束后刺参体壁营养成分的快速恢复提供营养调控策略。

1 材料方法

1.1 试验饲料

以鼠尾藻粉和豆粕为主要蛋白源，以小麦粉为主要糖源，通过梯度添加ARA粉剂配制等氮（22%）、等脂（2.5%）的四种试验饲料，使饲料中ARA实测的含量依次为0.0%、0.4%、0.8%、1.6%（见表1及表2）。所有粉状原料粉碎过100目筛，并按照配比将饲料干粉进行充分混合。随后，向混合均匀的原料中添加30%自来水并利用混匀机充分混合均匀。利用单螺杆挤条机首先将饲料制作成条状（500 mm×1.2 mm），并放置于40℃烘箱烘干，冷却后用破碎机破碎并筛分，取粒径为40～60目的饲料用双层塑料袋包装，储存于阴凉干燥处备用。

1.2 试验动物

本试验所需的刺参成参购自大连市普兰店某养殖场，为同一批孵化的海参苗生长而成。试验开始前将刺参放置于1 000 L的水槽中暂养，每天换水和投喂配合饲料1次（17:00），换水比例为总体积的50%。经过2周驯化，将大小均匀、健康无病的刺参成参[初始体重：(73.49±1.26)g]分养至12个水槽（100 L）中，每个水槽投放20头刺参。

1.3 养殖管理

试验在大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室进行，试验周期为121 d。试验期间，每天换水一次，换水比例为玻璃钢水槽容积的50%。换水时吸底，以清除水槽底部的残饵和粪便，每次换水后投喂配合饲料（17:00）。试验期间，溶氧＞5 mg/l，水温保持在(12±2)℃，盐度为28～30。摄食生长试验结束后，将每个水槽5头刺参的体壁收集于自封袋中，储存于-20℃冰箱中备用。

表1 饲料配方(g/100 g干物质)

表2 不同饲料脂肪酸组成（g/kg）

1.4 生化分析

蛋白质测定采用凯式定氮法，脂肪测定采用索式抽提法。

脂肪酸测定采用ThermoFisher Trace 1310 IS气相色谱质谱联用仪，色谱柱为TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。取80～100 mg样品加入到15 ml离心管中，继续加入2 ml 5%盐酸甲醇溶液，3 ml氯仿甲醇溶液（体积比1∶1），100 μl十九烷酸甲酯内标。于85℃水浴锅中水浴1 h。水浴完成后，等温度降至室温后，在离心管中加入1 ml正己烷，振荡萃取2 min后，静置1 h。取上层清液100 μl，用正己烷定容到1 ml，用0.45 μm滤膜过滤后上机测试。进样口温度为290℃，色谱柱升温程序为80℃保持1 min，以10℃/min的速率升温至200℃，继续以5℃/min的速率升温至250℃，最后以2℃/min的速率升到270℃，保持3 min。脂肪酸含量表示为g/kg的形式。

氨基酸测定利用ThermoFisher U3000液相色谱仪进行测定。取一定量的样品于20 ml的水接管中，加入16 ml 6 mol/l的盐酸溶液，真空脱气30 min，充氮封管，在110℃下水解22～24 h，取出，冷却后打开水解管，用去离子水无损转移到50 ml容量瓶中定容。准确取1 ml水解液于小瓶中，真空脱酸抽干，加1 ml水再抽干，再加1 ml水抽干备用。准确加入1 ml 0.02 mol/l的盐酸溶液，充分溶解。精密量取上述溶液500 μl，置于5 ml塑料离心管中，精密加入1 mol/l三乙胺乙腈溶液 250 μl，混匀，精密加入 0.1 mol/l异硫氰酸苯酯乙腈溶液25 μl，混匀后室温放置1 h，加2 ml正己烷，剧烈振摇，放置10 min，取下层溶液用0.22 μm的水相膜过滤后上机分析。氨基酸含量表示为g/kg的形式。

1.5 统计分析

试验数据采用SPSS16.0软件进行统计分析，在单因素方差分析达到显著水平时（P＜0.05），采用Tur⁃key's检验进行多重比较，数据表示为“平均值±标准误”的形式。

2 结果

2.1 饲料中ARA含量对刺参生长速率、出皮率和常规营养组成的影响（见表3）

表3 不同饲料ARA含量对刺参成参生长速率、出皮率和常规营养组成的影响

随着饲料中ARA含量的增加，刺参增重率呈先升高后下降的趋势，并在ARA含量为0.8%时具有最大值（67.21%），显著高于对照组（27.45%）。随着饲料中ARA含量的增加，刺参出皮率具有先升高后下降的趋势，当ARA添加量为0.8%时，刺参出皮率最高（65.57%），之后随着ARA含量的进一步升高降低至60.09%。随着饲料中ARA含量的增加，刺参体壁脂肪含量显著升高（P＜0.05），且ARA添加量为0.4%～1.6%时刺参体壁脂肪沉积量显著高于对照组（P＜0.05）。随着饲料中ARA含量的增加，刺参体壁中粗蛋白质含量在4.03%～4.27%，但各处理组之间差异均不显著（P＞0.05）。

2.2 饲料中ARA含量对刺参体壁脂肪酸组成的影响（见表4）

随着饲料中ARA含量的升高，刺参体壁中ARA沉积量显著升高，且在ARA-1.6处理组具有最高值（0.51 g/kg湿重），显著高于对照组（P＜0.05）。体壁中ARA/EPA随着饲料中ARA含量的升高由1.04显著升高至2.55，DHA/EPA由0.17显著升至0.30，而体n-3/n-6 PUFA由0.93显著降至0.44（P＜0.05）。

随着饲料中ARA含量的升高，刺参体壁中EPA和DHA含量在各处理组间均无显著性差异，其中EPA含量在0.20～0.24 g/kg湿重，DHA含量在0.04～0.07g/kg湿重（P＞0.05）。

2.3 饲料中ARA含量对刺参体壁氨基酸组成的影响（见表5）

与对照组相比，饲料中添加ARA均不同程度提高了酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等必需氨基酸在刺参体壁中的沉积量。其中，当饲料中ARA含量由0.0%升高至0.8%时，刺参体壁中苯丙氨酸和赖氨酸的沉积量分别由1.26 g/kg和1.48 g/kg显著升高至1.49 g/kg和1.83 g/kg（P＜0.05），之后随着饲料中ARA含量的进一步升高降至1.46 g/kg和1.67 g/kg（P＞0.05）。

表4 饲料中ARA含量对刺参成参体壁脂肪酸含量的影响（g/kg湿重）

表5 饲料中ARA含量对刺参成参体壁氨基酸含量的影响（g/kg湿重）

随着饲料中ARA含量的升高，刺参体壁非必需氨基酸含量具有下降的趋势，但各处理组之间差异不显著（P＞0.05）（见表5）。

3 讨论

3.1 饲料中ARA对刺参生长速率的影响

本研究中，刺参成参的生长速率随着饲料中ARA含量的升高具有先升高后下降的趋势。以增重率为评价指标，刺参成参饲料中ARA的最适添加量为0.8%饲料干重。这与鲈鱼和大黄鱼中的研究结果类似，Xu等[10]发现鲈鱼幼鱼对ARA的需求量为0.22%～0.56%饲料干重，谢奉军[11]发现大黄鱼仔稚鱼对ARA的需求量为0.93%饲料干重，一般来说，随着动物的生长，营养需求会适当降低，即幼年阶段动物对某种营养素的需求高于成年阶段[12]，因此仔稚鱼对ARA的需求量高于幼鱼。但本研究同时发现，当饲料中ARA添加量为1.6%时，刺参生长速率被抑制。ARA的代谢产物前列腺素在动物生长、免疫、繁殖过程中发挥着重要作用。Furuita等[13]发现，当饲料中ARA为0.6%时，牙鲆的繁育性能得到显著提高，而饲料中高含量的ARA(1.2%)显著降低了鱼卵及仔鱼的质量。

3.2 饲料中适宜添加ARA能够提高刺参体壁中必需脂肪酸和必需氨基酸的沉积量

刺参体壁是主要食用部分，其营养组成直接影响产品品质。特别是随着人们生活水平的提高，对有特殊营养功效的“功能食品”需求量日益增加。水产动物具有较强的营养物质富集能力，被认为是生产“功能食品”的理想动物模型[14]。已有研究表明，经过一段时间的饲料强化可以大大提高饲料中特定营养成分在动物机体中的累积量。饲料中添加富硒蛋氨酸可以有效提高刺参体壁中硒的含量[15]。随着饲料中ARA含量的升高，刺参体壁中ARA、ARA/EPA、DHA/EPA逐渐升高，这与Xu等[10]在鲈鱼中的研究结果一致。

氨基酸是蛋白质的基本组成单位，必需氨基酸的含量及其在总氨基酸中所占的比例常常被用以评价水产品的品质。此外，有些氨基酸也能直接影响产品的风味，如谷氨酸能够提高鲜味，甘氨酸具有甜味的功能。本研究中，包括苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、赖氨酸在内的必需氨基酸在添加ARA粉剂后在刺参体壁中的沉积量均升高，必需氨基酸在总氨基酸中的比例也提高。氨基酸是蛋白质的基本组成单位，必需氨基酸的含量及其在总氨基酸中所占的比例常常被用以评价水产品的品质[16]。其中，有些氨基酸也能直接影响产品的风味，如谷氨酸能够提高鲜味，甘氨酸具有甜味的功能。另外，水产动物肌肉中氨基酸的组成易受年龄、低于、种类、季节以及营养状况等因素的影响[17]。饲料中ARA含量的增加对刺参成参体壁中氨基酸的积累有促进作用，但是相关机理还有待于研究。饲料中添加ARA可以有效提高刺参体壁中氨基酸的含量，明显提高刺参品质，减少外界因素对刺参品质的影响。

4 结论

饲料中ARA含量为0.8%时刺参成参的具有最大生长速率和出皮率，较高的必需脂肪酸和必需氨基酸沉积量。因此，刺参成参饲料中ARA的适宜添加量为0.8%饲料干重。