酶制剂在海参养殖中的作用

翟宏旭 ，陈桂芳 ，马大川 ，刘恩 ，单春乔 ，刘艳

（1.大连三仪动物药品有限公司，辽宁 大连 116000；2.江苏三仪生物工程有限公司，江苏 邳州 221300）

海参（Sea Cucumber，Holothurians），属于棘皮动物门（Echinodermata），海参纲（Holothuroidea），是我国八大海珍产品之一，具有较高的营养价值和广泛的药用价值，是海洋中最常见的无脊椎动物[1-2]。海参身体呈圆筒状，成年海参体长大约 10～20 cm，特大的可达30 cm，体色较暗，多肉刺[3]。我国主要的经济种类有刺参、糙刺参、黑海参等。近年来随着海参养殖集约化的发展，各种疾病及环境胁迫影响也愈渐显著，给海参养殖带来了巨大损失。随着国家对抗生素禁用，无害无污染的生物制剂在海参养殖中的应用成为人们研究的热点。酶制剂作为一种绿色环保、无药物残留的新型饲料添加剂，其在家畜、家禽、水产养殖中的效果得到了许多研究者的关注和认可[4-7]。然而酶制剂在水产养殖中的研究多集中用于鱼类和虾蟹类，在海参中的应用尚处于起步阶段，作用机理和功能仍不明晰，需要进行大量的研究。

该文从我国海参养殖现状和其营养需求出发，概述了海参的消化吸收特点，详述了酶制剂在海参养殖中的作用，并对可能存在的问题进行分析，最后对酶制剂在未来海参养殖中的应用进行了展望。

1 海参养殖现状和营养需求

1.1 我国海参养殖现状

我国海参养殖业有着悠久的历史，经过几十年的发展，我国目前的刺参商品苗生产规模已经位列世界首位。世界海参养殖以刺参和糙海参为主，中日韩为刺参的主要养殖国家，其他国家均以糙海参为主要养殖对象[8]。海参养殖业的蓬勃发展，随之也带来很多问题。我国的海参养殖技术不规范，无法满足海参营养需求；品种单一，无法适应大规模的现代化养殖模式；高密度的养殖使饵料利用率降低，剩存饵料、生物残留物、有害藻类堆积，这些有机物经过一系列的生理生化作用后，病菌大量繁殖，导致水质恶化，降低海参的安全性和品质[9]。

消化酶是辅助海参消化食物的主要工具，目前在海参消化道中检测出的消化酶种类主要有蛋白酶、脂肪酶、糖苷酶（淀粉酶、纤维素酶、褐藻酸酶、二糖酶、蔗糖酶、几丁质酶）、酯酶和磷酸酶（酸性磷酸酶、碱性磷酸酶）等[10]。各种消化酶的活性受海参种类和饮食组成的影响。Wen等[11]研究发现单独饲喂海黍子的海参的胰蛋白酶活性显著高于单独饲喂龙须菜，而且饲喂混合藻类的海参肠道中的淀粉酶和纤维素酶活性显著高于饲喂单一藻类。在刺参中蛋白酶活性最高，其次为淀粉酶活力，纤维素酶活力则低于蛋白酶和淀粉酶活力，而最低的则是脂肪酶，这可能是由于脂肪酶最适pH与肠道本身pH相差较大的原因。

1.2 海参养殖的营养需求

海参属于杂食性生物，是典型的沉积食性。摄食无选择性，凡是在触手上的食物都会被送入口中。海参的饵料主要是小型动植物，例如藻类、小型贝类和有口虫等微小生物，以及动植物碎屑与海底沉积物[12]。路晶晶等[13]研究，青苔和大叶藻作为饲料原料应用于刺参饲料中是可行的，以生长性能指标为基础，刺参生长效果为青苔组＞大叶藻组＞海带组。王维新[14]将紫花苜蓿替代海藻饲喂海参，发现紫花苜蓿饲喂组海参的肠道消化酶活性均高于海藻饲喂组，在海参饲料中加入紫花苜蓿是可行的。杨宁等[15]海参基础饲料中添加不同浓度的浒苔，结果表明，浒苔可以提高仿刺参的特定生长率、消化酶活力及免疫力，浒苔的最适添加量为6%～9%。海参饲料多以藻粉、豆粕等植物性饲料原料为主，饲料中含有大量的纤维素和半纤维素，海参很难对其直接吸收利用。怎么样提高海参对饲料的利用率，是海参养殖需要解决的问题。

1.4 海参营养需求

目前，关于海参营养需求方面的研究尚处于摸索阶段，国内外还没有统一的标准[16]。该方面的研究内容大多集中于海参对蛋白质、能量、钙、磷等主要营养指标的需求，鲜见对微量养分需求的研究，更未见系统的以维持免疫水平最大化为目的的营养需求的研究。王晓艳等[17]指出单胞藻、底栖硅藻、有机碎屑等天然饵料已经不能满足高密度海参的营养需求，全价配合饲料的开发和利用能够明显缩短养殖周期，增加海参养殖的经济效益。李青等[18]研究结果表明，在刺参中添加一定比例的蚯蚓粉，可明显提高刺参的增重率（P≤0.05）及碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性；在饵料中添加一定比例的复方中草药可大幅提高刺参的成活率及各种免疫活性。虽然学者们在此方面做了一定工作，但积累的成果仍不足以制定海参营养需要标准或饲养标准，因此迫切需要加强研究。

2 酶制剂在海参养殖中的作用

2.1 分解抗营养因子，降低肠道食糜粘度

目前海参饲料主要以植物性原料为主，如藻类。植物性饲料中含有较多的NSP，如纤维素、阿拉伯木聚糖、α-半乳糖苷等。它们在肠道内被部分溶解，易与纤维素、木质素、蛋白质等营养物质粘合，降低内源酶活性，从而降低饲料转化率[19]。秦搏等[20]研究发现饲料中添加纤维素酶可以显著提高刺参的特定生长率、降低饲料系数，提高消化能力和非特异性免疫力。这与高春生等[21]研究饲料中添加纤维素酶对草鱼影响的结果相一致。酶制剂能水解植物细胞壁，将植物纤维分解为容易被吸收利用的小分子多糖或葡萄糖。徐彬[22]在刺参幼参上的研究表明，植酸酶和纤维素酶复合预处理刺参饲料，能够显著提高幼参的生长率和存活率。梁晶晶等[23]在刺参饲料中添加由淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶等组成的水产专用酶能够促进刺参的生长，增强刺参体腔液补体类似物及溶菌酶的活性，提高刺参的增重率和存活率。因此，酶制剂在海参养殖过程中具有提高饲料利用率，促进海参生长，提高免疫能力等作用，是一种高效、价廉、无残留的新型环保饲料添加剂。

2.2 补充外源消化酶，刺激内源酶分泌

刺参肠道内消化酶主要有蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等，消化酶活力是考察其消化能力的重要指标，其活性高低能影响刺参对营养物质的吸收和生长状况。作为一种低等的水生生物，消化系统发育不完善，自身消化酶分泌不足。饲料中外源添加酶制剂能起到有效补充外源酶和进一步刺激内源酶分泌的作用。戚传利等[24]通过在刺参饲料中添加不同比例的复合酶制剂，结果发现复合酶制剂可提高刺参免疫酶和淀粉酶活性。

2.3 增强免疫性能，提高抗病能力

饲料添加酶制剂能显著提高海参对蛋白质等营养成分的吸收利用，养分利用率的提高促进了机体代谢水平和相关免疫因子的合成，同时能产生更多的O2-自由基，从而促进海参免疫和抗氧化能力[25]。

2.4 促进生长，改善体成分

饲料添加酶制剂增强了海参消化机能，对提高营养转化率起到促生长的作用。武明欣等[26]通过对刺参幼参饲料中分别添加木聚糖酶、纤维素酶、淀粉酶以及3种酶的复合酶制剂，结果发现添加木聚糖酶组体壁粗蛋白水平有显著提高，添加纤维素酶、淀粉酶和复合酶显著提高了体壁粗蛋白、粗脂肪和粗灰分的含量。

3 酶制剂在海参养殖应用中存在的问题

大量研究表明，饲料中添加酶制剂能够提高海参的生长率和饲料消化利用率，其在海参养殖中的应用价值也逐渐得到认可。然而，酶制剂在海参养殖中的实际应用仍存在许多问题，问题如下。

3.1 酶活标准不统一

酶活力是评价酶制剂作用效果的重要指标，而我国酶活单位没有统一的标准，酶制剂的生产厂家对酶活的定义也不同，增加了使用者对酶制剂品质优劣的判断难度，具体用量也无法确定，限制了酶制剂在海参养殖中的应用。

3.2 酶活的稳定性

海参生长和生活与海水的温度和盐度密切相关，但饲用酶制剂的最适温度为35～40℃，且耐盐性较差，高温、高盐度的生活条件会使酶制剂失活，这对酶制剂的选择与开发提出了更高的要求。饲料制粒过程中温度普遍较高，高温、高湿的条件会破坏酶的活性，这就对制粒条件提出了严格的限制[27-28]。再者，酶制剂是否能够在海参肠道中停留并发挥作用，也是影响酶活稳定性的因素。

3.3 定性和定量研究不足。

酶制剂在水产饲料中的研究明显弱于畜禽饲料，在海参中的应用研究也弱于鱼类，酶制剂种类、临床应用效果、作用机理和应用方式在国内外处于基础研究阶段，且前面的研究多以定性研究为主，随着研究的深入，定量研究也应该逐步开展。研究表明，酶制剂用量过少对养殖动物效果不明显，而添加过多可能抑制内源酶分泌，产生一些抑制生长的副作用，均达不到最佳使用效果[28]。且研究表明，目前对抑制作用的机理研究不足。因此，对酶制剂应用的研究需要定性研究和定量研究相结合。

针对上面的问题，在筛选海参饲料用酶制剂的时候，需要同时考虑酶制剂的种类、酶活、耐高温和低温及盐度的特性，并结合海参自身消化吸收特点及肠道消化酶的规律，全面地、科学地进行筛选。

4 展望

酶制剂是一种安全、无毒、无污染的生物制剂。它能够促进海参生长繁殖，提高海参质量增加率和饲料利用率，改善海参体成分，增强海参免疫性能和抗病能力。同时，海参养殖过程添加酶制剂能够有效替代抗生素，减少药物残留和环境污染，保证海参质量安全，缓解海参饲料不足的压力。但是酶制剂在水产养殖尤其海参中的应用还存在诸多问题，需要人们深入研究。为了实现酶制剂在海参养殖中的产业化应用，人们应推动技术创新，综合海参养殖环境和海参饲料生产工艺，研制出高酶活、耐高温、耐低温和耐盐的酶制剂；统一酶活测定单位，建立酶活评价标准；定性和定量研究相结合，确定适合不同海参的酶制剂种类和添加量；理论研究和实际应用相结合，使研究成果成功实现产业化。随着人们的技术进步和研究的不断深入，酶制剂作为抗生素替代品在海参养殖中广泛使用指日可待。