富齿岩虫南移养殖与营养成分分析

李帅鹏，徐 斌，王 坤，黄民巧，杨大佐，周一兵

（1. 大连海洋大学/辽宁省海洋生物资源恢复与生境修复重点实验室，辽宁 大连 116023；2. 广东海兴农集团有限公司，广东 广州 511400）

岩虫 (Marphysa sp.) 属于环节动物门、游走目、矶沙蚕科，是一类具有重要经济和生态价值的大型底栖多毛类动物。由于其全球性分布、物种多样性以及分类争议等原因，Fauchald根据主要形态差异将岩虫属分为4个组，分别为Mossambica、Sanguinea、Aeana和Falcigers[1]。其中Sanguinea组常被称为岩虫复合系 (Marphysa. Sanguine complex)。同时，以岩虫复合系为对象的基础研究广泛展开，在系统分类[2-4]、分子鉴定[5]、生活史[6-7]、人工繁育[8]、生态学[9-10]、基因组学[11-13]、能量代谢[14-15]以及海洋环境污染与修复[16-17]等方面均有报道。Liu等[18]对中国近海不同地区采集的岩虫复合系重新开展了系统分类学研究，将山东乳山等地的原鉴定为岩虫 (Marphysa sanguinea) 的物种重新分类，并确定为新的物种富齿岩虫 (M. maxidenticulata)。以该研究为基础，结合分子鉴定特征，确定山东乳山近海广泛分布的大型经济矶沙蚕为富齿岩虫。

富齿岩虫主要生活在山东、辽宁与河北等北方地区的潮间带富含岩礁石的泥沙底质内，由于其摄食沉积质表层的颗粒性有机物，并通过穴居挖洞和生物扰动作用改善沉积质内氧气流通，因此具有重要的生态学功能。在海水养殖业中，多毛类因丰富的营养组成，特别是含有丰富的二十二碳五烯酸(DPA) 和花生五烯酸 (EPA) 等多不饱和脂肪酸，能够显著促进对虾的性腺发育和成熟，在国内外常作为经济性对虾亲体促熟培育的优质活体饵料[19-21]。此外，富齿岩虫在海洋游钓产业用作优质活体钓饵，其售价高达每千克500元，显示出较高的经济价值。近年来由于过度采捕，北方地区富齿岩虫的资源数量显著下降，亟须通过人工繁育和养殖等方式，促进资源的可持续利用。然而，由于北方的气候条件和矶沙蚕科的生长特性，存在生长速度慢、生产周期长等问题，影响了资源的利用效率。参考我国广泛开展的北种南养生产模式，本文开展了富齿岩虫在广西北海的工厂化人工养殖试验，鉴于其营养构成在水产虾蟹亲体促熟中的重要性，比较和分析了南方养殖与北方野生的富齿岩虫营养组成，以期为富齿岩虫的人工养殖、资源开发与可持续利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

富齿岩虫苗种来源于山东省乳山市，为人工育苗后经中间育成的大规格苗种。苗种长度为(1.00±0.20) cm，体质量为 (0.03±0.01) g，数量总计达12万尾。苗种经人工筛网收集后，低温保存，干法运输，航空运输至广西北海市合浦县。

1.2 方法

1.2.1 养殖试验 试验地点位于广西壮族自治区北海市广东海兴农集团的合浦县养殖场。试验所选室外养殖水泥浅池6个，其规格为长6 m×宽4 m×高0.45 m。经石灰消毒、清洗曝晒后，分别置入北海本地购置的海泥 (记为A1、A2、A3) 和粗砂 (记为B1、B2、B3) 2种底质。其中粗砂粒径为 2～3 mm，6个养殖池底质厚度均为15 cm。然后用0.15 mg·L-1高锰酸钾进行消毒，再用 0.2 mg·L-1草酸溶液去除高锰酸钾残余，经曝晒及海水多次冲洗后待用。将苗种平均投放各池，养殖密度为833条·m-2，采用带水充气法培育，每日模拟潮汐换水1次；每日定时测量水温和盐度并进行记录，养殖过程全程投喂凡纳滨对虾配合饲料 (容川牌6210幼虾0号料)，日投喂量为池内虫体总体质量的5%～8%。

1.2.2 生长指标测定 采用定期取样法，每隔60 d从每个养殖池随机挖50条虫体，经过滤海水冲洗干净、麻醉后用纱布和滤纸吸取体表水分，利用直尺测定其体长、体宽，用天平测定其体质量。根据测定结果，计算其特定生长率 (SGR)

式中：W1为初始体质量 (g)；W2为终末体质量 (g)；D为养殖时间 (d)。

1.2.3 基本营养成分测定 随机取规格相同的北海养殖与乳山野生的成品富齿岩虫各30条，用清水冲洗干净后，滤纸吸干表面水分，用真空冷冻机进行冷冻干燥，最后粉碎机粉碎至粉末，分装保存备用。参照GB/T 5009.3—2016 (恒温干燥法)、GB/T 5009.5—2016 (凯氏定氮法)、GB/T 5009.6—2016(索氏提取法)、GB/T 5009.4—2016 (550 ℃ 灼烧法)，分别测定虫体中水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分的含量。

1.2.4 氨基酸和脂肪酸测定 参照1.2.3中方法获取样品粉末，每个地区样品均设置3个平行组，每组样品质量保证大于1 g，实验时统一取1 g样品，参照GB 5009.124—2016和 GB 5009.168—2016方法，应用日立L-8800型氨基酸分析仪和岛津GC-2010型气相色谱仪，分别测定北海养殖和乳山野生的富齿岩虫体内18种氨基酸和脂肪酸含量。

1.2.5 营养评价 参照FAO/WHO氨基酸评分标准模式[22]和全鸡蛋蛋白模式[23]，对富齿岩虫进行氨基酸评分 (AAS)、化学评分 (CS)、必需氨基酸指数 (EAAI) 计算[24-26]，评价富齿岩虫的营养价值。计算公式为：

式中：n为必需氨基酸数量；a1、a2、···、an为待测蛋白质中的必需氨基酸含量 (mg·g-1)；A2、···、An为全鸡蛋蛋白质中相应的必需氨基酸含量 (mg·g-1)。

1.3 数据处理

利用SPSS 23.0和Excel 2013软件进行统计学分析，数据结果均以“平均值±标准差表示，用独立样本t检验分析北海养殖与乳山野生的富齿岩虫的差异显著性，显著性水平设定为0.05。

2 结果

2.1 北海人工养殖富齿岩虫的环境条件与生长情况

试验期间，水温和盐度变化见图1。从10月至翌年6月，养殖池水温度呈开口向上的二次曲线变化趋势，全程平均水温为 (22.6±2.8) ℃，最高水温为 (29.9±1.0) ℃，最低为 (12.6±2.5) ℃；盐度的波动较缓，介于24.4～31.2，平均为28.2。

图1 试验期内海水盐度与温度变化Figure 1 Change in sea water salinity and temperature during experiment

人工养殖的富齿岩虫平均体长、体宽、体质量随时间变化见图2-a—2-c。结果显示，虫体平均体长实现快速增长，由初始平均体长 (1.00±0.20) cm生长至 (12.66±1.51) cm，体长增长达12倍 (图2-a)。平均体宽由 (0.10±0.02) cm 增至 (0.68±0.08) cm (图 2-b)。至试验结束时，虫体由初始平均体质量 (0.03±0.01) g增至 (2.30±0.87) g (图 2-c)。

富齿岩虫在海泥和粗砂2种不同底质内表现出较为显著的生长差异 (图2-a—2-c)。结果显示，0～4个月内，海泥底质组 (A) 的平均体长、体宽和体质量增长值显著高于粗砂底质组 (B)。4～8个月养殖周期内，粗砂底质组的岩虫平均体长、体宽和体质量增长均高于海泥组。统计学分析显示，底质对富齿岩虫体长、体宽和体质量增长的影响差异极显著 (P＜0.01)。

以体质量变化计算各底质组的特定生长率见图2-d。试验期间不同底质的富齿岩虫特定生长率均表现出明显的前高后低变化趋势，养殖前期(0～4个月) 特定生长率显著高于中后期 (4～8个月)。2种不同底质在不同养殖阶段也存在差异，养殖前期，海泥底质组 (A) 特定生长率为2.27%～2.31%，高于粗砂组 (B) (1.83%～2.17%, P＜0.05)；养殖中期 (4～6个月)，粗砂底质组 (B) 特定生长率为1.44%～1.51%，显著高于海泥底质组 (A) (0.75%～0.81%, P＜0.05)；养殖后期 (6～8 个月)，两底质组的富齿岩虫特定生长率差异不显著 (P＞0.05)。

图2 不同底质组富齿岩虫体长、体宽、体质量和特定生长率随时间变化的情况Figure 2 Body length, body width, body mass and special growth rate of M. maxidenticulata with different substrates along with time

2.2 北海养殖与乳山野生富齿岩虫的基本营养成分分析

北海养殖与乳山野生的富齿岩虫基本营养组成见表1。北海养殖虫体的粗蛋白占比为60.96%，低于乳山野生虫体 (64.24%)。而北海养殖虫体内的粗脂肪占比达24.13%，显著高于乳山野生虫体(19.71%,P＜0.05)。灰分与水分含量在2种不同来源的富齿岩虫中也表现出显著差异性，其中北海养殖虫体的含水率高于乳山野生，但其灰分含量低于乳山野生虫体 (P＜0.05)。

表1 北海养殖与乳山野生的富齿岩虫基本营养组成 (干质量, N =30)Table 1 Basic nutritional composition of M. maxidenticulata cultured in Beihai and wild M. maxidenticulata in Rushan (dry mass) %

2.3 北海养殖与乳山野生富齿岩虫的氨基酸组成分析

对比养殖与野生岩虫氨基酸组成 (表2)，2种不同来源的富齿岩虫体内均含有18种氨基酸，且氨基酸组成基本相同，但北海养殖虫体中蛋氨酸含量 (1.00%) 显著高于乳山野生虫体(0.75%,P＜0.05)，而其他17种氨基酸两者无显著性差异(P＞0.05)。养殖与野生的虫体中均含有4种呈味氨基酸 (DAA)、8种人体必需氨基酸 (EAA)、2种半必需氨基酸 (SEAA)和7种非必需氨基酸 (NEAA)。两者的DAA分别为20.51%和20.05%，DAA/TAA分别高达41.23%和41.69%，在DAA和所有氨基酸中，谷氨酸含量均为最高 (分别为7.12%和7.09%)；而在18种氨基酸中色氨酸含量最低 (均为0.50%)。北海养殖虫体氨基酸总量 (TAA)、DAA、NEAA、SEAA和EAA，以及SEAA/TAA均略高于乳山野生虫体，而DAA/TAA、NEAA/TAA略低于乳山野生虫体，但差异不显著。

表2 北海养殖与乳山野生的富齿岩虫氨基酸组成Table 2 Amino acid compositionof M. maxidenticulata cultured in Beihai and wild M. maxidenticulata in Rushan %

2.4 北海养殖与乳山野生富齿岩虫的氨基酸营养评价

通过AAS和CS法对富齿岩虫进行了氨基酸营养指标评价 (表3)。从AAS来看，2种不同来源的虫体，第一限制性氨基酸均为缬氨酸 (Val)，第二限制性氨基酸均为色氨酸 (Trp)。从AAS结果来看两者赖氨酸 (Lys) 均为最高。从CS来看，北海养殖虫体中只有色氨酸含量低于0.60，其CS为0.52；而乳山野生虫体中有2种氨基酸含量低于0.60，分别为色氨酸和缬氨酸。此外，在AAS和CS中，北海养殖虫体的必需氨基酸评分和CS均高于乳山野生虫体。EAAI作为氨基酸营养评价中的重要指标，北海养殖虫体为69.91，明显高于乳山野生虫体的65.28。

表3 北海养殖与乳山野生的富齿岩虫氨基酸营养评价Table 3 Amino acids nutritional evaluation of M. maxidenticulata cultured in Beihai and wild M. maxidenticulata in Rushan

2.5 北海养殖与乳山野生富齿岩虫的脂肪酸组成分析

2种不同来源的富齿岩虫体内分别含有27种脂肪酸，但北海养殖虫体未检出十七碳一烯酸(C17:1)，而乳山野生虫体未检出花生三烯酸 (C20:3 n-6) (表4)。棕榈酸、油酸和亚油酸在2种虫体内均为含量较高的脂肪酸，为主要脂肪酸。从脂肪酸类型来看，北海养殖虫体的饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸含量 (30.47%、36.12%) 略低于乳山野生虫体 (31.70%、37.76%)，而单不饱和脂肪酸 (33.41%)含量显著高于乳山野生虫体 (30.54%,P＜0.05)。在单不饱和脂肪酸中，北海养殖虫体的油酸 (顺) (C18:1 n-9c) 显著高于乳山野生虫体 (P＜0.05)，而神经酸C24:1 n-9显著低于乳山野生虫体 (P＜0.05)。在多不饱和脂肪酸方面，北海养殖虫体除亚油酸 (顺)C18:2 n-6c和花生二烯酸C20:2显著高于乳山野生虫体外，花生四烯酸、EPA和二十二碳六烯酸(DHA) 等重要多不饱和脂肪酸均显著低于乳山野生虫体。北海虫体的∑n-3 PUFA/∑n-6 PUFA为0.20%，显著低于乳山野生虫体的0.51% (P＜0.05)。

表4 北海和乳山野生的富齿岩虫脂肪酸含量Table 4 Fatty acid compositionof M. maxidenticulata cultured in Beihai and wild M. maxidenticulata in Rushan %

3 讨论

3.1 富齿岩虫的南移养殖

“北物南养”是我国水产从业者根据南北方气候条件差异与生物生长特点，在长期生产实践下创造出特色鲜明的水产养殖方式。该方式充分利用南方冬季温度适宜、生物生长快的特点，将北方地区的养殖生物南移，加速其生长、缩短养殖周期、提高生物产量。重要经济物种如皱纹盘鲍 (Haliotis discus hannai) 等均通过季节性南移养殖，产生了较大的生产规模与经济效益[27]。富齿岩虫作为北方地区的重要经济性多毛类动物，其生长周期较长，在北方沿海由幼体至成体性成熟约需2～3年[28]，而较长的生长周期与资源可持续利用之间存在一定矛盾，制约了富齿岩虫在北方地区的人工养殖，进而导致资源数量不足，价格高昂。参考皱纹盘鲍等重要经济物种季节性南移养殖模式，本研究将山东乳山地区的大规格岩虫苗种南移至广西北海，期望能够利用南北方气候条件的季节性差异，缩短其生长周期，实现“北虫南养”，获得良好的养殖效果。结果表明，秋季北方气温下降时，将富齿岩虫大规格苗种南移至广西北海，通过人工养殖，取得了较为显著的生长收益。试验周期内，北海地区养殖岩虫在8个月内体质量平均可达2.30 g，最大体长可达15.70 cm，达到了商品规格，成功实现了富齿岩虫的南移养殖。根据乳山地区人工养殖经验与报道，北方达到相同规格约需36～48个月[28-29]。由此可见，南移养殖可显著提高富齿岩虫的生长速度、缩短养殖周期，是切实可行的多毛类动物生产方式。究其原因，作为潮间带的重要底栖动物，富齿岩虫对温度、盐度具有较强的耐受能力，而北海地区冬季平均水温为 (18.2±4.8) ℃，与富齿岩虫生长适温较为接近，为其生长提供了良好的生态环境，促进了富齿岩虫的快速生长。

在南移养殖过程中，通过对比2种不同底质中富齿岩虫的生长参数，发现其在不同底质内表现出较显著的生长差异。试验前期，海泥底质组富齿岩虫的特定生长率显著高于粗砂底质组，而养殖中后期，粗砂底质组中富齿岩虫的特定生长率显著高于海泥底质组。造成这种现象的原因是由于底质作为底栖动物生长、栖息等生命活动的主要场所，其颗粒大小、稳定程度、表面构造、营养成分以及深度对底栖动物的生长有显著影响。泥底富含有机质颗粒，但透水、透气性较差，而粗砂底质正好相反。由于工厂化养殖的生物密度通常较高，幼体阶段生物个体较小、占据空间较少，因此，有机质含量丰富的海泥底质更能促进其快速生长。养殖中后期，大型个体需要良好的底内生活环境，粗砂底质由于空隙大、透水、透气性好等原因，更能促进生物生长。这也为富齿岩虫工厂化养殖的底质选择提供了一定参考。

3.2 多毛类动物的营养

多毛类动物由于营养组成丰富，富含多种不饱和脂肪酸，是海洋生态系统和水产养殖中的重要饵料生物。特别是在经济性虾、蟹的亲体促熟培育中，是不可替代的优质活体饵料[30-31]。富齿岩虫作为经济性虾、蟹亲体促熟培育中的优质生物饵料，通过人工养殖后，特别是南移养殖，大幅缩短生长周期的情况下，其营养组成变化是决定其作为活体生物饵料价值的重要因素。本研究结果表明，南移养殖的富齿岩虫粗营养成分与乳山野生个体有一定差异，表现为水分和粗脂肪含量高于乳山野生富齿岩虫，粗蛋白含量略低。在氨基酸组成方面，南北2种富齿岩虫体内均含有18种氨基酸，但南移养殖虫体内必需氨基酸含量高于乳山野生虫体。南北富齿岩虫EAA/TAA均接近40%，说明其体内蛋白质较为优质。相比于其他经济性多毛类物种，富齿岩虫的氨基酸含量略低于双齿围沙蚕 (Perinereis aibuhitensis)[32-33]。从AAS和CS结果来看，南移养殖与乳山野生的富齿岩虫赖氨酸均最高，除缬氨酸低于0.80外，各种必需氨基酸含量较为均衡，接近FAO/WHO理想模式。此外，南移养殖的富齿岩虫EAAI大于乳山野生虫体，表明南移养殖的富齿岩虫必需氨基酸总量更加接近标准蛋白质。因此，虽然两者在蛋白质和氨基酸组成上存在一定差异，但南移养殖富齿岩虫的部分指标却优于乳山野生种。

从脂肪酸组成来看，南移养殖的富齿岩虫体内饱和脂肪酸总量和总多不饱和脂肪酸占比与乳山野生虫体之间无显著差异。但EPA、DHA和花生四烯酸等多不饱和脂肪酸占比显著低于乳山野生种，∑n-3/∑n-6也略低于乳山野生虫体。EPA、DHA是公认的在对虾性腺成熟中具有重要促进功能的优质多不饱和脂肪酸，而花生四烯酸是前列腺素合成的前体，在斑节对虾 (Penaeus monodon) 性腺成熟调控中具有重要作用[19]。此外，饲料中的∑n-3/∑n-6越接近于对虾生殖腺的组成比例 (大部分虾中约为1)，越有利于其促进虾蟹的性腺成熟[34]。本试验结果显示，南移养殖的富齿岩虫其体内重要多不饱和脂肪酸占比低于野生虫体，说明南移养殖虽然可以显著提高富齿岩虫的生长速度，缩短养殖周期，但对于其体内的关键营养成分，如必需氨基酸、EPA、DHA的合成与累积仍低于野生自然种群。究其原因，低温和生长周期较长，对于动物的营养累积具有重要作用。已有研究表明，一定范围内变温可以提高某些水生动物摄食量、降低水生动物基础代谢、提高食物转化率和同化率，促进生长，如中国对虾等[35]；而低温条件下，水生动物摄食量和基础代谢降低，生理和生化发生变化，如低温条件下罗非鱼 (Oreochromissp.) 和锯缘青蟹 (Scylla serrata) 的脂肪酸总量降低，但不饱和脂肪酸含量升高等[36-37]。因此，如何提高南移养殖虫体体内关键不饱和脂肪酸含量，对于促进其在水产经济虾、蟹亲体培育中的应用，具有重要的理论和实践意义。

4 结论

在8个月的养殖周期内，富齿岩虫在广西北海地区可生长至2.30 g。养殖前期海泥底质幼虫生长迅速，中后期粗砂底质更适合其生长。相比于乳山野生种群，南移养殖的富齿岩虫在粗营养成分含量、氨基酸和脂肪酸组成方面差异不大，但EPA、DHA和花生四烯酸等重要多不饱和脂肪酸含量方面，与乳山野生种群仍有差异。