脫脂大豆磷脂在對蝦營養上的關鍵作用

apple12151007 · 發表于 2010-8-19 13:57:29

　　脫脂大豆磷脂在對蝦營養上的關鍵作用

　　穆玉云，王洋

　　摘要：本文概述了磷脂的生物學功能，日糧添加磷脂在對蝦生理、營養和生產上的效益，磷脂的需要量及其在對蝦飼料生產上的應用和飼料成本節省的作用。
　　關鍵詞: 脫脂大豆磷脂，對蝦，磷脂
　　自1990年以來，水產業已成為全球增長最快的食品生產部門。這主要是因為九十年代對蝦養殖迅速發展，平均每年增長超過15%。根據聯合國糧食農業組織(FAO)的資料，2002年對蝦生產量130萬噸，占全球水產生產總量的3.3%，但總價值為73億美元，占水產總值的13.6%。現今，世界市場上養殖的對蝦數量已經多于捕撈的數量，未來對蝦養殖業的生產將保持穩步增長。
　　對蝦養殖大多來自8個品種：棕蝦(P. aztecus)，加州對蝦(P. californiensis)，中國對蝦(P.chinensis)，印度對蝦(P.indicus)，南美藍對蝦(P.stylirostris)，南美白對蝦(P. vannamei)，日本對蝦(P. japonicus)，斑節對蝦(P. Monodon)。東半球的斑節對蝦和西半球的南美白對蝦是最重要的養殖品種，在世界上的養殖總量處于領先地位。
　　隨著研究的不斷深入，對各品種對蝦營養需要愈來愈準確的理解和掌握，在很大程度上，為對蝦養殖業在世界范圍內的快速發展作出了積極貢獻。就營養而言，日糧脂肪是對蝦代謝能的重要來源，但除普通脂肪之外，對蝦必須補充特殊脂肪酸，膽固醇和磷脂才能滿足生長需要。很多研究資料證明，對蝦的生長繁殖和存活對磷脂有特殊的需求(Teshima，1997;Coutteau等，1997)。
　　1.什么是脫脂大豆磷脂?
　　脫脂大豆磷脂是大豆的天然組成部分之一即磷脂的高濃度形式。而大豆磷脂定義為極性和中性脂類的復合物，主要由磷脂，甘油三脂，固醇，以及少量脂肪酸，碳水化合物，鞘脂組成(Hertrampf，1991;Higgs和Dong，2000)。
　　磷脂由酯化在甘油分子上的兩個脂肪酸和酯化在醇基上的磷酸分子團組成。通常的醇基是膽堿，乙酰胺，甘油，絲氨酸和肌醇。因此相對應的磷脂即是磷脂酰膽堿，磷脂酰乙酰胺，磷脂酰甘油，磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇(Tacon 1987; Higgs和Dong，2000)。在大豆磷脂中，主要的活性成分為磷脂酰膽堿，磷脂酰乙酰胺和磷脂酰肌醇。
　　2.磷脂的生物學功能
　　2.1. 細胞膜組成成分
　　磷脂是生物細胞膜的主要脂類成分。磷脂構成細胞膜雙磷脂層，以保證細胞的不斷更新和再生。磷脂的含量和類型決定了細胞膜的功能特性、物理形態，以及膜的流動性(Higgs 和Dong，2000))。總體來說，在不同的磷脂組分中，由于磷脂酰膽堿是細胞膜極性脂肪以及脂蛋白的主要組成部分，因而成為磷脂中最重要的活性成分(Coutteau等，1997;Coutteau等，2000)。細胞膜中如果沒有磷脂，則在細胞中既不會有線粒體的呼吸活動，也不存在細胞膜的流動性。在對蝦蟲體和幼體階段，對蝦自身生物合成磷脂的速度遠遠不能滿足細胞膜更新和流動的需要(Coutteau等，1997)。
　　2.2. 乳化性能
　　磷脂有親水和親脂雙重特性。這種特性使磷脂可以乳化各種飼料脂類，使其均勻分散在小腸中，以利于脂類的進一步吸收。幼蝦的消化器官尚未發育完全，且膽汁酸分泌十分有限。因此，在對蝦早期階段磷脂是飼料脂類如甘油三脂和膽固醇充分乳化和消化所必需的“生物乳化劑” (Conklin等，1980;Coutteau等， 1997)。
　　2.3. 在脂類運輸中的作用
　　內源和外源的脂類在構成乳糜微粒和脂蛋白(超低密度，低密度和高密度)后，方可通過對蝦的血液和淋巴系統在體內轉運利用。磷脂不僅是上述脂類運輸工具中的重要組成成分，而且還對脂蛋白的組合和穩定發揮重要作用。在甲殼類水產動物中，磷脂加速了甘油三脂和膽固醇從中腸腺或腸道向血淋巴和各種組織、器官的流動，因而提高了飼料脂肪和膽固醇的利用(Coutteau等，1997;Teshima， 1997)。
　　2.4. 神經介質的前體物
　　磷脂酰膽堿本身是可以提供緩釋的生物性膽堿的物質(Li和Peisker，2005)，而膽堿是最重要的神經介質乙酰膽堿的前體物。如果不補充磷脂，像其它動物一樣，對蝦同樣會因為缺乏前體物而發生乙酰膽堿合成不足的危險，甚至會引起嚴重的精神紊亂等癥狀。
　　2.5. 對體脂組成的影響
　　由于在脂類運輸中不可或缺的功能，磷脂能直接影響對蝦體組織的脂肪沉積。給蟲體和幼體期對蝦補充磷脂可提高極性和中性脂肪在血淋巴，肌肉和組織的存留量，尤其是磷脂酰膽堿，膽固醇和n-3高度不飽和脂肪酸的存留量(Chen 和Jenn，1991;Kontara等，1998;Coutteau等，2000)。飼料磷脂的類型也會直接影響蟲體和幼體期對蝦體組織中的n-3 高度不飽和脂肪酸的比例(Teshima等， 1986;Teshima，1997;Coutteau等，2000)。
　　3.對蝦養殖中飼料磷脂的效益
　　3.1. 提供能量，磷酸鹽，必需脂肪酸，膽堿和肌醇。
　　磷脂在水產動物體內具有很高的消化率。在蟲體和幼蝦日糧中，磷脂可作為代謝能，有效磷，膽堿和肌醇直接且高效的來源(Hertrampf，1991;Coutteau等，1997)。
　　甲殼類動物包括對蝦對n-3和n-6族脂肪酸的合成能力非常有限，且很少或不能將n-3和n-6多不飽和脂肪酸(PUFA)進行碳鏈加長或脫氫合成n-3和 n-6 高不飽和脂肪酸(HUFA)(Kanazawa等，1979;Kayama等，1980;Teshima等，1992)。因此，對蝦飼料必須脂提供所有的亞油酸，亞麻油酸，二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)來滿足對蝦對必須脂肪酸的需要(D’Abramo，1997)。與中性脂肪相比，磷脂是幼蝦蟲體生長和存活所必需的能量和更好的必須脂肪酸來源。在蝦蟲體后期和幼體階段，磷脂的重要性同樣類似如此。
　　磷脂中所含的膽堿和肌醇比人工合成的膽堿和肌醇對水產動物更具有生物效價(Hertrampf，1991;Li 和Peisker，2005)。比如，飼料膽堿在減少龍蝦脫殼死亡綜合癥方面的效果不如大豆卵磷脂(Teshima，1997)。磷脂酰膽堿和磷脂酰肌醇在對蝦生長性能和存活率上帶來的效益，我們無法從補充等量的膽堿和肌醇中獲得(Teshima，1997)。
　　3.2. 與膽固醇相互作用
　　膽固醇在對蝦營養中是一種非常重要的營養物質，該物質不僅是細胞成分和脂蛋白組成成分，而且還是腎上腺素、繁殖激素、維生素D和膽汁酸的代謝前體物 (Tacon 1990;Akiyama等，1992;Russet，2001) 。因此，膽固醇是包括對蝦在內的所有甲殼類動物完全脫殼和存活所必須的養分。據報道，在南美白對蝦飼料中，補充磷脂能促進膽固醇的吸收，轉運和利用，從而相對減少了對蝦對膽固醇的需求量(Gong，1999)。
　　3.3. 改善生長性能，飼料轉化和存活率
　　世界范圍內許多試驗一致證明補充大豆卵磷脂能顯著改善對蝦生長性能、飼料轉化和成活率，所報道的品種包括南美白對蝦 (Camara，1994;Coutteau等， 1996)，中國對蝦(Kanazawa，1993)，日本對蝦(Teshima和Kanazawa 1983; Teshima，1986a;Camara等，1996)，長毛對蝦(Chen和Jenn 1991)，斑節對蝦(Piedal-Pascual，1985，1986;Chen，1993;Paibulkichakul等，1998)。而相反，如果磷脂缺乏則可能導致甲殼類動物蟲體生長發育障礙。飼料中補充磷脂能改善南美白對蝦，日本對蝦，斑節對蝦(Teshima，1986a;Paibulkichakul等，1998;Coutteau等，2000) 品種蝦對滲壓休克和養殖水鹽度的耐受力，并防止在幼蟲期和幼蟲后期不完全脫殼和脫殼死亡綜合癥的發生。除此之外，添加磷脂還能改善飼料中必須脂肪酸的利用效率，增加組織中n-3高不飽和脂肪酸的存留量(Coutteau等，1997;Teshima，1997;Russett，2001)。通過添加大豆磷脂帶來的能量、必需脂肪酸和膽固醇等養分的高效利用，提高了對蝦的生長性能和存活率。
　　3.4. 對親蝦繁殖性能的影響
　　補充大豆磷脂對改善親蝦的繁殖性能具有很好的效果，具體體現在無節幼蝦的產量增加、孵化率提高、精子數量增加，精子活動性提高等方面(Bray等， 1989)。據報道，磷脂非常適用于促進池塘養殖南美白對蝦的性成熟和排卵(Cahu等，1994)。
　　4.磷脂需要量及其在對蝦飼料上的應用
　　4.1. 磷脂的需要量
　　磷脂是對蝦營養中不可缺少的養分，主要對蝦養殖品種的磷脂需要量見表1。
　　磷脂添加的適宜水平取決于對蝦品種、年齡和磷脂組分。總體來說，隨著對蝦年齡和生長階段增長，磷脂需要量下降(Coutteau等，1997;Teshima，1997; Russett，2001)。幼蟲期對蝦對飼料磷脂的缺乏非常敏感。幼蝦的活性磷脂需要量大多在1.2-1.5%(Coutteau等，1997;Teshima，1997)。由于磷脂酰膽堿和磷脂酰肌醇在促進幼蝦的生長和成活上更有效而被認為是活性磷脂組分，補充磷脂酰膽堿和磷脂酰肌醇有助于減少對蝦對磷脂的需求量(Hertampf，1991;Teshima， 1997)。
　　表1: 不同對蝦品種磷脂需要量

品種，階段，濕重

磷脂源 (純)

推薦添加水平 (%)

參考來源

南美白對蝦

幼體， 2 mg

Soy PC: 95% PC

SL: 86% PL

1.5

6.5

Coutteau等(1996)

中國對蝦

幼體， 0.71 g

SL: 42% PC，20% PI， 6% PE，4% LPC和其它磷脂.

2.0

Kanazawa (1993)

日本對蝦

幼蟲， Zoa I/II

幼體 1g

幼體， 5g

SL: PC 24%，PE 30%，PI 18% 和其它磷脂

SL: 35% PC，18% PI

Soy PC: 95% PC

3.0

1.5

Teshima 等 (1983)

Teshima等(1986)

Gamara (1994)

斑節對蝦

幼體， 0.09 g

幼體， 0.45 g

SL: 63% PL

Soy PC: 80% PC，20% LPC

2.0

1.25

Piedad-Pascual (1986)

Chen (1993)

長毛對蝦

幼體， 1 g

SL: 80% PC， 20% LPC

1.25

Chen和Jenn (1991)

南美藍對蝦

SL (ICN Biochemicals)

1.5

Bray等 (1990)

　　* PL，磷脂;SL，大豆磷脂;Soy PC，大豆磷脂酰膽堿;PC，磷脂酰膽堿;PI，磷脂酰肌醇;PE，磷脂酰乙醇胺;LPC，溶血磷脂酰膽堿;PS，磷脂酰絲氨酸。
　　4.2. 商品飼料中加入大豆卵磷脂
　　作為磷脂最重要的商品來源，大豆卵磷脂常添加在對蝦飼料中來滿足對蝦對磷脂的需要量。對蝦年齡越小，大豆卵磷脂在商品飼料中添加量愈高。飼料中通常添加1～2%的粗磷脂(Akiyama等，1992)，但是實際上這樣的劑量難以滿足對蝦對磷脂的需要量，尤其對蝦蟲體和幼體對磷脂酰膽堿的需要量。
　　4.3. 用脫脂磷脂平衡配方養分
　　為了達到對蝦最大生長和最高成活，必須優化平衡飼料中的脂類營養，如飼料中粗脂肪含量，必需脂肪酸，磷脂(尤其是磷脂酰膽堿)，膽固醇和n-3到n-6的脂肪酸含量和比率。可是對蝦飼料中脂肪的適宜水平為5～8%(Akiyama等， 1992)。如果飼料中脂肪含量過高可能引起死亡率增加和生長速度降低。與粗磷脂相比，脫脂大豆磷脂中脂肪含量較低，磷脂和磷脂酰膽堿含量較高，所以對蝦料中添加脫脂大豆磷脂有益于節省配方空間，利于優化飼料脂肪含量，使得必需脂肪酸、磷脂和膽固醇等在飼料脂肪水平限制條件下仍能達到理想的水平和比例。考慮到成本效益，對蝦飼料中脫脂大豆磷脂的推薦添加量為0.5～1.0%。
　　4.3 脫脂大豆卵磷脂的節約成本效果
　　與中性脂肪、合成膽堿和肌醇相比，脫脂大豆磷脂提供了更多具生物活性的亞油酸、亞麻油酸、膽堿和肌醇(Hertampf，1991;Coutteau等，1997)。補充脫脂大豆磷脂與中性脂肪結合使用將更有利于滿足對蝦對必需脂肪酸的需要。在養殖水中人工合成的膽堿會迅速溶解，可利用數量很少，肌醇很昂貴。如果每噸飼料中補充10公斤脫脂大豆磷脂就相當于每公斤飼料分別添加36mg膽堿，35mg肌醇和0.29克有效磷。因此添加脫脂大豆磷脂不僅節約了水產飼料中膽堿，肌醇和有效磷的成本，也可增加膽堿和肌醇的利用率。
　　4.4. 改善對蝦飼料的性能
　　與粗磷脂相比，脫脂大豆磷脂在飼料加工中容易操作，添加劑量準確，容易均勻混合(Hertampf，1991;Coutteau等，1997;Russett，2001)。添加脫脂大豆磷脂可以有效改善對蝦料在水中的穩定性，減少水溶性養分(如B族維生素與微量礦物質)和其他添加劑(如氨基酸與誘食劑)的流失。磷脂在飼料加工和儲存時可有效保護維生素A和維生素E，防止氧化，刺激飼料消耗量，增加飼料中養分的利用率(Hertampf，1991;Coutteau等，1997;Russett，2001;Li 和 Peisker，2005)。磷脂的上述特性對幼水產料至關重要。
　　5.小結
　　補充磷脂在對蝦生長和存活上的效果在許多對蝦品種的蟲體和幼體期得到證明。這是因為磷脂在細胞膜和脂蛋白形成，在包括必需脂肪酸、膽固醇在內的飼料脂類的吸收、運輸和利用，在提供膽堿、肌醇和必需脂肪酸上均發揮至關重要的作用。但是對蝦在體內生物合成磷脂的能力遠遠無法滿足自身的需要，因此補充磷脂成為必然。由于對蝦的品種和年齡，實驗條件和磷脂源的組成和純度存在較大區別，所發表的對蝦對磷脂的需要量也存在差異。對蝦的磷脂需要量大多在1～3%。
　　由于脫脂大豆磷脂含高濃度的磷脂酰膽堿和磷脂酰肌醇，補充此類純磷脂可以給對蝦料配方提供更經濟適宜的途徑來平衡和優化飼料中必需脂肪酸、膽固醇、磷脂，尤其是磷脂酰膽堿等的含量和比例，并可顯著改善飼料的特征和性能。