裂壺藻在畜牧業生產中的應用

馮春燕

（上海美農生物科技股份有限公司，上海 201807）

DHA是二十二碳六烯酸n-3系多不飽和脂肪酸，其分子式為C22H30O2。DHA含有6個不飽和鍵，對人類生長和發育有著重要的作用和影響。1978年，Dyerberg等進行流行病學調查，發現愛斯基摩人食用大量的海洋脂質，但其冠心病、心肌梗死和血液栓塞等病的發生率非常低[1]。隨后，DHA的研究迅速發展，大量研究支持這一觀點。Lopez發現喝富含DHA的牛奶可以降低血液中的膽固醇、LDL和甘油三酯，減少血管平滑肌細胞的增殖，減少動脈粥樣硬化和血栓形成[2]。多項研究結果表明，DHA可以有效抑制血栓的形成，降低心血管疾病的發生率[3]。另一個值得關注的原因是DHA已被發現與生命密切相關，在視網膜和大腦的結構膜中發揮重要作用。

深海魚油和藻類是DHA攝入的主要來源。魚油中DHA膽固醇含量高，有魚腥味，其DHA的組成和含量，會因魚的品種、季節、地理等因素發生變化，因此以魚油為原料的DHA質量不穩定。此外，海魚還含有大量的有機污染物。魚油中還含有大量其他飽和脂肪酸和低不飽和脂肪酸，使得DHA的純化困難，加工工藝復雜，從而增加了DHA的生產成本[4]。

通過微藻生產DHA，可以解決魚油資源短缺和質量不穩定的問題。微藻細胞脂肪酸組成簡單，易于分離純化，純化后的DHA無魚腥味，易于添加和食用。微藻具有利用率高、工業化生產規模大的優點，其中裂壺藻是富含DHA的海洋真菌藻類之一。

1 裂壺藻營養組成

裂壺藻，又稱為裂殖壺菌，隸屬真菌門、網粘菌綱、破囊壺菌目、破囊壺菌科的海洋真菌，呈球形單細胞，其直徑為7~15 μm[5]。裂壺藻屬于海洋微藻，其分類應按照真核生物六界分類法，即真核生物域，囊泡藻界，異鞭藻類，雙環門。

裂壺藻細胞內含有脂類、蛋白和總糖等，其中脂肪含量占細胞干重>50%，其中ω-3不飽和脂肪酸DHA占>20%[6-7]。朱路英等發現，以豆粕水解物為氮源的裂壺藻具有較高的餌料價值，其DHA含量可達14.29%[8]。裂壺藻細胞中90%的油脂以甘油三酯和卵磷脂的形式存在。甘油三酯是一種中性油脂，很容易被人體吸收，卵磷脂對人體非常有益。裂壺藻的脂肪酸包括C16:0、C22:6 n-3（DHA）、C20:5 n-3（EPA）和C20:4 n-6（AA）。此外，裂壺藻細胞中具有其他對動物有益的活性物質，如類胡蘿卜素、葉黃素、蝦青素、角鯊烯等[9]。目前，裂壺藻的研究開發主要集中在對DHA的開發利用上，而其他研究非常有限。

針對大鼠發育及生殖的毒性實驗、誘變實驗和對豬發育的毒性實驗，均未發現裂壺藻具有毒副作用[10]。裂壺藻可通過異養條件下生產，易于實現規模化生產，因此裂壺藻成為一種理想的DHA的飼料資源。

2 裂壺藻在畜牧業生產中的應用

目前，在畜牧業生產中，裂壺藻是一種理想的補充DHA的飼料添加劑。將裂壺藻添加到飼料中有兩個目的：發揮動物體內DHA的生理功能，促進動物的生長發育；通過在動物體內富集DHA，生產富含DHA的動物產品。

2.1 裂壺藻在水產生產中的應用

DHA可提供水產動物有效的必需脂肪酸，而魚類和甲殼類不能產生自身產生DHA，只能從飼料中獲得。其中，飼料中所含的營養對水生動物的存活率、生長率和抗病性有很大影響。裂壺藻可改善水產動物的免疫力。研究發現，在飼料中添加DHA，可顯著提高水產動物的耐受力，提高存活率，同時可促進水產動物生長發育。焦建剛等研究發現，添加裂壺藻發酵粉0.5%可顯著促進對蝦養殖效益，飼料轉化率降低3.4%，肌肉的蛋白質含量增加2%，肌肉的DHA含量增加約1%，從而提高對蝦的質量[11]。研究表明，刺參飼糧中添加裂壺藻粉1.25%時，可顯著提高腸道蛋白酶和淀粉酶的活性，促進生長[12]。Ganuza等研究發現，裂壺藻可以作為魚油的替代品，在金頭海的鯛養殖中具有較大潛力[13]。裂壺藻對水生動物DHA富集有顯著的促進作用。朱路英等研究表明，裂壺藻可作為幼魚、牡蠣等貝類的高DHA強化飼料[14]。飼喂斑點叉尾鮰飼裂壺藻粉可增加體重，提高飼料轉化率，添加量為2%時，肌肉中的DHA含量可顯著提高[15]。

常見的魚蝦動物飼料，如輪蟲、鹵蟲、蛤蚌和橈足類等水產次生飼料本身缺乏足夠的DHA，通過飼喂餌料裂壺藻可提高餌料營養[16]。對半光滑舌鰨幼魚飼喂裂壺藻營養增強鹵蟲的研究表明，幼魚的體長、體重明顯優于對照組[17]。

2.2 裂壺藻在家禽生產中的應用

目前，富含DHA的雞蛋受到越來越多的關注。因此，在蛋雞飼料中添加裂壺藻生產DHA雞蛋已成為一種趨勢。研究表明，在蛋雞日糧中添加裂壺藻可以提高蛋黃中DHA的含量，蛋黃中DHA含量與家禽品種和生長階段相關。蛋雞飼料中同時添加2%裂壺藻粉和膽堿，蛋黃n-3多不飽和脂肪和DHA含量在14 d之后可提高，并對蛋雞的生產性能、蛋品質和雞蛋組分沒有負面影響[18]。飼糧添加裂壺藻粉可增加蛋雞采食量，對蛋雞產蛋率、料蛋比、平均蛋重和單品質的影響不顯著，血清TC、TG和LDL-C水平下降。當裂壺藻粉添加量超過2%時，蛋黃中DHA含量沒有增加。DHA在雞蛋中富集15 d達到營養濃度飽和[19]。研究表明，在蛋雞日糧中添加DHA含量為15%的裂壺藻粉可顯著提高雞蛋DHA含量，降低雞蛋膽固醇含量。裂壺藻粉適宜的添加量應低于3%，在此水平下不會影響蛋雞的生產性能和蛋品質量[20]。

與魚油或亞麻籽油添加到日糧中獲得DHA蛋相比，添加裂壺藻粉可以直接提高增加蛋中的DHA含量，且DHA沉積速度快，可以實現快速富集。DHA等不飽和脂肪酸在裂壺藻細胞壁中受到保護，不易被氧化，更有利于裂壺藻粉的使用和營養價值的發揮。由于裂壺藻粉油脂中不含EPA，以其作為飼料添加劑生產的DHA蛋適用人群更廣[21]。

2.3 裂壺藻在反芻生產中的應用

天然DHA奶是指通過強化奶牛中日糧的DHA而生產獲得。含有DHA的微藻可以通過改善瘤胃微生物氫化作用，提高牛奶中共軛亞油酸的含量，取代奶牛日糧中的魚油。瘤胃內，裂壺藻粉會被微生物代謝分解，從而降低DHA的有效利用率。為了保證滿足動物DHA的需要量，提高裂壺藻的添加量是一個有效手段，但會引起飼料成本的增加。

市售大部分DHA奶直接在牛奶中添加DHA實現奶中DHA含量增加。但研究發現，隨著DHA添加量的增加，奶樣的魚腥味也會逐漸增加，但奶香味逐漸減弱，脫脂牛奶的奶香味明顯弱于全脂牛奶，同時隨著貯藏溫度升高，牛奶樣品的魚腥味更加明顯[22]。將經過處理的藻粉作為飼料，可使DHA順利通過瘤胃，而不被其中的微生物利用，通過脂肪酸代謝過程進入奶牛的血液及乳汁中，同時不影響奶牛飼料正常的風味及口感[23]。過瘤胃藻粉的開發可提高藻粉的生物利用率，降低藻粉使用量，降低生產成本，也可以改善奶牛健康，提高生產性能。

3 裂壺藻在應用中存在的問題和展望

隨著養殖業的快速發展,飼料資源短缺現象日益嚴重，合理開發飼料資源是一種有效的解決途徑。裂壺藻細胞含有大量的營養成分，其DHA含量高，不含EPA，易于規模化生產，適合大范圍推廣和使用。針對目前裂壺藻資源的研究仍存在問題需要解決。

目前DHA工業剛剛起步，市售裂壺藻售價高昂，難以滿足普通大眾對其的需求，高價限制了裂壺藻粉的推廣和使用。不同工藝、菌種、加工參數對裂壺藻的培養影響較大，同時裂壺藻采集、分離、干燥、加工等環節的設備和技術有待提升。裂壺藻缺乏統一的質量標準，對其產品難以進行準確的功效評價和質量控制，難以保證生產出質量穩定的藻類產品。裂壺藻在畜禽養殖業應用研究較少，其機理研究更是少之又少，裂壺藻在不同養殖動物中的作用機理、代謝途徑、利用效率、最適添加量急需進一步探索，有助于推進裂壺藻在飼料中更廣泛的應用。

DHA作為營養強化劑已是一種趨勢。無論對畜禽生產性能的促進還是生產富含DHA的動物產品，裂壺藻都是最佳的選擇之一。目前發達國家對于DHA的生產和應用已趨于成熟，我國的研究較為落后，還處于市場啟蒙階段，但市場的巨大潛力和科技的快速發展，會促進裂壺藻在畜禽應用上得到快速的發展，其發展潛力不可估量。