海帶在水產飼料中應用研究進展

王璐，蔡旺和，張文平，胡重華，余傳啟，周秋白

(江西農業大學動物科學技術學院，江西 南昌 330045)

海帶又名海帶菜、江白菜、昆布，為多年生冷溫帶大型底棲藻類。2020年，我國海帶的養殖產量約165.2萬噸，約占養殖海藻總產量的63.2%。目前，海帶及海帶提取物在飼料中的應用研究主要集中于畜禽動物，如改善乳品的品質、提高免疫和生產性能、維持精子的成活率等。與畜禽產品比，水產品具有低脂、高蛋白質、富含n-3多不飽和脂肪酸等更利于人體健康的優點。為滿足人們對水產品的需求，大量的高密度精養得到推廣。然而，飼料營養不均衡(Wang等，2021)、病原生物感染(黃洋洋，2020)、水環境惡化(Guardiola等，2013)等因素影響水產動物的健康，導致養殖產量降低、養殖戶收益減少。海帶作為飼料添加劑不僅具有改善水產品品質、誘食、提高機體免疫功能等作用，還能增加水產動物的體重、降低水產動物的死亡率，明顯提高養殖戶的經濟效益。

一、海帶的主要活性成分及功能

1.褐藻膠褐藻膠學名褐藻酸鈉，由海帶經過純堿、氯化鈣、鹽酸等加工處理后制得性能穩定的褐藻酸鹽的統稱。褐藻膠經生物降解可得到由2～10個單糖通過糖苷鍵結合而成的低分子聚合物(寡糖)，研究表明，由褐藻膠降解得到的寡糖具有促進動物生長、抗菌、抗炎、抗氧化等多種功能(劉海超等，2020)。

2.褐藻糖膠褐藻糖膠又稱巖藻糖膠、巖藻聚糖硫酸酯或褐藻多糖硫酸酯，是褐藻類植物中所特有的功能性多糖成分。現代研究表明，褐藻糖膠具有多種藥理活性，如免疫調節、抗氧化、抗病毒、降血糖、減少肝臟脂質蓄積等。

3.褐藻淀粉褐藻淀粉又稱海帶淀粉、昆布素，是由葡萄糖通過1,3糖苷鍵鏈接而成的葡聚糖。有研究表明，褐藻淀粉具有多種有益藥理活性，既可以作為食品，又可以作為治療各種疾病的藥物添加劑(范曼芳等，1988)。

4.褐藻多酚褐藻多酚是從褐藻中提取出的一類酚類化合物，結構為間苯三酚衍生物。研究表明，褐藻多酚具有抗氧化(鄭麗杰等，2020)、抑菌(林超等，2006)、抗糖尿病綜合征(Sharifuddin等，2015)等生物活性。由于褐藻多酚的多種生物活性與其復雜的結構有密切聯系，所以對于褐藻多酚的研究仍處于初級階段，但褐藻多酚擁有廣闊的發展前景(Loshin等，2013)。

5.巖藻黃質巖藻黃質又稱巖藻黃素、褐藻黃素，是類胡蘿卜素中葉黃素類的一種天然色素，也是褐藻類特有的色素，可參與光合作用的光化學系統Ⅱ。據報道，巖藻黃質具有多種有益活性，如抗炎(馮金秀等，2020)和抗氧化(Yamamoto等，2011)等。此外，巖藻黃質的抗肥胖作用使其有望開發成為有前景的海洋藥物和營養產品(Gammone等，2015)。

二、海帶在水產飼料中的應用

海帶作為一種大型海藻，在飼料中適當添加海帶可提高水產動物的生長速度以及免疫和抗氧化能力(Niu等，2018；Kamunde等，2019)。但海帶中含有較高比例的非淀粉多糖(NSP)，當飼料中海帶添加量高于5%時，可降低飼料中有機物的消化率，從而抑制生長(Brugger等，2014)。

1.魚飼料中添加適量(2.5%～10%)海帶可改善魚片品質、增強魚體免疫力，還可通過促進細胞自噬、抑制脂質和膽汁酸合成，降低肝臟脂質蓄積，從而維持肝臟健康，同時通過刺激肌纖維變大、提高抗氧化能力，促進魚體生長，這可能與海帶中的多糖、多酚等活性物質有關。研究發現，飼料中添加3%～10%的海帶粉增加了大西洋鮭的攝食量、改善其生長性能、提高其肝臟抗氧化能力，同時減輕溫度等應激因素對魚體的不利影響(Kamunde C等，2019)，這可能與海帶中的褐藻糖膠、巖藻黃質、褐藻多酚等活性成分有關。Tuller等(2014)研究發現，與添加0%和0.5%的褐藻糖膠對比，飼料中添加1%的褐藻糖膠通過刺激肌肉中肌纖維變大而促進尖吻鱸的生長，相似的研究結果也在真鯛上有報道(Sony等，2019)。此外，巖藻黃質、褐藻多酚具有強抗氧化活性(Yuan等，2019)，研究表明，飼料中添加32～160毫克/千克巖藻黃質顯著增加黃顙魚血清中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性，同時顯著減少丙二醛(MDA)的含量(Loshin等，2013)。周小秋等(2009)報道，魚抗氧化能力與其生長也密切相關。

另有研究發現，飼料中添加2.5%的海帶可顯著促進黑鯛生長、提高背肌中多不飽和脂肪酸和總碘含量，從而改善魚片品質，而當添加量增至10%時，黑鯛的生長受到顯著抑制，這可能與顯著降低的腸道蛋白酶活性有關(Yu等，2020)。攝食和消化過程是通過飼料改善魚生長性能的決定性因 素(Ordonez-Grande等，2016；Volkoff等，2010)，同時，魚消化道中的營養物質分解主要取決于消化酶活性(Ma等，2019)。研究表明，海帶中高含量的非淀粉多糖會降低機體的消化酶活性(Brugger等，2014)；而飼料中添加0.5%～1.0%的海帶粗多糖能顯著改善斜帶石斑魚的生長性能，這可能與增強的消化道中蛋白酶、麥芽糖酶、乳糖酶活性有關(李文武等，2015)。這說明，海帶中的非淀粉多糖抑制魚消化道中的消化酶活性，海帶中的其他多糖能增強消化酶活性，但直接添加過量的海帶會抑制魚消化酶活性，這可能與海帶中的非淀粉多糖抑制消化酶活性作用強于其他多糖的增強消化酶活性有關。

此外，聯合轉錄組與代謝組學分析發現，飼料中添加2.5%和10%的海帶，可能通過促進細胞自噬、抑制脂質和膽汁酸合成來降低黑鯛肝臟脂質蓄積，而初級膽汁酸代謝通路可能是海帶影響黑鯛肝臟健康的關鍵通路(Yu等，2021)。

2.軟體動物相比魚，軟體動物可直接飼喂海帶，且不會降低其消化功能。研究表明，用海帶投喂養成期的中間球海膽，在促進其生長的同時，可有效改善海膽的性腺色澤(Loshin等，2013)。劉興旺等(2006)報道，鮑魚可分泌褐藻膠裂解酶，能充分利用海帶中的褐藻膠作為其能量的來源。鮑魚人工配合飼料中褐藻膠的添加量可達到20%～30%，并且隨著飼料中褐藻膠含量的提高，飼料轉化率和蛋白質效率也相應增加。此外，海帶寡糖可促進海參生長、提高免疫相關酶活性、保護機體免受氧化損傷(仇哲，2015)。添加酶解海帶寡糖可以提高海參體壁組織中免疫相關因子(超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶)的活性，通過減少丙二醛的產生以保護機體免受氧化損傷(郭娜等，2019)。

3.甲殼類飼料中添加適量海帶(1%～3%)可提高甲殼動物機體抗氧化能力，同時可能通過增強其消化率促進生長，最重要的是提高其成活率。蘆雪(2014)的研究表明，飼料中添加適量的海帶粉可促進斑節對蝦生長，當海帶粉的添加量小于2%時，斑節對蝦的生長隨著海帶粉添加量的增加而顯著增加；而當海帶粉的添加量為3%～6%時，斑節對蝦的生長無顯著差異。劉立鶴等(2006)研究結果表明，隨著飼料中海帶粉含量的升高，粗蛋白質的表觀消化率升高，凡納濱對蝦的增重率和飼料利用率均有提高的趨勢，海帶粉的添加量為3%左右時，幼蝦增重率最高，然而過量的海帶粉(3.2%～7%)會降低凡納濱對蝦飼料中的粗蛋白質表觀消化率。楊維維等(2014)試驗結果表明，在克氏原螯蝦的飼料中分別添加0、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%海帶粉時，添加量為2%時蝦的增重率達到最大，隨著海帶粉添加量的增加，蝦的死亡率呈下降趨勢，餌料系數在添加量為1.0%時最小；飼料中海帶粉添加量為1.0%～2.0%時，克氏原螯蝦肝胰臟的抗氧化能力顯著提高。

綜上可知，飼料中添加適量的海帶均可促進魚、軟體動物、甲殼類的生長，維持其機體健康，添加量為甲殼類(1%～3%)＜魚(2.5%～10%)＜軟體動物(可直接飼喂海帶)。

三、展望

海帶在水產飼料中的應用價值在于其所含有的促進水產動物生長、維持機體健康、改善產品品質的活性成分，如褐藻糖膠、巖藻黃質、褐藻多酚、有機礦物質、維生素等。我國海帶資源豐富、產量高、加工工藝成熟，隨著科學研究的深入，海帶、海帶提取物作為環保型飼料添加劑將廣泛應用于水產飼料中，促進水產養殖業健康可持續發展。