張 天 任， 肖 珊， 王 晗， 劉 冰 南， 王 際 輝

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院, 遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034 )

0 引 言

刺參是棘皮動物門海參綱中的一種，主要分布在山東半島和遼東半島[1]，以遼寧大連的產(chǎn)量最大。目前，每年僅遼寧大連地區(qū)刺參產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值就超過了200億元，而且有逐年上升的趨勢。

刺參養(yǎng)殖業(yè)迅猛的發(fā)展產(chǎn)生了許多弊端。養(yǎng)殖戶為了追求最大利益，因此在養(yǎng)殖中要求更大的養(yǎng)殖密度。而刺參屬于底棲生物，過大的養(yǎng)殖密度導(dǎo)致殘餌和刺參糞便堆積在養(yǎng)殖池底，經(jīng)微生物無氧發(fā)酵會產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，從而影響刺參生長。從源頭上解決這一問題的最佳辦法是應(yīng)用微生態(tài)制劑等環(huán)境友好型添加劑。本實驗應(yīng)用混合發(fā)酵的方法制備了一種復(fù)合微生態(tài)制劑，前期的研究結(jié)果表明，此微生態(tài)制劑可以有效凈化刺參養(yǎng)殖水體，抑制養(yǎng)殖水體中微生物的生長，并提高刺參的生長性能。本實驗主要探究該微生態(tài)制劑產(chǎn)品對刺參體壁營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 微生態(tài)制劑

該微生態(tài)制劑產(chǎn)品由芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、光合細菌4個菌屬的9個菌株混合發(fā)酵而成[2]。4個菌屬以1∶1∶1∶1混合發(fā)酵。

1.1.2 原 料

所用刺參(Apostichopusjaponicus)購買自大連市瓦房店刺參育苗基地，大小為100頭(每500 g約有刺參100條)。

1.1.3 儀器與設(shè)備

氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀，原子吸收分光光度計，凱氏定氮儀，索氏提取器，馬弗爐。

1.2 刺參養(yǎng)殖實驗

養(yǎng)殖實驗在養(yǎng)殖缸中進行，每缸(200±2) g，設(shè)置對照組與添加組，每組3個平行，共6個養(yǎng)殖缸，每缸20 L海水。刺參養(yǎng)殖過程中間歇通氧，每日投餌。與海浮泥1∶1 混合。添加組每日投放菌液，投放量為5 mL/m3；對照組不投放菌液。養(yǎng)殖缸每7 d換水一次。

養(yǎng)殖實驗第一周均不投放菌液，適量投餌，以使刺參適應(yīng)養(yǎng)殖環(huán)境。一周后開始投放菌液及正常投餌，實驗周期為30 d。30 d后進行取樣，隨機取刺參用滅菌鑷子和手術(shù)刀在冰袋上剖腹，去除腸道、體腔液，保留體壁并用液氮速凍后放-80 ℃ 冰箱保存待用。

1.3 檢測方法

1.3.1 粗營養(yǎng)成分

粗脂肪的檢測參照GB/T 14772—2008；蛋白質(zhì)的檢測參照GB 5009.5—2010；粗灰分、總糖的檢測分別參照GB 5009.4—2010和DNS法進行。

1.3.2 礦物質(zhì)元素

鉀、鐵、鎂、錳的檢測分別參照GB/T 5009.91—2003和GB/T 5009.90—2003。鋅的檢測參照GB/T 5009.14—2003中的原子吸收光譜法。

1.3.3 脂肪酸

脂肪酸的提取及甲酯化按照Bligh[3]的研究方法進行，脂肪酸的檢測使用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀按照AOAC標準進行。

1.3.4 氨基酸

氨基酸的檢測參照GB/T 5009.124—2003，用液氮速凍保存樣品解凍后進行檢測。

1.4 結(jié)果分析

采用統(tǒng)計軟件SPSS 20.0進行單因素方差分析，不同處理之間采用Ducan’s多重比較，以P<0.05表示顯著差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 刺參體壁的營養(yǎng)成分

刺參體壁粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和總糖的檢測結(jié)果如表1所示。與空白組相比，微生態(tài)制劑添加組的粗蛋白和粗脂肪均有顯著性的提高(P<0.05)，分別提高了3.00%和14.58%；而總糖的含量兩組無顯著差異。前期的研究表明，該菌液能夠顯著提高刺參消化道消化酶的活性[4]，因此推斷刺參消化道內(nèi)消化酶活性的提高是由于體壁營養(yǎng)成分相應(yīng)提高。總體實驗結(jié)果與王哲平等[5]的相比，各項指標均略低；與宋志東等[6]的相比，粗蛋白含量較高，粗脂肪與粗灰分含量偏低；與高岳等[7]的相比，各項指標較為接近。與其他學(xué)者研究結(jié)果的差異可能是由于實驗刺參的生長階段不同，一般認為刺參生長分為4個階段，分別為幼體、稚參、幼參和成參[8]，不同生長階段的刺參在飼養(yǎng)方式和餌料成分上均有區(qū)別。以上3個研究實驗材料均使用的是成參，而本實驗的實驗動物為稚參，可能是由于不同生長階段刺參的機體性能不同導(dǎo)致了差異。

表1 刺參體壁的營養(yǎng)成分組成Tab.1 The nutritional contents in body wall of Apostichopus japonicus %

2.2 刺參體壁的礦物質(zhì)元素

刺參體壁礦物質(zhì)元素檢測結(jié)果如表2所示。從表中可以看出，除鎂、鐵兩種元素外，其余元素添加組均較空白組有提高，但只有錳含量的提高具有顯著性(P<0.05)，其質(zhì)量分數(shù)提高了46.90%。鎂、鐵兩種元素添加組雖稍低于空白組，但是結(jié)果不顯著。

表2 刺參體壁的礦物質(zhì)組成Tab.2 The contents of mineral elements in body wall of Apostichopus japonicus g/kg

日常生活中，人體的錳元素主要來源于植物性食物，吸收率不高。刺參中的錳元素為動物性來源，吸收率有優(yōu)勢，因而是錳元素的良好來源。從總體實驗結(jié)果看，投放菌液對刺參體壁中礦物質(zhì)元素含量影響不大。推測是由于兩個處理組在實驗過程中使用的是來自同一地點的海水，使用的是相同的餌料，因而礦物質(zhì)元素的來源無差異，從而使得刺參體內(nèi)礦物質(zhì)元素含量差異不大。

2.3 刺參體壁的脂肪酸

刺參體壁脂肪酸種類及含量的檢測結(jié)果如表3所示。在刺參體壁中共檢測出了26種脂肪酸，其中飽和脂肪酸10種，單不飽和脂肪酸8種，多不飽和脂肪酸8種。其中添加組與空白組中含量最多的兩種脂肪酸均為貢多酸(20：1Δ11c)與花生四烯酸(20：4Δ5c，8c，11c，14c)。添加組的單不飽和脂肪酸總量和多不飽和脂肪酸總量均高于空白組，添加組相較于空白組飽和脂肪酸總量降低了13.85%。

結(jié)果表明，微生態(tài)制劑的使用對刺參體壁中脂肪酸的含量和種類影響不大。推測刺參腸道中脂肪酶的活性是所有消化酶中最低的[9]，因而刺參自身對脂肪的消化吸收作用很弱；刺參養(yǎng)殖飼料中的脂肪含量也非常少，因此投放菌液處理對刺參體壁中脂肪酸的影響非常小。

表3 刺參體壁的脂肪酸組成Tab.3 Fatty acid compositions in body wall of Apostichopus japonicus %

2.4 刺參體壁的氨基酸

用氨基酸自動分析儀對解剖后經(jīng)液氮速凍的刺參體壁中18種氨基酸進行檢測，結(jié)果如表4所示。水體中添加微生態(tài)制劑后提高了刺參體壁中14種氨基酸的含量(P<0.05)，且除異亮氨酸與色氨酸外，其余6種必需氨基酸均有顯著性提高(P<0.05)。此外，添加組體壁刺參精氨酸的質(zhì)量分數(shù)也顯著提高了18.18%(P<0.05)；添加組總必需氨基酸、總呈味氨基酸(谷氨酸、天門冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸)[10]和氨基酸質(zhì)量分數(shù)分別提高了18.81%、19.48%和17.59%。

表4 刺參體壁的氨基酸組成Tab.4 Amino acid composition in body wall of Apostichopus japonicus mg/g

結(jié)果表明，水體中添加微生態(tài)制劑對刺參體壁的氨基酸含量影響較為顯著。在膳食中氨基酸的種類及含量非常重要。由表4可知，添加組總必需氨基酸含量較空白組提高了18.81%。6種呈味氨基酸在刺參體壁中均檢測到，除酪氨酸外，添加組其余5種呈味氨基酸均較空白組有顯著提高(P<0.05)。添加組呈味氨基酸的總量較空白組提高了19.48%，投放菌液后的刺參產(chǎn)品風(fēng)味更好。

在刺參體壁中檢測的18種氨基酸中，精氨酸的質(zhì)量分數(shù)排在第4位，空白組和添加組的質(zhì)量分數(shù)均超過了2.2 mg/g，且添加組刺參體壁中精氨酸的質(zhì)量分數(shù)顯著高于空白組。這可能是由于菌液本身富含各種氨基酸，為刺參提供了氨基酸來源[11]。

3 結(jié) 論

實驗對一種復(fù)合微生態(tài)制劑對刺參體壁營養(yǎng)成分的影響進行了研究，結(jié)果表明，水體中添加微生態(tài)制劑，可以提高刺參體壁中粗蛋白(3.00%)和粗脂肪(14.58%)的質(zhì)量分數(shù)；而對粗灰分、總糖以及礦物質(zhì)元素的質(zhì)量分數(shù)無顯著影響。水體中添加微生態(tài)制劑，能夠顯著降低刺參體壁中飽和脂肪酸的質(zhì)量分數(shù)。添加微生態(tài)制劑對刺參體壁中氨基酸質(zhì)量分數(shù)的影響最為顯著，檢測的18種氨基酸中有14種顯著提高，氨基酸總量增加了21.34%，而且必需氨基酸和呈味氨基酸的總量分別提高了18.81%和19.48%。