小球藻藻渣的营养成分分析

南京工业大学 高 振 尹丰伟 郑洪立 郑艳萍 黄 和

微藻是一类分布广泛的微型水生植物，由于能源危机与环境污染，微藻生物柴油的开发备受关注。微藻生物柴油生产中会产生50%～80%的藻渣（Milledge，2010）。 研究表明，微藻除了油脂外，其胞内还含有大量的蛋白质、色素、多糖、维生素等营养成分（Milledge，2011；郝宗娣等，2010）。本研究以小球藻（Chlorella pyrenoidosa）藻渣为研究对象，分析藻渣的营养成分，并与常规饲料相比，评价其作为饲料的应用潜力。

1 材料和方法

1.1 材料 蛋白核小球藻由华东理工大学提供。

1.2 藻渣的获取 小球藻油脂的提取方法：以液氮破壁，正己烷/乙醇（1∶1，V∶V）作为萃取体系（Zheng等，2011）。 油脂提取后，将藻液离心（6000 r/min，5 min）弃上清，沉淀置于80℃烘箱中烘干至恒重，即得小球藻藻渣。

1.3 藻渣的考察指标及分析方法

1.3.1 常规指标和营养成分测定 水分的测定参照GB/T 6435-2006；粗蛋白质测定参照GB/T 6432-94；粗脂肪测定参照GB/T 14772-93；碳水化合物采用硫酸-蒽酮比色法；粗灰分采用 GB/T 6438-2007高温灼烧法；粗纤维采用 GB/T 6434-2006过滤法；中性洗涤纤维（NDF）测定参照GB/T 20806-2006；酸性洗涤纤维（ADF）测定参照NY/T 1459-2007；矿物质元素分析采用感应耦合等离子体（CPI）测定方法；色素的测定采用分光光度法（Wellburn，1994）。无氮浸出物（NFE）计算公式：

无氮浸出物/%=100-（水分+灰分+粗蛋白质+粗脂肪+粗纤维）。

1.3.2 氨基酸组成及含量测定 藻渣中氨基酸的组成及含量测定参照GB/T 18246-2000。

1.3.3 脂肪酸组成分析 藻渣中残留的粗油脂在NaOH-甲醇溶液中进行甲酯化，后进行气相色谱分析（Ren 等，2009）。

2 结果与分析

2.1 藻渣常规营养成分及含量 由表1可见，藻渣中的以粗蛋白质的含量最高，达到干重的64.12%；其次为无氮浸出物和碳水化合物，分别占干重的24.54%和16.50%；粗脂肪相对较少；提油之后的藻渣中仍含有丰富的色素，占藻渣干重的1.03%。小球藻中叶绿素和类胡萝卜素是细胞中的重要色素（Bino等，2004），其中类胡萝卜素是一种高度不饱和化合物，具有抗氧化与增强免疫等功效。

表1 藻渣常规营养成分及含量（干物质基础）%

2.2 藻渣中矿物质元素及含量 由表2可见，藻渣中的磷、镁、钙三种矿质元素的含量最高，分别为 61.38、21.18 mg/kg 和 20.36 mg/kg，铜、锌、硒、汞和镉的含量较少。另外，藻渣中的汞和镉的分析结果符合《饲料卫生标准》（GB 13078）。

表2 藻渣中的矿物质元素及含量（干物质基础）mg/kg

2.3 藻渣中氨基酸组成及含量 由表3可见，藻渣中氨基酸含量占藻渣干重的52.96%，其中必需氨基酸占干重的27.15%，为总氨基酸的51.27%。

表3 藻渣的氨基酸组成及含量（干物质基础）%

2.4 藻渣中氨基酸的评价 根据蛋白质饲料的评价方法——必需氨基酸指数（EAAI），采用Pen～aflorida（1989）提出的公式计算 EAAI值。

式中，aai为饲料原料中某必需氨基酸占必需氨基酸总量的百分数，%；AAi为参比蛋白质中该必需氨基酸占必需氨基酸总量的百分数，%。

通过求取EAAI可知某未知蛋白质饲料相对于参比蛋白质的可用性；同时，也可以以所要饲喂的动物作为一个“参比蛋白质”，用EAAI直接评价饲料蛋白源对该动物的营养价值。冯东勋和赵保国（1997）提出了新饲料蛋白源评价标准，当n为6～12，实用评价标准为:EAAI>0.95，为优质蛋白源；0.86＜EAAI≤ 0.95，为良好蛋白源；0.75＜EAAI≤ 0.86，为可用蛋白源；EAAI≤0.75，为不适蛋白源。

表4和表5分别列出了几种常规饲料的必需氨基酸含量（中国饲料，2012）和参比动物的必需氨基酸含量（冯东勋和赵保国，1997），及以其作为参比对象计算得的藻渣EAAI值。从表可4见，与常规饲料相比，藻渣的各种必需氨基酸比重较高，EAAI值均超过0.95。由表5可见，藻渣除了不适宜作鸡饲料外（EAAI＜0.75），其他均具有可应用性，尤其对草鱼、海鳗和对虾，EAAI值都大于0.95（优质），说明小球藻藻渣作为蛋白质饲料的应用范围广泛，且评价质量高。

表4 常规饲料的必需氨基酸含量及藻渣的EAAI值

2.5 藻渣中油脂的脂肪酸组成及含量 由表6可见，藻渣中油脂的脂肪酸以C18∶0（硬脂酸）含量最高，占到总脂肪酸含量的29.40%；不饱和脂肪酸达到总脂肪酸的49.45%左右，其中多不饱和脂肪酸为27.42%。

表5 参比动物的必需氨基酸含量及藻渣的EAAI值

表6 藻渣的脂肪酸组成及含量%

2.6 藻渣营养成分与常规饲料营养成分对比由表7可见，与常规饲料相比，藻渣中蛋白质含量较高，仅稍低于鱼粉（64.5%），因此，可将藻渣用作蛋白质饲料。藻渣油脂的含量相对比较低；纤维素、无氮浸出物、灰分的含量居中；中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量与常规饲料相比偏低。藻渣中各种氨基酸含量均相对较高，并且必需氨基酸的种类齐全；藻渣中的钙、磷、钠、镁与常规饲料相比含量较高，而铁、铜、硒的含量较少，说明藻渣中常量矿物质元素含量丰富，但缺乏一些必需微量矿物质元素。

3 结论

3.1 藻渣中干物质、粗蛋白质、碳水化合物、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物和色素分别占藻渣干重的98.33%、64.12%、16.50%、0.21%、4.20%、24.54%和1.03%。

3.2 藻渣含有动物生长的必需常量和微量矿物质元素，其中磷、钙、镁的含量较高；汞和镉含量未超标，符合一般饲料标准。

表7 藻渣与常规饲料营养成分对比

3.3 藻渣中氨基酸总量占藻渣干重的52.96%，其中必需氨基酸为27.15%，通过EAAI值评价，说明该藻渣为一种优良的蛋白源。

3.4 藻渣中油脂占藻渣干重的0.21%，其中脂肪酸以C18∶0的含量最高为29.40%，多不饱和脂肪酸含量达到总脂肪酸的27.42%。

3.5 与常规饲料相比，藻渣的蛋白质含量具有明显优势，作为蛋白质饲料具有良好的开发潜力。

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