三疣梭子蟹主要营养素需要量的研究进展

■姜宇栋 李新宇 胡水鑫 杨 敏 田瀚林 杨云霞 韩 涛 王骥腾

（浙江海洋大学，浙江舟山 316000）

三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus），俗称梭子蟹、海虫等，主要分布于亚洲东部海岸，其肉质鲜美，脂膏肥满，营养丰富，在东南亚国家有着良好的市场需求[1-2]。由于三疣梭子蟹生长迅速且市场价格较高，养殖利润可观，随着人工育苗及养殖技术的不断进步，养殖产量及面积不断提升，现已成为了中国东部沿海地区重要的养殖蟹类[3-5]。根据《2014中国渔业统计年鉴》[6]的统计数据，2013年全国梭子蟹养殖产量为109 584吨，同比增长10.05%。

由于三疣梭子蟹营养需求研究滞后，目前市场尚无有效的专用配合饲料出售，养殖主要靠饲喂新鲜小杂鱼、甲壳类、软体动物等生物饵料，这种饲喂方式不仅会造成营养不均衡、饲料效率低下等问题，还会增加养殖成本，引起水质污染，使得养殖的蟹易感染病原菌，引发疾病流行[7]。因此，研制优质高效环保的人工配合饲料对进一步推动三疣梭子蟹养殖业的持续发展有着重要意义。本文概述了国内外有关三疣梭子蟹营养研究的主要进展，以期能为三疣梭子蟹营养学的进一步研究和高效专用配合饲料的研制开发提供参考。

1 三疣梭子蟹的营养需求

1.1 蛋白质和必需氨基酸

1.1.1 蛋白质

蛋白质不仅是构成机体组织及器官不可缺少的物质，还是体内许多生物活性物质（酶、激素和抗体等）的重要组成成分。饲料中添加适宜的蛋白可以保证水产动物获得最佳生长，减少氮的浪费，同时降低饲料成本[8-10]。因此，国内外研究者皆将饲料最适蛋白质需要量作为动物营养的首要课题。丁雪燕等[11]研究了三疣梭子蟹不同生长阶段的消化酶活性及配合饲料对消化酶活性的影响，发现稚蟹至幼蟹养成期的三疣梭子蟹对蛋白质的消化能力最强，幼蟹至交配期对蛋白质的消化能力有所降低，而到育肥育膏期三疣梭子蟹对饲料蛋白及脂肪需求又有所增加。Jin等[7]以初始重为2.5 g的三疣梭子蟹幼蟹为研究对象，发现当饲料蛋白含量从31.6%上升至50.2%时，增重率、特定生长率及蛋白质效率随着饲料蛋白含量的升高显著增加，但当饲料中蛋白质含量从50.2%增加到55.8%时，增重率、特定生长率及蛋白质效率不再显著增加，通过折线回归分析得出三疣梭子蟹幼蟹对饲料蛋白质适宜的需要量为51.4%。Huo等[12]研究发现，饲料中添加51%蛋白含量对三疣梭子蟹幼蟹[初始重为(3.75±0.2)g]生长最为合适。段青源等[13]以鱼粉和豆粕为蛋白源，研究了初始重为36.5～42.9 g的三疣梭子蟹对蛋白质的需要量，综合考虑生长、饲料系数和卵巢色素沉淀等因素，研究结果表明，三疣梭子蟹饲料的适宜蛋白质水平为40%～45%。高红建等[14]在以初始重为7.1 g的三疣梭子蟹幼蟹为试验对象时，发现幼蟹对饲料蛋白质的适宜需要量为40%，摄食高于40%蛋白的饲料在增重率及蜕壳率等指标上反而呈现回落趋势。这些研究结果之间存在差异的原因可能与饲料原料及配方组成、试验对象的规格以及养殖环境等条件不同有关。

1.1.2 必需氨基酸

动物体对蛋白质的需要量实际上是对氨基酸的需要量，而蛋白质是氨基酸的聚合物，其生物效价一般由氨基酸组成和含量来决定。水产动物饲料中必需氨基酸含量的失衡会影响饲料蛋白的利用率，降低摄食效率，阻碍正常生长[15-16]。现阶段关于三疣梭子蟹必需氨基酸需要量的研究还较少。金敏[17]在三疣梭子蟹幼蟹[（4.72±0.12）g]对精氨酸需要量的研究中发现，精氨酸在三疣梭子蟹生长中起着重要作用。饲料添加适宜含量的精氨酸可以提高三疣梭子蟹的生长性能及饲料效率，试验结果表明，三疣梭子蟹幼蟹对饲料精氨酸的适宜需求量为2.8%，占饲料蛋白含量的5.66%。赖氨酸作为水产动物饲料中最主要的第一限制性氨基酸[18]，在饲料研发中有着重要地位。Jin等[19]发现，饲料中赖氨酸含量不足或者过高都会影响三疣梭子蟹的生长，然而对其存活率没有显著的影响，饲料最适赖氨酸的含量为2.41%（蛋白含量的4.87%）。此外，在对蛋氨酸需要量的研究中，金敏[17]发现，在饲料蛋氨酸含量从0.61%上升到1.44%的过程中，三疣梭子蟹幼蟹的增重率和特定生长率呈现先升高后稳定最后下降的趋势，并通过折线模型得出三疣梭子蟹幼蟹饲料中蛋氨酸的适宜需要量为1.07%，占蛋白含量的2.16%。

1.2 脂类和必需脂肪酸

1.2.1 脂类

脂类物质在水产动物生长发育过程中起着重要作用，其不仅是饲料能量的主要来源，还能提供机体生长所需的必需脂肪酸等营养物质，并且在某些种类的研究中，研究人员发现饲料脂肪还能起到节约蛋白质的作用[20-24]。韩涛等[3]研究了不同脂肪水平对三疣梭子蟹幼蟹生长及体组成的影响，结果表明低饲料脂肪水平组（1.8%）的增重率和特定生长率最低，并指出4.2%～13.76%的饲料脂肪水平可以满足三疣梭子蟹幼蟹正常生长和生理需要。高红建等[14]认为，三疣梭子蟹幼蟹的饲料脂肪适宜添加量为6%。段青源等[13]指出，饲料中添加9%的脂肪有利于三疣梭子蟹生长及卵巢色素沉积。Huo等[12]研究发现，饲料中包含5%的脂肪含量，蛋白能量比为26.89 mg/kJ时三疣梭子蟹幼蟹的生长表现最佳。

1.2.2 必需脂肪酸

脂类营养的另一个重要方面表现在必需脂肪酸的营养。近年来，越来越多的研究人员开始关注必需脂肪酸对水产动物生理机能所产生的影响。研究发现，高不饱和脂肪酸（HUFA）对于维持正常细胞膜结构和功能有着重要作用[25-26]，而对海水甲壳类而言，C22∶6 n-3（DHA）和C20∶5 n-3（EPA）比C18脂肪酸更容易被利用[27-28]；但是，海水甲壳类动物无法依靠自身合成n-3 HUFA来满足其代谢需求[29-33]。Takeuchi等[34]用轮虫投喂三疣梭子蟹稚蟹，实验结果显示，投喂含有0.9%～1.7%（干物质基础）n-3 HUFA的轮虫，稚蟹的生长最好。此外，Takeuchi等[35]还发现从Ⅲ期蚤状幼体开始喂食富含EPA和DHA的卤虫，可有效降低稚蟹期间由残杀造成的死亡率。胡水鑫等[5]综合饲料n-3 HUFA含量对三疣梭子蟹生长和饲料利用的影响估算出配合饲料中n-3 HUFA的适宜添加量为2.36%（干物质基础）。这一结论与张稳等[36]的研究结果相似（2.357%干物质基础）。一般而言，膜磷脂中DHA和EPA存在一定的比例关系，比例失调会对动物神经系统产生负面影响，进而导致应激能力下降，甚至死亡率的上升[37]。汪倩等[38]对三疣梭子蟹卵巢发育期间的研究发现，饲料中DHA/EPA能显著影响三疣梭子蟹的肝胰腺指数（HSI）和肝胰腺细胞的形成，当DHA/EPA比例为2∶1左右时，卵巢发育最好。杨印蹼[39]研究发现饲料中不同含量的ARA对三疣梭子蟹卵巢发育影响不显著，而饲料干物质中0.06%～0.24%的ARA就足以满足卵巢发育及各项生理机能的需求，过高的ARA会抑制卵巢发育。韩涛等[40]以鱼油、豆油、菜油和亚麻籽油为油源，研究了不同脂肪源对三疣梭子蟹幼蟹生长及组织脂肪酸组成的影响，实验结果表明，当饲料蛋白源主要为鱼粉时，豆油和亚麻籽油可以替代鱼油的添加量并不对幼蟹的生长以及存活率造成影响。

1.2.3 磷脂和胆固醇

磷脂和胆固醇是甲壳类的重要营养物质[41-42]。磷脂作为细胞膜的重要组成成分，对甲壳类动物维持免疫功能、脂肪代谢、消化吸收等有着重要作用[18]。尽管一些甲壳类动物能够合成磷脂[43]，但由于合成能力有限，无法满足代谢需求，因此必须在饲料中添加适宜含量。李新宇[44]对不同饲料磷脂胆碱水平对三疣梭子蟹幼蟹生长、蜕壳及体组成影响的研究中发现，幼蟹饲料至少需要补充2%的磷脂胆碱才能满足其生长及发育的需要，且在饲料中添加大豆磷脂能够优化幼蟹的体脂肪酸组成，提高幼蟹的营养价值品质。Li等[42]在研究不同饲料磷脂水平和磷脂源对三疣梭子蟹幼蟹的影响的实验中发现，饲料添加1%的磷脂（大豆磷脂或蛋黄卵磷脂）可以满足三疣梭子蟹的营养需要，并且喂食添加蛋黄卵磷脂饲料实验组的幼蟹脂肪酸营养价值要高于喂食添加大豆磷脂饲料实验组。在研究不同大豆磷脂水平和鱼油水平对三疣梭子蟹生长和脂肪酸组成的影响实验中，Li等[4]发现，只有当饲料鱼油（HUFA）含量不足时，大豆磷脂添加能够提高饲料脂肪转移和必需脂肪酸的吸收，改善饲料营养价值。胆固醇是许多重要生理活性物质的前体，甲壳动物缺乏合成胆固醇的能力，因此必须从食物中获得[45-48]。韩涛等[48]在研究三疣梭子蟹幼蟹饲料中胆固醇的适宜添加量时发现，随着饲料胆固醇水平的上升，三疣梭子蟹幼蟹的增重率呈现先升高后降低的趋势，并指出饲料中添加0.6%左右的胆固醇较为适宜。高红建等[14]研究初始重为6～8 g的三疣梭子蟹幼蟹胆固醇需要量，结果表明，饲喂胆固醇含量为0.51%饲料的幼蟹增重率显著高于其他饲料组。李新宇[49]研究了不同胆固醇水平和磷脂胆碱水平对三疣梭子蟹生长和脂肪酸组成的影响，实验结果表明，胆固醇、磷脂胆碱及其交互作用对三疣梭子蟹幼蟹生长表现没有显著影响，但对饲料和蛋白质利用有显著性影响。

1.3 碳水化合物

随着水产养殖业的迅猛发展，优质蛋白源和脂肪源资源变得相对匮乏，饲料成本逐年升高。碳水化合物作为廉价的饲料能源物质，通过添加适宜的碳水化合物含量往往可以产生蛋白质节约效应，使更多的饲料蛋白用于生长，进而降低饲料成本，减轻水体污染[50]。因此，越来越多的研究人员开始探索水产动物对饲料碳水化合物的利用及调控机制[51]。现阶段对碳水化合物的研究主要集中在鱼类，虾蟹类仍较少涉及。王耀华等[52]研究发现饲料中添加25.6%的淀粉可以满足中华绒螯蟹幼蟹（Eriocheir sinensis）的生长。朱欢喜等[53]认为红螯光壳虾（Cherax quadricarinatus）配合饲料中碳水化合物以22%～29%为宜，过高的碳水化合物水平会抑制糖酵解。Shiau等[54]认为，斑节对虾（Penaeus monodon）的饲料中包含20%～30%淀粉为宜，且斑节对虾对于淀粉的利用要好于糊精，对葡萄糖的利用最差。根据以往的研究，三疣梭子蟹饲料碳水化合物添加量不宜超过 26%[3-5，7，43]。高红建等[14]研究发现，饲料中添加5%水平的粗纤维是三疣梭子蟹幼蟹生长和饲料利用率差异的拐点，饲料中粗纤维的添加量不宜超过5%。

1.4 维生素

维生素是维持甲壳动物正常生理功能必需的营养素。不同于氨基酸、脂类和碳水化合物，维生素属于机体所需的微量元素，且自身不能合成[55]。目前，对三疣梭子蟹维生素需求的研究非常少，主要集中在VC和VE上。张稳发现[56]，饲料中VC含量为78.42 mg/kg（饲料干重）时，三疣梭子蟹幼蟹生长最好；VC含量大于315.97 mg/kg（饲料干重）时，三疣梭子蟹体液免疫和抗氧化功能最强。李弋等[57]在研究三疣梭子蟹幼蟹对VE需求量，发现饲料中VE含量为39.7 mg/kg（饲料干重）时，三疣梭子蟹幼蟹生长最好，体液免疫最强，抗氧化功能较高。

1.5 矿物质

矿物质在甲壳类营养中也占据了重要地位，虽然虾蟹类可以直接从外界吸收矿物质，但仍有许多元素必须要通过摄食来进一步补充。高红建等[14]以初始体重为25～35 g的三疣梭子蟹为试验对象，研究了三疣梭子蟹对钙磷的需要量及适宜的钙磷比，研究结果显示，三疣梭子蟹对饲料钙磷适宜需求量分别为2%和1.5%～2%，当钙磷比为1.33∶1时，三疣梭子蟹获得最佳的生长表现。胡毅等（2006）[58]研究了10种金属离子（Ag+、Cd2+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Mg2+、Mn2+、Pb2+和Zn2+）对三疣梭子蟹中肠腺消化酶活性的影响，研究发现Fe3+、Pb2+、Mn2+浓度为0.5 mmol/l及Ca2+浓度为0.5 mmol/l和1 mmol/l时，以上离子对蛋白酶活性影响不显著，Mg2+对蛋白酶的激活作用随离子浓度升高而上升，1 mmol/l的Mn2+对蛋白酶激活有显著影响；Ca2+、Cd2+、Mg2+、Mn2+浓度分别为0.5、1.0、5.0 mmol/l对胰蛋白酶激活均有显著作用；Ca2+及低浓度的Mg2+和Cu2+对胰凝乳蛋白酶能产生激活作用；Hg2+及低浓度的Mg2+、Mn2+、Zn2+对羧肽酶A激活有影响；Ca2+及低浓度的Mg2+对羧肽酶B激活有影响；Ca2+、Cd2+、Mn2+和低浓度的Zn2+、Fe3+、Pb2+对淀粉酶能产生激活作用；Zn2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+对纤维素酶激活有影响。此外，金属离子对以上几种消化酶均表现为抑制作用，且抑制能力随离子浓度的升高而上升。

2 研究展望

对于三疣梭子蟹营养需要的已有研究主要集中在其对蛋白质、脂类的营养需要量上，但对于其他营养素（尤其是碳水化合物和微量元素等）的需要量，以及稚蟹和膏蟹对各营养素的需要量的研究仍十分缺乏。此外，三疣梭子蟹对不同原料营养成分的消化率研究也尚未见报道。因此，今后的研究重点应集中在以下方面：①继续完善对三疣梭子蟹碳水化合物、氨基酸、维生素及微量元素需求量和代谢机制研究；②三疣梭子蟹不同生长阶段，特别是稚蟹和膏蟹阶段主要营养需求量及其相互关系的研究；③新型添加剂的开发和应用，诱食剂、免疫增强剂及代谢调节物质应作为研究的重点；④利用分子生物学理论与技术、研究三疣梭子蟹营养素与基因之间的相互作用，以及对机体生长调控、病害防治、品质、风味等影响的规律和机制。