仿刺参体壁硒含量衰减与硒化合物的关系

杨 申，党子乔，鲁晓倩，张 敏，王祖峰，周 玮,2

( 1.大连海洋大学 水产与生命学院，辽宁 大连 116023；2.大连市水产产业技术创新联合会，辽宁 大连 116023；3.全国水产技术推广总站，北京 100026 )

仿刺参体壁硒含量衰减与硒化合物的关系

杨 申1，党子乔1，鲁晓倩1，张 敏1，王祖峰3，周 玮1,2

( 1.大连海洋大学 水产与生命学院，辽宁 大连 116023；2.大连市水产产业技术创新联合会，辽宁 大连 116023；3.全国水产技术推广总站，北京 100026 )

在水温13 ℃、盐度27、pH 8.1的条件下，将初始体质量为(54.97±9.49) g的仿刺参成参和(2.28±0.26) g的幼参饲养在水槽中，分别投喂在基础饲料中添加0.3 mg/kg硒代蛋氨酸、硒酸钠、亚硒酸钠的试验饲料，以未添加硒的基础饲料作为对照组，每个试验组设3个重复。60 d后，成参组继续投喂基础饲料60 d，幼参组45 d，中间每隔5 d测定一次硒含量。试验结果表明，成参组中，体壁硒含量衰减速度依次为硒酸钠组>亚硒酸钠组>硒代蛋氨酸组；幼参组中，体壁硒含量衰减速度依次为亚硒酸钠组>硒酸钠组>硒代蛋氨酸组。研究表明，富硒成参生产过程中最佳硒添加剂为硒代蛋氨酸。

仿刺参；硒化合物；硒衰减

在水产动物和畜牧产品的硒强化饲养研究中，结束强化后硒含量的衰减情况是该领域研究的热点问题[1-7]。仿刺参(Apostichopusjaponicus)富含黏多糖等营养物质[8-9]，是我国北方水产养殖的主要经济种类[10-12]。近年来，关于富硒仿刺参的研究也取得一些进展。周玮等[13]研究发现，硒代蛋氨酸、硒酸钠和亚硒酸钠对50 g的仿刺参半致死质量浓度分别为0.795 mg/L、0.368 mg/L和0.324 mg/L；王吉桥等[14]证实了仿刺参经过3种硒化合物强化后具有良好的富硒效果：酵母硒组体壁硒含量为0.85 mg/kg，蛋氨酸硒组体壁硒含量为0.77 mg/kg，亚硒酸钠组体壁硒含量为0.75 mg/kg，该研究结果为富硒仿刺参的产业开发提供了理论依据。而硒强化后的衰减问题不仅是仿刺参硒代谢研究中的理论问题，也是有关富硒仿刺参苗种生产和富硒成参收获时间选择的关键技术问题，但相关研究目前尚未见报道。

笔者选取了硒代蛋氨酸、亚硒酸钠、硒酸钠，分别对两种规格仿刺参进行强化饲喂，对硒在仿刺参体壁的衰减状况进行了初步研究，为仿刺参富硒技术中硒化合物的选择提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 材料

仿刺参：选择圈养仿刺参成参(54.97±9.49) g 192头、幼参(2.28±0.26) g 396头，试验条件下驯养10 d。基础饲料：市售仿刺参配合饲料粉末(含粗蛋白15.00%，粗脂肪3.21%，粗灰分47.33%，硒含量为0.2981 mg/kg)，在烤箱中以60 ℃烘干至质量恒定备用。

试验器材：原子光谱仪(PerkinElmer股份有限公司，Analyst 800)、不锈钢电热板(龙口市先科仪器公司，TP-1)、电烤箱(广东美的微波电器制造有限公司，MG25AF-PRR)、YSI ProPlus型手持式野外/试验室两用测量仪、绞肉机(广东省韶关市大金食品机械厂，MM22B)、分析天平(1200 g/0.01)、电磁炉(SHJ-A15)、网箱(100 cm×100 cm×100 cm)、蓝色波纹板、虹吸管、解剖工具等。

试验药品：淀粉(红薯淀粉)，硒(光谱纯)；硒代蛋氨酸、硒酸钠、亚硒酸钠(均为分析纯)；硝酸、高氯酸、盐酸(均为优级纯)。

1.2 方法

1.2.1 试验饲料的配制

称取4份淀粉，每份15 g，分别溶解在375 mL水中，前3组作为试验组，分别对应加入硒含量为0.3 mg的硒代蛋氨酸、硒酸钠、亚硒酸钠，第4组作为对照组；将4组物质加热至80 ℃使其糊化后，各加入基础饲料500 g，混合均匀，然后用绞肉机压粒成型，制成粒径为5 mm的3种试验饲料和1种对照饲料，并在60 ℃下烘干至质量恒等备用。

1.2.2 分组

成参、幼参分别随机均分4组，每组设3个平行(成参养殖密度为16头/m3,幼参为33头/m3)。其中第1～3组为硒强化组(第1组：硒代蛋氨酸；第2组：硒酸钠；第3组：亚硒酸钠)。

1.2.3 投喂

投喂分为强化和测定2个阶段。在强化阶段(60 d)，1～4组分别投喂对应饲料；在测定阶段(成参60 d、幼参45 d)，4组均投喂基础饲料。每日观察记录仿刺参的摄食、附着及生长情况，并根据其摄食情况每日17:00投喂饲料，投喂量为仿刺参体质量的3.0%～5.0%，随着仿刺参生长和摄食量的增加而增大，略过量投喂。

1.2.4 管理

日换水1/3，每20 d倒网箱一次。试验采用自然光照，水温为13 ℃，盐度为27，pH为8.1。

1.2.5 硒的测定

试验每隔5 d进行一次，每次成参组各组的每个平行随机取1头，幼参组按相同方法取3头，收集体壁。冷冻干燥后，采用氢化物原子荧光光谱法测定硒的含量。

试样中硒的含量：

式中，X，试样中硒的含量(mg/kg)；C，试样消化液测定质量浓度(ng/mL)；C0，试样空白消化液测定质量浓度(ng/mL)；m，试样质量(g)；V，试样消化液总体积(mL)。

各试验组仿刺参体壁硒含量去除对照组基础值后，根据硒质量浓度—时间数据获得各种硒化合物的硒代谢模型及相关系数。

2 结 果

2.1 成参体壁硒含量

在整个测定阶段，对照组成参体壁硒含量为1.204～1.294 mg/kg(图1)，形成的曲线与横坐标轴近似平行。随着时间的增加，3个试验组硒含量均逐渐降低，最后稳定在对照组水平。硒酸钠和亚硒酸钠组初始硒含量分别为1.902 mg/kg和2.010 mg/kg，并在第35 d达到对照组水平，从第35—60 d，形成的曲线均与横坐标轴近似平行；硒代蛋氨酸组的初始硒含量最高，为2.625 mg/kg，至第60 d达到对照组水平。

在无基础饲料影响下，硒代蛋氨酸在仿刺参体壁代谢模型为y=2.1991e-0.05x，r=-0.8388；硒酸钠在仿刺参体壁代谢模型为y=0.8838e-0.08x，r=-0.8872；亚硒酸钠在仿刺参体壁代谢模型为y=1.0377e-0.072x，r=-0.9335。

图1 强化结束后成参体壁硒含量

2.2 幼参体壁硒含量

在整个测定阶段，对照组幼参体壁硒含量为1.042～1.145 mg/kg(图2)，形成的曲线与横坐标轴近似平行。随着时间的增加，3个试验组硒含量均逐渐降低，最后稳定在对照组水平。亚硒酸钠组初始硒含量为2.150 mg/kg，从初始到第10 d之间，随时间延长而迅速衰减，之后衰减缓慢，并在第45 d达到对照组水平；硒酸钠组初始硒含量为2.214 mg/kg，从初始至第10 d，随时间延长而迅速衰减，之后衰减缓慢，并在第30 d达到对照组水平，从第30—45 d，形成的曲线与横坐标轴近似平行；硒代蛋氨酸组初始硒含量最高，为2.404 mg/kg，从初始至第25 d，随时间延长而迅速衰减，之后衰减缓慢，并在第35 d达到对照组水平；第35—45 d，形成的曲线与横坐标轴近似平行。

图2 强化结束后幼参体壁硒含量

在无基础饲料影响条件下，硒代蛋氨酸在仿刺参幼参体壁代谢模型为y= 1.4955e-0.094x，r=-0.9742；硒酸钠在仿刺参幼参体壁代谢模型为y=0.8565e-0.104x，r=-0.9469；亚硒酸钠在仿刺参幼参体壁代谢模型为y=1.085e-0.13x，r=-0.9918。

3 讨 论

3.1 个体规格与硒化合物在仿刺参体壁内消除半衰期的关系

消除半衰期是指药物质量浓度在体内衰减到一半时所用的时间[15]，能够反映出药物在生物体内的消除快慢。梁俊平等[16]通过分析恩诺沙星在几种水产动物体内的消除半衰期后认为，恩诺沙星在大菱鲆(Scophthalmusmaximus)体内的衰减周期(消除半衰期为173.25 h)，与大西洋鲑(Salmonsalar)幼鱼[17](105.11 h)相近，远大于宽吻海豚(Tursiopstruncatus)[18](6.973 h)。杨莉等[19]对喹烯酮在水产动物体内药代动力学和组织分布的研究时发现，喹烯酮在鲤鱼(Cyprinuscarpio)体内的消除半衰期为35.866 h，是斑点叉尾(Ictaluruspunctatus)的1.14倍，表明喹烯酮在斑点叉尾体内的衰减较鲤鱼更快。刘海侠等[20]则依据氟苯尼考通过灌服方式进入鲫鱼(Carassiusauratus)体内的消除半衰期(13.79 h)大于腹腔注射给药方式的消除半衰期(0.235 h)，判断经注射进入鲫鱼体内的氟苯尼考消除更加迅速。本试验中，通过代谢模型计算两试验组的消除半衰期得知，在成参组中，硒酸钠和亚硒酸钠的消除半衰期分别为硒代蛋氨酸的0.62倍和0.69倍,即衰减速度依次为硒酸钠组>亚硒酸钠组>硒代蛋氨酸组，该结果与试验结果相符；幼参组中，硒酸钠和亚硒酸钠的消除半衰期分别为硒代蛋氨酸的0.84倍和0.67倍，说明硒代蛋氨酸在幼参体壁内衰减周期最长，即衰减速度依次为亚硒酸钠组>硒酸钠组>硒代蛋氨酸组，该结论与试验结果基本一致。

试验结果可知，成参和幼参的体壁硒含量整体衰减趋势有明显差异：成参组衰减速度一直缓慢，而幼参组从初始到第10 d之间衰减迅速，在第10 d之后衰减缓慢；硒酸钠和亚硒酸钠在成参和幼参组中的衰减情况也有不同：在0～20 d，幼参组中亚硒酸钠的衰减较硒酸钠更快，这一结果和成参组相反。周玮等[21]研究表明，不同生长阶段的仿刺参代谢强度不同；唐黎等[22]也发现不同发育阶段的仿刺参消化道中各种消化酶活性也不相同。因此笔者认为这可能是由于成参和幼参体内消化吸收环境存在差异，进而对两种硒化合物在其体内的代谢产生了影响。

表1 不同硒化合物在成参体内的零时药物浓度和半衰期

表2 不同硒化合物在幼参体内的零时药物浓度和半衰期

3.2 硒化合物的性质与衰减趋势的关系

硒的衰减(代谢、排泄)量取决于硒的化学形式、摄入方式和摄入水平，并受物种差别及摄食中其他因素的影响[23]。本试验中3种硒化合物主要存在硒化学形式上的差异。硒代蛋氨酸为氨基酸螯合盐，硒酸钠和亚硒酸钠均为无机态矿物盐[24]，这是两种不同性质的化合物。在生化反应中，无机态盐仅在阴、阳离子之间形成离子键，而氨基酸螯合盐则是由含两个或两个以上的配位体与二价金属阳离子形成五元或六元环状结构的络合物[25]，形成的络合物为还原态，可由肠道主动吸收并运输至体组织中[26]，以硒半胱氨酸的形式合成硒蛋白[23]，不易消耗和衰减，该原理为本试验结果中硒代蛋氨酸在仿刺参体内衰减趋势提供了理论依据；无机态硒通过被动扩散的方式被吸收[27]，易流失，且经尿排泄量高于有机硒[23],这种现象可作为本试验结果中无机硒较有机硒衰减更快的一种解释。

3种硒化合物在化学形式上的差异也会影响其在生物体内的代谢方式。研究表明，在哺乳动物中，有机硒和无机硒具有不同的代谢途径[23,28]。硒代蛋氨酸可沿蛋氨酸的途径代谢，由肠转运系统完成，易与tRNAMet酯化而转运，还可以在蛋氨酸裂解酶的作用下，代谢为甲基硒化物。有机硒在仿刺参体内是否也存在类似的代谢过程有待于进一步研究。无机硒是在还原态的辅酶Ⅱ，辅酶A，腺苷-5′-三磷酸盐和镁的作用下生成硒化氢，再以硒半胱氨酸的形式合成硒蛋白或甲基化代谢产物排出体外[23]。在上述过程中，硒半胱氨酸的合成是硒代谢过程中重要环节，而硒半胱氨酸由密码子MGA介导合成[29]，且MGA作为硒半胱氨酸的密码子在自然界通用[23,30]，因此，笔者推测本试验中的两种无机硒在仿刺参体内也可能存在类似的代谢过程。

关于硒在基因水平上对生物体的影响，国内外有文献报道[31-33]，在哺乳动物中，硒是通过不同途径在转录后水平调节GPX基因家族mRNA的表达。GPX基因所指导合成的蛋白家族成员以是否含有硒半胱氨酸分为硒—依赖谷胱甘肽过氧化物酶和硒—非依赖型两类，其中硒—依赖谷胱甘肽过氧化物酶通过无机硒原子从还原性谷胱甘肽获得电子并还原过氧化物或清除各类自由基[34]，该过程消耗了部分无机硒，这可能是本试验结果中无机硒较有机硒在仿刺参体内衰减更快的另一个原因。此外，硒衰减量的差异还可能与仿刺参组织中分解硒化合物相关酶的活性有关，具体关系和机理还需进一步的探讨。

3.3 硒在仿刺参体壁衰减情况对实际生产的指导

在第45 d之前，硒代蛋氨酸组的成参体壁硒含量均高于其他两组0.5 mg/kg以上。因此，在实际生产中，若需使成参迅速积累硒并使硒含量长时间维持在较高水平，则硒代蛋氨酸为最佳选择，且应在成参销售前45 d之内完成强化投喂工作。若幼参经一段时间的强化投喂后，在达到成参规格时其体内硒含量仍能维持在较高水平，将可以在大量降低生产成本的同时以出售富硒参苗的方式将富硒仿刺参更快地推向消费市场。但由本研究结果可知，在结束强化45 d后，3组幼参体壁硒含量与对照组基本相同，说明在本试验中，幼参在达到成参规格之前其体内硒含量就已衰减至正常水平。由此看来，在当前生产工艺条件下培育富硒参苗的意义较小,其生产技术还有很大的改良和发展空间。综上所述，硒代蛋氨酸为目前富硒仿刺参生产过程中硒添加剂的最佳选择，而富硒参苗的培育技术还需进一步的研究和探讨。

[1] 康世良，王振隆，王伟，等.亚硒酸钠一次内服在犊牛体内药动学研究[J].中国兽医学报，1995，15(2)：121-123.

[2] 卢广忠，王伟，王艳，等.内服亚硒酸钠在雏鸡体内药动力学研究[J].黑龙江畜牧兽医，1997(2)：4-6.

[3] 曲志娜，李庆路.亚硒酸钠在雏鸡体内的血药动力学研究[J].山东畜牧兽医，1998(1)：1-2.

[4] 高建忠，黄克和，秦顺义，等.不同硒源对仔猪组织沉积和抗氧化能力的影响[J].南京农业大学学报，2006，29(1)：85-88.

[5] 王安利，王维娜，刘存歧，等.饲料中硒含量对中国对虾生长及体内含量的影响[J].水产学报，1994，18(3)：245-248.

[6] Scott W F，Ghislaine B.Accumulation and distribution of selenium in mussel and shrimp tissue[J].Bull Envvirom Contam Toxicol, 1976,6(3):339-346.

[7] 郭季安，唐凤珍，李贵民，等.亚硒酸钠在兔体内的药代动力学[J].中国药理学与毒理学杂志，1986,1(1)：41-45.

[8] 段君，云霞，朱蓓薇，等.海参粘多糖提取分离的最佳工艺条件[J].大连轻工业学院学报，2003，22(2)：107-109.

[9] 王际英，宋志东.刺参体壁的营养成分分析[J].中国水产, 2009(5)：60.

[10] 徐永东，李可闻. 我国海参产业现状分析[J].渔业信息战略，2013, 28(2)：117-122.

[11] 黄华伟，王印庚.海参养殖的现状、存在问题及前景展望[J].中国水产, 2007(10)：50.

[12] 农业部渔业局. 2011中国渔业统计年鉴[M].北京：中国农业出版社，2011.

[13] 周玮，张津源，王祖锋，等.3种硒化合物对刺参的急性毒性比较[J].大连海洋大学学报，2014，29(6)：629-632.

[14] 王吉桥，王志香，于红艳，等.饲料中不同类型的硒对仿刺参幼参生长和免疫指标的影响[J].大连海洋大学学报，2011，26(4)：306-311.

[15] 刘克辛.临床药物代谢动力学[M]. 北京：人民卫生出版社，2014.

[16] 梁俊平，李健，张喆，等.肌注和口服恩诺沙星在大菱鲆体内的药代动力学比较[J].水生生物学报，2010，34(6)：1122-1129.

[17] Stoffregen D A,Wooster G A,Bustors P S,et al.Multiple route and dose pharmacokinetics of enrofloxacin in juvenile Atlantic salmon[J].Journal of Veterinary Pharmacology and Therapenutics,1997,20(2):111-123.

[18] Linnehan R M,Ulrich R.W,Ridgway S.Enrofloxacin serum bioactivity in bottlenose dolphins,Thrsiopstruncatus,following oral administration of 5 mg/kg in whole fish[J].Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics,1999,22(3):170-173.

[19] 杨莉，汪开毓，艾晓辉，等.喹烯酮在鲤和斑点叉尾鮰体内的药代动力学及组织分布[J].中国兽医科学，2010，40(5)：537-542.

[20] 刘海侠，刘晓强，张振龙，等.氟苯尼考单剂量腹腔注射和灌服后在鲫体内的药代动力学[J].西北农业学报，2011，20(6)：54-58.

[21] 周玮，田甲申，吴比，等.工厂化养殖条件下仿刺参不同生长阶段呼吸代谢的特征研究[J].大连海洋大学学报，2010，25(3)：281-284.

[22] 唐黎，王吉桥，许重，等.不同发育期的幼体和不同规格仿刺参消化道中四种消化酶的活性[J].水产科学，2007，26(5)：275-277.

[23] 王永侠.硒代蛋氨酸对肉鸡的生物学效应及其分子机理研究[D].杭州:浙江大学，2011.

[24] 聂昌林，宋春阳.蛋氨酸螯合锌、铁、硒、铜在猪营养中的应用研究进展[J].饲料博览，2013(8)：29-30.

[25] 李志刚，袁雪波，余斌，等.氨基酸螯合铁的生理功能及其在养猪生产中的应用[J].饲料工业，2009，30(20)：44-46.

[26] 尹兆正，冯杰.蛋氨酸硒对肉用仙居鸡生长性能、硒存留率和胴体特性的影响[J].中国畜牧杂志，2004，40(4)：13-15.

[27] Zeng H, Combs G F J. Selenium as an anticancer nutrient:roles in cell proliferation and tumor cell invasion[J].Biogeochemistry, 2008,19(1):1-7.

[28] Schrauzer G N. Selenomethionine:a review of its nutritional significance,metabolism and toxicity[J].Journal of Nutrition, 2000, 130(7):1653-1656.

[29] 黄峙，向军俭，郭宝江.硒酶及硒化合物生理功能研究的新进展[J].生理科学进展，2001，32(4)：293-296.

[30] Hubert N,Walczak R,Carbon P,et al. A protein binds the selenocysteine insertion element in the 3′-UTR of mammalian selenoprotein mRNAs [J].Nucleic Acids Res,1996,24(3):464-469.

[31] Copeland P R,Fletcher J E,Carlson B A.et al. A novel RNA binding protein,SBP2,is required for the translation of mammalian selenoprotein mRNAs[J].The Embo Journal, 2000, 19(2):306-314.

[32] 胥保华，徐梓荣.硒蛋白的基因表达与调控[J].动物营养学报，2003，15(3)：12-17.

[33] 张磊.山羊组织中硒沉积量对GPX基因mRNA表达的影响[D].杨凌:西北农林科技大学，2014.

[34] 杨红文，金丹.哺乳动物Gpx基因家族进化选择和功能分歧研究[J].重庆师范大学学报:自然科学版，2012，29(3)：30-35.

RelationshipbetweenAttenuationofSeleniumContentandSeleniumCompoundsinBodyWallofSeaCucumber

YANG Shen1，DANG Ziqiao1，LU Xiaoqian1，ZHANG Min1，WANG Zufeng3，ZHOU Wei1,2

( 1.College of Fisheries and Life Science,Dalian Ocean University,Dalian 116023，China;2.Dalian Fisheries Association of Industrial Technology Innovation,Dalian 116023，China； 3.The National Fishery Technical Extension Center, Beijing 10026 )

Adult sea cucumberApostichopusjaponicuswith initial body weight of (54.97±9.49) g and juvenile sea cucumber with initial body weight of (2.28±0.26) g were reared in a tank and fed the diets containing selenomethionine，sodium selenate or sodium selenite at a rate of 0.3 mg/kg (without addition of selenium as control)with triplication at water temperature of 13 ℃, a salinity of 27, and pH 8.1 for 60 days. After that, adult and juvenile sea cucumber were fed the diets without addition of selenium for 60 days and 45 days, respectively, and selenium contents in the body wall of sea cucumber were determined in a five day interval. The results showed that the order of the attenuation of selenium in adult sea cucumber was descentantly ranged as sodium selenate group>sodium selenite group>selenomethionine group; the order of the attenuationof selenium in juvenile sea cucumber was descentantly ranged as sodium selenite group>sodium selenate group>selenomethionine group. The findings showed that selenomethionine was the optimal selenium additive in adult sea cucumber cultuer with a little importance in juvenile sea cucumber culture.

Apostichopusjaponicus；selenium compound；attenuation of selenium

S968.9

A

1003-1111(2016)04-0381-05

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.04.012

2015-12-31；

2016-03-16.

国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD13B03).

杨申(1992—)，男，硕士研究生；研究方向：海洋生物学.E-mail:927593298@qq.com.通讯作者：周玮(1963—)，男，教授；研究方向：水产养殖学.E-mail:zhouwei@dlou.edu.cn.