一种复合微生态制剂对刺参体壁营养成分的影响

张 天 任， 肖 珊， 王 晗， 刘 冰 南， 王 际 辉

( 1.大连工业大学 食品学院, 辽宁 大连 116034；2.大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

刺参是棘皮动物门海参纲中的一种，主要分布在山东半岛和辽东半岛[1]，以辽宁大连的产量最大。目前，每年仅辽宁大连地区刺参产业的产值就超过了200亿元，而且有逐年上升的趋势。

刺参养殖业迅猛的发展产生了许多弊端。养殖户为了追求最大利益，因此在养殖中要求更大的养殖密度。而刺参属于底栖生物，过大的养殖密度导致残饵和刺参粪便堆积在养殖池底，经微生物无氧发酵会产生许多有害物质，从而影响刺参生长。从源头上解决这一问题的最佳办法是应用微生态制剂等环境友好型添加剂。本实验应用混合发酵的方法制备了一种复合微生态制剂，前期的研究结果表明，此微生态制剂可以有效净化刺参养殖水体，抑制养殖水体中微生物的生长，并提高刺参的生长性能。本实验主要探究该微生态制剂产品对刺参体壁营养成分的影响。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 微生态制剂

该微生态制剂产品由芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合细菌4个菌属的9个菌株混合发酵而成[2]。4个菌属以1∶1∶1∶1混合发酵。

1.1.2 原 料

所用刺参(Apostichopusjaponicus)购买自大连市瓦房店刺参育苗基地，大小为100头(每500 g约有刺参100条)。

1.1.3 仪器与设备

气相色谱与质谱联用仪，原子吸收分光光度计，凯氏定氮仪，索氏提取器，马弗炉。

1.2 刺参养殖实验

养殖实验在养殖缸中进行，每缸(200±2) g，设置对照组与添加组，每组3个平行，共6个养殖缸，每缸20 L海水。刺参养殖过程中间歇通氧，每日投饵。与海浮泥1∶1 混合。添加组每日投放菌液，投放量为5 mL/m3；对照组不投放菌液。养殖缸每7 d换水一次。

养殖实验第一周均不投放菌液，适量投饵，以使刺参适应养殖环境。一周后开始投放菌液及正常投饵，实验周期为30 d。30 d后进行取样，随机取刺参用灭菌镊子和手术刀在冰袋上剖腹，去除肠道、体腔液，保留体壁并用液氮速冻后放-80 ℃ 冰箱保存待用。

1.3 检测方法

1.3.1 粗营养成分

粗脂肪的检测参照GB/T 14772—2008；蛋白质的检测参照GB 5009.5—2010；粗灰分、总糖的检测分别参照GB 5009.4—2010和DNS法进行。

1.3.2 矿物质元素

钾、铁、镁、锰的检测分别参照GB/T 5009.91—2003和GB/T 5009.90—2003。锌的检测参照GB/T 5009.14—2003中的原子吸收光谱法。

1.3.3 脂肪酸

脂肪酸的提取及甲酯化按照Bligh[3]的研究方法进行，脂肪酸的检测使用气相色谱与质谱联用仪按照AOAC标准进行。

1.3.4 氨基酸

氨基酸的检测参照GB/T 5009.124—2003，用液氮速冻保存样品解冻后进行检测。

1.4 结果分析

采用统计软件SPSS 20.0进行单因素方差分析，不同处理之间采用Ducan’s多重比较，以P<0.05表示显著差异。

2 结果与讨论

2.1 刺参体壁的营养成分

刺参体壁粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和总糖的检测结果如表1所示。与空白组相比，微生态制剂添加组的粗蛋白和粗脂肪均有显著性的提高(P<0.05)，分别提高了3.00%和14.58%；而总糖的含量两组无显著差异。前期的研究表明，该菌液能够显著提高刺参消化道消化酶的活性[4]，因此推断刺参消化道内消化酶活性的提高是由于体壁营养成分相应提高。总体实验结果与王哲平等[5]的相比，各项指标均略低；与宋志东等[6]的相比，粗蛋白含量较高，粗脂肪与粗灰分含量偏低；与高岳等[7]的相比，各项指标较为接近。与其他学者研究结果的差异可能是由于实验刺参的生长阶段不同，一般认为刺参生长分为4个阶段，分别为幼体、稚参、幼参和成参[8]，不同生长阶段的刺参在饲养方式和饵料成分上均有区别。以上3个研究实验材料均使用的是成参，而本实验的实验动物为稚参，可能是由于不同生长阶段刺参的机体性能不同导致了差异。

表1 刺参体壁的营养成分组成Tab.1 The nutritional contents in body wall of Apostichopus japonicus %

2.2 刺参体壁的矿物质元素

刺参体壁矿物质元素检测结果如表2所示。从表中可以看出，除镁、铁两种元素外，其余元素添加组均较空白组有提高，但只有锰含量的提高具有显著性(P<0.05)，其质量分数提高了46.90%。镁、铁两种元素添加组虽稍低于空白组，但是结果不显著。

表2 刺参体壁的矿物质组成Tab.2 The contents of mineral elements in body wall of Apostichopus japonicus g/kg

日常生活中，人体的锰元素主要来源于植物性食物，吸收率不高。刺参中的锰元素为动物性来源，吸收率有优势，因而是锰元素的良好来源。从总体实验结果看，投放菌液对刺参体壁中矿物质元素含量影响不大。推测是由于两个处理组在实验过程中使用的是来自同一地点的海水，使用的是相同的饵料，因而矿物质元素的来源无差异，从而使得刺参体内矿物质元素含量差异不大。

2.3 刺参体壁的脂肪酸

刺参体壁脂肪酸种类及含量的检测结果如表3所示。在刺参体壁中共检测出了26种脂肪酸，其中饱和脂肪酸10种，单不饱和脂肪酸8种，多不饱和脂肪酸8种。其中添加组与空白组中含量最多的两种脂肪酸均为贡多酸(20：1Δ11c)与花生四烯酸(20：4Δ5c，8c，11c，14c)。添加组的单不饱和脂肪酸总量和多不饱和脂肪酸总量均高于空白组，添加组相较于空白组饱和脂肪酸总量降低了13.85%。

结果表明，微生态制剂的使用对刺参体壁中脂肪酸的含量和种类影响不大。推测刺参肠道中脂肪酶的活性是所有消化酶中最低的[9]，因而刺参自身对脂肪的消化吸收作用很弱；刺参养殖饲料中的脂肪含量也非常少，因此投放菌液处理对刺参体壁中脂肪酸的影响非常小。

表3 刺参体壁的脂肪酸组成Tab.3 Fatty acid compositions in body wall of Apostichopus japonicus %

2.4 刺参体壁的氨基酸

用氨基酸自动分析仪对解剖后经液氮速冻的刺参体壁中18种氨基酸进行检测，结果如表4所示。水体中添加微生态制剂后提高了刺参体壁中14种氨基酸的含量(P<0.05)，且除异亮氨酸与色氨酸外，其余6种必需氨基酸均有显著性提高(P<0.05)。此外，添加组体壁刺参精氨酸的质量分数也显著提高了18.18%(P<0.05)；添加组总必需氨基酸、总呈味氨基酸(谷氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸)[10]和氨基酸质量分数分别提高了18.81%、19.48%和17.59%。

表4 刺参体壁的氨基酸组成Tab.4 Amino acid composition in body wall of Apostichopus japonicus mg/g

结果表明，水体中添加微生态制剂对刺参体壁的氨基酸含量影响较为显著。在膳食中氨基酸的种类及含量非常重要。由表4可知，添加组总必需氨基酸含量较空白组提高了18.81%。6种呈味氨基酸在刺参体壁中均检测到，除酪氨酸外，添加组其余5种呈味氨基酸均较空白组有显著提高(P<0.05)。添加组呈味氨基酸的总量较空白组提高了19.48%，投放菌液后的刺参产品风味更好。

在刺参体壁中检测的18种氨基酸中，精氨酸的质量分数排在第4位，空白组和添加组的质量分数均超过了2.2 mg/g，且添加组刺参体壁中精氨酸的质量分数显著高于空白组。这可能是由于菌液本身富含各种氨基酸，为刺参提供了氨基酸来源[11]。

3 结 论

实验对一种复合微生态制剂对刺参体壁营养成分的影响进行了研究，结果表明，水体中添加微生态制剂，可以提高刺参体壁中粗蛋白(3.00%)和粗脂肪(14.58%)的质量分数；而对粗灰分、总糖以及矿物质元素的质量分数无显著影响。水体中添加微生态制剂，能够显著降低刺参体壁中饱和脂肪酸的质量分数。添加微生态制剂对刺参体壁中氨基酸质量分数的影响最为显著，检测的18种氨基酸中有14种显著提高，氨基酸总量增加了21.34%，而且必需氨基酸和呈味氨基酸的总量分别提高了18.81%和19.48%。