螺旋藻在水产养殖中的应用

曲木 辛蕊 赵子续 张宝龙 赵学倩 翟胜利

水产养殖业的发展十分迅速，随着产量的急剧增长，水产饲料的需求量也显著提升，但优质饲料原料的产量无法保障需求，从而阻碍了水产养殖业的可持续发展。螺旋藻的繁殖较快，营养价值高，对水产动物的生长具有促进作用，不仅可以提高水产动物的抗病能力、繁殖率和成活率，还可以改善水产动物的品质和体色。螺旋藻的藻体十分微小，其活体可直接用作水产动物的开口或幼苗饵料，现将螺旋藻制成干粉来投喂水产动物的应用更为广泛，螺旋藻也可以作为饲料添加剂制成颗粒饵料。螺旋藻制成的颗粒饵料具有易上浮、不凝集、不影响水质等优点，是一种理想的饲料原料。螺旋藻可开发成蛋白质、氨基酸、维生素和抗氧剂的专用饲料添加剂，并可针对无机元素难以透过肠壁而被动物吸收的特点，通过富集的方法开发螺旋藻有机元素添加剂。

随着在水产品需求量的日益增加，螺旋藻越来越受到重视，作为蛋白饲料可以节省鱼粉的消耗，极大的降低了养殖成本，增加了养殖户收益，在水产养殖业发挥着十分重要的应用价值。

1、螺旋藻生物学特性

螺旋藻（Spirulina）是一类低等原核生物，隶属于蓝藻门（Cyanophyta），蓝藻纲（Cyanophyceae），颤藻目（Oscillaoriales），颤藻科（Oscillatoriaceae），螺旋藻属（Spirulina），亦称节旋藻、蓝细菌，多数分布于碱性盐湖。螺旋藻通常由多细胞构成的单链丝状体，体长200-500 μm之间，宽5-10 μm之间，呈疏松或紧密的规则螺旋状弯曲，藻丝两端略细，末端细胞钝圆或顶端细胞壁增厚呈具帽状结构。螺旋藻含有叶绿素，可以进行光合自养繁殖，其最佳生长温度为35-37℃，耐热性较好，适宜PH范围是7.2-9.0，适宜生存于高碱、阳光丰裕且矿物质含量高的环境中。螺旋藻的生长会受光照强度的影响，还会因色值的差异而有不同的反应。目前国内外应用和研究的螺旋藻主要有原产于非洲乍得湖的钝顶螺旋藻（S.platensis）和原产于南美洲墨西哥的极大螺旋藻（S.maxina）。

2、螺旋藻的营养成分

螺旋藻体内富含多种营养素，其中蛋白质含量高达60-70%，是大豆的2倍，牛肉的3.5倍，鸡蛋的4倍。螺旋藻的蛋白质中含有18种氨基酸，且必需氨基酸含量均较高，氨基酸的组成均衡合理，能够满足水产动物的氨基酸需求，是一种优质的蛋白源。螺旋藻因其细胞壁主要由蛋白质构成，且大部分为水溶性蛋白质，容易被水产动物消化吸收，其蛋白消化率大概为75%，非常适合作为水产动物的开口或幼苗饵料。

螺旋藻脂肪含量为5%-9%左右，其中70%-80%为不饱和脂肪酸，尤其是γ-亚麻酸等必需脂肪酸含量相当高。螺旋藻中的的碳水化合物占干重的15%-25%，其中的螺旋藻多糖是天然无毒的水溶性化合物，是螺旋藻中的重要生物活性成分，约占干重14%-16%，主要成分为动物淀粉性多糖，其特殊的生物活性可以提高机体的免疫力。螺旋藻的维生素种类多达13种，其类胡萝卜素和叶黄素含量显著高于其他植物，类胡萝卜素组成的色素系统可以在动物体内转化成虾青素，从而改善鱼类的体色。螺旋藻中超氧化物歧化酶（SOD）的含量为2-6万U/100g，明显高于其他动植物，SOD可以清除机体内氧自由基，平衡氧化还原机制，从而避免体内氧自由基过剩引起不良反应。螺旋藻还含有丰富的钠、钾、镁、钙、铁、锰、硫等矿物质和微量元素。

3、螺旋藻在水产养殖中的应用

（1）螺旋藻可以促进水产动物生长

螺旋藻可以促进水产养殖动物的生长。螺旋藻的营养成分丰富，作为饲料添加剂可以完善饲料的营养成分，使得水产动物摄取的营养合理均衡，从而有利于水产动物的生长发育。

孙学亮等通过在基础饲料中添加不同水平钝顶螺旋藻的方法，探究钝顶螺旋藻对异育银鲫生长、抗氧化及非特异性免疫指标等方面的影响，试验结果表明钝顶螺旋藻可以促进异育银鲫的生长，并且钝顶螺旋藻在基础饲料中添加的比例为3.2 %时异育银鲫的各项生长指标均有明显提升。罗萍为研究螺旋藻对建鲤生长发育的影响，采用向基础饲料中添加不同含量螺旋藻粉的方法，试验发现螺旋藻对建鲤的生长具有促进作用，可以不同程度的提高建鲤的成活率和增重率。谭肖英等利用螺旋藻代替不同含量的鱼粉来探究其对仿刺参生长状况的影响，发现用螺旋藻替代25%的鱼粉投喂的仿刺参生长状况达到最佳状态，其增重率及特定生长率均达到最高，随着螺旋藻替代鱼粉含量的增加生长性能反而与全鱼粉没有发生明显的差异，这表明只有采用适宜的比例替代鱼粉才能促进仿刺参的生长。国内外诸多报道均表明螺旋藻可以促进水产动物的生长发育，提高生长性能，但螺旋藻的添加量不是越高效果越好，只有添加合适剂量的螺旋藻才能发挥出最佳效益。

（2）螺旋藻可以提高水产动物成活率

螺旋藻的营养成分丰富，作为饲料可以补充水产动物缺失的营养，从而提高水产动物的出苗率，加大成活率。易建华研究不同开口饵料对胭脂鱼存活率的影响时，发现添加一定量的螺旋藻可以提高胭脂鱼的成活率，饲料+螺旋藻组的成活率可以提高到24.99±5.3 %。張华等研究螺旋藻对脊尾白虾存活率及生长率等方面的影响时，发现随着饲料中螺旋藻粉的增加，存活率也随之提高。对于蟹的养殖，投喂螺旋藻干粉或单纯螺旋藻鲜藻体的蟹幼体成活率分别为53%和50%，均显著高于投喂卤虫加蛋黄的幼体成活率。关于珍贵海产品鲍鱼，近年来我国采用自产的螺旋藻自配养鲍饵料，不仅极大的提高了鲍鱼的成活率，还解决了饵料依赖进口和大幅降低了养殖成本等问题。国内外诸多研究均表明螺旋藻不仅可以提高水产动物的成活率，还可以提高出苗率，为养殖户带来了经济效益。

（3）螺旋藻可以加强水产动物的免疫力

水产养殖业发展迅速，但高密度的养殖、过于频繁的投饲率及水体污染导致水产动物患病几率升高。这时通过营养调控来增强水产动物的免疫力成了热门研究议题。有研究指出影响鱼类免疫力的营养素主要包括蛋白质、氨基酸、脂肪酸、维生素、微量元素和碳水化合物等。螺旋藻就可以进行很好的营养调控，其营养成分全面且均衡，含有藻蓝蛋白、多糖、γ-亚麻酸、β-胡萝卜素和超氧化物歧化酶等多种活性物质，可直接激活免疫反应，提高动物的免疫力。

何金星等在饲料中添加4%的螺旋藻，发现克氏原螯虾的SOD活性显著提升，这说明螺旋藻对其免疫功能极大的加强。虞为等在花鲈饲料中添加不同水平的螺旋藻进行研究，随着螺旋藻添加量的增加，花鲈的溶菌酶活性增强、免疫球蛋白M和补体4浓度均增加，同样说明了螺旋藻可以加强机体的非特异性免疫。蔡春芳等通过向基础饲料中添加抗病促生长剂来探究其对银鲫生长和免疫力的影响，试验结果显示螺旋藻组血清中的溶菌酶和超氧化物歧化酶的活性均显著高于对照组，说明螺旋藻可以提高银鲫的免疫力。

（4）螺旋藻可以提高养分消化利用率

有报道指出螺旋藻作为饲料添加剂投喂水产动物，可以降低其饵料系数，并且可以提高养分的消化率。蛋白质效率是饲料蛋白质转化为动物体的一项重要指标，因此大量关于饲料的研究中均对蛋白质效率进行了测定。刘立鹤等报道指出在凡纳滨对虾饲料中添加螺旋藻能促进对虾生长，并且研究表明螺旋藻的添加水平为0.8 %时其蛋白质效率较高。杨为东在研究饲料中添加不同水平的螺旋藻对锦鲤养分消化率的影响时，发现在适宜范围内螺旋藻含量越高，锦鲤的养分消化率越高，而且其对饲料干物质的消化率也随之提高，结果表明螺旋藻作为饲料添加剂可以促进鱼体对营养物质的消化吸收。董学兴等在研究螺旋藻对异育银鲫夏花消化率及体成分等方面影响时指出，在基础日粮中添加不同含量的螺旋藻会对其蛋白质表观消化率有不同程度的提高。

（5）螺旋藻可以改善水产动物体色

一般认为观赏鱼的美学价值主要体现在体色、花纹、体形和特异性等方面。鱼类体色是由色素细胞决定，色素细胞的类型、数量及分布部位的不同都会影响体色的呈现。鱼类的基本色素细胞有四种：即黑色素细胞、虹彩细胞，又称鸟粪素细胞、红色素细胞、和黄色素细胞。目前关于鱼类体色的研究较多，王旭霞等在观赏鱼体色研究现状中指出添加剂对于改变或者改善观赏鱼体色有显著的作用。螺旋藻含有十分豐富的色素，其中的类胡萝卜素可在动物体内代谢成虾青素，从而使体色更加的鲜艳。

王桂芹等在野鲤饲料中分别添加螺旋藻、肉碱观察其对野鲤的体色和肉质等方面影响中均发现饲料中添加螺旋藻可以明显的改善野鲤的体形、体色及肉质。方春林等研究饲料添加剂对金鱼体色的影响，发现添加7%螺旋藻对金鱼的红色的加深及光泽的增强效果最好。张饮江等在对中华绒螯蟹的研究中，用不同含量的螺旋藻饵料喂养成蟹，使中华绒螯蟹体色加深，螺旋藻质量分数在0.06时其体色的增加值为最大值。现大量报道均指出螺旋藻可以改善水产动物的体色，从而大大提高了养殖品种的品质。

在水产养殖中，螺旋藻具有十分重要的作用。作为天然饲料资源，螺旋藻在水产养殖中，尤其是水产育苗中的饲喂效果十分明显。螺旋藻能为水产动物提供均衡的营养物质，可以促进水产动物的生长发育，提高存活率和免疫能力，还具有改善水产动物体色和提高养分消化率的效果。

螺旋藻确实可以为水产养殖带来诸多益处，但其存在的问题不容小觑。我国水域辽阔，可以为螺旋藻的规模化养殖提供方便，然而在螺旋藻的养殖中会受到诸多因素的影响，从而导致螺旋藻的产量不高，生产成本却偏高，限制了其产业化的发展，也阻碍了其在水产养殖业发挥应有的价值。螺旋藻产业化生产的关键在于养殖成本的控制和有效利用率等方面。有研究指出可以利用养殖废水培养螺旋藻，不仅可以降低养殖成本，而且螺旋藻在生长繁殖过程中还可以净化水质，从而使得水产养殖废水可循环利用或达到排放标准;用螺旋藻粉作为水产养殖饲料时，可以选择螺旋藻粉和其它低成本的饲料原料、提取物进行水产饲料的优化配比，推出相应的功能性饲料，从而降低产出成本。目前关于如何降低养殖成本的方法还未完善，如利用养殖废水培养出来的螺旋藻是否能够达到蛋白质含量的要求，培育的水质条件是否可以保证产量等均需要进一步研究。

螺旋藻资源的潜力尚未充分发挥，所以需要加大对螺旋藻养殖的研究力度，利用先进的生物学技术选育适应性强，营养价值高的优良品种，为螺旋藻的开发应用提供技术保障，使得螺旋藻的产量加大，生产成本降低，从而推动螺旋藻在水产养殖中的应用。

（作者单位：301800天津现代晨辉科技集团有限公司，天津市水族动物功能性饲料企业重点实验室）