磷脂在水产(chǎn)动物(wù)营养中(zhōng)应用(yòng)的研究进展

技(jì )术支持 / 2014-02-25

        磷脂( Lecithin) 是广泛存在于动植物(wù)體(tǐ)内的一种含磷酸的复合脂质(zhì)。磷脂种类繁多(duō),包括大豆卵磷脂、胆碱磷脂、肌醇磷脂、脑磷脂、固醇脂、糖脂和磷脂酸磷脂。磷脂的化學(xué)成分(fēn)复杂,包括EFA、胆碱、肌醇和固醇的营养价值,因此具(jù)有(yǒu)多(duō)重营养作(zuò)用(yòng)。


1、磷脂的结构和性质(zhì)
1.1 磷脂的结构
      磷脂是由一分(fēn)子甘油与两分(fēn)子脂肪酸、一个磷酸和一个氨基酸残基所组成。根据磷脂分(fēn)子中(zhōng)氮磷比分(fēn)為(wèi)3 类:氮磷比為(wèi)1 时為(wèi)一氨基磷脂(如卵磷脂;脑磷脂);氮磷比為(wèi)2 时為(wèi)二氨基磷脂(如神经磷脂)、不含氮则為(wèi)磷酸酯。磷脂的化學(xué)成分(fēn)為(wèi)磷、氮、胆碱、肌醇、固醇类、携油物(wù)质(zhì)和灰分(fēn)等。不同原料磷脂的含量差异很(hěn)大。
1.2 磷脂的性质(zhì)
1.2.1 物(wù)理(lǐ)性质(zhì)
     磷脂分(fēn)子有(yǒu)磷酸根、氨基醇亲水基团和碳氢键疏水基团,故磷脂可(kě)以起表面活性剂作(zuò)用(yòng),成為(wèi)很(hěn)好的乳化剂和分(fēn)散剂。磷脂分(fēn)子中(zhōng)存在大量不饱和脂肪酸,很(hěn)容易被空气氧化,温度的升高不仅加快氧化的发生,而且使颜色逐渐加深,但在油脂中(zhōng)却比较稳定。磷脂的耐热性能(néng)比较好,但超过150 ℃会逐渐分(fēn)解。

1.2.2 磷脂化學(xué)性质(zhì)
1.2.2.1 加成作(zuò)用(yòng)
     部分(fēn)磷脂分(fēn)子中(zhōng)含有(yǒu)不饱和脂肪酸,其中(zhōng)的不饱和键可(kě)以发生各种加成反应,如与乙醇或乙二醇生成加成产(chǎn)物(wù),乳化性提高。不饱和脂肪酸还可(kě)与卤素、氢卤酸等进行加成,生产(chǎn)卤代产(chǎn)物(wù)。相反,磷脂中(zhōng)的磷脂类和重金属盐类相作(zuò)用(yòng)生成加成化合物(wù),破坏其乳化而出现沉淀。
1.2.2.2 水解作(zuò)用(yòng)
      磷脂在酸性或碱性条件下,加热或煮沸时可(kě)以发生完全水解,生成游离脂肪酸、甘油和肌醇等小(xiǎo)分(fēn)子产(chǎn)物(wù)。在特殊磷脂酶作(zuò)用(yòng)下,大豆磷脂可(kě)以发生部分(fēn)水解,如蛇卵磷脂酶能(néng)专一作(zuò)用(yòng)于磷脂的不饱和脂肪酸酯键,使其分(fēn)解。
1.2.2.3 抗氧化作(zuò)用(yòng)
    精(jīng)制磷脂中(zhōng)含有(yǒu)维生素E ,具(jù)有(yǒu)抗氧化作(zuò)用(yòng),用(yòng)于生产(chǎn)饲料, 可(kě)减少发霉的危险,延長(cháng)保存期,并对饲料
中(zhōng)的多(duō)不饱和脂肪酸有(yǒu)一定保护作(zuò)用(yòng)。

2、磷脂的生理(lǐ)作(zuò)用(yòng)
2.1 维持细胞功能(néng)的完整性
        细胞的完整性决定于细胞膜的完整性,而细胞膜的主要成分(fēn)就是磷脂。对于幼龄水产(chǎn)动物(wù)而言,生長(cháng)发育需要的大量磷脂是其自身无法全部合成的, 所以在幼龄动物(wù)饲料中(zhōng)添加外源性磷脂是必要的。
2.2 促进脂类的消化, 影响脂类的转运
        卵磷脂参与脂肪的消化、吸收和转运过程, 形成乳糜微粒和低密度的脂蛋白。肝脏是合成甘油三酯和脂蛋白的主要场所。正常情况下, 甘油三酯都以脂蛋白形式运转到肝外组织利用(yòng), 如果肝脏中(zhōng)缺乏磷脂,则脂蛋白的合成或分(fēn)泌发生障碍, 肝脏内大量甘油三酯积聚,超过肝脏的贮藏,便形成脂肪肝。磷脂中(zhōng)胆碱、肌醇、维生素B12、维生素E、亚油酸和一些未知生長(cháng)因子均能(néng)促进脂肪的消化吸收, 消除肝脏中(zhōng)多(duō)余脂肪。鱼类“营养性脂肪肝”是现代养殖业中(zhōng)出现的营养性疾病,严重影响鱼的生長(cháng)、肉质(zhì)和抗病能(néng)力。发生脂肪肝综合症主要的生理(lǐ)原因是磷脂缺乏,因為(wèi)在正常情况下肝脏是以载脂蛋白的形式不断地向肝外转运脂肪的,磷脂是合成载脂蛋白所必需的物(wù)质(zhì)。如果肝内脂肪不能(néng)运出,充盈于肝细胞中(zhōng),会导致肝细胞破坏, 结缔组织增生, 肝功能(néng)减退, 引发脂肪肝病。据Meyer 报道,饲喂大豆磷脂饲料,可(kě)增加载脂蛋白的脂肪运输能(néng)力,减轻脂肪沉积,从而防治脂肪肝,保护肝脏。曹俊明等对草(cǎo)鱼的研究表明,当饲料中(zhōng)添加5%的大豆磷脂时,52 d 后草(cǎo)鱼肝脏、胰脏脂肪含量大幅度降低。
2.3 影响机體(tǐ)脂类及脂肪酸组成
        在饲料中(zhōng)添加适量的大豆磷脂可(kě)提高动物(wù)屠宰率,降低腹脂和改善肉质(zhì)。由于大豆磷脂含有(yǒu)一定量
的不饱和脂肪酸,如廿碳五烯酸(EPA)和廿二碳六烯酸(DHA), 鱼类采食后體(tǐ)脂内这些不饱和脂肪酸的含量会相应提高。邵邻相等研究饲喂大豆磷脂的大鼠发现,大鼠血清中(zhōng)胆固醇、甘油三酯与极低密度脂蛋白含量显著降低,说明大豆磷脂有(yǒu)降低血脂的作(zuò)用(yòng)。曹俊明用(yòng)含5%磷脂的饲料喂草(cǎo)鱼,52 d 后草(cǎo)鱼肝脏、胰脏脂肪酸组成发生变化,EPA 和DHA 含量显著升高。在其它鱼类,如鲤、真鲷、高首鲟等體(tǐ)脂构成中(zhōng)也有(yǒu)类似效果,表明大豆磷脂对于提高水产(chǎn)品品质(zhì)有(yǒu)促进作(zuò)用(yòng)。冯玉梅发现,大豆磷脂具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的乳化性和分(fēn)散性,能(néng)将进入动物(wù)小(xiǎo)肠内的脂肪进一步分(fēn)散,增大脂肪与肠粘膜的接触面积,增加吸收机会,从而提高脂肪的吸收和利用(yòng)。

2.4 改善饲料特性
     大豆磷脂具(jù)有(yǒu)优异的生理(lǐ)活性和表面活性作(zuò)用(yòng),是一种天然、高效的营养添加剂。在饲料中(zhōng)添加大豆磷脂可(kě)起到乳化、润湿、分(fēn)散及表面活性作(zuò)用(yòng),提高饲料能(néng)量、营养价值和饲料转化率,降低饲料系数; 改善饲料适口性,增加诱食作(zuò)用(yòng); 有(yǒu)助于动物(wù)对油脂和脂溶性维生素的消化吸收; 提高制粒的物(wù)理(lǐ)质(zhì)量和产(chǎn)量; 减少在挤压成形时饲料损失和能(néng)量消耗; 防止粉尘飞扬和饲料分(fēn)级等。饲料中(zhōng)添加磷脂不仅能(néng)够提高营养价值, 而且在加工(gōng)工(gōng)艺上也有(yǒu)很(hěn)重要的作(zuò)用(yòng)。


3、磷脂在水产(chǎn)动物(wù)营养中(zhōng)的应用(yòng)
       大量研究表明, 磷脂能(néng)有(yǒu)效促进水产(chǎn)动物(wù)的生長(cháng), 提高鱼类存活率, 促进甲壳类蜕壳, 并且减少水产(chǎn)动物(wù)的畸形发生率。

3.1 提高存活率, 促进生長(cháng)
     Kanazawa 等研究发现, 用(yòng)添加5%大豆磷脂的精(jīng)饵料喂养真鲷仔稚鱼,试验组在體(tǐ)重、體(tǐ)長(cháng)、成活率方面均优于对照组; 郭森的试验表明, 在尼罗罗非鱼饵料中(zhōng)添加2%的改良大豆磷脂, 试验组比对照组的增重率提高43%、蛋白有(yǒu)效率提高31.3%、日增重提高66.1%、饲料系数降低31.4%。Poston 等试验结果表明,在大西洋鲑鱼饲料中(zhōng)添加大豆磷脂和胆碱,试验组的增重比对照组提高0%,添加4%或8%的大豆磷脂可(kě)明显降低饵料系数。饲料中(zhōng)磷脂能(néng)促进甲壳动物(wù)对胆固醇的利用(yòng),提高甲壳动物(wù)的生長(cháng)和成活率。Teshima 等研究发现, 饲料中(zhōng)添加磷脂(如大豆磷脂)能(néng)促进胆固醇在对虾體(tǐ)内(尤其是从肝胰脏到淋巴) 的代謝(xiè)。日本Kanagana 证明, 饲喂1%大豆磷脂可(kě)以明显提高日本对虾的生長(cháng)和成活率。Pascual 研究表明, 斑节对虾饲料中(zhōng)添加大豆磷脂可(kě)以明显提高对虾生長(cháng)速度和降低死亡率。汪留全等给河蟹幼體(tǐ)分(fēn)别投喂2%和4%大豆磷脂时发现, 增重率和成活率随着磷脂添加水平的升高而提高, 增重率分(fēn)别為(wèi)41.7% 和45.04%, 成活率分(fēn)别為(wèi)75.0%和73.33%。
3.2 对甲壳类动物(wù)脱壳的影响
   磷脂对于甲壳类动物(wù)是很(hěn)重要的脂类,它能(néng)将饵料中(zhōng)的脂质(zhì)乳化,使脂质(zhì)易消化吸收,此外,磷脂对细
胞膜形成有(yǒu)促进作(zuò)用(yòng)。虾在不同生長(cháng)期对磷脂的需要量不同,幼虾不能(néng)合成足够的磷脂供生長(cháng)和代謝(xiè)需要,对磷脂的需要量较高。日本科(kē)學(xué)家指出, 日粮中(zhōng)含0.5%~1%磷脂对幼虾的生長(cháng)和成活是必不可(kě)少的。Abramo 等研究证明,在对虾的饵料中(zhōng)需要添加卵磷脂以确保它在脱壳期间的生存。汪留全等试验结果表明,磷脂含量為(wèi)4 %时,试验河蟹幼體(tǐ)的脱壳率最高,為(wèi)(1.6±0.3)%,其增重率也最高,為(wèi)(45.04±14.17)%; 由于河蟹的生長(cháng)过程是伴随着幼體(tǐ)的蜕皮或幼蟹的脱壳进行的,所以脱壳率高, 其增重率也高。
3.3 降低鱼类畸形发生率
     日本金泽等报道,在真鲷、石鲷、比目鱼、香鱼等的鱼苗养殖中(zhōng),饲喂专门的轮虫类生物(wù)饲料,结果发生畸形和憋死等现象,特别是香鱼食用(yòng)这种饲料后的畸形率 (尤其是體(tǐ)侧弯)高达8%~80%。 Kanazawa 等试验发现,轮虫类生物(wù)饵料中(zhōng)添加蛋黄磷脂或大豆磷脂,则香鱼體(tǐ)侧弯曲的发生率可(kě)减至5%以内。比利时水产(chǎn)研究所给日本对虾幼體(tǐ)投喂添加磷脂胆碱的微粒饲料,添加量為(wèi)3%时, 对虾的变态率為(wèi)76%,显著高于饲喂商(shāng)品料的幼虾(41%)和对照组幼虾(48%)的变态率。

3.4 抗应激作(zuò)用(yòng)
       Kelly 等研究发现, 在水温為(wèi)20 ℃时给条纹鲈、白鲈及杂种鲈投喂天然饵料(含EPA 和DHA)和配合饵料(不含磷脂) 以比较其耐寒性; 将水温下降10 ℃后,投喂配合饵料组的死亡率為(wèi)50%~90%,而投喂天然饵料的鱼未发现死亡,这是由于天然饵料中(zhōng)不饱和脂肪酸的含量比配合饵料高13%,说明天然饵料中(zhōng)高含量的不饱和脂肪酸可(kě)以提高鱼的耐寒性。Kanazawa研究发现,投喂大豆磷脂可(kě)提高真鲷幼鱼和斑纹鳎对水温、盐度、低溶解氧及暴露在空气中(zhōng)的耐受性,并提高幼苗的存活率。比利时水产(chǎn)养殖研究所发现,投喂含磷脂胆碱1.5%的饲料,日本对虾的生長(cháng)表现良好且抗应激; 饲料中(zhōng)添加6.5%的脱脂大豆磷脂效果与之相似。


4、结语
        近年来随着人工(gōng)养殖的大力发展, 配合饲料也得到了大量的使用(yòng)。与此同时, 大量人工(gōng)配合饲料的应用(yòng)也同时引起了一定的负面作(zuò)用(yòng), 鱼的肝胆综合症等营养疾病也日益成為(wèi)人们关注的焦点。究其原因是由于不合理(lǐ)的饲料组成造成的。國(guó)内外研究发现, 磷脂作(zuò)為(wèi)一种特殊的营养添加剂正日益成為(wèi)人们关注的焦点, 我國(guó)有(yǒu)大量的大豆资源, 而磷脂在大豆加工(gōng)中(zhōng)是副产(chǎn)品, 价格低廉, 用(yòng)于饲料生产(chǎn)是一种经济的选择。但因為(wèi)磷脂本身的一些特点( 如不饱和脂肪酸易氧化、粘度相对较大、高温下易被氧化等) , 在加工(gōng)过程易变性且不能(néng)長(cháng)久保存, 严重制约了磷脂的应用(yòng)。对于绝大多(duō)数水产(chǎn)动物(wù)而言,饲料中(zhōng)添加磷脂具(jù)有(yǒu)改善其生長(cháng)、发育的作(zuò)用(yòng)。但有(yǒu)关磷脂作(zuò)用(yòng)机制的研究目前尚未取得较大进展,今后应该对不同种类的磷脂在體(tǐ)内的代謝(xiè)作(zuò)深入研究,从生理(lǐ)、生化甚至细胞、分(fēn)子等较深层次上来研究磷脂的作(zuò)用(yòng)机理(lǐ)以及影得到更有(yǒu)效的应用(yòng)