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1 南极磷虾的生物特性 南极磷虾（ Euphausia superba）是一种小型海洋浮游甲壳类动物，分布在南大洋南极辐合区以南的南极海域，是生活在高纬低温条件下的冷水性虾类。  南极磷虾由 85 个种组成，数量最多的是南极磷，与太平洋磷虾（ Euphausia pacifica）和北方磷虾（ Meganyctiphanes norvegica）都是磷虾渔业的主要捕捉对象。南极磷虾的身体几乎透明，壳上缀着许多鲜艳的红色斑点。因摄食含有叶绿素的浮游藻类，消化系统呈现鲜艳的草绿色并清晰可见。南极磷虾的寿命一般为5-7 年， 2 龄以后即成熟，体长最大可达到60mm 以上。南极磷虾在夏季可多次产卵，每个雌性个体每次产卵 10000 粒，这些受精卵会被释放到南大洋的表层海水中， 随后沉入 2000m 的深海中，在那里开始孵化出磷虾幼体。 2 南极磷虾主要营养成分 据报道，南极磷虾整虾水分 81.2%，粗蛋白为 6.5%，粗脂肪含量为 12.1%，灰分为 7.4%。其中肌肉部分占总质量的 30.43-40%，是生产磷虾粉的主要原料。南极磷虾肌肉中的常规营养成分见表 1，其中粗蛋白含量为76.13%，粗脂肪含量为 4.39%，粗灰分含量为 9.08%。南极磷虾富含蛋白质，脂肪含量适度，同时含有丰富的类胡萝卜素，被认为是一种适口性很强的饲料组分。  １ 南极磷虾粉的主要 营养成分 南极磷虾在捕捞后，通常是在船上马上进行短期的 100℃的蒸气干燥，然后进行低温冷冻处理，也可以将磷虾水解或喷雾干燥成红色的潮湿的粉末，加工成南极磷虾粉。因此，南极磷虾粉的化学组成受南极磷虾的捕捞季节、摄取的食物、捕捞的区域、年龄和性别等因素的影响。  1.1 南极磷虾粉的常规营养成分 南极磷虾粉中的常规营养成分见表 2，其中各项指标的平均值分别为：水分9.7%，粗蛋白62.97%，粗脂肪11.66%，粗灰分14.95%。对比GB/T19164-2003鱼粉国家标准中的规定，南极磷虾粉的粗蛋白、粗脂肪、水分含量都已达到国家一级鱼粉的要求，但62.97%的粗蛋白中有一部分氮是包含在甲壳素中而不能被水产动物利用的，真正的蛋白含量应该需要中粗蛋白将这部分氮去除，但在实际检测过程中鲜有对此的校正。南极磷虾的粗脂肪含量也比较适中，介于一级红鱼粉和一级白鱼粉的粗脂肪含量之间，但南极磷虾粉中粗灰分高于鱼粉，统计平均值达到 4.95%，磷虾中大量的灰分主要是来自于其外骨骼， Bunji Yoshitomi 等检测了南极磷虾的外骨骼中的灰分含量可达到 14.8%， Jon Øvrum Hansen等对南极磷虾进行了部分脱壳处理后制成的南极磷虾粉灰分含量降至为 11.8%， Bunji Yoshitomi 等去除了南极磷虾的全部外骨骼后制成的南极磷虾粉灰分含量降至 9.2%。  1.2 南极磷虾粉的氨基酸组成 综合部分已往的报道中对南极磷虾整虾、肌肉、南极磷虾粉中氨基酸组成的分析（均将单位为校正为 g/kg 蛋白干重），数据列于表 3 中。通过比较可知，南极磷虾、南极磷虾肌肉、南极磷虾粉的氨基酸组成与鱼粉相同，氨基酸种类齐全，包括鱼类生长所必需的 10 种必需氨基酸（EAA）和 8 种非必需氨基酸（NEAA），其中南极磷虾粉∑EAA/∑AA 比值平均在 0.48，∑EAA/∑NEAA 的平均值为 0.93，进口鱼粉∑EAA/∑AA 和∑EAA/∑NEAA 分别为 0.47 和 0.90。FAO/WHO 的 对 优 质 蛋 白 的 判 定 标 准 是 ∑EAA/∑AA 比 值 为 0.4 左 右 ，∑EAA/∑NEAA 比值在 0.6 以上，由此判定，南极磷虾粉属于一种可以于鱼粉相媲美的优质蛋白原料。  南极磷虾的整虾、肌肉以及南极磷虾粉的氨基酸中含量最高的均为谷氨酸，其他呈味氨基酸，包括天门冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸的含量也都非常丰富，南极磷虾的整虾、肌肉以及南极磷虾粉中呈味氨基酸总量占氨基酸总量的比值（ ∑DAA/∑AA）分别 0.36，0.40， 0.37，鱼粉中呈味氨基酸占氨基酸总量的 0.38。天门冬氨酸和谷氨酸是鲜味的特征性氨基酸，甘氨酸和丙氨酸是甘味的特征性氨基酸，丝氨酸和脯氨酸也与甘味有关，此外，在南极磷虾粉还含有0.61%-1.56%的牛磺酸，牛磺酸不仅能够刺激鱼类摄食、提高鱼类的生长率，并具有预防由植物蛋白引起的营养性疾病的功能，因此南极磷虾粉是水产动物的良好诱食剂。  1.3 脂类营养 南极磷虾粗脂肪含量在1.3%-2.1%，油脂主要集中在头部，油脂含量在0.4%-3.6%，远高于普通虾类。南极磷虾的脂质含量主要取决于捕捞的季节，性成熟，体长，捕获和冷冻的时间。通常，南极磷虾的脂类形成期在每年的3-6 月。雌性南极磷虾的脂质含量是雄性的 2 倍。南极磷虾脂质含量随着年龄而增长，产卵后迅速减少。通过表 4 可知，南极磷虾粉中主要脂肪酸的组成及含量与鱼粉相似，饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的 31.85%，主要以 C16:0为主，占总脂肪酸含量的 20.1%。单不饱和脂肪酸含量 24.87%，主要以 C18:1n-9，含量约为 17.49%。不饱和脂肪酸含量与鱼粉基本相当，分别为 43.47%和 46.58%，然而南极磷虾粉中多不饱和脂肪酸主要以 n-3 不饱和脂肪酸为主， n-6 不饱和脂肪酸含量较低， n-3/n-6 的比值为 9.84，而鱼粉中该比值仅为 1.89， 在 n-3PUFA中又以 EPA 和 DHA 含量最高，分别为 20.63%和 15.05%， EPA DHA 总量可达到脂肪酸总量的 35.68%，高于鱼粉中 27.65%。  楼乔明等发现，南极磷虾粉中脂质主要以甘油三酯（41.92%）、磷脂（33.16%），游离脂肪酸（17.61%）为主，尽管与 Bunji Yoshitomi 等检测的三种脂质的单个含量（26.2%，72%，1%）存在差异，但三者总量占到总脂含量的 90%以上在两个报道中结论是一致的。且不同脂质的脂肪酸组成差异显著，胆固醇酯和甘油三酯中饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量均显著高于游离脂肪酸和磷脂；而游离脂肪酸和磷脂富含多不饱和脂肪酸，两者含量分别为 48.5%和 49.96%，远高于胆固醇酯和甘油三酯的 13.11%和 24.36%，这主要是由于南极磷虾主要食物来源为单细胞的海洋微藻。 在金头鲷饲料中分别加入相同量的南极磷虾磷脂和大豆卵磷脂，结果显示：南极磷虾磷脂与大豆卵磷脂比，可以更有效的提高金头鲷幼的存活率、抗应激能力、增重，促进骨骼矿化。由此可以看出， 南极磷虾粉在脂质方面具有较高的营养价值。   此外，从表 4 中还可以得出，南极磷虾肌肉中的饱和脂肪酸含量和单不饱和脂肪酸含量略低于下脚料中这两类脂肪酸的含量，但肌肉中多不饱和脂肪酸的含量（47.98%）高于下脚料中多不饱和脂肪酸的含量（34.09%），而 EPA DHA的含量表现的特别显著，肌肉中 EPA DHA 为 40.64%，下脚料中仅为 29.1%。由此推断，对南极磷虾进行脱壳处理后，可能更有利于提高南极磷虾粉的脂肪酸营养价值。然而， Bunji Yoshitomi 等对南极磷虾整虾粉和脱去外骨骼的南极磷虾粉进行了脂肪酸分析，脱去外骨骼的南极磷虾粉的饱和脂肪酸含量（32.8%）、单不饱和脂肪酸含量（28%），多不饱和脂肪酸含量（ 28%）， EPA DHA含量（22.4%）与南极磷虾整虾粉（33%，29%，26.9%，21.3%）相比基本相同，说明脱壳处理并没有影响南极磷虾粉的脂肪酸含量。因此，是否脱壳处理会改善南极磷虾粉品质，还需要更进一步的研究。 1.4 微量元素及重金属 南极磷虾含有丰富的矿物质和微量元素，通过表 5 可知，整虾、肌肉中含有丰富的微量元素，刘志东等报道整虾中矿物质中和微量元素含量为 3.37%，虾粉中含量为 3.98%，虾粉中钙含量是全虾中钙含量的 10 倍；铁含量是全虾中铁含量的 3.08 倍。与鲱鱼粉和白鱼粉相比，南极磷虾粉中的 Ca、 Mg 和Fe 元素的含量均较高，此外，由于甲壳动物是利用血蓝蛋白进行体内 O2 和 CO2的运输，而血蓝蛋白辅基是 Cu2 ，因此与脊椎动相比，南极磷虾粉中含有较高含量的铜。  南极磷虾粉中一直备受的关注的是其含有较高浓度的氟，据报道南极磷虾全虾中氟含量可达到 780-2400mg/kg 干重，且这些氟主要富集在南极磷虾的甲壳中， Bunji Yoshitomi 等在对南极磷虾进行去除外骨骼处理后，磷虾粉中的氟含量由原来的 870ppm 降到了 230ppm，减少了 3/4 的氟含量。南极磷虾中高浓度的氟含量的原因之一是南大洋海水含氟量的特异性变化，其二，南极磷虾依靠吸收氟元素来参与其频繁的蜕壳而使氟元素被大量富集。通过对南极磷虾进行脱壳处理可以获得低氟含量的磷虾粉，此外， Ca 是氟的拮抗物，易于氟结合形成 CaF2，而 CaF2 在水中的溶解度低至 3.9×10-11，因此在磷虾粉饲粮中通过加入 CaCl2 的形式加入的钙离子，也可以有效的减少鱼类对氟的吸收。也有研究报道，通过活性炭吸附和生物膜技术相结合进行脱氟，可以去除磷虾蛋白中 99%的氟离子。  南极磷虾渔场具有其自身的天然屏障如海流活动、极地大气风和有限的人类干预，工业污染极少。该地区重金属主要来源于火山活动，因此南极磷虾粉中的重金属含量均较低，南极磷虾粉中镉含量约为0.1-0.61ppm，铅小于0.1ppm，汞为0.008ppm，均小于欧盟对饲料原料中镉小于2.0ppm，铅小于10.0ppm，汞小于0.5ppm 的上限规定。 1.５ 虾青素 虾青素属于类胡萝卜素，是一种天然的色素，是自然界中抗氧化性最强的天然物质，其抗氧化能力是 β-胡萝卜素的10 倍、维生素 E 的550 倍。新鲜南极磷虾中总虾青素含量高于30mg/kg，虾青素南极磷虾粉中虾青素的平均含量约为 180mg/kg（132-250mg/kg）主要取决于加工及资源和渔场的条件，虾青素属于一种脂溶性色素，因此在南极磷虾油中含量丰富， Katsumi 等检测南极磷虾油中含有 1080mg/kg 的类胡萝卜素，其中虾青素二酯占 71%，虾青素二酯占 20%。此外，虾青素在外骨骼中的分布要高于肌肉中， BunjiYoshitom 等检测到南极磷虾整虾粉中虾青素含量为 90mg/kg，脱去外骨骼后虾青素含量降为 38mg/kg。南极磷虾粉中的虾青素被用于增加大马哈鱼、虹鳟、黄条师、虾和其他养殖种类的鲜艳体色。 淡水养殖的银鲑作为实验对象，发现80g 体重的小鱼饲喂添加磷虾油以后鱼肉着色很少，然而当鱼的初始体重在 180g时，饲料中虾青素含量为 7.2mg/100g 时，饲喂 4 周后，鱼肉着色非常明显，用这种饲料饲喂到 8 周后再饲以无类胡萝卜素添加的饲料投喂 24 周，仍可保留大部分类胡萝卜素沉积在鱼肉中。 本文引用自中国海洋大学学报 （自然科学版，2016年第11期） 文/麦康森1，魏玉婷1，王嘉2，张文兵1 （1.中国海洋大学 水产学院，水产动物营养与饲料农业部重点实验室，海水养殖教育部重点实验室，山东 青岛 266003；2.青岛佰伟英格生物科技有限公司，山东 青岛 266071） |
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