关于“通过必需营养素强化活饵营养状况以改善水产动物健康”的综述报告

论文基本信息

本文是一篇综述文章（Review），题为《通过必需营养素强化活饵营养状况以改善水产动物健康：综述》（Enhancement of Live Food Nutritional Status with Essential Nutrients for Improving Aquatic Animal Health: A Review），发表于2020年12月21日的《Animals》期刊（Animals 2020, 10, 2457）。该研究由马来西亚博特拉大学（Universiti Putra Malaysia, UPM）的Murni Karim博士担任通讯作者，其所属单位包括生物科学研究所的水产动物健康与治疗实验室、国际水产养殖与水产科学研究所、以及农业学院水产养殖系。第一作者为Nur Amalina Samat，来自同一大学的生物科学研究所；合作作者还包括同校的Fatimah Md Yusoff，以及马来西亚登嘉楼大学（Universiti Malaysia Terengganu）的Nadiah W. Rasdi。该研究得到了马来西亚高等教育部（MOHE）等多个项目的资助。

文章主题与主要观点

本文系统性地回顾并阐述了通过生物包裹（Bioencapsulation）和营养强化（Enrichment）技术提升活饵营养价值的方法与意义。文章的核心论点是：桡足类（Copepods）被认为是海洋鱼类幼体的营养基准，但水产育苗中常用的轮虫（Rotifers）和卤虫（Artemia，即丰年虫）在必需脂肪酸、维生素和矿物质等方面存在营养缺陷。因此，必须通过营养强化技术，将各类必需的微量与宏量营养素整合到活饵体内，使其营养组成接近桡足类的水平，从而改善养殖鱼类和甲壳类幼体的生长、存活及抗病力。下文将详细介绍该综述的各个分论点及其支撑证据。

一、必需脂肪酸（HUFAs）强化的必要性及方法

文章首先论证了高度不饱和脂肪酸（Highly Unsaturated Fatty Acids, HUFAs）对于鱼类幼体发育的不可替代性。鱼类幼体，尤其是海水鱼类，由于缺乏特定的去饱和酶和延长酶，无法自身合成二十二碳六烯酸（DHA, 22:6n-3）、二十碳五烯酸（EPA, 20:5n-3）和花生四烯酸（ARA, 20:4n-6）这些关键的HUFAs。缺乏HUFAs会导致鱼类生长受阻、肝脏苍白肿大、心肌炎、肠道脂肪变性、脊柱前凸及休克综合征等严重后果。

因此，通过活饵强化HUFAs成为关键举措。文章通过对比分析指出，桡足类的脂肪酸组成以DHA、EPA和棕榈酸为主，且其DHA/EPA比值介于1.83至5.5之间，被认为是理想的营养基准。

• 商业乳化油强化：使用诸如Super Selco和DHA Selco等商业乳化油是行业通行做法。然而，不同产品效果不同。证据表明，用DHA Selco强化的卤虫，其DHA/EPA比值（1.4-2.2）显著高于用Super Selco强化的结果（0.2-0.68），因此更接近桡足类的水平。同时，文章也指出了商业乳化油在发展中国家存在成本问题，及卤虫在强化后24小时内DHA保留率低等技术难点。
• 微藻强化：微藻（Microalgae）是HUFAs的丰富来源。这一路径不仅用于直接饲喂轮虫和卤虫，也可用于饲养桡足类。为了应对活体微藻生产成本高、浓度和储存困难的挑战，文章举证了使用微藻膏（Microalgal paste）作为廉价替代品的可行性。研究发现，用混合微藻膏（如微绿球藻Nannochloropsis oculata和小球藻Chlorella vulgaris）饲喂的轮虫，尽管DHA含量仅达到6 mg/g干重，但仍足以改善鱼苗的生长、发育和抗应激能力。文章还推荐将商业乳化油与微藻混合使用，以达到更优的强化效果，例如，轮虫经富含DHA的小球藻和DHA乳液混合强化12小时后，其DHA含量从0.1%猛增至15.4%。

二、维生素（Vitamins）的强化策略与效果

文章深入探讨了维生素C（Vitamin C, VC）和维生素A（Vitamin A, VA）的强化，强调了活饵作为维生素递送载体的关键作用。

维生素C（VC）

由于多数鱼类和甲壳类动物缺乏合成VC所需的L-古洛糖酸内酯氧化酶，因此必须从食物中获取。缺乏VC可导致结构畸形和内出血。

• 强化方法：可以通过抗坏血酸棕榈酸酯直接强化，也可通过微藻间接强化。
• 证据支持：研究表明，用富含VC的等鞭金藻（*Isochrysis galbana*）强化卤虫72小时后，其VC含量得到显著提升。另一项研究发现，在强化介质中增加抗坏血酸棕榈酸酯的比例，可相应提高卤虫无节幼体内的VC水平。
• 应用效果：投喂VC强化活饵对虱目鱼（*Chanos chanos*）和攀鲈（*Anabas testudineus*）等幼体的生长有促进作用。但文章也指出，在商业孵化场利用藻类强化技术提升的VC浓度常低于实验室条件，这可能源于培养条件的差异，同时人们对幼体阶段的维生素精准需求了解尚不充分。

维生素A（VA）

VA是鱼类必需营养素，其缺乏会导致卤虫喂养的大西洋大比目鱼（*Hippoglossus hippoglossus*）幼体眼睛迁移不全。然而，过量补充VA则可能导致多种海水鱼类，如金头鲷（*Sparus aurata*）和欧洲鲈（*Dicentrarchus labrax*）等的骨骼和头部畸形。

• 强化目标与挑战：研究认为，应将桡足类的VA水平作为强化目标，因为自然状态下桡足类含有的类胡萝卜素（如叶黄素和虾青素）类型与卤虫（含隐黄质或角黄素）不同，更利于鱼类利用。
• 方法创新：文章重点介绍了利用脂质体（Liposomes）作为棕榈酸视黄酯载体进行生物包裹的先进方法。相比传统商业乳化液，脂质体能更有效地保护VA免受氧化，从而提高在浮游动物体内的生物包裹量。
• 效率差异：VA在轮虫体内的积累量独立于添加剂量，而在卤虫中则呈现剂量依赖性，这表明物种、发育阶段和代谢能力是影响强化效率的重要因素。

三、矿物质（Minerals）强化的精准调控

文章对硒（Selenium, Se）和碘（Iodine, I）的强化进行了详细论证，强调必须弥补活饵与桡足类之间的巨大矿物质含量差距。

硒（Se）

硒是重要的抗氧化剂，参与甲状腺激素代谢和细胞信号传导，无法由生物体自然产生。研究发现，轮虫体内的硒浓度可比桡足类低30倍以上，远不能满足鱼类的矿物需求。

• 强化源比较：研究对比了亚硒酸盐、硒代蛋氨酸和硒酵母（Selenized yeast）三种硒源。证据显示，轮虫可将无机亚硒酸盐代谢转化为有机的硒代蛋氨酸。但总体而言，有机硒（如硒酵母）的生物可利用度更高。
• 精确剂量：为达到桡足类3-5 mg Se/kg干物质（DW）的水平，文章综合多项研究给出了精确建议：对于轮虫，需用0.2 mg Se/10^6轮虫的硒酵母强化2小时；对于卤虫，需用3 mg硒酵母/百万个体强化3小时。
• 前沿探索：文章还提到了硒纳米粒子（SeNPs）的应用，它具备与有机硒相似的效能但毒性更低，并具抗菌性。研究表明，用含5 mg/L的SeNPs溶液强化卤虫24小时，可获得满足幼鱼饲料要求的最优硒含量（4 mg/kg DW）。然而，其毒理学机制尚不完全明确，甚至有研究指出SeNPs暴露可导致日本青鳉（*Oryzias latipes*）后代畸形，提示使用需谨慎。

碘（I）

碘是甲状腺激素的关键组分，对鱼类变态发育至关重要。桡足类碘含量（50-350 mg/kg DW）远高于卤虫（1.1-4.6 mg/kg DW）和轮虫。

• 强化源与效果：研究表明，用碘化钠（NaI）强化可显著提升轮虫和卤虫体内的碘含量，并进而提升摄食这些活饵的塞内加尔鳎（*Solea senegalensis*）幼体的全身碘含量。碘化油乙酯（Ethiodized oil, Lipiodol Ultra Fluid）是另一种高效碘源，能确保强化后的碘在卤虫体内保持高留存率长达6小时。
• 推荐方案：文章推荐用100和200 mg/L的碘化钠分别强化卤虫和轮虫3小时，可使其碘含量达到桡足类水平。

四、益生菌（Probiotics）的生物包裹递送

文章最后强调了活饵作为益生菌载体的独特优势，该方式被称为生物包裹递送。在面对疾病作为水产养殖主要制约因素、且抗生素使用受到争议的背景下，益生菌的饮食投喂法备受关注。

• 多菌株协同效应：综述指出，虽然添加单一菌株是常见做法，但联合使用两种或更多益生菌往往更有效。例如，用三种本土乳酸菌（Lactobacillus plantarum, L. salivarus, *L. rhamnosus*）混合物强化的卤虫，其菌群浓度最高。投喂这种多菌株包裹的活饵给蟹类幼体，其存活率高于对照组。
• 本土菌株优势：文章强烈建议使用从宿主正常胃肠道微生物群中分离的本土（Indigenous）菌株，因为它们更容易在肠道实现优势定殖，从而更有效地调节肠道微生态平衡。
• 递送稳定性：活饵载体的关键优势在于能为益生菌提供保护，避免其直接暴露于水体环境而快速死亡，确保足够数量的活菌在幼体肠道内发挥作用。
• 组合应用策略：文章还介绍了前沿的协同强化策略，如将益生菌与益生元（合生元）、HUFAs甚至噬菌体联合使用。例如，一例研究显示，用HUFAs富集乳液和乳酸菌孢子共同强化的卤虫，可显著提升虾苗存活率，并使虾苗体内同时获得高浓度的DHA。

论文意义与价值

本综述的学术与应用价值在于，它系统性地构建了通过“生物包裹”技术改造活饵营养价值的知识框架。文章的突出贡献在于以桡足类的营养组成为“黄金标准”，为轮虫和卤虫这两大主要育苗活饵的强化提供了明确的目标和量化参考。它详细梳理了脂肪酸、维生素、矿物质和益生菌这四大类关键营养素的强化方法、所用材料、最佳剂量和潜在风险，并引入了微藻膏、脂质体、纳米硒、合生元等前沿技术概念。这对于指导商业化水产育苗场摆脱活饵营养缺陷的困境，制定科学高效的活饵强化流程，最终提高鱼虾蟹苗种的生长性能、健康水平和存活率，具有极其重要的指导意义。同时，该综述也明确指出，关于幼体阶段的精确营养需求、营养素的稳定性和高保留率等问题仍需进一步研究，为未来的科研探索指明了方向。