水产养殖过程中不同含量的菜籽饼竟然可以发挥这么大的作用
茶和油茶都是山茶科山茶属植物,两者籽中均含有高营养价值的油脂。
茶籽饼粕是茶籽经过压榨或浸出提取大部分油脂后剩余的产品,也被称为茶枯、茶麸；
其中压榨提油后剩余的部分叫饼,预榨浸出提油后剩余的部分叫粕。
根据有关资料报道，正常年景,我国年产油茶籽约54.98万吨、茶油15万余吨、油茶饼粕约39.71万吨。
而茶叶籽是茶叶生产过程中数量最多的一项副产物。
据估计,我国年产茶叶籽约12.5万吨,若能充分利用,每年能提供茶籽油2.25万吨、茶籽饼粕9万吨。
由此可见,我国的茶籽饼粕资源十分丰富,但目前对茶籽饼粕的利用还很不够。
茶籽饼粕中富含茶皂素、蛋白质脂肪和糖类等多种活性成分,我们可利用其独特的生理功能,使茶籽饼粕变废为宝。
以下即对茶籽饼粕中的主要成分进行介绍,并对其在水产养殖中应用的研究情况进行了综述。
茶籽饼粕中的主要活性成分
茶皂素
茶皂素,又名茶皂苷,属五环三萜类皂苷,由苷元、糖和有机酸三部分组成。
茶皂素在茶树体的根、茎、叶及种子中均有分布,但在分子结构上有些不同,其中茶籽皂素的有机酸是由当归酸和醋酸组成。
各部位以含量而论,茶籽中的皂素含量最高(约10%-14%)。
江和源等研究发现茶籽饼粕中的茶皂素还含有黄酮苷,主要为山奈酚-3-0-芸香糖苷(Kaempferol-3-0-Rutinoside)和山奈酚-3-0-β-D-吡喃半乳糖苷(Kaempferol-3-0-β-D-galactopyrano-side)两种。
目前，油茶皂素的提取方法主要有水提法有机溶剂法和水提-醇萃法；
纯化的方法中以絮凝剂法、超滤膜法和大孔树脂法等皂素回收率大纯度高,适于工业化生产。
茶皂素的分子中具有亲水性的糖体和疏水性的配位基团,因此是一种优良的非离子型表面活性剂,可应用于日化建材等行业。
研究证明茶皂素具有溶血作用、鱼毒作用、抗菌杀虫作用、解酒作用以及抗渗消炎作用等多种生物活性功能。
茶籽蛋白与多肽
茶籽饼粕中含有11%~16%的蛋白质,其组成氨基酸有18种。
茶籽饼粕中动物必需氨基酸含量较高,特别是有效赖氨酸和含硫氨基酸含量高,实际蛋白水平可达22.89%,其营养价值要明显高于玉米小麦、米糠和麸皮。
但由于茶籽饼粕中含有溶血性茶皂素必须经过脱毒处理才能被作为饲料使用。
植物蛋白质被酶解生成的多肽及氨基酸等物质,具有很高的营养价值与功能特性。
龚吉军的研究表明:采用碱性蛋白酶酶解后得到的茶籽多肽,具有很强的清除羟基自由基和超氧自由基的活性；
对羟基自由基的清除率最高可达82.4%,对超氧自由基的最大清除率为52.3%。
提取出来的茶籽多肽,可用于功能性食品的生产,从而拓宽了茶籽蛋白的利用途径。
残留茶油
茶籽中富含油脂,其中茶叶籽中含油15%~35%，油茶籽含油25%~33%。
茶籽经压榨提取茶油后,其饼粕中尚含有3%~5%的残留茶油,经复榨后可得复榨毛茶油,但复榨毛茶油酸价高，杂质含量高,须对其精炼。
茶油是一种营养价值高的植物性食用油,其脂肪组分以不饱和脂肪酸为主。
油酸和亚油酸的含量高达90%以上,其中油酸的含量达80%以上,而饱和脂肪酸含量比其他各种食用油低得多,被誉为“东方橄榄油”。
茶油具有抗氧化及调节免疫、降低血脂、改善血液循环、延缓动脉粥样硬化、抗肿瘤、预防冠心病、护肝等保健作用,被广泛应用于食品、医药及化妆品行业。
茶多糖
自20世纪90年代清水岑夫得出茶叶治糖尿病的药理成分为茶叶多糖以来,有关茶多糖的相关研究报道开始增多。
主要集中于茶叶多糖粗制品的药理研究。
孙冀平首先对茶籽多糖进行研究,发现酶法与Saveage联用法对茶籽多糖水提液脱蛋白效果较好。
茶籽粗多糖成分分析结果显示主要由六种糖组成。
其中甘露糖含量最高为30.16%,其次是半乳糖为23.92%,其后依次为阿拉伯糖17.07%、葡萄糖12.24%、鼠李糖11.39%木糖5.22%,平均分子量为24.25。
动物实验结果表明:茶籽多糖具有抗凝血和血栓作用、降血糖作用。
在水产领域的应用
一、选择性清塘
茶籽饼粕中的茶皂素具有溶血作用和鱼毒作用。
茶皂素的溶血机理是皂苷引起含胆固醇的细胞膜通透性改变,破坏细胞膜活性,进而导致细胞质外渗,最终使红细胞解体失活。
朱全芬等研究发现茶皂素仅对血红细胞(包括有核的鱼血、鸡血、无核的人血等)产生溶血作用,而对白细胞和虾血细胞则没有影响。
鱼毒作用机理是茶皂素破坏鳃组织,由鱼鳃的上皮细胞进入微血管,从而引起溶血作用,导致鱼中毒死亡。
而虾鳃与鱼鳃的成分结构截然不同,此外对虾的携氧载体是血蓝素,而鱼血是血红素,因此茶皂素对虾无鱼毒作用。
茶皂素作为性能优异的天然鱼毒性活性物质,可作为清池剂,选择性地清除鱼池、虾池中的敌害鱼类。
在其应用方面,科研工作者进行了大量实际应用研究。
如梁亚全等进行茶皂素对纹缟虾虎鱼、鲈鱼、斑尾复虾虎鱼以及梭鱼和对虾的毒性研究;
发现茶皂素对以上几种鱼类24 h的LC100为0.5~1 mg/L,而对对虾使用的安全浓度可达10 mg/L;
罗毅志等进行茶皂素对淡水甲壳类养殖池塘中常见的野杂鱼如麦穗鱼、鲌鱼鲫鱼等的毒性研究,发现茶皂素在浓度为2.5 mg/L时即可将其杀死.
而对甲壳类的对虾淡水青虾、罗氏沼虾和河蟹等却很安全,即使浓度达18mg/L也能正常存活。
实际使用时,每立方米水体用3g茶皂素加水全池泼洒,16h后池中的野杂鱼就能被清除，而对虾蟹没有任何影响;
或用敲碎的新鲜茶饼30kg/亩(水面水深30~50 cm),经冷水浸泡2~3 d后,加热到100度后均匀泼酒在池塘中进行清塘,10-15 d后毒性消失,即可试水投放虾、蟹种。
邵国洱的研究表明茶籽饼浸出液在15~60mg/L浓度的范围内,都能有效杀灭围塘养殖池中大量繁殖的芽口枝管水母,而且对池塘虾、蟹养殖品种无任何影响。
苏时萍研究发现在河蟹育苗生产中,质量浓度10mg/L的茶籽饼溶液能有效控制住利氏才女虫幼虫,同时所残留的极小部分幼虫随着蟹苗的成长,可成为河蟹的天然饵料,从而节约饵料成本。
朱艳芳等以过20目筛的油茶饼10g,浸泡于1L水12h制成母液(浓度为10g/L),对黄鳝成鳝和仔鳝进行毒性实验；
结果显示:油茶籽饼水浸液对仔鱔和成鳝均属于微毒级药物,其对仔鳝与成鳝的96小时LC50（使受试动物半数死亡的毒物浓度）分别为25 mg/L、30mg/L。
研究还显示适当浓度的油茶籽饼水浸液有消毒杀菌提高仔鱼成活率的作用。
张修峰等关于茶籽饼对刺参急性毒性试验表明:在刺参池塘养殖过程中茶籽饼可以作为一种鱼药带参施用：
其对刺参的安全浓度为10.056mg/L,在此浓度范围内所使用的茶籽饼残渣能被剌参摄食。
防治水产动物病害
茶皂素能刺激对虾等甲壳类动物体内分泌激素促进蜕皮,如10~15 mg/L的茶皂素能促进对虾蜕皮,从而有利于对虾的生长发育。
根据茶皂素生物活性开发的对虾养殖保护剂,不仅发挥茶皂素的鱼毒作用,而且又发挥茶皂素对对虾生长的促进作用,在对虾养殖中形成了综合效应。
此外,茶皂素还可以防治对虾黑鳃病的发生以及对寄生虫的控制。
生物灭螺
茶皂素对血吸虫中间宿主钉螺具有较好的杀灭效果,且资源丰富,价格低廉。
陈永军对茶皂素杀灭钉螺进行研究,采用4~15 mg/L范围内不同浓度的茶皂素醋酸溶液浸没钉螺,48 h后各组死亡率为61%~96%。
证明茶皂素对钉螺有一定的杀灭作用。
张楚霜,周利红,朱金华等进行了茶皂素现场杀螺效果观察,发现现场喷酒杀螺作用较差,而在疫区垸内沟渠采用堵水铲草浸杀法灭螺,茶皂素可达到较好的灭螺作用。
宋庚明等应用电镜观察钉螺经茶皂素5mg/L浸泡24h后的肝脏与生殖细胞,发现药物能对其肝脏细胞和生殖细胞产生严重损害,而致死钉螺。
经过小剂量茶树籽作用的钉螺尽管没有死亡,但由于成熟细胞的受损影响到钉螺的交配，减少螺卵受精机会,也可使钉螺的密度降低。
由于福寿螺繁殖迅速,为害水稻茭白、菱、莲藕、芡等蔬菜农作物,王小艺洲等进行了茶皂素对福寿螺的药效试验：
毒力测定结果表明,茶皂素对福寿螺卵的孵化有较高的抑制作用,同时对幼螺有极高的毒杀作用,2.5 mg/L3 d死亡率达100%,但对成螺的防治效果较差。
陈健平等所进行的茶麸对福寿螺的室内毒杀试验表明,在气温比较高条件下(30 C以上),用开水浸泡茶麸,以2000倍的茶麸浸出液浸泡毒杀福寿螺有很好的毒杀效果。
脱毒茶籽饼粕作鱼饲料
茶籽饼粕一般含0.5%~7%的粗脂肪、10%~20%的蛋白质；
15%~25%的粗纤维、30%~60%的糖类物质、20%~50%的无氮浸出物；
8~10 MJ/kg的消化能（消化能=饲料总能－粪能－不能被动物利用的甲烷等气能。即被消化吸收的饲料所含能量）。
此外,矿物质和微量元素Ca、K、Mg、Fe、Mn等含量也较为丰富,是极好的饲料原料。
但是茶籽饼粕中也含有一定量的茶皂素、2%~7%的单宁、1.5%~3%的生物碱、0.2%左右的黄酮和少量的植酸等抗营养因子。
如不脱除会影响饼粕的使用及鱼虾的生长。
茶皂素的提取过程即茶粕的脱毒,可以脱去大部分的单宁生物碱和黄酮等。
经有机溶剂浸提后，饼粕中茶皂素的含量可控制在1%以下,单宁含量可控制在2%以下，可直接用于水产生产。
李红权等关于油茶粕饲料在异育银鲫养殖中的应用研究表明,饲料中添加适宜的脱毒油茶粕配比对鱼类的生长有明显的促进作用。
10%的添加量效果最好,所饲喂的异育银鲫鱼体正常、肉质略好于对照组。
研究还表明,低剂量的茶皂索对鱼体肠道消化酶有一定的激活作用,并且可能对增加肠粘膜的通透性起了一定的作用。
促进了营养物质的吸收,从而促进动物生长、提高了饲料的利用率。
周江江等的研究也表明在罗非鱼鱼苗、鱼种期投喂添加10%~15%脱毒油茶粕的饲料,饲喂效果较好。
为进一步提高茶粕的蛋白质含量及利用率，并降低粗纤维含量,国内学者自20世纪90年代初就开始研究茶籽饼粕的固态发酵工艺。
采用微生物菌种,如毛霉、紫木耳、117朊假丝酵母或者它们之间的组合对茶籽饼粕进行发酵,可使蛋白质含量大幅度提高。
如邓桂兰采用筛选出的复合菌种对油茶粕发酵后,其粗蛋白质含量由发酵前的17.2%提高到32.7%,粗纤维含量由发酵前的19.2%下降至9.7%,其蛋白中氨基酸组成和配比更趋合理,营养价值大大提高。
展望
我国的茶籽饼粕资源丰富,但目前并未得到充分的开发利用,脱毒技术是其利用的瓶颈。
20世纪80年代初我国陆续建立一批茶皂素加工厂,但大部分企业因产品纯度低，生产成本高，效益低下而停产。
由于茶皂素提取生产的停滞,茶籽饼粕作为饲料使用的工业化生产也就无法展开。
目前,茶籽饼粕仍多直接作为清塘剂使用。
茶籽饼粕中茶皂素的种类、含量有所不同,直接使用饼粕的效果差异较大,而以提纯后的茶皂素为原料的清塘剂、灭螺剂等才可准确、有效地发挥作用。
由于化学药剂高毒性、易残留,随着可持续发展观念的不断深入。
人们对于天然生物制剂的需求不断增加,利用茶籽饼粕中的茶皂素开发无污染的选择性清塘剂、灭螺剂、保护剂等具有广阔的市场前景。
同时,脱毒后的茶籽饼粕可作为优质的水产饲料原料。
随着茶皂素提取纯化技术的不断完善,茶籽饼粕综合利用程度的不断提高,茶籽饼粕终将会在水产养殖领域的发展中发挥更大的作用。