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1、海洋生物资源的开发与利用系列之,南极磷虾的开发与利用,生存背景,简介,价值,开发与利用,小结与展望,简明目录,南极磷虾的生存背景,南极洲是地球上唯一没有受到污染的大陆。南极大陆曾被誉为“洁白无瑕”的世界，地球上的最后一块“净土”。南极大陆周围的海洋被称为富饶、洁净的“海上牧场”。南极洲终年被冰雪覆盖，十分寒冷。南冰洋的海水形成了一个海流系统。无论何时南冰洋都有着南极绕极流，表层海水会围绕着南极洲向东流动。靠近大陆，南极沿岸流却是逆时针方向流动。在两个极流之间，出现了大漩涡，例如威德尔海。南极磷虾聚集在这个海域，形成围绕南极洲的一大群族，并在整个地区进行基因交换。,南极磷虾（Euphausia
2、superba），又名大磷虾或南极大磷虾，是似虾的无脊椎动物，并以群集方式生活，有时密度达到每立方米10000-30000只。以微小的浮游植物为食，绝大多数生活在50米的浅表层。是南极生态系统的关键物种。,界：动物界 门：节肢动物门 亚门：甲壳亚门 纲：软甲纲目：磷虾目 科：磷虾科 属：磷虾属种：南极磷虾 E.superba,科学分类,基本资料,形态特征,南极磷虾长成达6厘米长，2克重。它的胸甲部份与甲壳相连。由于在甲壳两侧的胸甲短小，南极磷虾的鳃是肉眼可见的。它的足并非形成颚足，与其他的十足目有所不同。南极磷虾有生物荧光器官，可以产生光。这些器官分布在南极磷虾的不同部位：一对在眼柱、另一对在
3、第二至第七胸足的位置，及一个在腹片。这些发光器官能每隔23秒发出黄绿色的光。,南极磷虾的简介,南极磷虾的简介,生活习性：南极磷虾的食道可以从它那透明的外壳看到是呈现绿色的，由此可知它们主要是以浮游植物为主要食物，尤其是细小的硅藻（约20微米）。硅藻会被它的胃齿臼磨碎，并在肝胰脏消化。南极磷虾亦可以捕食桡足亚纲、端足目及其他细小的浮游动物。它的食道是一直管，而消化效能则不是太高，因而其粪便仍有大量的碳。磷虾的成体适宜在较高温和低盐的水域中生活。它的适温范围仅在0.64摄氏度1.32摄氏度，如果温度大于1.80摄氏度就可能给它带来致命的危险。所以，南极磷虾只适宜生活在南极周围比较寒冷的海域。南极磷
4、虾主要的产卵季节是由1月至3月，在大陆棚之上及深海海洋的上区域产卵。就所有磷虾目而言，雄性会将精子包附在雌性的生殖孔。为此，雄性的第一腹肢会作为交配工具。雌性每一次会产6,00010,000个卵。这些卵在经生殖孔排出时，会被附于此的精囊所排出的精子受精。奇闻轶事：在水族箱，有发现南极磷虾会互相吃对方。当它们在水族箱内没有被喂食时,它们会脱壳缩小体型，这是其他动物所没有的。这可能是它们对在冬天食物供应限制的适应。,补充知识:灰分是指一种物质中的固体无机物的含量。这种物质可以是食品也可以是非食品，可以是包含有机物的无机物也可以是不含有机物的无机物，可以是锻烧后的残留物也可以是烘干后的剩余物。但灰分
5、一定是某种物质中的固体部分而不是气体或液体部分。,1.营养价值：南极磷虾是高蛋白质的食物，一只南极磷虾抵得上5克牛肉。其中包含l8种氨基酸，其中人类必需的8种氨基酸大约占蛋白质含量的一半，而且这些氨基酸成分比例适中，综合营养价值很高。南极磷虾中呈鲜味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸)含量很高，使其味道很鲜美。磷虾还富含铁、铜、锌、钛、铬、钡、维生素A和维生素B人类必要的微量元素，钙、钾、钠等含量也很丰富。,2.7%,3.5%,11.2%,80.1%,Chart Title in here,灰分,粗脂肪,蛋白质,水分,南极磷虾的价值,甲壳质是甲壳类动物和昆虫甲壳的组成物质。发生在智利鲑鱼养殖业的Pisc
6、irichettsiosis疾病以及对全世界虾类养殖业造成严重影响的疾病等,都没有明确有效的预防和治疗措施。可以用于疾病预防的另一个有效的方法是应用可以促进动物免疫功能的物质的摄取。这些物质中就包括像壳聚糖这样的复杂的多醣体。壳聚糖是甲壳质的一种衍生物，磷虾体内含有这种甲壳质。壳聚糖添加到饲料或用注射方式，可以作为鲑鳟鱼类的免疫刺激剂。甲壳质被证实是许多生物增强免疫系统的刺激物，而磷虾是甲壳质的来源之一。,2.医 用 价 值,南极磷虾的价值,3.科学价值,南极磷虾的价值,磷虾是一种天然的类胡萝卜素资源。磷虾体内高于95%的色素都以虾青素的形式存在；而虾青素是唯一的可以粘着于鲑鱼体表的色素。当饲
7、料中含有磷虾时，鲑鱼的体表颜色可以达到与野生鲑鱼（色调）一样的效果。由于磷虾体内的色素已经酯化，所以具有更好的稳定性。虾青素不仅仅是一种色素，它具有抗光性和抗氧化作用。而且，研究还证实虾青素具有促进鱼类和虾类的生长和免疫机制的作用。此外，虾青素还对虾类的成活率的提高具有明显作用。以此可以推测，南极磷虾可以增强幼体的成活率。磷虾最广泛的应用是,当把鲑鳟鱼类从淡水换到海水时将其添加到鱼类的特定饮食中。这是由于磷虾具有渗透调节性能。磷虾富含被认为是渗透调节物质的三甲胺氧化物(TMAO)。补充知识：TMAO是三甲胺的氧化产物。广泛存在于海产动物的体内，由于鳃的不透性和细尿管的再吸收而保存于体内，具有维
8、持细胞-体液间和体液-外界间浸透浓度平衡的作用，成为海鱼体内缓冲体系的一部分。,南极磷虾的蕴藏量丰富的十分惊人，据19811990年，有多个国家参加的两次南大样生物资源储量调查统计，南大洋磷虾资源的蕴藏量保守的估算也有610 亿吨，也有人估计有50亿吨之多。就以610亿吨的保守储量为基础，除了南大洋中各种鱼类、鲸、海豹、企鹅、海鸟每年的消耗以及磷虾自身的代谢死亡数量外，人类每年还可在南大洋捕捞0.61.0亿吨的南极磷虾资源量，而不会影响南大洋生物链的平衡，这一年度捕获量相当于全世界海洋水产品年捕获量的两倍。所以，南极磷虾被喻为“人类未来的蛋白资源仓库”。,4.经济价值,南极磷虾的价值,01 0
9、2 03 04 05 06 07 08,Year,南极磷虾的加工开发主要分二个方面，一是原始的水产品加工技术，初步加工，直接进行市场销售；二是深加工，进行更高附加值的高端消费。将南极磷虾资源转化为人类消费品，并产业化最好的国家是日本。日本主要使用的南极磷虾分四种：鲜冻品(占总捕捞量的34)；熟冻品(占总捕捞量的11)；去壳的磷虾肉(占总捕捞量的23)；去壳磷虾肉糜(占总捕捞量的32)。,1.南极磷虾的开发,南极磷虾的开发与利用,去壳,煮熟,去尾,冻藏,目前日本不再生产罐装的南极磷虾的虾尾肉和去壳的冻虾尾肉，消费趋势逐渐更趋向于南极磷虾作为食品的添加剂。例如汤品中、米饭中和调味料中经常添加南极磷
10、虾，使之更好的发挥鲜美和色彩的特点。在我国，南极磷虾的加工处于最初级的阶段，这可能是由于某些技术环节不过关，例如脱壳技术、原料来源和原料贮藏问题。,1.1人类食用南极磷虾作为食品为人类消费和食用都有相关的报道。在日本，南极磷虾加工过程如下：,南极磷虾的开发与利用,南极磷虾的开发与利用,1.2 高端消费,1.3 水产饲料添加剂,水产业应用于高端消费的产品很少，南极磷虾作为新兴的资源，在高端消费上做了一些尝试。在日本，70鲜冻南极磷虾被用作钓鱼的鱼饵，这其中的10被用作专业比赛的鱼饵。同时，由于个体比较小，南极磷虾这一应用数量将不断增长。在英国，Murex Aqua食品有限公司将南极磷虾冻干品被用
11、作家庭水族馆里的饵料，并获得成功。据英国哥伦比亚渔业资源估计，在英国被用作家庭水族馆里的饵料的南极磷虾数量占捕捞量的50。,南极磷虾作为饲料添加剂的营养价值得到广泛的认可，对各种种类的磷虾作为饲料添加剂的营养价值进行了评估和测定。结果显示所有种类的磷虾都提供了足够的营养，特别是作为饲料中的蛋白质资源，磷虾是相当成功的，同时，磷虾中合理的氨基酸比例对饲料的吸收起到很大的作用。用磷虾喂养的三文鱼有着很好的味道，并且三文鱼体内没有积累磷虾残留的氟。,南极磷虾的开发与利用,2.南极磷虾生物物质的利用国内的南极磷虾产业龙头企业暂时主要集中在 山东、辽宁、上海等地。当前，山东科芮尔已经掌握了南极磷虾开发利
12、用技术，正在筹备国内最大的南极磷虾产业园。项目完成后，年产值将高达53亿元。届时该产业园将成为全球最大的南极磷虾综合利用基地之一。辽宁远航渔业以加工虾丸、虾肉肠等食用产品为主，技术也在迅速提高中。上海南极磷虾企业以出口贸易为主。中国的南极磷虾产业发展势头良好，将成为世界主要南极磷虾产业发展地之一。,Text3,南极磷虾的开发与利用,南极磷虾生化物质的研究范围很广，用途涉及工业、制药和营养学等方面。目前，我国对南极磷虾生化物质的整体利用率还很低，加之南极磷虾原料采集的局限，南极磷虾生化方面的研究也很少。但是南极磷虾生化物质一旦被综合利用，其前景将会非常广阔。2.1南极磷虾在医药方面的应用 南极磷
13、虾类胡萝卜素含量很高，含量大约在30g/g。将类胡萝卜素直接应用于药物，可以降低心肌梗塞、心绞痛和血栓形成的风险。南极磷虾由于其丰富的蛋白酶含量也常被使用在外科治疗之中，使用南极磷虾制剂对恶性组织溃疡进行试验，结果显示治疗组队创伤的清除率较对比组明显并无任何副作用；使用南极磷虾制剂对皮肤组织进行试验，结果显示南极磷虾组效果较对比组好。同时，南极磷虾制剂有加快伤口愈合的功效，这也使得南极磷虾制剂拥有更广泛的医疗用途。,南极磷虾的开发与利用,2.2 南极磷虾作为几丁质资源的应用 所有的磷虾都可以作为几丁质的来源，所有磷虾的壳聚糖产量，其中南极磷虾(干重)的壳聚糖常量在2.4 至2.7。由于几丁质的
14、应用十分广泛，这就给未来的南极磷虾产业又增添了一项获利的副产品。,南极磷虾的开发与利用,2.3 南极磷虾作为脂类资源的应用 南极磷虾富含n-3多不饱和脂肪酸，其中，EPA和DHA的含量占总脂肪酸含量的19。同时发现冬季捕捞的和夏季捕捞的南极磷虾脂肪酸含量几乎在一个水平线上，但是有小幅度的变化，这可能是由于缺少再生活性的原因。南极磷虾由于富含n-3多不饱和脂肪酸，目前应用最多的是在omega-3不多饱和脂肪酸的研究。补充知识：EPA 是 Eicosapntemacnioc Acid 即二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分，是人体自身不能合成但又不可缺少的重要营养素，因此称为人体必需脂肪酸。,
15、南极磷虾的开发与利用,2.4 南极磷虾酶资源的应用南极磷虾具有活性很高的水解酶，包括蛋白酶、糖分解酶、核酸酶和磷脂酶。这些酶主要集中于南极磷虾头部的消化腺。南极磷虾酶试剂对创伤的清除效果明显，而且已经研制成功的药物对缓解脊柱压力和减轻坐骨神经痛有很好的效果。有专家从南极磷虾从提取了低温酶。研究显示这种低温酶在5条件下对蛋白质的分解速度是正常的胰蛋白酶的分解速度1O倍以上。这一研究可以应用于食品加工和洗涤产业。,小结与展望,1.生存威胁 在冰冷的海水中，南极磷虾的生命长达57年，生长缓慢，2年左右才能长成66.5厘米长的成虾。气候变化对南极磷虾繁衍和生存的影响巨大。在海水温度上升的情况下，南冰洋
16、环绕南极大陆的寒流遇到来自太平洋、大西洋和印度洋的暖流时所产生的上升流可能发生变化，从而影响南极磷虾的繁衍和生存。另外，人类对南极磷虾的需求逐年增加，越来越多的国家开始或扩大对南极磷虾的捕捞。如果南极磷虾捕捞业无序发展，势必造成南极磷虾资源匮乏，危及南极鲸类、鱼类、帝王企鹅等动物的生存，并给南极脆弱的生态系统带来灾难性的后果。,小结与展望,2.研究展望南极磷虾在水产养殖业的利用已经获得了成果。南冰洋的大部份地区都有充足的营养物，但浮游植物却不怎么增加。这个现象称为“南极悖论”。并会在缺乏铁的情况下出现。在研究船上注入相对小的铁，可以引发很大的生长率，并且达至几浬。这些研究期望可以减低因燃烧化石燃料所产生的二氧化碳。南极磷虾在这个过程上是重要的角色，负责收集细小及固有二氧化碳的浮游植物细胞及将之转化为快速下沉的碳物质。我们相信，经过数代人的努力，更有效的利用南极磷虾资源又可为人类供给高价值的生化产物。,小结与展望,Thank You!,
