本文综述水产饲料中的甲壳素酶，可改善昆虫蛋白来源的使用。
虾是甲壳素主要来源之一。
一、甲壳素在水产养殖中的应用前景
甲壳素是甲壳类动物和昆虫外骨骼的组成部分，是一种含氮、不溶于水的聚合物，由于甲壳类动物和软体动物的加工，在水产养殖废物中大量积累。甲壳素酶是一种分解甲壳素的酶，在水产养殖中具有潜在的应用，特别是在将甲壳素转化为可用形式，以及帮助鱼虾消化甲壳素方面。
甲壳素及其衍生物，如：壳聚糖，对水产养殖具有潜在的好处。壳聚糖可以改善鱼虾的生理功能，包括生长、免疫、抗病能力。它可以用作饲料添加剂，以促进许多养殖动物的生长，提高饲料转化率并刺激免疫系统。然而，仍需要广泛的研究来充分了解该领域的功效和潜在应用。
本文将深入的研究分析在水产养殖中使用甲壳素酶的潜在应用、益处和挑战，重点关注其在提高饲料消化率、疾病控制和环境可持续性方面的作用。
二、甲壳素酶增强养分利用率
甲壳素酶将甲壳素水解成可消化的碳水化合物，可用于鱼虾饲料中，从而增加饲料的营养价值。甲壳素酶改善营养吸收的方法之一是将含甲壳素的生物质（例如：海洋生物的废物（如虾头和壳））分解成更简单、有用的成分。）一旦甲壳素被分解成更简单的寡糖，这些分子就会变得更容易被生物利用度，也就是意味着它们更容易被动物的消化道吸收，有助于整体营养吸收。该过程有效地将甲壳素废物转化为可添加到鱼虾饲料中的可用形式，有助于提高营养物质的利用率。
初步研究表明，甲壳素寡糖是甲壳素酶活性的产物，可以作为益生元。它们可以促进有益肠道细菌的生长，进而在营养吸收和整体肠道健康中发挥作用。甲壳素酶可用于病原真菌和有害昆虫的生物防治，因为它作用于甲壳素，甲壳素是其结构的主要组成部分，有助于水产养殖中的疾病预防，因为它有助于控制病原真菌和有害昆虫。
在水产饲料中添加甲壳素酶可以提高甲壳素的消化率，从而提高营养物质的消化率。然而，值得注意的是，随着饲料中甲壳素含量的增加，甲壳素的消化率可能会降低。因此，虽然在饲料中添加甲壳素酶可能会在一定程度上提高消化率，但具体添加量因养殖种类而异。
通过添加甲壳素酶，可以更有效地利用富含甲壳素的饲料原料。这可以减少饲料浪费并提高饲料转化率，改善营养吸收，从而实现更可持续和更具成本效益的养殖行业，此外，使用甲壳素酶有助于避免甲壳素浪费，这是水产养殖中的一个重大环境问题。尽管有这些潜在的好处，但由于各种障碍，包括酶的诱导性、滴度低、生产成本高以及对具有挑战性的环境条件的敏感性，提高微生物甲壳素酶的产量很困难。因此，需要进一步研究优化甲壳素酶在水产养殖中的生产和应用。
三、甲壳素酶在疾病预防和免疫中的作用
据报道，甲壳素酶和甲壳素参与了多种生物体（包括多种鱼虾）针对微生物的宿主免疫反应。在水产养殖中，甲壳素酶可能在疾病预防和增强免疫系统方面发挥重要作用，特别是与昆虫粉结合使用时。
昆虫粉是甲壳素的丰富来源，甲壳素酶可以帮助分解饲料中的甲壳素，从而提高鱼虾的营养吸收，增强其免疫反应。甲壳素酶可以通过降解病原体的几丁质外壳来改善水生动物的免疫反应，这有助于水生动物传染病的预防和控制。
甲壳素酶可以提高水产动物对多种病原体的抵抗力。关于补充甲壳素酶对水生动物的长期影响的研究很少。大多数研究都集中在补充甲壳素酶对生长、存活和免疫反应的短期影响。为了让鱼虾有效利用几丁质，消化道中必须存在甲壳素酶。
四、在水产养殖中使用甲壳素酶的挑战
甲壳素酶具有不同的来源、特性和作用机制，这似乎使优化程序变得复杂，并使改进实际应用的标准化技术变得复杂。这种多样性可能使甲壳素酶在工业和实际应用中的开发和利用变得复杂。虽然有些鱼虾可以消化甲壳素，但也有些鱼虾可能无法有效消化它，这可能会限制甲壳素作为水产养殖营养源的使用。
在昆虫粉中使用甲壳素酶存在一些挑战，主要挑战之一是甲壳素酶对某些类型的甲壳素结构的特异性，这对于不同的昆虫物种可能是不同的。选择一种能够有效降解目标昆虫外骨骼中的甲壳素的甲壳素酶是一项重大挑战。这些挑战源于甲壳素的复杂性质和甲壳素酶的可变性，以及特定的昆虫粉加工考虑因素。选择能够有效降解目标昆虫外骨骼中的甲壳素的甲壳素酶仍然是一个重大挑战。
确定昆虫粉加工中甲壳素酶处理的最佳条件至关重要，但这些条件可能需要根据特定昆虫种类和IM的所需特性进行调整。甲壳素酶的有效性受pH、温度和反应时间等环境因素的影响。研究表明，甲壳素酶处理的最佳条件可能因昆虫种类和几丁质来源而异，考虑IM处理中使用的甲壳素酶的最佳pH范围非常重要。
昆虫粉加工过程中的甲壳素酶处理会影响粉的营养成分，特别是蛋白质和脂质等必需营养素。因此，重要的是确保处理过程保留这些营养物质，同时有效降解甲壳素。这需要仔细优化加工条件，包括：pH值、温度和反应时间。
生产甲壳素酶的成本可能很高，这可能限制其在水产养殖中的使用。寻找一种经济有效的方法来生产甲壳素酶对于水产养殖行业来说非常重要。从实验室规模的实验到大规模昆虫粉生产的甲壳素酶处理涉及到与可扩展性、成本效益和保持各批次质量一致相关的几个挑战。在大规模甲壳素酶生产中，底物甲壳素经过预处理，以提高其对甲壳素酶的可及性，这有助于提高工艺效率。
图1：探索甲壳素酶作为提高昆虫膳食营养价值的潜在解决方案，为研究和应用开辟了新途径。
优化甲壳素酶处理的工艺条件对于大规模生产也至关重要。研究表明，甲壳素酶处理的最佳条件可能因昆虫种类和几丁质来源而异。因此，仔细优化加工条件以确保各批次质量一致非常重要。除了优化处理条件外，考虑甲壳素酶处理的成本效益也很重要，甲壳素酶的生产成本和甲壳素酶的可用性会影响昆虫粉生产的总体成本。
总体而言，正在进行的研究和技术进步旨在克服昆虫粉加工中甲壳素酶处理相关的挑战，并确保昆虫粉在水产饲料中的可持续和有效利用。
五、甲壳素酶生产的最新技术进展
用于水产养殖的甲壳素酶的生产通常涉及微生物发酵和酶纯化过程。微生物发酵是水产养殖应用甲壳素酶商业化生产的关键过程。该过程利用了某些微生物（包括细菌和真菌）的生产甲壳素酶的能力，有助于满足水产养殖业对可持续疾病管理和提高饲料效率日益增长的需求。
1、细菌发酵是商业水产养殖生产甲壳素酶的最重要方法之一。可以产生甲壳素酶的细菌，如：芽孢杆菌和假单胞菌菌株，在专门的生物反应器中培养以产生大量的甲壳素酶。芽孢杆菌属生产的甲壳素酶已被用作收获后生物防治剂，具有甲壳素酶活性的枯草芽孢杆菌分离株可以在生物反应器中培养以产生甲壳素酶。已知产生甲壳素酶并且可以在生物反应器中培养以产生甲壳素酶。与此同时，真菌发酵已被证明是水产养殖中甲壳素酶生产的另一种强有力的策略。产生甲壳素酶的真菌，包括木霉属和曲霉属，在严格控制的条件下培养，以促进甲壳素酶的分泌。
2、基因工程是一种尖端方法，为提高水产养殖甲壳素酶产量提供了巨大潜力。通过基因操作改造微生物，研究人员和生物技术人员可以提高甲壳素酶产量，优化酶特性，并有助于水产养殖作业的可持续性和效率。例如，基因工程可用于提高三文鱼的甲壳素酶产量并优化酶特性。
几种基因工程策略是彻底改变水产养殖甲壳素酶生产的强大工具。它们不仅具有提高甲壳素酶产量的潜力，而且还可以根据特定的水产养殖应用调整酶的特性。然而，必须确保转基因微生物符合安全和监管要求，以确保在水产养殖中负责任地使用这些创新方法。此外，随着水产养殖业的不断扩张和多元化，不断需要发酵技术创新，以提高甲壳素酶生产的成本效率和可扩展性，从而促进这一重要行业的可持续增长。
六、观点
本文综述为研究人员、从业者和利益相关者等提供了有关昆虫饲料的演变及其应用的宝贵见解。它解决了甲壳素和壳聚糖的复杂性，探索了甲壳素酶的作用，并有助于追求可持续和高效的水产养殖实践。
随着水产养殖业积极寻求环保且经济可行的解决方案，了解昆虫粉、甲壳素和壳聚糖之间的相互作用至关重要。潜在的好处，包括改善生长和增强抗病能力，必须与某些鱼虾的饲料消化率相关的挑战进行权衡。
此外，探索甲壳素酶作为提高昆虫膳食营养价值的潜在解决方案，为研究和应用开辟了新的途径。为了充分发挥这种酶的潜力，需要对水产养殖中的甲壳素酶进行全面的了解、严格的研究和战略优化。
总体而言，在水产养殖中使用甲壳素既有潜在的好处也有缺点，其有效性可能取决于鱼虾种类和生长阶段，但需要进一步研究以充分了解其应用并优化其使用。
