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海鯛--蝦青素(astaxanthin又名蝦紅素)的發現

 

天然色素――蝦青素(ASTA又名蝦紅素)

 

   日本、中國、韓國及其他國家的魚民飼養顏色鮮艷的海鯛,主要是"紅海鯛"Chrysophrys major)和"日本海鯛"Pagrus major),這些珍貴的魚具有深桔紅色,由飼料中類胡羅卜素沉積所致。

   
海鯛的天然飼料包括富含類胡羅卜素的小甲殼類,但是人工飼養的海鯛以及鮭魚、鱒魚、蝦等類胡羅卜素通常來源于磷蝦粉和貝殼類副產品,然而大多數植物和一些微生物能夠產生類胡羅卜素,例如水藻Haematococcus就是最有用的類胡羅卜素(蝦青素)的最集中的來源。Todd Lorenz博士指出,蝦青素ASTA又名蝦紅素)是鮭、鱒魚的鮮粉紅色和蝦及龍蝦微紅色的主要色素。根據他多年研究結果認為類胡羅卜素是水生動物的必需營養物質,在其飼糧中的添加量至少不能低于10mg/kg

   
類胡羅卜素(蝦青素)的生理功能不僅限于色素沉積,例如在鮭魚蝦青素能夠防止肌肉中的脂肪過氧化,似乎還有調節維生素EA和視黃醇代謝的作用。挪威營養學家R.Christiansen等在90年代中期確定了蝦青素是大西洋鮭魚的必需維生素,其在飼料中的最低水平約為5.1mg/kg×10-6。早在1965Lorenz博士就描述了日本水產養殖者發現人工飼養海鯛顏色的消失是由于人工飼糧中缺乏蝦青素所致。人工飼養而不添加蝦青素的海鯛,其類胡羅卜素含量僅為同類野生魚的5%,由于攝入不足,代謝降解及排泄而使肌肉和皮肢失去類胡羅卜素。日本研究人員分析了野生海鯛的胃內容物,發現有Squilla oratoria及其他小型貝殼類,它們為海鯛提供必需的蝦青素。有興趣的是飼糧中的類胡羅卜素如β-胡羅卜素、葉黃素、canthaxanthin及玉米黃質均不能轉化為蝦青素,因此為了獲得微紅色素的沉積必須在飼料中提供蝦青素。

   
海鯛皮膚中的蝦青素(ASTA又名蝦紅素)是以酯的形式存在的,脂肪酸與環狀結構的一端或兩端結合,此種類胡羅卜素色素分布于皮膚內的各部分。Lorenz博士指出,磷蝦和其他貝殼類以及藻類Haematococcus中的蝦青素也主要以酯的形式存在。與此相反,在鮭、鱒魚類及大西洋魚肌肉中的蝦青素則是以游離形式存在。日本一家公司測定了藻類Haematococcus產生色素的能力,結果表明飼喂100天后海鯛皮膚中類胡羅卜素從1.71×10-6增加至7.9μg/cm3。另外一些日本研究者研究了不同來源蝦青素的飼喂效果,在飼喂游離蝦青素的一組魚中,一個月皮膚中類胡羅卜素含量即得到改善,但達到某一飽和點時便不再增加。在喂蝦青素酯時,兩個月后其類胡羅卜素含量比喂游離蝦青素組高1.7倍,分別為13.23mg/kg7.90mg/kg。這說明酯型蝦青素對皮膚色素沉積更有效。

   
日本學者分別用含有β-胡羅卜素玉米黃素葉黃素canthaxanthin、游離蝦青素和蝦青素酯的飼糧飼喂紅海鯛,結果表明飼喂β-胡羅卜素或canthaxanthin引起皮膚類胡羅卜素水平下降。其他各組飼喂總量玉米黃素21.4mg、葉黃素21.4mg、游離蝦青素18.5mg,總類胡羅卜素累計蓄積量分別為482.1μg256.2μg235.5μg。而飼喂蝦青素酯僅9.68mg,總類胡羅卜素蓄積量即達542.0μg。這表明ASTA蝦青素酯用量僅為游離蝦青素的一半,而其類胡羅卜素蓄積量比游離蝦青素組高2.3倍。海鯛飼料中蝦青素一般來自貝殼類廢棄物、酵母(Phaffia rhodozyma)或化學合成蝦青素。貝殼油及粉含蝦青素一般低于1000mg/kg,為了能有效地沉積色素,在飼料中需要添加10%-25%。貝殼類含水分、灰分及幾丁質較多,限制了它的應用。Phaffia rhodozyma僅能產生游離蝦青素,濃度約為20004000mg/kg,對海鯛色素沉積效果不佳。藻類Haematococcus含有蝦青素酯,含量為15000mg/kg以上,對水生動物具有重要營養價值。

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