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海鲷--虾青素(astaxanthin又名虾红素)的发现

 

天然色素――虾青素(ASTA又名虾红素)

 

   日本、中国、韩国及其他国家的鱼民饲养颜色鲜艳的海鲷,主要是"红海鲷"Chrysophrys major)和"日本海鲷"Pagrus major),这些珍贵的鱼具有深桔红色,由饲料中类胡罗卜素沉积所致。

   
海鲷的天然饲料包括富含类胡罗卜素的小甲壳类,但是人工饲养的海鲷以及鲑鱼、鳟鱼、虾等类胡罗卜素通常来源于磷虾粉和贝壳类副产品,然而大多数植物和一些微生物能够产生类胡罗卜素,例如水藻Haematococcus就是最有用的类胡罗卜素(虾青素)的最集中的来源。Todd Lorenz博士指出,虾青素ASTA又名虾红素)是鲑、鳟鱼的鲜粉红色和虾及龙虾微红色的主要色素。根据他多年研究结果认为类胡罗卜素是水生动物的必需营养物质,在其饲粮中的添加量至少不能低于10mg/kg

   
类胡罗卜素(虾青素)的生理功能不仅限于色素沉积,例如在鲑鱼虾青素能够防止肌肉中的脂肪过氧化,似乎还有调节维生素EA和视黄醇代谢的作用。挪威营养学家R.Christiansen等在90年代中期确定了虾青素是大西洋鲑鱼的必需维生素,其在饲料中的最低水平约为5.1mg/kg×10-6。早在1965Lorenz博士就描述了日本水产养殖者发现人工饲养海鲷颜色的消失是由于人工饲粮中缺乏虾青素所致。人工饲养而不添加虾青素的海鲷,其类胡罗卜素含量仅为同类野生鱼的5%,由于摄入不足,代谢降解及排泄而使肌肉和皮肢失去类胡罗卜素。日本研究人员分析了野生海鲷的胃内容物,发现有Squilla oratoria及其他小型贝壳类,它们为海鲷提供必需的虾青素。有兴趣的是饲粮中的类胡罗卜素如β-胡罗卜素、叶黄素、canthaxanthin及玉米黄质均不能转化为虾青素,因此为了获得微红色素的沉积必须在饲料中提供虾青素。

   
海鲷皮肤中的虾青素(ASTA又名虾红素)是以酯的形式存在的,脂肪酸与环状结构的一端或两端结合,此种类胡罗卜素色素分布于皮肤内的各部分。Lorenz博士指出,磷虾和其他贝壳类以及藻类Haematococcus中的虾青素也主要以酯的形式存在。与此相反,在鲑、鳟鱼类及大西洋鱼肌肉中的虾青素则是以游离形式存在。日本一家公司测定了藻类Haematococcus产生色素的能力,结果表明饲喂100天后海鲷皮肤中类胡罗卜素从1.71×10-6增加至7.9μg/cm3。另外一些日本研究者研究了不同来源虾青素的饲喂效果,在饲喂游离虾青素的一组鱼中,一个月皮肤中类胡罗卜素含量即得到改善,但达到某一饱和点时便不再增加。在喂虾青素酯时,两个月后其类胡罗卜素含量比喂游离虾青素组高1.7倍,分别为13.23mg/kg7.90mg/kg。这说明酯型虾青素对皮肤色素沉积更有效。

   
日本学者分别用含有β-胡罗卜素玉米黄素叶黄素canthaxanthin、游离虾青素和虾青素酯的饲粮饲喂红海鲷,结果表明饲喂β-胡罗卜素或canthaxanthin引起皮肤类胡罗卜素水平下降。其他各组饲喂总量玉米黄素21.4mg、叶黄素21.4mg、游离虾青素18.5mg,总类胡罗卜素累计蓄积量分别为482.1μg256.2μg235.5μg。而饲喂虾青素酯仅9.68mg,总类胡罗卜素蓄积量即达542.0μg。这表明ASTA虾青素酯用量仅为游离虾青素的一半,而其类胡罗卜素蓄积量比游离虾青素组高2.3倍。海鲷饲料中虾青素一般来自贝壳类废弃物、酵母(Phaffia rhodozyma)或化学合成虾青素。贝壳油及粉含虾青素一般低于1000mg/kg,为了能有效地沉积色素,在饲料中需要添加10%-25%。贝壳类含水分、灰分及几丁质较多,限制了它的应用。Phaffia rhodozyma仅能产生游离虾青素,浓度约为20004000mg/kg,对海鲷色素沉积效果不佳。藻类Haematococcus含有虾青素酯,含量为15000mg/kg以上,对水生动物具有重要营养价值。

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