虾青素在水产观赏鱼领域应用

如果鱼儿会说

话――它一定会说：我也

要吃天然的虾红素！

天然虾红素――鱼吃的保健化妆品。

为什么养观赏鱼？

咱养观赏鱼是为了什么？对一般的老百姓

来说，就是为了休闲娱乐，观赏、好看、好玩。

但谁都知道鱼儿本身是不能合成鲜艳色彩，必须

从食物中获得，因此，观赏鱼粮变得很关键，它

不同于普通经济鱼的鱼粮，其扬色和保健功能意

义远超过促进其生长的意义，扬色和保健成份在

观赏鱼粮中的成本也是占较大部分，这就需要咱

们观赏鱼粮的生产企业和养殖场改变过去传统

观念，科学地调整配方以适应观赏鱼玩家的需

要。右图显示60PPM纯天然虾红素（左旋反式

酯化虾青素）7天后的表现（各种颜色增艳）。

鱼儿怎样获得健康鲜艳的色彩？――左旋反式酯化的虾红素

我国的鱼粮生产企业做了很多研究，取得了一定的成效，但效果不是十分理想，作为观赏鱼在自然界本身是存在的，它们食用天然食物就可以获得健康体魄、持久的鲜艳的色彩。众所周知：在自然界，观赏鱼吃什么？虾和浮游生物。虾吃什么？藻类。因此虾和藻类是它们最好的食物，鱼从虾体内就能获得足量的天然虾红素和蛋白质维生素等营养物质，持久保持鲜艳的色彩。从下面表中我们可以看到自然状态下，食物链中的虾红素的含量。

TABLE 1 - NATURAL SOURCES OF ASTAXANTH（虾红素的天然来源）

TABLE 1（源于）

Astaxanthin natural source Astaxanthin concentration(ppm)

Salmon s（三文鱼）5

Plankton（浮游生物）60

Krill(虾) 120

Arctic shrimp（北极虾）1200

作为观赏鱼主要食物的虾，体内虾红素的含量就是80-120PPM,也就是说食物（鱼粮）中120ppm的虾红素对观赏鱼来说已经是足够了，模拟鲜虾的营养结构来制造鱼粮毫无疑问是最科学的,这是千年进化的结果，但在过去的实践中我们每吨饲料加了3-4kg巴斯夫（BASF）虾

红素（含量10%）添加剂，算起来就是300-400PPM（克/吨），但扬色效果仍然不十分理想，而且经过一段时间后出现掉色现象，且只显红色，这到底是为什么呢？

对于上述问题，科学界早就探索清楚了。原来，虾红素和自然界的其他物质一样存在同分异构现象，也就是说同样是虾红素，分子式都是C40H52O4，但由于其空间、几何结构、酯化状态不一样，其生理功能、在鱼体组织间的分布、与蛋白结合的程度以及代谢速度都会大不一样。从以下几个方面来阐述：

1.虾红素存在立体异构和几何异构体两种状态（如下图示）。

从下图可以看出由于其分子两端的羟基（－OH）空间结构不一样，存在（3S,3’S）左旋，（3R,3’S）消旋，（3R,3’R）右旋三种空间异构体。

藻源的天然虾红素与虾体内的虾红素是完全一致的，100%都是（3S,3’S）左旋，无论是巴斯夫（BASF）还是帝斯曼（DSM）合成虾红素都是混合物状态的虾红素，三种含量的比例分别是（3S,3’S）：（3R,3’S）：（3R,3’R）＝1:2:1，红法夫酵母菌虾红素主要是（3R,3’R）结构，也就是说合成虾红素只有25%和虾体内的虾红素是一致的。

在性成熟期，水产动物的皮肤、鱼鳞和卵巢主要分布的异构体是左旋（3S、3’S）异构形态虾红素，少部分（3R、3’R）异构形态，极少或者没有（3R、 3’S）异构形态；（3R、3’S）虾红素是没有生物活性的，也就是说没有抗氧化活性，（3R、3’R）有部分生物活性，只有（3S、 3’S）异构形态才具有强抗氧化活性。

无论是帝斯曼（DSM)还是德国巴斯夫（BASF)合成的虾红素，其中只有25%是（3S、3’S）异构形态，天然藻源的虾红素则100%是（3S、3’S）异构形态,因此如果说合成 虾红素是10%含量的，其中只有2.5%会分布并沉积在鱼的皮肤、鱼鳞组织中。这就解释了为什么在观赏鱼饲料中使用合成虾红素即使达到了300-400PPM仍然扬色并不理想的问题，因为实际上只有

1/4沉积在了鱼的皮肤和鱼鳞。

由于分子内两个碳原子间形成的双键（C=C）导致不能旋转，形成了顺式和反式的几何异构体形态。俗称就是E和Z结构（即反式E顺式Z），随着顺式反式脂肪酸的宣传，民众对之有所了解。几何异构体主要影响的是虾红素吸收，全Z结构是不能被动物吸收利用的，FDA已经禁止顺式称虾红素上市。现在随着合成技术水平的提高，合成虾红素绝大部分也是E结构，天然的虾红素98%都是全E结构。

上述这些异构形态，通过磁共振扫描监测可以看得很清楚，而且在动物体内这些异构形态是不能相互转化的，当今的合成技术已经解决了几何异构体的问题，但全球还没有能力解决立体异构体的问题。这也就决定了天然产品可以部分被合成替代，但还不可能被完全替代。(3S,3’S)左旋反式虾红素无论从生物学功能以及在鱼不同组织间分布都是其他异构体不可替代的。

2.虾红素酯化与游离态差异

由于虾红素分子两端的两个羟基（－OH）是可以被酯化的，这就形成了单酯、双酯和游离态的差异，其酯化基团是虾红素与鱼鳞皮蛋白质结合的桥梁，没有这个桥梁虾红素就不能与蛋白质结合。藻源虾红素（20%双酯75%单酯5%游离），合成虾红素100%是游离的。从下图用有机溶媒提取不同来源的虾红素跑电泳（薄层层析）的图片看的比较清楚。

上图看出藻源虾红素与虾体内的虾红素基本是一致的，而酵母和合成虾红素则完全不同。

游离与酯化状态主要影响虾红素在动物体内的稳定性、与蛋白结合的程度和代谢的速度。游离的虾红素很难与蛋白结合，因此只能呈现红色，不能呈现白、蓝、黑等颜色，同时更加容易被代谢排除。这就解释了为什么合成虾红素即使有25%是（3S、3’S）异构形态，会分布在鱼的皮肤和鱼鳞，但如果不及时补充的话，会很快代谢掉，因此导致鱼儿皮肤褪色。很