虾青素在对虾中的研究进展e
饲料中虾青素对凡纳滨对虾雌虾肝胰腺脂代谢和卵巢发育的影响
饲料中虾青素对凡纳滨对虾雌虾肝胰腺脂代谢和卵巢发育的影响吴亚顺;徐斌;刘嘉欣;罗智;宋玉峰【期刊名称】《水生生物学报》【年(卷),期】2024(48)1【摘要】研究旨在探讨不同虾青素水平对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)雌虾肝胰腺脂代谢和卵巢发育的影响。
实验设计了4种不同虾青素含量(0、40、80和120 mg/kg)的等氮等能饲料,并进行了30d的投喂试验。
结果显示,与对照组相比,80 mg/kg组显著提高雌虾增重率、性腺指数和平均产卵量(P<0.05),而在120 mg/kg组中无显著影响(P>0.05),并伴有肝胰腺萎缩现象。
添加80 mg/kg虾青素能显著增加T-AOC活性和T-SOD含量(P<0.05),提高雌虾抗氧化能力。
添加80 mg/kg虾青素还能显著降低肝胰腺中SFA的含量(P<0.05),显著提高MUFA、EPA和ARA的含量(P<0.05),降低雌虾肝胰腺中fas和srebp1的表达(P<0.05),并提高fabp1和fatp的表达(P<0.05)。
通过对卵巢组织进行转录组分析发现,差异表达基因主要涉及“类固醇激素合成”“甘油磷脂代谢”“谷胱甘肽代谢”等途径。
此外,与对照组相比,80 mg/kg组在gls、pla2和mfe等氨基酸代谢和类固醇激素合成相关基因表达量显著上调(P<0.05),而在120 mg/kg组显著下调(P<0.05)。
综上所述,研究表明,在凡纳滨对虾雌虾饲料中添加80 mg/kg虾青素,能减少脂肪酸合成和沉积,促进脂肪酸的吸收转运;更能够促进雌虾性腺发育及相关基因表达,提高雌虾繁殖性能。
【总页数】10页(P99-108)【作者】吴亚顺;徐斌;刘嘉欣;罗智;宋玉峰【作者单位】华中农业大学水产学院;广东海大集团股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】S966.1【相关文献】1.切除眼柄对凡纳滨对虾亲虾卵巢、肝胰腺、血清生化组成的影响2.饲料中添加虾青素对凡纳滨对虾生长、存活和抗氧化能力的影响3.实时荧光定量PCR检测凡纳滨对虾和罗氏沼虾卵黄蛋白原mRNA在卵巢和肝胰腺中的表达4.饲料中添加芽孢杆菌组分对凡纳滨对虾幼虾生长、能量代谢和抗WSSV能力的影响5.虾青素对凡纳滨对虾亲虾繁殖性能、抗氧化能力和免疫功能的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
虾类加工副产物制备虾青素的研究进展
的虾 类 总产量 达 2 5 0×1 0 t 以上 , 占世 界 总产 量
的3 7 % 。居 世 界 首 位 。其 中 ,以 虾 仁 为 主 的 加
1 虾 类加 工 副产 物 中虾 青 素 的提 取
当前天 然虾 青素 的提取 来源 主要 有海 洋 甲壳
类 动物 、雨 生红 球藻 等藻类 和红 法夫 酵母 等微生
素 J ,或是如虾 、蟹等 甲壳类海产动物能把摄
取 的类 胡 萝 卜 素 转化 为虾 青素 J 。在 利用 虾类
加 工 副产 物提取 天然 虾青 素 的技 术工 艺 中 ,主要 有利用 虾壳 提取 虾青 素和 通过 甲壳 素生产 废水 提 取 虾青 素两 种方 法 。
1 . 1 利用 虾壳提 取 模 化制 备 天然虾 青 素 的技
术 方法 。
收 稿 日期 :2 0 1 3— 0 8—1 2 资助项 目:福建省属公 益类科研 院所基本科研专项. 作者简 介:胡婷婷 ( 1 9 8 8一) ,女 ,硕士研究生 ,研究方 向 :食 品加工理论 与应用.
其具 有 的显 著抗 氧化性 能 、抗 癌作 用 、预 防动脉
目前 ,从虾 壳 中提取 天然虾 青 素主要 有碱 提 法 、油 溶 法 、有 机 溶 剂 法 及 超 临 界 C O 萃 取
等 几 种方 法 。
硬化 、维 护 中枢 神 经 系 统 、促 进 生 长 繁 殖 等 功 效[ 2 ] 。因此 ,虾 青 素 在 高 级 营 养 保 健 品 、医 药
工创 造 了 巨大 的经 济效 益 ,但加 工过 程 中产生 的 大量 虾头 、虾 壳 、虾尾 等 副产物 未得 到有 效 的高 值化 利 用 。近年来 ,关 于来 源 于虾类 的 虾青素 研
饲料中添加虾青素对斑节对虾生长和免疫指标的影响
饲料中添加虾青素对斑节对虾生长和免疫指标的影响温为庚;林黑着;吴开畅;杨其彬;黄建华;江世贵【摘要】虾青素以不同质量分数(0,10,20,40,80,160 mg·kg-1)添加到斑节对虾Penaeus monodon的饲料中投喂30 d,研究虾青素对斑节对虾[初始体质量(1.32±0.03)g]生长、存活和免疫指标的影响.结果显示:虾青素可提高斑节对虾的存活率,但无明显规律性;而增质量率和特定生长率,实验组和对照组间差异显著(P<0.05);就终末均质量而言,实验组与对照组差异显著(P<0.05),但实验组之间无显著差异(P>0.05);虾青素可提高斑节对虾酚氧化酶(PO)的活力,除10 mg·kg-1和20 mg·kg-1组外,其余实验组与对照组差异显著(P<0.05),但对碱性磷酸酶(ALP)、过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)的活力无显著影响.以增重率、特定生长率和酚氧化酶(PO)活力为参考指标,虾青素适宜添加量为40~80 mg·kg-1.%The astaxanthin was added to the feed of black tiger shrimp Penaeus monodon (initial body weight (1.32±0.03) g) with different levels (0, 10, 20, 40, 80 and 160 mg·kg-1) for 30 days, which aim to determine the effects of astaxanthin on growth, survival and immunological parameters. The results show that astaxanthin increased the survival rate , but did not get regularization; weight gain rate and the specific growth rate (SGR), which were significantly higher in the experimental groups than the control one (P < 0. 05 ); on the final body weight gain, were significantly difference in the experimental groups than the control ( P < 0. 05 ), but not significantly difference between the experimental groups ( P > 0. 05 ); astaxanthin significantly increased the activity of phenoloxidase (PO) in the shrimp serum ( P <0. 05 ) except for 10 and 20 mg·kg-1 groups , but did notsignificantly influence the activity of peroxidase (POD), Superoxide dismutase (SOD) and alkaline phosphatas (ALP) in the shrimp serum. Based on weight gain rate, specific growth rate (SGR) and phenoloxidase (PO) capability, supplement of astaxanthin may be 40 ~80 mg·kg-1.【期刊名称】《中山大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(050)003【总页数】3页(P144-146)【关键词】虾青素;斑节对虾;存活率;特定生长率;免疫指标【作者】温为庚;林黑着;吴开畅;杨其彬;黄建华;江世贵【作者单位】中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,广东广州510300【正文语种】中文【中图分类】S963.16虾青素(astaxanthin),又名虾黄质、虾黄素,在医药、化妆品、保健品中有广泛的用途。
虾青素的功能及国内研究进展
虾青素的功能及国内研究进展作者:刘艳冯印李佳来源:《农业与技术》2013年第07期摘要:虾青素的化学名称为3,3′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素,是一种红色素,可以赋予观赏鱼、三文鱼、虾和火烈鸟粉红的颜色。
其化学结构类似于β-胡萝卜素。
虾青素是类胡萝卜组的一种,也是类胡萝素合成的最高级别产物。
本文主要介绍工业上天然虾青素的功能及国内外研究进展。
关键词:虾青素;功能应用;国内外研究进展中图分类号:Q562 文献标识码:A虾青素(astaxanthin)是一种次要的类胡萝卜素,它具有较强的抗氧化性,也被报道称对人体有益,广泛地应用于食品,化妆品和制药行业[1],虾青素在促进抗体产生、增强动物的免疫功能、抗氧化、淬灭自由基的产生方面起着重要的作用。
抗氧化剂可以消灭人体内的自由基,不但可以缓解衰老、神经系统疾病、心血管疾病等,甚至可以防止这些疾病的发生。
由于这些好的疗效及其无毒害的特点,虾青素一定会在生活中普遍应用,故此进行研究与检测。
目前市场上的虾青素主要是人工合成的产品,利用微藻生产虾青素还存在一些技术性难题。
但是随着人们对天然产品的逐渐认可和微藻生物技术的不断进步,大规模培养红球藻商业化生产天然虾青素是一种很有开发前景的产业。
1 虾青素在化妆品中的应用虾青素作为自然界中最强的抗氧化维生素,具有“超级维生素E”的美誉,其抗氧化活性是维生素E的550倍,能够有效的保护皮肤免受紫外线(UVA,UVB)的损害,在皮肤受到光照时消耗腐胺,作为潜在的光保护剂,用于阻止皮肤光老化防止诱发皮肤癌。
其超强的消灭自由基的能力,可以防止皮肤细胞受到自由基的损伤,减少皱纹及雀斑的产生。
虾青素除了具有许多药用和添加剂用途外,现阶段作为新型化妆品原料以其优良的特性广泛应用于膏霜、乳剂、唇用香脂、护肤品等各类化妆品中。
2 在饲料工业上的应用蛋鸡饲料中加入2.95%的红法夫酵母,蛋黄的最大吸光度从571nm提高到593nm,而加入10.85%的黄玉米时,仅提高到575nm。
虾壳中虾青素的提取实验报告
虾青素(Astaxanthin),即3,3’-二羟基-4,4’-二酮基-β,β’-胡萝卜素,分子式为C40H52O4,相对分子质量为596,其结构式如下(其中R= CH3)。
呈鲜红色,在水生动物、鸟类羽毛及植物叶、花、果中广泛存在,具有极强的抗氧化、抗癌变、增强免疫作用的功能。
一虾青素的生理功能虾青素可淬灭单线态氧,清除自由基,阻止脂质过氧化,保护机体免受伤害, 预防癌症发生,还能促进人体免疫球蛋白的产生,具有更高的免疫调节活性。
研究表明,虾青素具有抗氧化活性的类胡萝卜素,虾青素的抗氧化性比β-胡萝卜素高约10倍,比维生素E高约500倍。
虾青素已被认为是“超级维生素E”。
体外细胞培养试验研究虾青素对鼠免疫活性细胞的繁殖及功能的影响,结果显示虾青素比裸藻酮和β-胡萝卜素具有更高的免疫调节活性。
最新研究表明,虾青素具有比β-胡萝卜素更强的抑制癌变的能力。
二虾青素的商业开发由于动物本身不能够合成虾青素,而且绝大部分动物也不能把其他类胡萝卜素转化成虾青素,因此必须从食物中摄取虾青素。
目前虾青素已经在美国被批准为食品添加剂,并且在三文鱼的养殖中得到了很好的应用。
现在市场上虾青素的售价很高,单价达2000-2500美元每公斤(虾青素含量3%),而虾青素软胶囊每瓶140元,每瓶虾青素总量为360mg。
在2000年,虾青素的市场容量估计就已经达到了每年2亿美元。
因此进一步研究虾青素对人体的作用,开发相关的保健品和保健化妆品,则可以扩大天然虾青素的应用范围和市场。
三虾青素的来源虾青素主要有两种生产方式,即化学合成和天然提取。
一)化学合成虾青素化学合成法要经过多步化学和生物催化反应才能完成,其化学合成的前体物质为(S-3-乙酸基-4-氧代-β-紫罗酮,它是不同的微生物对(R)萜烯醇醋酸盐不对称水解,经过萃取,反流分布及重结晶等技术处理而得到产物。
人工合成的虾青素大多为顺式结构,而生物体合成的虾青素大多为反式结构。
动物体对人工合成的虾青素吸收能力较弱,而且人工合成的虾青素的着色能力和生物效价远比天然虾青素低。
虾青素的生物活性及应用的研究进展
1572021年12月下 第24期 总第372期学术研究China Science & Technology Overview0.引言虾青素(Astaxanthin)是一种在自然界中广泛存在的酮式类胡萝卜素,化学名称为3,3'-二羟基-4,4'-二酮基-β,β′-胡萝卜素,分子式为C 40H 52O 4,相对分子质量为596.86,分子结构式见图1[1]。
虾青素不溶于水,易溶于苯、丙酮和二硫化碳等有机溶剂,呈现橙红色[2]。
目前,虾青素的天然来源主要有雨生红球藻、红法夫酵母、鲑鱼和磷虾[3]。
虾青素分子结构中的共轭双键长碳链和羟基与酮基形成的α-羟基酮六元环,使虾青素比其他类胡萝卜素更易与自由基和活性氧发生反应,发挥抗氧化作用[4]。
虾青素的抗氧化活性是β-胡萝卜素的50倍、维生素E 的500倍,有“超级抗氧化剂”之称,对延缓由光化学造成的皮肤老化效果较好,因此在化妆品行业中市场广阔[3]。
近年来的研究表明,虾青素在预防心血管疾病、抗癌和提高机体免疫力等方面能发挥重要作用,被应用于医药和保健品行业中[6]。
1.虾青素的主要生物活性1.1 抗氧化生物体内过量的自由基和活性氧可通过链式反应引起蛋白质、脂类氧化和DNA 损伤,并诱发心血管疾病、肝病和癌症等[5]。
袁磊等[6]的研究结果表明不同类胡萝卜素清除羟基自由基的能力依次为:虾青素>叶黄素>β-胡萝卜素>番茄红素。
虾青素的共轭双键能将自由基捕获至细胞膜,α-羟基酮环能清除膜内外侧的自由基和活性氧[5]。
Liu [7]等将虾青素添加至饲料中喂养黄鲶鱼后,发现鱼肝脏中的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性均升高。
李峰等[8]通过对高强度运动诱导的肾功能损伤小鼠补充虾青素实验的研究,发现虾青素能提高小鼠肾脏SOD 和血红素加氧酶-1活性。
1.2 抗炎虾青素有助于修复损伤组织,杀死入侵微生物,表现出较强的抗炎性[6]。
饲料中添加虾青素对凡纳滨对虾的影响及作用机理的开题报告
饲料中添加虾青素对凡纳滨对虾的影响及作用机理
的开题报告
题目:饲料中添加虾青素对凡纳滨对虾的影响及作用机理的研究
一、研究背景
凡纳滨对虾是一种重要的经济水产养殖虾种,但是随着水产养殖业
的发展和环境污染的加剧,对虾养殖遭遇了很多困扰,如养殖密度大、
病害防治难度高等问题。
如何提高对虾的免疫力和增强对虾的抗病能力,是对虾养殖领域研究的热点问题。
虾青素是一种红色甲壳色素,具有很强的抗氧化和免疫增强作用。
近年来研究表明,饲料中添加虾青素能够提高养殖动物的免疫功能和抗
氧化能力,减少病害发生率,从而提高养殖效益。
二、研究目的
本研究旨在探讨饲料中添加不同浓度虾青素对凡纳滨对虾生长和免
疫功能的影响,探究其作用机理。
三、研究方法
1. 实验动物:选择健康的凡纳滨对虾为实验动物。
2. 实验设计:将实验组分为对照组和三个处理组,分别添加不同浓
度的虾青素。
3. 实验内容:记录对虾的生长情况、免疫指标监测及相关代谢指标
监测,并结合组织学检查,探究虾青素的作用机理。
四、研究意义
本研究可以为虾类养殖业提供一种新的抗氧化和免疫增强方法,并
为研究虾青素的功能机理提供一定的参考。
同时,该研究对于推广虾青
素在虾类养殖中的应用具有一定的指导作用。
从虾壳中提取虾青素工艺及其生物活性应用研究进展
用,发现虾青素具有极强的抗癌作用。Tanaka 等[20,2t J通过动物实验观察到虾青素对口腔癌和 膀胱癌有预防作用。研究小组在小鼠饮水中加入
250 mg/kg
N-丁基Ⅳ.(4.羟丁基).亚硝胺(OH.
ms/ks
BBN)持续20 w,间隔1 W后饮水中加入50
虾青素,再持续20 w,发现虾青素组膀胱癌发生 率显著降低。在用硝基喹啉一1.氧化物诱发大鼠 口腔癌的类似实验中,观察到虾青素能显著降低 口腔肿瘤的发生率。Gradelet等旧J研究了虾青素 等类胡萝b素对小鼠肝癌的影响,研究结果表明 虾青素和p一胡萝卜素在抑制肝癌方面有显著效 果。Savoure等∞J通过裸鼠表皮实验说明虾青素 抑制肿瘤发生的效应在于对肿瘤增殖的抑制。
2.3.1
质和虾青素混合物的回收率达到89.1%。然后 采用酸性蛋白酶和中性蛋白酶对蛋白质进行酶 解,同时分离获得虾青素。赵仪等【3lJ以大明虾虾 仁加工废弃物为原料,利用木瓜蛋白酶对其进行 水解提取虾青素。研究结果表明,酶解最适条件 为:温度44.5
oC、pH 5.51、时间92.6
min、加酶量
mg/kg时鱼苗死亡率达到50%。T0rrissen协J发
现,成年鲑、鳟鱼类之所以在某些特定水域中不能 繁衍后代,就是因为他们产的卵子中以及鱼苗体
这一特性进行的。该方法所用的油脂主要为可食 用油脂类,最常见的是大豆油,也有用鱼油如步鱼
万方数据
第3l卷第2期
刘宏超等:从虾壳中提取虾青紊工艺及其生物活性应用研究进展
1.30%。该条件下,湿虾壳总类胡萝b素释放率 为63.059},g/g,比直接用有机溶剂提取方法释放 率提高19.879%。
2.4.3
复合工艺提取虾青素
单罐多次重复萃取:将试样放入匀浆器
天然色素虾青素的研究进展
天然色素虾青素的研究进展一、虾青素的结构和特性虾青素(Astaxanthin)是发现于某些水生动物体内的一种类胡萝卜素,又名虾黄素,化学名称为3,3′2 二羟基24,4′2 二酮基2β,β′2 胡萝卜素,分子式为C40H52O4,相对分子质量为596。
虾青素的色泽为粉红色,不溶于水,易溶于大部分有机溶剂,在酸、氧、高温及紫外光条件下均不稳定,易氧化降解。
二、虾青素的生物活性功能1.显著的抗氧化功能虾青素的重要性质在于它的抗氧化性,它是一种优良的抗氧化剂,在猝灭自由基方面起着重要的作用。
在虾青素分子中,有很长的共轭双键、羟基和在共轭双键链末端的不饱和的酮基,其中羟基和酮基又构成α2羟基酮。
这些结构都具有比较活泼的电子效应,能向自由基提供电子或吸引自由基的未配对电子。
可见虾青素的结构特点使其极易与自由基反应而清除自由基,起到抗氧化作用。
一些研究者的研究证明了虾青素所具有的优异的生物学功能,诸如抗氧化、代维生素A活性等。
2.抗癌作用虾青素具有很强的抗癌作用。
有人研究了虾青素等类胡萝卜素对黄曲霉毒素B1 引发肝致癌作用的影响,发现虾青素、β-胡萝卜素及3-甲基胆蒽在降低肝癌病灶的数目和小方面效果显著,而番茄红素和过量V A 无效。
给由二乙基亚硝胺(DEN)或α-硝基丙烷引发肺肿瘤的鼠喂饲3或4周的虾青素,可显著降低肺肿瘤病灶的大小与数目。
3.增强免疫作用科学家研究了虾青素和β-胡萝卜素对小鼠淋巴细胞体外组织培养系统的免疫调节效应,结果表明免疫调节作用与有无V A 活性无关,虾青素表现出更强的免疫调节作用。
4.显著的着色作用虾青素是类胡萝卜素合成的终点,它进入动物体后可以不经修饰或生化转化而直接贮存在组织中,使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色(与“瘦肉精”不同),使禽蛋及禽的羽毛、皮肤、脚、项均呈现健康的金黄色或红色。
釜田忠等人1990年在虹鳟鱼饲料中添加含0.1%虾青素的金盏花花瓣的提取物时发现:不仅鱼的表皮磷甲变为黄色,而且肌肉中虾青素的含量也增加了。
虾青素生物合成代谢工程研究进展
虾青素生物合成代谢工程研究进展虾青素是一种具有极强生物抗氧化性的酮式类胡萝卜素,在医药、食品、化妆品等方面有着极广阔的应用前景。
目前生物技术法为虾青素的主要生产方法。
本文以虾青素生产所涉及的关键酶、代谢途径及其改造为对象,系统综述了虾青素生产所涉及的代谢工程技术及其最新研究进展,并探讨了将来的发展前景。
标签:虾青素;代谢工程;进展虾青素是一种非维生素A源的酮式类胡萝卜素。
近年来的药理学和生理学研究发现虾青素具有极强的生物抗氧化性,此外,还具有促进抗体产生、增强免疫力以及抗紫外线辐射等作用,因而在医药、食品、水产业、化妆品等方面有着广阔的应用前景。
目前,虾青素的生产方法主要有化学合成法、虾壳类提取、生物技术法。
由于化学合成工艺复杂,而且虾壳类废弃物中虾青素的含量低,因此生产成本均较高。
生物技术法研究最广泛的是利用红发夫酵母和雨生红球藻生产虾青素,其研究大量集中在高产菌株的选育、廉价培养基的利用、培养条件的优化和产物提取等方面,近几年来,如何通过代谢工程提高生物合成虾青素逐渐成为研究热点。
由于虾青素在生物体内合成的主要化学途径及代谢过程已基本上被详细描述,且编码虾青素合成路线中不同酶的基因已经从细菌、植物、藻类和真菌的细胞中克隆出来[1],这为采用代谢工程技术构建工程菌种和优化虾青素合成代谢网络提供了基础。
目前国内外已有研究者开始采用代谢工程手段进行虾青素菌种的构建和代谢途径的调控,并取得了较大的进展,本文对此进行了综述,并探讨了其发展前景。
1虾青素的代谢途径由于虾青素是一种次生类胡萝卜素,因此其在微生物细胞内的合成步骤较多且较复杂。
最初对类胡萝卜素合成途径的研究是从细菌和海洋细菌开始的。
从已报道的虾青素生物合成途径来看,基本上可将其分为两个阶段,第一阶段是合成β-胡萝卜素,第二阶段是β-胡萝卜素经氧化(酮基化)和羟基化形成虾青素[2]。
第一阶段即β-胡萝卜素的合成过程中,红发夫酵母与雨生红球藻的主要差别就是β-胡萝卜素合成的关键物质异戊烯焦磷酸(IPP)的合成途径不同。
虾青素抗氧化活性机制研究进展
虾青素抗氧化活性机制研究进展虾青素是一种红色的类胡萝卜素类化合物,广泛存在于海洋生物中,特别是沙虫、大海螺、龙虾和虾类中。
虾青素具有非常强的抗氧化活性,被认为是天然抗氧化剂。
目前已有很多研究对虾青素的抗氧化机制进行了探索与研究。
虾青素的抗氧化活性主要体现在以下几个方面:1.自由基清除能力:虾青素具有良好的自由基清除能力,可以中和活性氧自由基(如超氧化物、羟基自由基、过氧化氢等)和非自由基活性氧物质(如单线态氧、三线态氧等)。
该能力主要是通过虾青素分子中的多个双键结构和环结构,形成共轭体系,从而使得虾青素能够有效地与活性氧物质发生反应。
2.电子传递能力:虾青素还可以通过电子传递的方式参与抗氧化反应。
虾青素分子中的双键和环结构可以通过亲电取代反应,将反应前的自由基转化为稳定的化合物,从而抑制自由基的生成。
3.脂质过氧化抑制:虾青素能够通过抑制脂质过氧化反应而起到抗氧化作用。
脂质过氧化是指脂质被自由基氧化产生过氧化物质的过程,在生物体内会导致细胞膜的破坏和损伤。
虾青素通过与过氧化物质反应,可以中和过氧化物质,从而减少脂质过氧化的发生。
4.DNA保护作用:虾青素还具有保护DNA免受自由基氧化损伤的功能。
DNA是生物体内的重要遗传物质,一旦受到氧化损伤,会引发一系列的疾病。
虾青素可以通过与DNA反应形成稳定的化合物,从而保护DNA免受自由基的损伤。
5.细胞抗氧化酶活性的调节:虾青素还可以通过调节细胞内抗氧化酶的活性来增强细胞的抗氧化能力。
研究表明,虾青素可以提高SOD(超氧化物歧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性,促进细胞的氧化应激反应。
总的来说,虾青素的抗氧化活性主要通过清除自由基、电子传递、抑制脂质过氧化、保护DNA和调节抗氧化酶活性等多种途径来实现,这些机制相互作用,共同发挥抗氧化作用。
此外,还有研究显示虾青素对细胞的抗炎、抗肿瘤等作用,但这些作用还需要进一步深入的研究来明确。
综上所述,虾青素具有强大的抗氧化活性,其机制主要包括自由基清除能力、电子传递能力、抑制脂质过氧化、DNA保护、调节抗氧化酶活性等。
从虾壳中提取虾青素工艺及其生物活性应用研究进展
量分布于水生动物的体内及软体动物的壳内,从 中提取虾青素也有很多报道【13-15J,但因大多数 虾、副产品中的色素含量较低,且提取费用较高, 所以这种方法尚无大规模化的生产。我国沿海水 产资源丰富,水产品加工尤其是虾仁加工企业的 下脚料中含有大量虾青素,但回收利用较少,不但 是资源浪费,而且通常还带来严重的环境污染问 题,因此探索经济可行的回收虾青素的方法,对甲 壳类加工下脚料的综合利用具有重要的意义。 1虾青素生物活性的研究 虾青素具有很多优异的生物活性,众所周知,
用,发现虾青素具有极强的抗癌作用。Tanaka 等[20,2t J通过动物实验观察到虾青素对口腔癌和 膀胱癌有预防作用。研究小组在小鼠饮水中加入
250 mg/kg
N-丁基Ⅳ.(4.羟丁基).亚硝胺(OH.
ms/ks
BBN)持续20 w,间隔1 W后饮水中加入50
虾青素,再持续20 w,发现虾青素组膀胱癌发生 率显著降低。在用硝基喹啉一1.氧化物诱发大鼠 口腔癌的类似实验中,观察到虾青素能显著降低 口腔肿瘤的发生率。Gradelet等旧J研究了虾青素 等类胡萝b素对小鼠肝癌的影响,研究结果表明 虾青素和p一胡萝卜素在抑制肝癌方面有显著效 果。Savoure等∞J通过裸鼠表皮实验说明虾青素 抑制肿瘤发生的效应在于对肿瘤增殖的抑制。
2.1
000倍以上[17]。在虾青素分子中,有很长的共
轭双键、羟基和在共轭双键链末端的不饱和的酮 基,其中羟基和酮基又构成a.羟基酮。这些结构 都具有比较活泼的电子效应,能向自由基提供电 子或吸引自由基的未配对电子。虾青素的结构特 点使其极易与自由基反应而清除自由基,起到抗 氧化作用。Manabe等【18]发现虾青素对糖尿病肾 病的小鼠模型的Ⅱ型糖尿病具有强效的保护作 用。在这项研究中,虾青素可以防止进展糖尿病 肾病主要是通过在线粒体的系膜细胞清除活性氧 的作用,预计对预防糖尿病肾病将非常有用。
虾青素研究报告
虾青素研究报告虾青素是虾类生物中独一无二的特殊次级代谢产物,又称虾青,它可以用于长期保存动物产品,提高动物产品的质量和品质。
虾青素是一种活性物质,因此也被称为生物活性物质。
目前,虾青素已经成为冷冻海鲜行业的一种重要的保鲜剂,在海鲜及其他动物产品的保鲜、防腐和保质方面有着极大的作用。
虾青素研究正处于飞速发展的阶段,近年来,虾青素的作用以及其对动物产品的抗氧化性和防腐性的作用受到越来越多的研究人员的关注。
在虾青素的研究过程中,研究人员发现了其多种功能性特性,比如其可以降低肉中细菌的数量,可以抑制腐败细菌,可以抑制氧化酶和脂肪氧化,以及保护蛋白质和维生素不受破坏等。
由于其功能多样性和安全性,虾青素得到了越来越多的应用,除了用于海鲜、鱼肉类等冷冻产品的保鲜外,也可用于乳制品的保鲜。
实验表明,虾青素可以抗氧化,这个特性可以延长乳制品的保存期,使其有更长的质量保证期,同时也有助于降低乳制品中细菌的数量。
此外,研究表明,虾青素还可以抑制食物中致癌物质的形成,因此有助于抗癌症的发展。
虽然虾青素在长期的研究过程中受到广泛的关注,但是其在实用性方面还有待进一步的研究。
未来,为了更好地利用虾青素的功能特性,需要大量的研究来揭示虾青素的机理以及其可以起到的作用。
同时,还需要系统研究虾青素在冷冻产品、乳制品和抗癌症机制方面的应用,以及它在营养学上的作用,为虾青素在实际应用中发挥更大的作用奠定基础。
总之,虾青素是一种特殊的次级代谢产物,具有多种功能特性,被广泛应用于海鲜、鱼肉类及乳制品的保鲜,但仍有许多有待进一步探索的问题,需要更多的研究来发掘其机理以及应用的空间。
未来,虾青素将受到更多的研究,并扮演着更重要的角色,在海鲜行业的发展中发挥越来越重要的作用。
南美白对虾不同部位虾青素的提取及特征分析
南美白对虾不同部位虾青素的提取及特征分析作者:齐宇贾喆宋茹来源:《安徽农业科学》2020年第18期摘要 [目的]以南美白对虾(Litopenaeus vannamei)为研究对象,研究不同部位虾青素总量、游离型和酯型虾青素相对含量。
[方法]分别采用37 ℃水浴振荡和超声法提取南美白对虾的虾膏、虾壳和虾肉中的虾青素,确定特征吸收波长,分析不同部位和提取方法对虾青素提取效果影响,高效液相色谱法分析游离型和酯型虾青素相对含量。
[结果]不同部位南美白对虾的虾青素在477 nm均有特征吸收,虾膏中虾青素含量最高,水浴振荡法提取的虾青素总量为(244.92 ± 36.62)μg/g,高于超声提取法的(155.49 ± 7.47 μg/g)。
虾膏中酯型虾青素相对含量高于游离型虾青素的相对含量,虾壳中游离型和酯型相对含量接近,而虾肉中则是游离型虾青素相对含量高于酯型虾青素。
[结论]南美白对虾不同部位的虾青素组成不同。
关键词南美白对虾;虾青素;不同部位;提取;游离型;酯型中图分类号 S986 ;文献标识码 A ;文章编号 0517-6611(2020)18-0188-03Abstract [Objective]Litopenaeus vannamei was used as materials, the total astaxanthin (Asta) contents of different parts of L. vannamei, as well as the relative contents of free asta and asta esters were investigated. [Method] The methods of 37 ℃ water bath shaking and 37 ℃ ultrasonic extractions were performed to extract total asta from shrimp paste, shell and meat. The specific absorbance of asta extracts was assayed. Further, the effects of different extraction parts and methods on the asta content were investigated. [Results] All extracts of L. vannamei showed specific absorbance at 477 nm. The highest asta content was detected in the shrimp paste. The total asta content extracted by water bath shaking was (244.92±36.62)μg/g, higher than that of(155.49±7.47)μg/g by ultrasonic extract. Moreover, the shrimp paste had higher relative content of asta esters than free asta. The shrimp shell showed similar relative contents in free asta and asta esters. By comparison, the shrimp meat demonstrated higher relative content of free asta than asta esters. [Conclusion] L. vannamei has different asta composition in different parts.Key words Litopenaeus vannamei;Asta;Different parts;Extraction;Free asta;Astaxanthin ester南美白對虾(Litopenaeus vannamei)学名凡纳滨对虾,属于节肢动物门甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、游泳亚目(Natantia)、对虾科(Penaeidae)、对虾属(Paneaus)、Litopenaeus亚属[1-2]。
虾青素在水产养殖中的应用
虾青素在水产养殖中的应用虾青素是一种天然的色素,广泛应用于水产养殖中,具有多种功能和优点。
在水产养殖中,虾青素不仅能为鱼虾等水产动物提供良好的颜色,还能增加其抗氧化能力,提高养殖效果。
本文将从虾青素的来源、应用方式、作用机制等方面详细介绍虾青素在水产养殖中的应用。
虾青素的来源多种多样。
虾青素最常见的来源是海洋中的甲壳类动物,如虾、蟹、龙虾等。
这些甲壳类动物的外壳中富含虾青素,可以通过提取和加工获得。
此外,一些海藻和微生物也能产生虾青素,可以通过发酵等方式获取。
虾青素的多种来源为其在水产养殖中的应用提供了丰富的选择。
虾青素在水产养殖中的应用方式具有灵活性。
一种常见的应用方式是将虾青素直接添加到饲料中。
虾青素添加到饲料中后,可以通过鱼虾等水产动物的摄食来摄入。
另一种方式是将虾青素溶解在水中,形成虾青素溶液,然后将水中的虾青素溶液喷洒到养殖水体中。
这种方式可以使水产动物直接摄入虾青素,达到提高其颜色和抗氧化能力的效果。
虾青素在水产养殖中具有多种作用机制。
首先,虾青素是一种天然的色素,可以为鱼虾等水产动物提供良好的颜色。
鱼虾的颜色对于市场销售具有重要的影响,良好的颜色可以增加水产动物的市场竞争力。
其次,虾青素是一种强效的抗氧化剂,可以帮助水产动物抵御自由基的侵害,提高其抗病能力和免疫力。
虾青素还具有抗炎、抗肿瘤等多种保健功能,对水产动物的健康和生长发育有着积极的促进作用。
虾青素在水产养殖中的应用具有广泛的优点。
首先,虾青素是一种天然的色素,不含任何化学成分,对水产动物无毒无害。
其次,虾青素具有良好的稳定性,不易受到光、热等因素的影响,可以在水产养殖过程中保持长时间的有效性。
此外,虾青素的应用成本相对较低,可以适应不同规模的养殖场使用。
虾青素还可以与其他添加剂相互配合使用,增强其效果,提高水产养殖的综合效益。
虾青素在水产养殖中具有重要的应用价值。
通过虾青素的添加,可以提高水产动物的颜色、抗氧化能力和免疫力,促进其健康生长。
虾青素研究进展
生红球藻藻体中虾青素一般约占类胡萝卜素总量的
6以上 4"***’ 35具 有 耐 高 温 和 极 端 3 0较 快
的 生 长速率0易 在 户 外 培 养 等 优 点被 认 为 是 一 种 极 有 潜 力 的 虾 青 素 大 规 模 生 产 菌 8
/19 利用酵母菌生产虾青素 红 发 夫 酵 母 属 于 担 子 菌 纲 : )*!#’的
限 制 了 果 糖 的 利 用 碳 源 消 耗 完 后 总 类 胡 萝 卜 素 达 到
1H "虾青素 1H "平衡期由于菌体减少
类 胡 萝 卜 素 最 后 达 到 H 虾 青 素 达 到
8 H 细胞产率为 188 细胞 糖
.!)!等人 研究了 ;1 ?) 突 变 株 在 间 歇
随着水产养殖和食品医药等工业的发展 对虾青素的
需求会不断增加
利用现代生物技术选育高产虾青素菌株的研究
在国外早已展开 而我国很少见到这方面的研究报
道 开展这方面的研究不仅具有理论价值 而且具有
广阔的应用开发前景 我国应加紧开展这方面的研
究
参考文献
刘子贻 沈奇桂 虾青素的生物活性及开发应用前景 中
国海洋药物 !
7 8倍达 到
+4B 类 胡 萝 卜 素 含 量 达
到
+4B E, 等人用 处理
;5 ?) 数次用含有 $紫罗酮的酵母麦芽汁琼
脂平板筛选得到一变异株 4 F E%8产虾 青素
1=8
+4B 而 出 发 菌 株 仅 产 虾 青 素
1= C ,等 人 用 抗 霉 素 , 处 理 F4+
关键词 虾青素
!!"!#"$""%&!!% $"$!"’ %()%%*+,$&"$!"%$&!%$$(
南极磷虾虾青素研究进展
摘要:南极磷虾是一种资源量巨大、尚未充分开发利用的海洋生物资源。
南极磷虾虾青素具有非常强的抗氧化活性,是天然虾青素的良好来源, 在鱼类体色改变、免疫能力提高等方面发挥了重要作用,具有广泛的应用前景。
本文综述了南极磷虾虾青素的制备方法(有机溶剂法、酶解法、超临界C(I萃取法等)、结构特征、生物活性、检测方法(紫外分光光度法、薄层色谱法、激光拉曼光谱法、高效液相色谱法及高效液相色谱-质谱法)等的研究进展,提出了开展南极磷虾虾青素机理研究、关键技术和应用研发等未来发展建议,以期为南极磷虾虾青素的深度研究和开发利用提供参考。
南极磷虾;虾青素;制备;结构特征;检测方法;稳定性关键词:南极磷虾Euhausia superba属于节肢动物门Arthropoda甲壳动物纲Crustacea磷虾目Euphausiacea磷虾科Euphausiidae磷虾属EUR⅛磷虾种EUR⅛asuperbo据评估,南极磷虾现有生物资源量约为3. 79亿f o南极海洋生物资源养护委员会(CCAMLR)规定每年南极磷虾的预警捕捞限额为860万t。
南极磷虾富含优质蛋白质、脂质、虾青素和甲壳素等物质,并具有非常强的抗氧化活性。
近年来,南极磷虾已经成为全球远洋渔业的重要捕捞、加工对象,南极磷虾产品在饲料、化妆品和医药等领域均获得了广泛应用。
因此,南极磷虾的高效开发与高值利用具有打造海洋生物战略性新兴产业的巨大潜力。
虾青素∕s3x数力力又称虾黄素,是一种酮式类胡萝卜素。
由于虾青素具有良好的功能特性,在水产饲料、保健品、化妆品和医药等领域获得了广泛的应用。
根据来源不同,虾青素主要分为天然虾青素和合成虾青素,目前95%的虾青素产品是合成虾青素。
随着食品安全和环境保护意识的提升、制备及应用技术的进步及天然虾青素价格的下降,天然虾青素正展现出更好的发展潜力。
2017年虾青素的市值已达到5. 5亿美元,预计2022年销售额将达到8. 0亿美元,2025年有望达到10亿美元。
天然虾青素在水产养殖业中的应用研究进展
第22卷 第3期台 湾 海 峡 Vol.22, No.3 2003年8月J OU RNAL O F OC EANO GRA P H Y IN TAI WAN S TRAI T Aug.,2003天然虾青素在水产养殖业中的应用研究进展Ξ蔡明刚1,2,王杉霖1,李文权1,郑爱榕1,陈清花1,王 宪1,齐安翔1(1.厦门大学海洋与环境学院,福建厦门 361005;2.厦门大学化学与化工学院,福建厦门 361005)摘要:本文介绍了天然虾青素的基本生理功能,并较详细地论述了其作为饲料添加剂在海洋水产养殖中的应用研究进展;通过比较人工合成虾青素和不同天然来源的虾青素在安全、生物效价等性能上的差异,指出基于微藻培育的虾青素在水产应用方面具有不可替代的应用开发价值,文章最后初步探讨了天然虾青素在水产饵料方面的存在问题和发展方向.关键词:海洋水产养殖;应用研究进展;综述;天然虾青素中图分类号:S963.73 文献标识码:A文章编号:100028160(2003)0320377209虾青素是一种红色的天然类胡萝卜素,广泛的存在于自然界,尤其是海洋环境中[1].虾青素的化学名称为3,3′2二羟基-β,β′2胡萝卜素24,4′2二酮,具体构型如图1:图1 虾青素的构型Fig.1 Structure of astaxanthin天然虾青素独特的分子结构,使其具有强大的清除氧自由基、抑制单线态氧的能力[2],是一种比β2胡萝卜素、维生素E更为有效的抗氧化剂[3].天然虾青素的抗氧化活性比其它的类胡萝卜素高10倍,比维生素E高550倍,因而被称为“超级维生素E”[2,4].大量研究证明,虾青素具有抗癌症、抗衰老、增强免疫力等重要的生理功能,而且对人体绝对安全[5,6].具体主要表现在以下几个方面:保护皮肤免受紫外线的伤害,改善老化现象,增强免疫系统功能,降低心血管疾病和由化学因素诱发的癌症发病率,增加对滤过性病毒、细菌、真菌及寄生生物的抵抗力[1,7~9];维护眼睛和中枢神经健康[10,11];强化肌体需氧代谢,增强肌肉力量和耐受力.鉴于虾青素卓越的生理功能,它在国外已被应用于食品、医药和饲料等行业,市场前景广阔.但就目前而言,虾青素在国际上主要作为新型高效的饲料添加剂被应用于水产养殖业中.Ξ收稿日期:2003203207基金项目:福建省科技项目(2002Y052)和福建省海洋与渔业局课题联合资助.作者简介:蔡明刚(1974~),男,博士后.鉴于以上所述,本文主要对天然虾青素在水产养殖中的应用及其研究进展做出较为详细的介绍.1 虾青素在水产养殖中的应用大量研究证明,虾青素在增加养殖对象着色,提高存活率,促进生长、繁殖、发育等方面均具有积极的意义[12~32].目前,虾青素已被广泛应用于鲑鱼、鳟鱼、对虾等各种养殖对象,且已被美国、欧盟、加拿大及日本等国的食品监察机构确定为安全、高效的动物饲料[5,33].其在水产养殖中的作用可概括如下.1.1 卓越的着色作用虾青素是海洋甲壳类动物和鱼类体内色素中主要的类胡萝卜素[34],鲑鱼、龙虾等海产品红润的肉色即是由于虾青素在其体内大量累积,但养殖对象自身无法合成虾青素,且缺乏天然来源,因此必须在其饲料中给予添加,以起到补充色素的作用[1,13~15].当前虾青素主要的用途之一即是作为水产养殖中的色素来源,最初应用于鲑鱼和鳟鱼,现已广泛的应用于各种养殖对象[1].1.1.1 促进养殖对虾着色 若养殖对虾的饲料中缺乏虾青素,则会导致对虾呈现不健康的体色.研究表明若给缺乏虾青素的对虾喂食4周含50×10-6(m Πm )虾青素的饲料,可使其体色恢复为正常的深青蓝色,而对照组仍呈现病态的颜色;而且,前者在煮熟后呈鲜艳的红色,后者则呈苍白的黄色,不利于市场销售[35].Yamada (1990)比较了β2胡萝卜素、角黄素和虾青素等3种类胡萝卜素对对虾的着色效果,结果表明同样以100×10-6(m Πm )浓度饲料添加量喂食对虾,虾青素在其组织中积累量最高[16.5×10-6(m Πm )],分别比角黄素和β2胡萝卜素高23%和43%;若虾青素使用量增至200×10-6(m Πm ),则组织中含量最高可达29.1×10-6(m Πm ),证明虾青素是着色效果最好的类胡萝卜素[12].1.1.2 促进养殖鱼类着色 早期的研究发现,在饲料中添加虾青素还可以使鲑鱼和鲟鱼等养殖鱼类的皮肤、肌肉呈鲜红色[1,13].野生乌鲂(B ram a bram a )微红色的表皮着色即主要是由于虾青素的存在,而没有喂食虾青素的养殖乌鲂体内的虾青素含量仅为野生的5%.在饲料中添加其它类胡萝卜素(如β2胡萝卜素、叶黄素、角黄素和紫黄质)均不能使乌鲂着色,也不能转化为虾青素,类胡萝卜素将不断从乌鲂的皮肤和鱼肉中流失.因此,必须喂食虾青素以使养殖的乌鲂获得微红的着色[1].在观赏鱼养殖的着色问题中,目前还没有任何一种产品能像由雨生红球藻(Haem atococ 2cus pl uvialis )提供的天然虾青素那样效果显著且持久[1].观赏鱼通过进食类胡萝卜素,可以获得明亮的色彩.Ako 和Tamaru (1999)对某种观赏鱼喂食含100×10-6(m Πm )虾青素的饵料1周后,该鱼体表的黄色、栗色和黑色等颜色均明显加强[14].此外,Choubert 和Storebakken (1996)研究表明,养殖生物对虾青素的吸收利用率要优于其他色素.例如,虹鳟鱼对虾青素的消化吸收情况明显优于角黄素,其最大表观吸收系数是角黄素的两倍多;分别以虾青素和角黄素喂食虹鳟鱼(O ncorhynchus m ykiss ),达到同样的着色效果时,必需喂食角黄素72×10-6(m Πm ),而只需虾青素60×10-6(m Πm ),说明虾青素较角黄素的着色效率高[15].・873・ 台 湾 海 峡 22卷1.2 提高养殖对象的存活率将虾青素作为饲料添加剂投放,可通过增强免疫力、提高对恶劣条件的耐受力和对环境条件变化的适应力等多种渠道提高养殖对象的存活率.Merchie 等(1998)研究饲料中类胡萝卜素的需求情况的结果表明,在饲料中添加虾青素可使养殖对象的免疫力获得较大提高,增强抗病力,提高存活率.还可以增强对虾后期幼体对盐度波动的抵抗能力,减弱紫外辐射对水产动物的伤害[16].此外,Chien (1996)在研究虾青素对虾的生物学影响时指出,虾青素在组织中作为色素积累,可以起到在细胞间贮存氧的作用,增强鱼虾对高氮、低氧环境的耐受力.同时还报道,虾青素的生物学功能要强于β2胡萝卜素,在虾饲料中添加100×10-6(m Πm )的β2胡萝卜素时其存活率仅为40%,添加等量虾青素即可使其存活率升至77%[1].而Yamada (1990)的研究结果也表明,若在日常饲料中添加100×10-6(m Πm )的虾青素,对虾存活率可达91%,而对照组仅为57%[12].金征宇等(1999)通过开展天然虾青素的喂食实验指出,以虾青素作为饲料添加剂可使罗氏沼虾的存活率增加21.66%左右[17].Christiansen 等(1995)研究饲料对大西洋鲑鱼(S al mo salar )的存活率影响情况时指出,在饲料中虾青素少于1×10-6(m Πm )时,鱼苗大量死亡,存活率尚不足50%;而喂食充足虾青素的对照组中,鱼苗存活率可达90%以上[18].Pan 等(2001)研究虾青素的喂食、养殖水体条件对斑节对虾的着色、生长及存活率的影响时指出,喂食虾青素除了可以增加对虾着色外,还可以促进其生长、提高存活率.实验结果表明,为在斑节对虾后期幼体生长、体内虾青素含量减少时保持高存活率,应给对虾喂食一定浓度的虾青素[19].1.3 促进养殖对象生长、繁殖和发育虾青素对养殖生物的生长有显著的促进作用.金征宇等(1999)报道指出,喂食虾青素可使罗氏沼虾的增重率明显提高,实验表明喂食5周后增重率约达到14.48%[17].Christiansen 等(1995)开展了不同饲料对大西洋鲑鱼的生长状况及存活率的影响研究.结果表明,当大西洋鲑鱼鱼苗的日常饲料中虾青素含量高于5.3×10-6(m Πm )时,其保持正常生长,而低于该值时,鱼苗生长缓慢[18].此外,若养殖对虾饲料中所投喂的虾青素含量不足时,对虾将出现病态,阻碍其正常的生长发育,给这种病虾喂食4周50×10-6(m Πm )的虾青素时,则恢复正常生长,并且其组织内虾青素增加量超过300%,从虾壳中可以分离出26.3×10-6(m Πm )的类胡萝卜素;而对照组的增加量仅为14%,虾壳中的类胡萝卜素含量为(4~7)×10-6(m Πm )[35].Petit 等(1997)针对喂食虾青素对对虾幼体后期生长及其蜕皮周期的影响开展了研究,发现喂食虾青素可缩短对虾后期幼体的蜕皮周期[20].虾青素又可作为受精激素,改善卵质.在饲料中添加虾青素,可提高幼虾的存活率和鱼类的卵浮力和存活率,在鲑鱼育苗期也能增加受精率、卵的存活率和生长率,保护卵抵御恶劣条件的影响且促进其生长发育[21~24].Vassallo 等(2001)研究了虾青素对养殖对象产卵情况的影响,结果表明,在饲料中添加10×10-6(m Πm )的虾青素可提高其产卵率[25].1.4 改善养殖对象的生理功能在饲料中添加虾青素可改善养殖虹鳟鱼健康状况,可使其具有更好的肝功能,还可以强化・973・ 3期 蔡明刚等:天然虾青素在水产养殖业中的应用研究进展 红罗非鱼肝细胞的结构和糖元储存[21,26].Rehulka (2000)研究了虾青素对虹鳟鱼的生长速率、血液中的各种指标及部分生理功能的影响,发现通过喂食虾青素,可以改善虹鳟鱼的造血功能和类脂及钙的新陈代谢功能[27].Amar 等(2001)在虹鳟鱼的饵料中添加虾青素等各种类胡萝卜素,研究了这些添加剂对鱼类免疫力的影响,实验表明,在各种类胡萝卜素中,虾青素和β2胡萝卜素既可改善如血清防御素和溶菌酶活性等体液指标,又可改善噬菌作用和非特定细胞毒性等细胞指标[28].1.5 提高养殖对象的营养价值虾青素的加入使鱼虾的营养价值也有所增加.Christiansen 等(1995)研究饲料中虾青素的添加对大西洋鲑鱼的免疫力等生理状况的影响时发现,在大西洋鲑鱼进食含有虾青素的饲料以后,某些组织中的维生素A 、C 、E 的含量明显增加,而且,当饲料中添加的虾青素含量高于5.3×10-6(m Πm )时,其类脂含量也明显增加;加入13.7×10-6(m Πm )的虾青素时,大西洋鲑鱼鱼肉中类脂含量可增高20%[29].在欧美市场这种以虾青素作饲料添加剂的水产品很受青睐,其价格也比普通的鱼虾高出许多[13].1.6 便于水产品运输及保存在水产品的冷藏过程中,脂类的氧化是肉质腐败的主要原因[30].因此,虾青素强烈的抗氧化性在水产品的运输及保存中也体现出积极作用.Jensen 等(1998)对虾青素等类胡萝卜素在水产品冷藏保鲜中的抗氧化功能进行了研究,结果表明,喂食不同浓度虾青素的虹鳟鱼在冷藏过程中,脂类氧化情况存在明显差异,喂食浓度低的虹鳟鱼脂类氧化现象严重,而喂食高浓度的虾青素,则可在生肉冷藏期间起到明显保鲜作用[31].此外,在鲑鱼及鳟鱼被捕后的贮藏过程中,鲑鱼因鱼肉中含虾青素少[4.9×10-6(m Πm )],易于酸败,而鳟鱼鱼肉中虾青素含量较高[9.1×10-6(m Πm )],同样条件下贮藏保存效果较鲑鱼好[32].由此可以推断在饲料中添加虾青素,增加其在水产养殖对象体内的含量,可以在一定程度上减少化学防腐剂的使用,并作为一种特殊的、高效的“生物防腐剂”,使水产品贮存得更久,而且对人体绝对安全.2 源于雨生红球藻的虾青素优势2.1 天然与人工合成虾青素的差异目前,虾青素的生产具有人工合成和生物获取两种方式.人工合成虾青素不仅价格昂贵,而且同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著.在结构方面,虾青素具有3S 23′S ;3R 23′S ;3R 23′R3种构型,其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物,并以顺式结构———3R 23′S 型为主,与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构———3S 23′S 型为主)截然不同[36].在生理功能方面,人工合成虾青素的稳定性和氧化活性亦比天然虾青素低[37].在应用效果上,人工虾青素的生物吸收效果也较天然虾青素差,喂食浓度较低时,人工虾青素在虹鳟鱼血液中浓度明显低于天然虾青素[38],且在体内无法转化为天然构型[5],其着色能力和生物效价更比同浓度的天然虾青素低的多[35,39].在生物安全方面,利用化学手段合成虾青素时将不可避免的引入杂质化合物,如合成过程中产生的非天然副产物等,将降低其生物利用安全性[3].随着天然虾青素的兴起,世界各国对化学合成虾青素的管理也越来越严,如美国食品与药・083・ 台 湾 海 峡 22卷物管理局(FDA )已禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场[5].目前,虾青素的生产一般倾向于开发天然虾青素的生物来源,并由此进行大规模生产.2.2 天然虾青素的生物来源目前,天然虾青素的生物来源一般有3种:水产品加工工业的废弃物、红发夫酵母(Phaf 2f ia rhodoz y m a )和微藻(雨生红球藻).其中,废弃物中虾青素含量较低,且提取费用较高,不适于进行大规模生产.天然的红发夫酵母中虾青素平均含量也仅为0.40%.相比之下,雨生红球藻中虾青素含量为1.5%~3.0%,被看作是天然虾青素的“浓缩品”.大量研究表明雨生红球藻对虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高,而且雨生红球藻所含虾青素及其酯类的配比(约70%的单酯,25%的双酯及5%的单体)与水产养殖动物自身配比极为相似,这是通过化学合成和利用红发夫酵母等提取的虾青素所不具备的优势[40,41].此外,雨生红球藻中虾青素的结构以3S 23′S 型为主,与鲑鱼等水产生物体内虾青素结构基本一致;而红发夫酵母中虾青素结构则为3R 23′R 型[33].当前,雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物,因此,利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景,已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点.3 天然虾青素饲料应用研究的问题及发展方向综合国内外研究情况来看,各种类胡萝卜素对水产养殖对象的应用效果仍存在一定争议[42~46].Yanar 和Tekelioglu (1999)研究表明胡萝卜素醇等色素对金鱼的着色效果优于虾青素[42].Buttle 等(2001)研究了不同色素对养殖的大西洋鲑鱼着色及色素在其体内积累情况的影响差异,结果表明,虹鳟鱼对虾青素的利用率比角黄素高很多,但对于大西洋鲑鱼的情况却不是如此[43].而Baker 等(2002)研究了大西洋鲑鱼对虾青素和其他色素的吸收情况及着色效果差异,认为角黄素的着色效果与虾青素基本无差异,同时指出色素的吸收情况与喂食的色素量存在一定的线性关系[44].还有一些报道则认为对于大西洋鲑鱼和虹鳟鱼,虾青素的着色效果均优于角黄素[45,46].由此可见,不同水产养殖对象对虾青素的应用效果仍存在争议,有待进一步研究,以确定虾青素对不同水产养殖对象的应用效价比.G omes 等(2002)研究比较了不同来源(人工合成及不同天然生物来源)的虾青素对乌颊鱼(S parus aurata )的着色效果,实验表明各种不同来源和种类的类胡萝卜素对该鱼类的着色效果无明显差异,同时指出,仅通过喂食方式来确定某种色素调节乌颊鱼皮肤着色的效果仍存在困难[39].但是,其他很多学者的研究则表明,对于养殖生物(虹鳟鱼等)而言,天然虾青素在吸收效果、着色能力和生物效价等方面均优于化学合成的虾青素[1,37].因此,不同来源(人工合成及不同天然生物来源)的虾青素的生物应用效价比仍有待进一步研究,并确定养殖生物对各种来源的虾青素的吸收利用机制.在虾青素喂食研究中,不同学者所采用的喂食浓度不尽相同.而对不同的养殖生物,虾青素的最适投喂量及投喂方式应存在一定差异,为开展更为广泛的虾青素应用效价研究,有必要继续开展虾青素在水产养殖中的最适使用量及投喂方式等方面内容的研究.目前,国内几乎未见有关虾青素在水产养殖方面应用的报道,仅金征宇等(1999)在罗氏沼虾(M acrobrachi um rosenbergii )的饲料中添加含虾青素的红发夫酵母,研究其中的虾青素对罗氏沼虾体色及生长状况的影响[17].但就虾青素生产的发展趋势来看,雨生红球藻无疑将成为・183・ 3期 蔡明刚等:天然虾青素在水产养殖业中的应用研究进展 主要的天然虾青素生物来源.因此,国内目前亟待开展天然虾青素的水产养殖应用研究,尤其是源自雨生红球藻的虾青素的水产养殖应用效果研究.4 结语虾青素具有极强的抗氧化能力、生理功能强大,在国外已广泛应用于水产养殖业.本文着重介绍了虾青素在水产养殖中的增加养殖对象着色,提高存活率,促进生长、繁殖、发育等方面功用,并对这些方面的应用研究进展作出较详细的叙述.此外,针对利用雨生红球藻生产的虾青素的优越性进行了阐述,并就目前研究中存在的问题做出分析,提出未来的研究发展方向.天然虾青素的安全性已得到广泛的认可,在“绿色壁垒”高筑的情况下,有助于水产业的进一步发展.因此,将虾青素作为水产养殖中的饲料添加剂必然受到越来越多的关注,为更多的水产养殖业者所采用,具有广阔的应用前景.目前,发达国家每年对虾青素产品的需求至少在几十吨以上,市场需求远远得不到满足.而全球水产品以每年24%的比例递增,对于虾青素的需求,仅鲑鱼饲料一项的年市场容量就超过1.85亿美金,并以每年8%的速率递增,显出极大的市场潜力[47].但是,由于天然虾青素的生产中仍存在一些瓶颈,仅有国外的少数几家大公司实现了虾青素的规模生产,造成技术垄断,导致目前国际上虾青素的价格高达每千克2500美元以上[1].因此,国内应加快虾青素的水产养殖应用和生产方面的研究进程,以顺应市场要求.参考文献:[1] L orenz R T ,Cysewski G R .Commercial p otential f or Haemat ococcus microalgae as a natural source ofastaxant hin [J ].Tib t e c h ,2000,18:160~167.[2] Naguib Y M A .A ntioxidant activities of astaxant hin and related carotenoids [J ].J Agric Food Chem ,2000,48:1150.[3] J ohnson E A ,A n G H .Astaxant hin f rom microbial sources [J ].Cri t ic al Re vie w s in Bio t e c hnology ,1991,11:297~326.[4] Nakagawa K ,Kang S ,Par k D ,et al .Inhibition by beta 2carotene and astaxant hin of 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蔡明刚等:天然虾青素在水产养殖业中的应用研究进展 。
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虾青素在对虾中的研究进展---广州巨元生化虾青素在对虾中的应用,根据相关文献资料,有以下作用。
1,对对虾有着色作用。
2,提高对虾成活率和抗应激能力。
3,促进对虾生长、繁殖和发育。
4,促进亲虾的性成熟和增加产卵量。
1、着色作用对虾的市场价值主要是根据其体表的可见色进行评价。
虾青素被一致认为是目前最好的对虾体表着色物质。
研究发现,在日本对虾饲料中分别添加20mg/kg 的β-胡萝卜素和玉米黄质,饲喂21d后发现β-胡萝卜素转化为虾青素的能力还不到玉米黄质的40%〔Tanaka,1976〕。
此外,添加同等剂量的β-胡萝卜素和虾青素饲喂日本对虾,发现前者肌肉和甲壳中的虾青素含量仅为后者的1/6-1/7〔Chien and Jing,1992〕。
由于β-胡萝卜素、玉米黄质等转化成虾青素需要经过不同的代谢步骤,降低了利用率,因而应用于生产是不经济的。
Yamada〔1990〕比拟了β-胡萝卜素、角黄素和虾青素3种类胡萝卜素对日本对虾的着色效果,结果说明同样以100mg/kg浓度饵料添加量喂食日本对虾,虾青素在其组织中积累量最高,分别比角黄素和β-胡萝卜素高23%和43%;假设虾青素使用量增至200mg/kg,那么组织中含量最高可达,证明虾青素是着色效果最好的类胡萝卜素。
Chien and Jing〔1992〕认为收获前1个月,在日本对虾饲料中添加高浓度虾青素100mg/kg,可对其进行强化着色。
Genevieve〔1993〕研究发现在日本对虾的表皮着色中,50mg/kg虾青素+50mg/kg斑蝥黄效果最好,其次为100mg/kg的虾青素,最后为100mg/kg的斑蝥黄。
而在头胸甲着色中,以100mg/kg的虾青素效果最好。
认为日本对虾中虾青素的添加量为50-100mg/kg 就可以到达明显的色素沉积效果。
Menasveta等〔1993〕在斑节对虾饲料中添加50mg/ kg虾青素,发现对虾体内的类胡萝卜素含量提高318%,70%~90%的类胡萝卜素以虾青素的形式存在,虾青素沉淀在甲壳中的量高于肌肉中,2周后沉积物在虾体内到达稳定。
金征宇等〔1999〕分别用60mg/kg的斑蝥黄和虾青素饲喂罗氏沼虾,5周后,虾青素组的罗氏沼虾青蓝色最深,总类胡萝卜素含量也是最高〔〕,比对照组高40.4%。
Chien and Pan〔2003〕认为斑节对虾中虾青素的添加量为50-100mg/kg就可以明显改善对虾的体色。
Chien and Shiau〔2005〕在日本囊对虾饲料中分别添加50、100mg/kg的虾青素饲喂9周,发现可显著提高虾壳和肌肉中的虾青素沉积率。
2、提高对虾成活率和抗应激能力Chien and Jing〔1992〕在日本对虾饲料中添加不同浓度的虾青素〔50,100,200mg/100g饲料〕、β-胡萝卜素〔50,100,200mg/100g饲料〕和杜氏盐藻粉〔100mg/100g饲料〕,发现虾青素的饲喂效果最好。
并且和其他两组相比,虾青素组可以明显提高日本对虾的成活率。
Chien〔1996〕在研究虾青素对对虾的生物学影响时指出,虾青素在组织中作为色素积累,可以起到在细胞间贮存氧的作用,增强对虾对高氯、低氧环境的耐受力。
同时还认为,虾青素的生物学功能要强于β-胡萝卜素,在虾饵料中添加100mg/kg的β-胡萝卜素时其存活率仅为40%,添加等量虾青素即可使其存活率升至77%。
Yamada〔1990〕的研究结果说明,假设在日常饵料中添加100mg/kg的虾青素,对虾存活率可达91%,而对照组仅为57%。
金征宇等〔1999〕分别用60mg/kg 的斑蝥黄和虾青素饲喂罗氏沼虾,发现饲喂虾青素的存活率比对照组和斑蝥黄组分别高21.66%和11.66%,而增重率也比这两组分别高14.48%和10.44%。
Merchie 等〔1998〕研究饵料中类胡萝卜素的需求情况的结果说明,在饵料中添加虾青素可使养殖对虾的免疫力获得较大提高。
增强抗病力,提高存活率,还可以增强对虾后期幼体对盐度被动的抵抗能力,减弱紫外线辐射对水产动物的伤害。
Pan等〔2001〕对墨吉对虾5日龄幼体分别在8 周内饲喂2 种不同虾青素添加水平〔0、80 mg/ kg 的饵料〕的饲料,然后将这些对虾置入急剧变化的环境中〔盐度从32 ‰降到0,或温度从27 ℃降到5 ℃〕5 min,再分别测定试验组〔80 mg/ kg 组〕和对照组〔0添加组〕虾的平均恢复率。
结果说明,试验组恢复率为56 %,为对照组的1. 17 倍。
另外还发现试验组中热应激对墨吉对虾恢复率〔73 %〕的影响远大于渗透压的影响〔24 %〕。
说明虾青素可以增强墨吉对虾对外界应激〔热应激和盐度应激〕的抵抗能力。
Pan等〔2001〕认为饲喂虾青素除了可以增加斑节对虾的体色外,还可以促进其生长、提高存活率。
建议在斑节对虾幼体生长后期应饲喂一定浓度的虾青素,来保持高的存活率。
Pan 等(2003) 针对虾青素对斑节对虾抗氨应激能力的影响做了研究,给5日龄的后期斑节对虾分别饲喂不含虾青素和含虾青素为71. 5 mg/ kg 的饵料,然后将其置于0. 02、0. 2、2 和20 mg/ L的氨环境中。
结果发现,虾青素组的存活率〔除20 mg/ L外〕均比不含虾青素组要高,说明饵料中的虾青素提高了斑节对虾的抗氨应激能力。
裴素蕊等〔2021〕认为添加80mg/kg的虾青素红藻粉可显著提高凡纳滨对虾的存活率和特定生长率,最正确投喂时间为4周。
温为庚等〔2021〕添加虾青素0、10、20、40、80、160mg/kg到斑节对虾的饲料中投喂30d,发现虾青素可以提高斑节对虾的存活率、增重率和特定生长率。
建议添加量为40-80mg/kg。
Niu等〔2021〕研究发现凡纳滨对虾饲料中添加虾青素200或400mg/kg可以明显提高其成活率。
Niu〔2021〕在斑节对虾饲料中分别添加100、200mg/kg 的虾青素和斑蝥黄饲喂74d,发现和对照组相比,这两种色素都能明显提高斑节对虾的存活率〔81.1%,65.6%〕、增重率〔365%,305%〕、色素沉积率〔虾壳和肌肉〕和抗低氧能力,但虾青素组的表观消化率和色素沉积率要高于斑蝥黄组。
同时胆固醇的添加可以明显提高虾青素和斑蝥黄的利用效率。
建议添加量为100mg/kg虾青素。
Zhang等〔2021〕研究发现在饲料中添加虾青素可以提高凡纳滨对虾的增重率,降低饵料系数〔降低到〕,提高抗低氧能力和成活率,改善对虾体色,提高市场价格,建议添加量为125-150mg/kg。
3、促进对虾生长、繁殖和发育Millamena等(1998) 用完全随机设计的2×2 因子试验估测了虾青素对斑节对虾繁殖性能的影响。
在饲料中添加虾青素〔100 mg/ kg〕和维生素A〔20000 IU/ kg〕,结果发现添加虾青素组中的性腺指数普遍比未添加组高。
另外,卵巢中的总胡萝卜素含量和虾青素二酯(AD) 含量都比对照组有显著提高。
作为维生素A 的非前体物质,虾青素可以协助维生素A 促进斑节对虾的卵巢发育和排卵。
Petit 〔1997〕针对喂食虾青素对对虾幼体后期生长及其蜕皮周期的影响开展了研究,发现喂食虾青素可缩短对虾后期幼体的蜕皮周期。
虾青素也可作为受精激素,改善卵质。
在饵料中添加虾青素,可提高幼虾的存活率。
Vassallo等〔2001〕研究了虾青素对养殖对象产卵情况的影响,结果说明,在饵料中添加10mg/kg的虾青素可提高其产卵率。
4、促进亲虾的性成熟和增加产卵量类胡萝卜素在虾体内以不同形式存在,如游离色素,与脂肪酸以酯键结合,与几丁质等大分子以共价键结合,以非共价键与蛋白质或糖类结合,或与蛋白质结合形成虾青素。
已有研究说明,类胡萝卜素对亲虾性腺发育、卵的成熟和早期幼体发育中色素沉积具有重要作用。
类胡萝卜素与VC、VE一样,具有防止细胞膜和高度不饱和脂肪酸氧化的作用,其在亲虾体内或饵料中含量增加可以提高亲虾繁殖能力;而胚胎中类胡萝卜素缺乏会降低幼体质量。
Palacios等〔1999〕指出,无节幼体大小和卵中类胡萝卜素水平之间存在着正相关关系,说明了类胡萝卜素对无节幼体正常发育的必要性;他们还发现卵中类胡萝卜素含量与无节幼体蛋白质水平有关。
此外,亲虾中类胡萝卜素水平还决定胚胎和摄食前幼体色素细胞及眼点的正常发育。
虾青素作为V A前体,也可以看作是一种维生素。
Dall等〔1995〕对老虎对虾〔Penaeusesculentus〕的生化成份分析说明,对虾肌肉、虾壳和消化腺中的类胡萝卜素主要为虾青素及其酯类,二酯和单酯含量是最高,还有少量游离的虾青素。
但在成熟卵巢中,游离态虾青素占类胡萝卜素总量的80%。
在总的类胡萝卜素中,82-94%存在于虾壳中;不过在对虾性成熟过程中,消化腺和卵巢中占的类胡萝卜素含量分别为10.7%和5.6%,有一定量的增加,消化腺中的虾青素主要为单酯、双酯和游离态,含量可达120mg/kg;肌肉和虾壳中的虾青素几乎没有改变,各自为和100mg/kg;卵巢中单酯含量比拟低〔〕,双酯含量为2-5mg/kg,但游离态虾青素增加很多,从2mg/kg增加到34mg/kg。
说明对虾饲料中类胡萝卜素转化为虾青素是发生在饵料被吸收后不久。
对另外一些种类的亲虾生化分析也说明,肝胰腺和性腺中有很高水平的虾青素〔Mantiri et al., 1996; Sagi et al., 1995〕。
此外,Mantiri等〔1996〕也发现在性腺发育过程中,卵巢中的类胡萝卜素含量会增加。
Palacios等〔1996〕发现,切除眼柄初期,亲虾产出卵颜色为深绿色,而经屡次繁殖后,卵颜色逐渐变浅,呈淡黄色。
这种卵色变化可能是由于亲虾繁殖消耗一局部类胡萝卜素,而导致卵中类胡萝卜素水平下降,或者是由于卵黄中类胡萝卜素酯化能力降低造成。
由于虾类所需类胡萝卜素只能来源于饵料,故亲虾饵料中类胡萝卜素水平会影响卵的质量和幼体活力。
在一些有关虾类繁殖的研究以及商品饲料中,通常需添加一定量类胡萝卜素,如Marsden等〔1997〕在斑节对虾亲虾饲料中同时添加0.004%虾青素和0.004%类胡萝卜素;Wouters等〔1999〕在卤虫强化剂中添加0.1%〔有效含量〕虾青素,并取得了较好的繁殖效果。
饲料中不同形式类胡萝卜素对亲虾繁殖效果也不相同,Otazu-Abrill等对日本对虾色素沉积的研究结果说明,β-胡萝卜素比裸藻酮更容易被亲虾转化为虾青素。
Supamattaya et al (2005)在饲料中添加杜氏盐藻〔Dunaliella〕的提取物饲喂斑节对虾,研究其生长、免疫功能和抗病能力。
分两个实验,实验1为1-2g的幼虾,饲喂125-300mg/kg的杜氏盐藻提取物8周。