Astaxanthin что это хорошо для аквакультуры?

Астаксантин, химическое название которого - 3,3- дигидроксибета, бета-каротин -4,4- дион, а молекулярная формула-C40H5204, широко встречается в живом мире, особенно у водных животных, таких как креветки, краба, Рыбы и перья птиц. - астаксантинявляется ксантофилл, который является одним из самых распространенных в животном царстве. Он розовый и обладает уникальными цветовыми свойствами. Он также может способствовать производству антител и повысить animal's иммунитет. С точки зрения его способности противостоять окислению и ликвидировать свободные радикалы, он является более мощным, чем β- каротин. Он является водорастворимым и липофильным и легко растворимым в органических растворителях, таких, как дисульфид углерода, ацетон, бензол и хлороформ. Астаксантин — это каротеноидная добавка с большим потенциалом, имеющая широкие перспективы в области аквакультуры, продовольствия, кормов, косметики и медицины. Данная статья посвящена ее применению в аквакультуре.

1 астаксантин производства

1.1 извлечение астаксантина из отходов водной переработки

Согласно сообщениям в СШАИзвлечение астаксантина, - астаксантинesters и креветок красного пигмента из раков отходов производительность до 153 МКГ/г отходов. Следует отметить, что извести в отходах повлияет на производство астаксантина, поэтому его следует удалять в максимально возможной степени во время экстракции. В последние годы такие страны, как Норвегия, использовали чувствительную технологию для обработки водных отходов, что повысило коэффициент рекуперации на 10% и значительно повысило чистоту. Доказано, что добавление неорганических или органических кислот во время энзилинга нарушит связь между астаксантином и белком или скелетными частями, тем самым увеличив высвобождение астаксантина.

Основной производственный процесс по извлечении астаксантина из отходов водной переработки: во-первых, отходы, которые хранятся в двухслойном виниловом мешке и хранятся на -70°C, при производстве астаксантина закладываются в пасту. Соевое масло добавляется в соотношении веса 1:1, смешанная скважина, и контейнер окружен свинцом или платиновой, чтобы защитить его от света. Медленно нагреть до 90 градусов и остановиться. Используйте низкотемпературную центрифугацию (0 ° C, 11000 r/min, 10 min) для сбора масляного раствора и его разделения на слои. AstaxanthВ случае необходимостиприсутствует в верхнем слое пигментного раствора. Используйте жидкий сепаратор для отделения и очистки астаксантина. Этот метод имеет тяжелые производственные условия, высокие производственные издержки, низкую урожайность, и продукт не очень чистый. Поэтому в настоящее время лишь несколько стран используют эту технологию для производства астаксантина.

1.2 использование водорослей для производства астаксантина

Многие виды водорослей могут производить астаксантин. При росте гематококковой плавиалисы, при отсутствии азотных источников, астаксантин аккумулируется в организме; Если в процессе выращивания добавляются двухвалентные ионы железа, то их синтезирующая способность улучшается, а осаждение астаксантина поощряется. Сообщалось также, что синий свет может вызывать синтез каротеноидов и астаксантина. В настоящее время содержание астаксинтина в высококачественной гематококковой плювиалисе составляет более 90% от общего содержания каротеноидов. Содержание связано с природой и интенсивностью света. Эксперименты показали, что чем выше интенсивность света, тем выше производство астаксантина и что непрерывный свет лучше, чем прерывистый свет. Однако условия роста этих водорослей являются суровыми, характеризуясь высокими требованиями к качеству воды, окружающей среде и свету, а крупномасштабное производство по-прежнему сопряжено с трудностями (Johnson et al., 1991).

1.3 производство астаксантина с использованием дрожжей

В настоящее время установлено, что красные дрожжи, красные дрожжи BF-6 и т.д., могут синтезировать астаксантин. Впервые красные дрожжи были изолированы фафф и другими в 1970 - х годах от лиственных деревьев в японии и горных районах аляски, США (Phaff et al., 1972). Это единственный вид в филуме грибов, филум грибов, субфилум мукомормицетов, семейство криптококков, и род красных дрожжей. Он воспроизводит вегетативное движение. Грибок может производить более 10 видов каротиноидов в процессе ферментации, в основном астаксантин, грау-каротин и "- каротин", из которых астаксантин составляет от 60% до 85%.

Оптимальные условия для получения астаксантина красными дрожжевыми материалами: источником углерода является глюкоза и цельбиоза; Источником азота является сульфат аммония; Оптимальная температура культуры 20 ~ 22 °; Оптимальное рн - 5,0; Предпочтение отдается также аэробным условиям, а скорость подачи кислорода должна превышать 30 ммоль/ч. Когда стоимость ниже этой, производство астаксантина значительно сократится. Первоначальный штамм родопсеодомонаса палюстриса имеет низкую синтетическую мощность, с общим содержанием каротеноидов менее 500 μg/g клетка сухого веса (cDW), и астаксантин около 350 μg/g cDW. Джонсон и др. увеличили содержание астаксантина до 814 μg/g путем добавления томатного сока (который содержит астаксантин прекурсоров) в среду культуры.

Недавно кало и др. добавили 0,1% метакоксикарбоксиловой кислоты (прекурсор каротеноидного синтеза) в среду культуры, а содержание астаксантина и общего пигмента увеличилось на 400%. Мейер сообщил, что добавление уксусной кислоты может увеличить биомассу дрожжей родофпоеты, а содержание астаксинтина в клетках достигло 1430 μg/g клетках сухого веса (cDW). В китае Лу юхуа и цзинь чженюй, в частности, использовали нитросо гуанидин (NTG) для мутации штамма мутантов 4-26, что значительно увеличило общий объем производства каротеноидов и долю астаксантина. В настоящее время американские компании Red Star и Euglena Bio используют эти дрожжи для производства астаксантина.

Ши аньхуй (Shi Anhui, 1999) сообщил, что, используя липкие красные дрожжи BF-6, изолированные от виноградной почвы, в качестве исходного штамма, а после ультрафиолетового и этилметаносульфоната мутагенеза, наибольшее содержание астакзантина, получаемое штаммом мутантов, составляет 1. 3мг/ГЦДД, допуск по винограду составляет 6%, а урожай астаксантина также может достигать 1.

25мг/ГЦСР путем ферментации 2% мелассы вместо глюкозы. Оптимальная температура ферментации этого штамма составляет 29-30°C, оптимальный pH - 5.2-5.5, а скорость подачи кислорода должна превышать 35 ММКЛ/ч. После добавления томатного сока урожайность астаксантина достигла 1,43 мг/г с.в. Недавние зарубежные исследования показали, что темно-красные дрожжи (фадотораларубра), изолированные от болгарского йогурта, могут увеличить производство астаксантина в 80 раз по сравнению с родоторулой глутини в тех же культурных условиях. Она также имеет меньше потребностей в питании и производит быстрее.

Astaxanthin является внутриклеточным пигментом, и клетки должны быть сломлены перед кормом животных. Джентлз и хард обнаружили в своих экспериментах, что четыре метода механического измельчения (MY), ферзиматической обработки (EY), распылительной сушки (SY) и извлечения пигмента перед кормом (C) все привели к хорошей окраске кожи и мышц осетра. После 8 недель, цвет Рыбы, как правило, темнее для меня > Э > о компании Пси > > C > > Группа управления. Механическое измельчение ячеек представляется простым и эффективным методом. Некоторые отечественные ученые также добились хороших результатов, используя метод дробления горячих соляных кислот.

1.4 производство астаксантина путем химического синтеза

Роше в швейцарииПроизводит астаксантин химическим синтезомПод торговой маркой Carophyll Pink, с содержанием астаксантина от 5% до 10%. Согласно литературе, прекурсором химического синтеза астаксантина является (ы)-3- ацетил -4- оксо-бета-ионон. Этот прекурсор преобразуется в реакцию на 15- углеродный ретиноид, и, наконец, два 15- углеродного ретиноида реагируют с 10- углеродным дикарбоксальдегидом для синтеза астаксантина (Widmer et al., 1981). В настоящее время только Roche использует этот метод для производства астаксантина.

2 применение астаксантина в аквакультуре

2.1 отличный эффект окраски

Астаксантин является основным каротеноидным пигментом у морских ракообразных и рыб. Розовый цвет мяса морепродуктов, таких как лосось и лобстер, объясняется высоким накоплением астаксантина в организме. Вместе с тем сами животные не могут синтезировать астаксантин, а природные источники отсутствуют. Поэтому он должен быть добавлен к корму, чтобы дополнить пигмент. Одним из основных видов применения астаксантина сегодня является как источник цвета в аквакультуре. Впервые использовался в лососях и форели, а в настоящее время широко используется в различных культурных объектов.

2.1.1 содействие раскраске креветок культурного происхождения

Если корм для культурных креветок не хватает астаксантина, это приведет к нездоровому цвету тела. Исследования показали, что если креветкам, не имеющим астаксантина, скарпуют диету, содержащую 50 грав10 -6 (м/м) астаксантин в течение 4 недель, то их цвет тела вернется к нормальному темно-сине-зеленым, в то время как контрольная группа все еще будет иметь болезненный цвет. Кроме того, первый будет иметь ярко-красный цвет после приготовления пищи, в то время как второй будет иметь бледно-желтый цвет, который не способствует маркетингу.

Ямада (1990) сравнила цветовое воздействие трех каротеноидов: грау-каротин, кантаксантин и астаксантин на креветки. Результаты показали, что при такой же концентрации в 100 грац. 10-6 (м/м) была добавлена к корму самая высокая концентрация астаксантина в тканях креветок была обнаружена, когда креветки были накормлены таким же количеством астаксантина добавлен к корму при концентрации 100 грац. 10-6 (м/м), которая была на 23% и 43% выше, чем у кантаксантина и грава-каротина, соответственно. Если количество использованного астаксантина увеличено до 200 градиентов 10-6 (м/м), то содержание в тканях может достигать максимум 29. 1 × 10 6 (м/м), что доказывает, что астаксантин каротеноид с лучшим цветовым эффектом.

2.1.2 содействие раскраске разводимой Рыбы

Ранние исследования показали, что добавление astaxanthin в корм может также сделать кожу и мышцы разводной Рыбы, таких как лосось и осетровые появляются ярко красного цвета. Красно-розовый цвет кожи диких помфретов в основном из-за наличия астаксантина, в то время как астаксантин содержание в выращиваемых помфретах, которые не были накормлены астаксантин составляет всего 5% от того, что в дикой природе. Добавление других каротиноидов (таких как β-carotene, lutein, canthaxanthin и zeaxanthin) в корм не дает bream красную окраску, и он не превращается в astaxanthin. Каротеноиды постоянно теряются из кожи и плоти породы. Поэтому астаксантин должен быть накормлен, чтобы придать породу красную окраску.

Ни Один другой продукт не оказал столь значительного и длительного воздействия на окраску декоративной Рыбы, как природный астаксантин от гематококковой плювиалисы. Декоративная рыба может получить яркий цвет, поедая каротеноиды. Ако и тамару (1999) обнаружили, что после кормления декоративной рыбой с диетой, содержащей 100 грав10 -6 (м/м) astaxanthin в течение одной недели, желтые, маруны и черные цвета на fish' поверхность кузова s была значительно улучшена.

Кроме того, choubert иstorebakken (1996) показали, что поглощение и использование астаксантина культурными организмами значительно лучше, чем у других пигментов. Например, пищеварение и поглощение астаксантина радужной форелью значительно лучше, чем у кантаксантина, а его максимальный коэффициент видимого поглощения более чем в два раза выше, чем у кантаксантина. Когда радужная форель питается astaxanthin и canthaxanthin соответственно для достижения того же эффекта окраски, необходимо питаться 72 × 10-6 (м/м) astaxanthin и только 60 × 10-6 (м/м) astaxanthin, что показывает, что astaxanthin является более эффективным, чем astaxanthin в окраске.

2.2 повышение выживаемости культурных объектов

Добавление астаксантина в качестве кормовой добавки может повысить выживаемость культурных животных с помощью различных каналов, таких как повышение иммунитета, повышение толерантности к суровым условиям и улучшение адаптируемости к изменениям окружающей среды. Merchie et al. (1998) изучили спрос на каротеноиды в кормах и пришли к выводу, что добавление астаксантина в корм может значительно повысить иммунитет культурных животных, повысить устойчивость к болезням и повысить выживаемость. Это может также повысить пассивную устойчивость личинок последних креветок к солености и уменьшить ущерб, причиняемый водным животным ультрафиолетовым излучением.

Кроме того, в работе chien (1996), в которой изучались биологические последствия астаксентина для креветок, отмечалось, что астаксентин накапливается в тканях в качестве пигмента, который может хранить кислород между клетками и повышать толерантность рыб и креветок к воздействию высокого хлора и низкого содержания кислорода в окружающей среде. Также сообщалось, что биологическая функция астаксантина сильнее, чем грау-каротин. Когда к корму креветок добавляется 100 граваций 10-6 (м/м) граватива-каротина, выживаемость составляет всего 40%, в то время как выживаемость может быть увеличена до 77% путем добавления такого же количества астаксантина. < < ямада& > >#39;s (1990) исследования также показали, что если 100 грава10 -6 (м/м) астаксантин добавляется в ежедневный корм, то выживаемость креветок может достигать 91%, в то время как контрольная группа составляет только 57%. В исследовании Jin Zhengyu et al. (1999) отмечается, что выживаемость литопенаея ваннамея может быть увеличена примерно на 21,66% за счет использования астаксантина в качестве кормовой добавки.

Христиансен и др. (1995) изучали влияние корма на выживаемость атлантического лосося и обнаружили, что, когда содержание астаксантина в корме составляло менее 1 грав10 -6 (м/м), имела место массовая смертность Рыбы фрай, а выживаемость составляла менее 50%. Тем не менее, в контрольной группе скармливали достаточное количество астаксантина, коэффициент выживаемости рыбной срю мог достигать более 90%.

В работе Pan et al. (2001) изучались последствия астаксантинного кормления и состояния вод аквакультуры для окраски, роста и выживаемости монодона пенея и отмечалось, что, помимо увеличения окраски креветок, астаксантинное кормление может также способствовать росту и повышению выживаемости. Экспериментальные результаты показывают, что для поддержания высоких показателей выживаемости при позднем росте личинок пятнистых креветок и при уменьшении содержания в организме астаксантина креветки должны питаться определенной концентрацией астаксантина.

2.3 содействие росту, воспроизводству и развитию культурных объектов

Астаксантин оказывает значительное стимулирующее воздействие на рост культурных организмов. Джин женгю и др. (1999) сообщили, что кормление астаксантина может значительно увеличить прирост веса литопенаея ваннамея. Эксперименты показали, что прирост веса после 5 недель кормления составляет около 14,48%.

Кристиансен и др. (1995 год) провели исследование по вопросу о влиянии различных кормов на рост и выживаемость атлантического лосося. Результаты показали, что, когда содержание астаксантина в ежедневном корме для атлантической лосося в фрае превышало 5,3 грава10 -6 (м/м), оно поддерживало нормальный рост, в то время как ниже этого значения срю росла медленно.

Кроме того, если корм для культурных креветок питается недостаточным астаксантином, креветки заболевают, препятствуя их нормальному росту и развитию. Кормление таких больных креветок 50 градиентами 10-6 (м/м) астаксантин в течение 4 недель восстановит нормальный рост, а количество астаксантина в их тканях увеличится более чем на 300%. 26. От снарядов может быть отделено 3 - грава10-6 (м/м) каротиноидов. Увеличение контрольной группы составило всего 14%, а содержание каротеноидов в снарядах составило 4-7 граваций 10-6 (м/м).

Петит и др. (Petit et al., 1997) изучили влияние кормления астаксантином на поздний рост личинок креветок и их литейный цикл и пришли к выводу, что кормление астаксантином может сократить литейный цикл личинок последних креветок. Astaxanthin также может быть использован в качестве гормона удобрения для улучшения качества яиц. Добавление астаксантина в корм может повысить выживаемость юных креветок, а также плавучесть и выживаемость рыбных яиц. Это также может повысить показатели оплодотворения, выживаемость яиц и темпы роста на этапе приготовления лосося, защитить яйца от последствий тяжелых условий и способствовать их росту и развитию. Вассалло и др. (2001) изучили влияние астаксантина на нереста культурных субъектов и пришли к выводу, что добавление 10 грава10 -6 (м/м) астаксантина к корму может увеличить коэффициент нереста.

2.4 улучшение физиологических функций сельскохозяйственных животных

Добавление астаксантина в корм может улучшить здоровье выращиваемой радужной форели, давая им лучшую функцию печени, а также укрепить структуру клеток красной тилапии печени и гликогена хранения. Релулука (2000) изучил влияние астаксантина на темпы роста, различные показатели крови и некоторые физиологические функции радужной форели, и обнаружил, что питание астаксантина может улучшить гематопоэтическую функцию и обмен липидов и кальция в радужной форели. Amar et al. (2001) добавляют различные каротеноиды, такие как астаксантин, в рацион радужной форели для изучения воздействия этих добавок на иммунитет Рыбы. Эксперимент показал, что среди различных каротеноидов, каротеноидов, astaxanthin и β- каротин может улучшить как гуморальные показатели, такие как защитные сыворотки и активность лизозимов, так и клеточные показатели, такие как бактериофагический фагоцитоз и неспецифическая цитотоксичность.

2.5 повышение питательной ценности сельскохозяйственных животных

Пищевая ценность Рыбы и креветок также увеличивается за счет добавления астаксантина. В исследовании Christiansen et al. (1995) о влиянии астаксантина в кормах на физиологический статус атлантического лосося, например на иммунитет, было установлено, что после того, как атлантический лосось кормит астаксантин кормом, содержание витаминов а, с и е в некоторых тканях значительно возросло. 3 - гравюр 10-6 (м/м), содержание липидов также значительно возросло; В 13 лет. 7 × 10-6 (м/м) астаксантин был добавлен, липидное содержание атлантического лосося может быть увеличено

На 20% больше. На европейском и американском рынках водные продукты с астаксантином в качестве кормовой добавки очень популярны, и их цены намного выше, чем у обычных рыб и креветок.

2.6 содействует транспортировке и сохранению водных продуктов

В процессе охлаждения водных продуктов окисление липидов является основной причиной порчи мяса. Таким образом, сильные антиоксидантные свойства астаксантина также играют положительную роль в транспортировке и сохранении водных продуктов. Дженсе и др. (Jense et al., 1998) изучали антиоксидантную функцию каротеноидов, таких как астаксантин, при охлаждении и сохранении водных продуктов.

Результаты показали, что радужная форель питает различные концентрации астаксантина Jense et al. (1998) изучали антиоксидантную функцию каротеноидов, таких как астаксантин, при охлаждении и сохранении водных продуктов. Результаты показали, что в процессе охлаждения наблюдаются значительные различия в окислении липидов радужной форели, питающей различные концентрации астаксантина. Кроме того, во время хранения лосося и форели после захвата лосось подвержен прогорклости, поскольку содержит мало астаксантина, в то время как форель, которая содержит больше астаксантина, хранится лучше в тех же условиях. Поэтому можно сделать вывод о Том, что добавление астаксантина в корм и увеличение его содержания в организме субъектов аквакультуры могут в определенной степени сократить использование химических консервантов. Он также может быть использован в качестве специального, высокоэффективного "биологического консерванта", чтобы сделать водные продукты дольше, и это абсолютно безопасно для человеческого организма.

Астаксантин обладает мощной антиоксидантной способностью и мощными физиологическими функциями, широко используется в аквакультуре за рубежом. Безопасность природного астаксантина получила широкое признание и будет способствовать дальнейшему развитию аквакультуры, несмотря на высокие «зеленые барьеры». В настоящее время годовой спрос на астаксантинскую продукцию в развитых странах составляет не менее нескольких десятков тонн, а рыночный спрос далеко не удовлетворяется. Мировой спрос на водные продукты ежегодно увеличивается на 24%, а годовой объем рынка астаксантина только в лососновом корме составляет более 185 миллионов долларов США, при этом годовые темпы роста составляют 8%, демонстрируя большой рыночный потенциал. Поэтому астаксантин как кормовая добавка в аквакультуре должен привлекать все больше внимания и быть принят все большим числом фермеров аквакультуры с широкими перспективами применения.

Ссылка:

[1] лоренц B. Р. Ти, синевски. Привет G. Г. - р. На коммерческой основе B. потенциальные возможности Для гематосаккуса микроводорослей как анатутального источника астаксантина [J]. Tibtech,2000,18:160 ~ 167.

[2] нагиб и м Мероприятия в области развития Соединенные Штаты америки astaxanthin  and  Соответствующие каротеноиды [J]. J Agric Food chem,2000,48:1 ~ 150 

[3] брюки E. E. A,A, c G. Г. - эйч.  Astaxanthin  Из российской федерации На микробной основе Источники [J]. В важнейших проблемных областях Отзывы о компании in  Биотехнология,1991,11:297 ~ 326

 [4] джин чженци, го шидонг, Lv Yuhua. Эффект добавления astaxantin-богатые фавус дрожжи кормить на цвет тела и рост креветок roe [J]. Кормовая промышленность, 1999, (20): 29-31.

 [5] ван юфанг, у чжэньцян, лян шизхон. Физиологические функции и применение астаксантина [J]. Пищевая промышленность и ферментация, 1999, (2): 66-69

 [6] вэй донг, зан сяонан. Научно-исследовательский прогресс и промышленная модернизация крупномасштабного выращивания гематококкового плувиалиса для естественного производства астакзантина [J]. Китайский журнал океанических лекарств, 2001, 83: 4-8

[7] менасвета п. Коррекция цвета креветок черного тигра (монодон пенея)  По запросу:   Astaxanthin [J].  Аквакультура инжиниринг,1993,12:203 ~ 213