アスタキサンチン養殖に良いものは何ですか?

アスタキサンチン, whose chemical name is 3,3-dihydroxy-beta,beta-carotene-4,4-dione とmolecular formula is C40H5204, is widely found でthe living world, especially in aquatic animals such as shrimp, crab, fish and the feathers のbirds。 アスタキサンチンis a xanthophyll that is one of the most widely distributed in the animal kingdom. It is pink in color and has unique coloring properties. It can also promote the production of antibodies and enhance the animal' s免疫向上させる。その能力の面で酸化を防ぎ、フリーラジカル解消はより強力なβ-carotene。水溶性で親油性であり、二硫化炭素、アセトン、ベンゼン、クロロホルムなどの有機溶媒に容易に溶解する。アスタキサンチンはカロテノイドに類似した添加剤であり、養殖、食品、飼料、化粧品、医薬品などの分野で大きな可能性を秘めている。本項では、養殖業への応用について述べる。

100アスタキサンチン

1.1水産処理廃棄物からのアスタキサンチン抽出

According to reports in the United States, the extraction of astaxanthin, アスタキサンチンesters and shrimp red pigment からcrayfish waste has an output rate of up to 153 ug/g waste. It should be noted that the lime in the waste will affect the production of astaxanthin, so it should be removed as much as possible during extraction. In recent years, countries such as Norway have used ensiling technology to treat aquatic waste, which has increased the recovery rate によって10% and greatly improved purity. It has been proven that adding inorganic or organic acids during ensiling will break the bond between astaxanthin and the protein or skeletal parts, thereby increasing the release of astaxanthin.

水産処理廃棄物からアスタキサンチンを抽出する主な製造工程:まず、-70°cで保存した廃棄物をビニール袋に二重に収納し、ペースト状に粉砕して製造する。重量比1:1の大豆油を加えてよく混ぜ、容器を鉛や白金で囲んで光から保護する。90°cにゆっくり加熱して停止します。低温遠心分離(0°c、11,000 r/分、10分)を使用して油溶液を収集し、層に分離させます。アスタキサンチンは色素溶液の上層に存在する。液体セパレータを使用してアスタキサンチンを分離・浄化します。この方法は、厳しい生産条件、高い生産コスト、低収率を有し、製品はあまり純粋ではありません。そのため、現在、この技術を用いてアスタキサンチンを製造している国は少ない。

1.2藻類を用いてアスタキサンチンを生産する

多くの藻類がアスタキサンチンを生成する。血液ブドウ球菌の成長の間、窒素源の不足がある場合、アスタキサンチンは体内に蓄積されます;栽培過程で2価鉄イオンを添加すると、その合成能力が向上し、アスタキサンチンの沈着が促進される。また、青色光はカロテノイドやアスタキサンチンの合成を誘導することも報告されている。現在、高品質のhaematococcus pluvialisのアスタキサンチン含有量は、全カロテノイド含有量の90%以上を占めている。内容は、光の性質と強度に関連しています。実験では、光の強度が高いほどアスタキサンチンの生成量が高く、連続光は間欠光よりも優れていることが示されています。しかし、この藻は生育条件が厳しく、水質、環境、光に対する要求が高く、大量生産は依然として困難である(johnson et al., 1991)。

1.3酵母を用いたアスタキサンチンの製造

現在、赤酵母、赤酵母bf-6等がアスタキサンチンを合成することが知られている。赤酵母は、1970年代に日本および米国アラスカ州の山岳地帯の落葉樹液から初めて単離されました(phaff et al., 1972)。真菌門、真菌門、ムコルミセス門の亜門、クリプトコッカス属、赤酵母属の唯一の種である。植物の繁殖によって繁殖する。黒い長方形の区画に菌根を生成することができる期間に25万カロチノイド色素10種余り発酵主にアスタキサンチンβ-carotene、「-carotene、85%の60%を占めるアスタキサンチンている。

赤酵母がアスタキサンチンを生成するための最適な条件:炭素源はブドウ糖とセロビオース;窒素源は硫酸アンモニウムです;最適培養温度は20 ~ 22℃;最適なphは5.0;好気性条件も推奨され、酸素供給速度は30mmol/h以上でなければなりません。これより低い値になると、アスタキサンチンの生産量は大幅に減少する。元Rhodopseudomonasの変種ウィルスpalustrisは合成能力が低いカロテノイド総額コンテンツ5000μg / g未満の部乾燥体重(cDW)ごろアスタキサンチン350μg / g cDW。ジョンソンらアスタキサンチンコンテンツを814へ大幅に増やしμg / gトマト果汁を加えて(アスタキサンチン前兆を含む)培地。

Recently, Calo et al. added 0.1% methoxycarboxylic acid (a precursor of carotenoid synthesis) to the culture medium, and the astaxanthin and total pigment content increased by 400%. Meyer reported that the addition of acetic acid could increase the biomass of Rhodaffoeta yeasts, and the astaxanthin content in the cells reached 1430 μg/g cell dry weight (cDW). In China, Lü Yuhua and Jin Zhengyu, among others, used nitroso guanidine (NTG) to mutate the mutant strain 4-26, which significantly increased the total carotenoid production and the proportion of astaxanthin. Currently, the American companies Red Star and Euglena Bio use this yeast to 生産アスタキサンチン.

shi安徽(1999)によると、ブドウ畑の土壌から単離された粘性のある赤色酵母bf-6を出発株とし、紫外およびエチルメタンスルフィン酸の変異導入後、最も高いアスタキサンチン含有量を示した。3mg/ gcdw、そのブドウの耐性は6%であり、アスタキサンチンの収量も1に達することができます。

25mg/ gcDW by fermenting with 2% molasses instead of glucose. The optimal fermentation temperature of this strain is 29-30°C, the optimal pH is 5.2-5.5, and the oxygen supply rate should be above 35mmkl/h. After adding トマトジュース, the astaxanthin yield was as high as 1.43 mg/g DW. Recent foreign research has shown that a dark red yeast (phadotoralarubra) isolated from Bulgarian yogurt can increase astaxanthin production by 80 times compared to Rhodotorula glutinis under the same culture conditions. It also has less nutritional requirements and produces faster.

アスタキサンチンは細胞内の色素であり、動物に与える前に細胞を破壊しなければなりません。この色素の放出を促進するため、okagbueとlewisは蒸留水とクエン酸を用いた自己分解を行いました。gentlesとhaardは実験の中で、機械的に粉砕する(my)、酵素的に処理する(ey)、スプレー乾燥する(sy)、餌を与える前に色素を抽出する(c)という4つの方法のすべてが、スタージョンの皮膚と筋肉を良好に着色することを発見した。8週間後,魚の色は私のために暗くなる傾向にありました>- >SY >C >または抑制を確認したのです。機械的なセル研削は簡単で効果的な方法のようです。国内の一部の学者は、高温塩酸細胞破砕法を利用して良い結果を出した。

1.4化学合成によるアスタキサンチンの生産

スイスのロシュ(roche)はカロフィル・ピンク(carophyll pink)という商品名で5 - 10%のアスタキサンチンを化学合成して生産している。文献によると、アスタキサンチンの化学合成の前駆物質は(s)-3-アセチル-4-オキソ-β-イオノンである。この前駆体は15炭素のレチノイドに反応し、最後に2つの15炭素のレチノイドが10炭素のジカルボックスアルデヒドと反応してアスタキサンチンを合成する(widmer et al., 1981)。現在、ロシュだけがこの方法でアスタキサンチンを製造している。

2養殖におけるアスタキサンチンの応用

2.1優れた着色効果

アスタキサンチンは、海洋性甲殻類や魚類の主要なカロテノイド色素である。鮭やロブスターなどの魚介類の色がバラ色になるのは、体内にアスタキサンチンが多く蓄積されているためだ。しかし、養殖動物は自分でアスタキサンチンを合成することができず、天然資源が不足しています。そのため、顔料を補うために飼料に加えなければなりません。今日のアスタキサンチンの主な用途の1つは、養殖における色の供給源である。最初はサケやマスに使われていましたが、現在では様々な培養物に広く使われています。

2.1.1養殖エビの着色を促進する

養殖エビの飼料にアスタキサンチンが含まれていないと、体の色が不健康になります。研究によると、アスタキサンチンを欠くエビに50×10-6 (m/m)のアスタキサンチンを4週間与えると、体の色は通常の暗青緑色に戻るが、対照群はまだ病的な色を示す。また、前者は調理後に鮮やかな赤色になり、後者は薄い黄色になり、マーケティングに不利になる。

山田(1990)は3つのカロテノイドの着色効果を比較しましたβ-carotene, canthaxanthin and astaxanthin, on prawns. The results showed that when the same concentration of 100 × 10-6 (m/m) was added to the feed The highest accumulation of astaxanthin in the tissues of the shrimp was found when the shrimp were fed with the same amount of astaxanthin added to the feed at a concentration of 100 × 10-6 (m/m), which was 23% and 43% higher than that of canthaxanthin and β-carotene, respectively. If the amount of astaxanthin used is increased to 200 × 10-6 (m/m), the content in the tissues can reach a maximum of 29. 1 × 10 6 (m/m), which proves that astaxanthin is the carotenoid with the best coloring effect.

2.1.2養殖魚の着色を促進する

初期の研究では、飼料にアスタキサンチンを添加すると、サケやチョウザメなどの養殖魚の皮膚や筋肉が鮮やかな赤色に見えることが分かった。野生のポンフレンの皮膚の赤みがかったピンク色の着色は、主にアスタキサンチンの存在によるものであるが、アスタキサンチンを与えていない養殖ポンフレンのアスタキサンチン含有量は野生の5%に過ぎない。また他のカロチノイド色素追加(βなど-carotene、ルテイン、canthaxanthin zeaxanthin)飼料にする鯛淡红色配色を与えず、せず解放でき次第アスタキサンチン切り替える。カロテノイドは、鯛の皮膚や肉から常に失われています。そのため、養殖鯛を赤みがかった色にするためにはアスタキサンチンを与えなければならない。

No other product has had such a significant and long-lasting effect on the coloring of ornamental fish as natural astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Ornamental fish can obtain a bright color by eating carotenoids. Ako and Tamaru (1999) found that after feeding an ornamental fish with a diet containing 100 × 10-6 (m/m) astaxanthin for one week, the yellow, maroon and black colors on the fish'のボディ表面は大幅に強化された。

さらにchoubertとstorebakken(1996)は、培養生物によるアスタキサンチンの吸収と利用が他の色素よりも有意に優れていることを示した。例えば、ニジマスによるアスタキサンチンの消化吸収はカンタキサンチンよりも著しく良く、最大見かけ吸収係数はカンタキサンチンの2倍以上である。ニジマスに同じ着色効果を得るためにそれぞれアスタキサンチンとカンタキサンチンを与えた場合、72×10 - 6 (m/m)のアスタキサンチンと60×10 - 6 (m/m)のアスタキサンチンのみを与えなければならず、着色効率がアスタキサンチンよりも高いことが示された。

2.2培養物の生存率を向上させる

と述べastaxanthin as a feed additive can improve the survival rate of cultured animals through various channels, such as enhancing immunity, improving tolerance to harsh conditions, and improving adaptability to changes in environmental conditions. Merchie et al. (1998) studied the demand for carotenoids in feed and found that adding astaxanthin to the feed can greatly improve the immunity of cultured animals, enhance disease resistance, and improve survival rate. It can also enhance the passive resistance of late shrimp larvae to salinity and reduce the damage caused to aquatic animals by ultraviolet radiation.

また、chien(1996)はエビに対するアスタキサンチンの生物学的効果を研究した際、アスタキサンチンは組織内に色素として蓄積し、細胞間の酸素を貯めることができ、高塩素、低酸素環境に対する魚やエビの耐性を高めると指摘している。ことがも伝えられての生体機能をアスタキサンチンβなんかよりずっと強い-carotene。100×10対6 (1850 m / m)β-caroteneを加えてエビ飼料生存率が40%、生存率77%に高められるとを加算することによりアスタキサンチンの量は加减してください。Yamada's(1990)の研究では、1日の飼料に100×10-6 (m/m)のアスタキサンチンを添加すると、エビの生存率は91%に達し、対照群はわずか57%であった。jin zhengyuら(1999)は、天然のアスタキサンチンを用いた飼料実験で、アスタキサンチンを飼料添加物として用いることで、オオバナミの生存率が約21.66%増加することを示した。

christiansen et al.(1995)は、大西洋サケの生存率に対する飼料の影響を研究し、飼料中のアスタキサンチン含有量が1×10-6 (m/m)未満の場合、稚魚の大量死亡があり、生存率は50%未満であることを発見した。しかし、適切な量のアスタキサンチンを与えた対照群では、稚魚の生存率が90%以上に達する可能性がありました。

pan et al.(2001)では、アスタキサンチンの採餌と養殖水の状態がモノドン類の着色、成長、生存率に与える影響を研究し、エビの着色を増やすことに加えて、アスタキサンチンの採餌は成長を促進し、生存率を高めることができると指摘している。実験の結果、スポトツマエビの幼生後期に高い生存率を維持するために、また、体中のアスタキサンチンが減少した場合には、一定濃度のアスタキサンチンを与えなければならないことが明らかになった。

2.3培養物の成長、繁殖、発育を促進する

アスタキサンチンは、培養生物の成長を促進する重要な効果を持つ。jin zhengyu et al.(1999)では、アスタキサンチンを摂取すると、オオバナミの体重増加率が有意に増加することが報告されている。実験によると、5週間の食事後の体重増加率は14.48%だった。

christiansen et al.(1995)は、大西洋サケの成長と生存率に対する異なる餌の影響に関する研究を行った。その結果、大西洋サケ稚魚の1日餌中のアスタキサンチン含有量が5.3×10-6 (m/m)を超えると、正常な成長が維持され、それ以下では稚魚の成長が緩やかであった。

In addition, if the feed for cultured shrimp is fed with insufficient astaxanthin, the shrimp will become sick, hindering their normal growth and development. Feeding such sick shrimp with 50 × 10-6 (m/m) astaxanthin for 4 weeks will restore normal growth, and the amount of astaxanthin in their tissues will increase by more than 300%. 26. 3 × 10 - 6 (m/m) of carotenoids could be isolated from the shells. The increase in the control group was only 14%, and the carotenoid content in the shells was (4 - 7) × 10 - 6 (m/m).

petit et al.(1997)では、エビの幼虫の成長の遅さと脱皮サイクルにアスタキサンチンを与えることの影響を調べ、後期のエビの幼虫の脱皮サイクルを短縮させることができることを発見した。アスタキサンチンは卵の質を改善するための受精ホルモンとしても用いられる。飼料にアスタキサンチンを添加すれば、稚エビの生存率と魚卵の浮力と生存率を高めることができる。また、サケの稚魚の段階での受精率、卵の生存率、成長率を高めることができ、過酷な環境の影響から卵を保護し、その成長と発達を促進する。vassallo et al.(2001)では、培養対象者の産卵に対するアスタキサンチンの効果を研究し、飼料に10×10-6 (m/m)のアスタキサンチンを添加すると産卵率が向上することを発見した。

2.4養殖動物の生理機能の改善

飼料にアスタキサンチンを添加すると、養殖されたニジマスの健康が改善され、肝臓機能が改善され、赤色ティラピア肝細胞の構造とグリコーゲン貯蔵が強化される。rellulka(2000)は、ニジマスの成長速度、様々な血液指標およびいくつかの生理機能に対するアスタキサンチンの効果を研究し、アスタキサンチンを摂取するとニジマスの造血機能および脂質およびカルシウムの代謝が改善されることを発見した。amar et al.(2001)ではニジマスの食事にアスタキサンチンなどのカロテノイドを添加し、ニジマスの免疫に対するこれらの添加物の効果を研究した。多様なカロチノイド色素の見解の実験によると、カロチノイド色素、アスタキサンチンとβ-carotene体液を同時に向上させる吸い血清defensinsや塩化リゾチーム活動などの指標セルラーphagocytosisバクテリオファージなどの指標と不特定多数のcytotoxicityです。

2.5養殖動物の栄養価を向上させる

The nutritional value of fish and shrimp is also increased by the addition of astaxanthin. In a study by Christiansen et al. (1995) on the effect of astaxanthin supplementation in feed on the physiological status of Atlantic salmon, such as immunity, it was found that after Atlantic salmon fed astaxanthin-containing feed, the vitamin A, C and Econtent in certain tissues increased significantly. 3 × 10-6 (m/m), the lipid content also increased significantly; when 13. 7 × 10-6 (m/m) astaxanthin was added, the lipid content of Atlantic salmon meat could be increased by 20%. In the European and American markets, aquatic products with astaxanthin as a feed additive are very popular, and their prices are much higher than those of ordinary fish and shrimp.

2.6水産物の輸送及び保存を容易にする

水産物の冷凍過程で、脂質の酸化は肉の腐敗の主な原因です。そのため、アスタキサンチンの強力な抗酸化作用は、水産物の輸送と保存にも積極的な役割を果たしている。jense et al.(1998)は、水産物の冷蔵と保存におけるアスタキサンチンなどのカロテノイドの抗酸化機能を研究した。

その結果、ニジマスが異なる濃度のアスタキサンチンを供給していることが示された。jense et al.(1998)は、水産物の冷凍と保存におけるアスタキサンチンなどのカロテノイドの抗酸化機能を研究した。その結果、エスタキサンチン濃度が異なるニジマスでは、冷凍時の脂質酸化に有意な差が認められた。また、捕獲後のサケやマスを保管する際に、サケはアスタキサンチンをほとんど含まないため、逆にアスタキサンチンを多く含むマスは、同じ条件で保管した方が貯蔵しやすい。したがって、飼料にアスタキサンチンを添加し、養殖対象体中のアスタキサンチン含有量を増加させることで、化学防腐剤の使用をある程度減らすことができると推測される。また、特殊で効果の高い「生物防腐剤」として、水産物を長持ちさせることができ、人体にも絶対に安全です。

抗酸化力が強く、強力な生理機能を持つアスタキサンチンは、海外の養殖業で広く使われている。天然アスタキサンチンの安全性は広く認められており、高い「緑の壁」の中でも養殖業のさらなる発展に貢献することが期待されます。現在、先進国におけるアスタキサンチン製品の年間需要は少なくとも数十トンであり、市場の需要を満たすにはほど遠い。全世界の水産物需要は毎年24%増加しており、サケ飼料用のアスタキサンチンの年間市場規模は1億8500万ドルを超え、年間成長率は8%に達し、市場の潜在力が大きい。したがって、astaxanthin as a feed additive in aquaculture is bound to attract more and more attention and be adopted by more and more aquaculture farmers, with broad application prospects.

参考:

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