アスタキサンチンそれは何のために良いですか?

アスタキサンチンis a red natural carotenoid that is widely found でnature, especially でthe marine environment[1].The アスタキサンチンの化学名は、3,3/-ジヒドロキシ-β、β/-カロチン-4,4/-ジオンで、具体的な構造は図1に示されています。

天然アスタキサンチンのユニークな分子構造は、酸素フリーラジカルを強く除去し、一重項酸素を阻害する能力を与えます[2]。よりが有効な抗酸化β-carotene、ビタミンE[3]。天然のアスタキサンチンは、他のカロテノイドの10倍、ビタミンeの550倍の抗酸化活性があり、「スーパービタミンe」と呼ばれています[2,4]。

多くの研究により、アスタキサンチンは抗がん、アンチエイジング、免疫増強などの重要な生理機能を持ち、人体に対して絶対的に安全であることが証明されています[5,6]。主な効果は次のとおりです。紫外線から皮膚を保護し、老化を改善し、免疫系の機能を強化し、化学的要因によって引き起こされる心血管疾患や癌の発生率を減少させ、濾過可能なウイルス、細菌、真菌、寄生虫に対する抵抗力を高めます[1、7-9];目と中枢神経系の健康を維持する[10,11];body&強化#39の好気性代謝と筋力と持久力を向上させる。

Given the outstanding physiological functions のastaxanthin, it has been used in the food, pharmaceutical とfeed industries abroad, and has a broad market prospect. However, ためthe time being, astaxanthin is mainly used in the aquaculture industry as a new and highly effective feed additive. In view のabove, this paper mainly introduces in more detail the applicatiにand research progress の自然アスタキサンチン in aquaculture.

1養殖におけるアスタキサンチンの応用

多くの研究で、アスタキサンチンは培養物の着色を増やし、生存率を向上させ、成長、生殖、発育を促進する効果があることが証明されています[12- 32]。現在、アスタキサンチンは、サーモン、マス、エビなどの様々な養殖物に広く使用されており、米国、欧州連合(eu)、カナダ、日本などの食品監視機関によって、安全で効率的な動物飼料であると判断されています[5,33]。養殖におけるその役割は、次のように要約することができる。

1.1優れた着色効果

アスタキサンチンは、海洋性甲殻類や魚の主要なカロテノイド色素である[34]。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、培養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。したがって、顔料を補うために飼料に加えなければなりません[1,13 - 15]。今日のアスタキサンチンの主な用途の1つは、養殖における色素源である。サケやマスに使われ始め、現在では様々な培養物に広く使われている[1]。

1.1.1 養殖エビの着色促進。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、エビが不健康に見えることがあります。研究では、アスタキサンチンを欠いたエビに50×を含む食事を与えた場合6対10 (m / m)アスタキサンチン4週間、彼らの体の色は通常の濃い青緑色に戻るが、対照群はまだ病気の色を持つ;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るため、マーケティングには向いていない[35]。

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カンタキサンチンとアスタキサンチンをエビに乗せましたその結果、100×10-6 (m/m)の濃度でエビに同量の餌を与えたところ、組織中にアスタキサンチンが最も多く蓄積した[16。5×10 - 6 (m / m)より23%に比べて43% canthaxanthinβ-carotene、。使用されるアスタキサンチンの量が200×10 - 6 (m/ m)に増加すると、組織内の最高含有量は29に達することができます。1×10 - 6 (m/ m)、これはアスタキサンチンが最高の着色効果を持つカロテノイドであることを証明します[12]。

1.1.2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真っ赤に見えることがわかっています[1,13]。野生のポンフレン(ブラマ・ブラマ)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られ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レベルの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)飼料にする原因ない鯛色になりません。それはアスタキサンチンに改宗するできません。カロテノイドは、鯛の皮と肉から失われ続けるでしょう。そのため、養殖鯛の赤みを出すためにはアスタキサンチンを与えなければならない[1]。

観賞魚養殖の着色において、現在、haematococcus pluvialis[1]が提供する天然のアスタキサンチンほど効果的で長持ちする製品はありません。観賞魚はカロテノイドを食べることで鮮やかな色を得ることができる。ako and tamaru(1999)は観賞魚に100×10-6 (m/m)のアスタキサンチンを1週間与えた後、黄色、栗色、黒色の魚を発見した#39;のボディ表面は有意に強化された[14]。

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(Oncorhynchus mykiss)供給アスタキサンチンとcanthaxanthinをそれぞれが有する、効果を染めてもらうまったく同じに酔うためにえさを与える必要があり72×10 - canthaxanthinの6 (m / m)、60×10 - 6…(m / m)アスタキサンチン余りの財源が必要だが、アスタキサンチンはcanthaxanthinよりもっと効果的を示唆し【15位】语を彩る。

1.2培養物の生存率を向上させる

と述べastaxanthin as a feed additive can improve the 生存rate のcultured animals through various channels, such as enhancing immunity, improving tolerance to harsh conditions, and adaptability to changes in environmental conditions. Merchie et al. (1998) studied the demand for カロチノイド色素in飼料 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 resistance of postlarvae to salinity fluctuations and reduce the harm of ultraviolet radiation to aquatic animals [16].

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、細胞間の酸素を蓄えることができ、魚やエビの高窒素低酸素環境に対する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はよりβ-carotene。100×10対6 (1850 m / m)β-caroteneを加えてエビ飼料生存率が40%、同量のアスタキサンチンとよいと生存率を[1]77%まで引き上げる計画だ。Yamada's(1990)の研究によると、100×10-6 (m/m)のアスタキサンチンを毎日飼料に添加すると、エビの生存率は91%に達し、対照群はわずか57%であった[12]。jin zhengyu et al.(1999)は、天然のアスタキサンチンを用いた飼料実験において、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%増加することを指摘している〔17〕。

christiansen et al.(1995)は大西洋サケ(salmo salar)の生存率に対する飼料の影響を研究した。その結果、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、魚の死亡数が多く、生存率が50%未満であった。しかし、適切な量のアスタキサンチンを投与した対照群では、稚魚の生存率は90%以上であった[18]。

Pan et al. (2001) studied the effects of astaxanthin feeding and aquaculture water conditions on the coloring, growth and survival rate of Penaeus monodon. They pointed out that in addition to increasing the coloring of prawns, astaxanthin feeding can also promote growth and increase survival rate. Experimental results show that in order to maintain high survival rates during the later stages of growth in Penaeus monodon and when the content of astaxanthin in the body decreases, the shrimp should be fed a certain concentration of astaxanthin [19].

1.3培養対象物の成長、生殖、発育を促進する

アスタキサンチンは、培養生物の成長に大きな影響を与える。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、体重増加率は5週間の摂食後に約14.48%に達した[17]。

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、大西洋サーモンフライの1日の飼料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、正常な成長を維持したが、この値以下では稚魚の成長はゆっくりであった[18]。

In addition, if the astaxanthin content in the feed for cultured shrimp is insufficient, the shrimp will become sick, hindering their normal growth and development. Feeding this sick shrimp with 50 × 10-6 (m/m) astaxanthin for 4 weeks will restore normal growth, and the amount of astaxanthin in its 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) [35].

petit et al.(1997)では、エビの幼虫の後期成長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[20]。アスタキサンチンは、卵子の質を改善するための受精ホルモンとしても使用される。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、サケの稚魚の育成期には、受精率、卵の生存率、成長率を高め、成長と発達の過程で、過酷な環境の影響から卵を守ることができる[21 - 24]。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調べた結果、餌に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が示された[25]。

1.4培養対象の生理機能の改善

Adding astaxanthin to the feed can improve the health of cultured rainbow trout, giving them better liver function and strengthening the structure of red tilapia liver cells and glycogen 記憶[21, 26]. Rehulka (2000) studied the effects of astaxanthin on the growth rate, various blood indicators and some physiological functions of rainbow trout, and found that feeding astaxanthin can improve the hematopoietic function and lipid and calcium metabolism of rainbow trout [27]. Amar et al. (2001) added various carotenoids such as astaxanthin to the 議会of rainbow trout to study the 効果of these additives on the immunity of the fish. のexperiment showed that among various carotenoids, carotenoids, astaxanthin and β-carotene can improve both humoral indicators such as serum defensins and lysozyme activity, and cellular indicators such as bacteriophage phagocytosis and non-specific cytotoxicity [28].

1.5培養物の栄養価を向上させる

魚やエビの栄養価も、アスタキサンチンを添加することで高められる。christiansen et al.(1995)では、大西洋サケの免疫などの生理的状態に対する飼料へのアスタキサンチン添加の影響を研究した。大西洋サケがアスタキサンチン含有飼料を与えた後、いくつかの組織におけるビタミンa、c、eの含有量が有意に増加したことが明らかになった。また、飼料に添加されたアスタキサンチン含有量が5より高かった場合。3×10—6 (m/ m),脂質含有量も有意に増加;13 .が7×10—6 (m/ m)のアスタキサンチンを添加し、大西洋サーモン肉の脂質含有量を20%増加させることができた[29]。欧米市場では、飼料としてアスタキサンチンを添加した水産物が人気があり、その価格は一般的な魚やエビよりもはるかに高い[13]。 

1.6水産物の輸送と保存を容易にする

冷凍水産物の場合、脂質の酸化が肉の腐敗の主な原因となる[30]。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。jensen 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、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。低用量のニジマスは深刻な脂質酸化を示したが、高用量のアスタキサンチンを与えたニジマスは冷凍中の生肉の保存寿命を有意に延長させた[31]。

また、捕獲後のサケやマスを保管する際、サケは肉中のアスタキサンチン含有量が少ない[4.9×10-6 (m/m)]のに対し、マスは肉中のアスタキサンチン含有量が高い[9]ため、サケは臭気を起こしやすい。1×10- 6 (m/ m)]と同じ条件での貯蔵効果はサケよりも優れています[32]。飼料にアスタキサンチンを添加し、養殖対象者の体内でその含有量を増やすことで、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、特殊で非常に効果的な「生物防腐剤」として使用することができ、水産物を長持ちさせ、人体に対して絶対に安全です。

2   haematococcus pluvialis由来のアスタキサンチンの利点

 2 .1  天然と合成のアスタキサンチンの違い

At present, astaxanthin is produced synthetically or biologically. 合成アスタキサンチン is not only expensive, but also differs significantly from natural astaxanthin in terms of structure, function, application and safety.

構造的には、3 s-3, s;3R-3、S;3R-3、R。合成アスタキサンチンは、これら3つの構造の混合物であり、cis構造-3 r-3、s型が主なタイプであり、サーモンなどの培養生物(主にトランス構造-3 s-3、s型)のアスタキサンチンとは大きく異なります[36]。生理機能の面でも、合成アスタキサンチンの安定性と酸化活性は天然のアスタキサンチンよりも低い[37]。応用結果として、合成アスタキサンチンの生物学的利用能は天然アスタキサンチンよりも低い。供給濃度が低い場合、ニジマスの血液中の合成アスタキサンチン濃度は天然のアスタキサンチン濃度よりも有意に低く[38]、生体内で天然のコンホメーションに変換することはできない[5]。バイオセーフティの観点からは、化学的な方法でアスタキサンチンを合成すると、合成過程で生成される不自然な副生成物などの不純物が混入し、生物学的利用の安全性が低下する[3]。

With the rise of natural astaxanthin化学合成アスタキサンチンの管理は世界各国で厳しくなっています。例えば、米国食品医薬品局(fda)は、化学合成されたアスタキサンチンの健康食品市場への参入を禁止しています[5]。現在、アスタキサンチンの生産は、生物由来の天然アスタキサンチンを開発し、それに応じて大規模に生産する傾向がある。

2.2天然アスタキサンチンの生物学的源

現在、天然アスタキサンチンの生物学的な供給源は、水産加工業の廃棄物、phaffia rhodozyma、微細藻類(haematococcus pluvialis)の3つが一般的である。その中で、廃棄物中のアスタキサンチン含有量が少なく、抽出コストが高いため、大量生産には不向きです。天然のphaffia rhodozymaに含まれるアスタキサンチンの平均含有量はわずか0.40%です。

これに対して、haematococcus pluvialisのアスタキサンチン含有量は1.5% ~ 3.0%で、天然アスタキサンチンの「濃縮物」とされている。大量の研究でアスタキサンチン蓄積率と利子のHaematococcus総生产量pluvialisは他の緑藻類山よりも高いアスタキサンチンとそのestersの割合(約70% monoesters、25%,、5%単体)と酷似して自体を比率水産動物かによって抽出されるアスタキサンチンより有利に化学合成利用するRhodopseudomonas。加えて、haematococcus pluvialisのアスタキサンチンの構造は主に3 s-3 &である#サケや他の水生生物のそれと基本的に同じである39、s;rhodopseudomonas palustrisのアスタキサンチン構造は3 r-3 &である#39; R[33]。

Currently, Haematococcus pluvialis is recognized as the best organism in nature for producing natural astaxanthin. Therefore, the use of this microalgae to extract astaxanthin undoubtedly has broad development prospects and has become a research hotspot in recent years for the production of natural astaxanthin internationally.

3天然アスタキサンチンiの応用研究における問題点と開発の方向性n feed

国内外の研究を総合的に検討した結果、養殖における各種カロテノイドの有効性については議論が続いている[42 - 46]。yanar and tekelioglu(1999)は、金魚に対するカンタキサンチンなどのカロテノイドの着色効果が、アスタキサンチンよりも優れていることを示した[42]。buttle et al.(2001)は、養殖された大西洋サーモンの着色とその体内に蓄積された色素の違いについて研究した。その結果、ニジマスによるアスタキサンチンの利用率はカンタキサンチンよりもはるかに高かったが、アトランティックサーモンはそうではなかった[43]。

baker et al.(2002)では、大西洋サケによるアスタキサンチンや他の色素の吸収と着色効果の違いを研究した。その结果、彩色canthaxanthinの効果は基本的には、アスタキサンチンと同じ指摘の関係は一定の線形顔料食物を与え顔料の量の吸収を助けるのですこの報告他の相手を探すことね大西洋サケと、ニジマスアスタキサンチンというよりはの彩色効果canthaxanthin(45、46)。異なる養殖対象に対するアスタキサンチンの適用効果はまだ議論の余地があり、異なる養殖対象に対するアスタキサンチンの適用費用対効果を判断するためにさらなる研究が必要であることがわかります。

Gomes et al. (2002) compared the coloring effects of astaxanthin from different sources (synthetic and different natural biological sources) on the sparidae (sparus aurata). The experiment showed that there was no significant difference in the coloring effect of various sources and types of carotenoids on this fish, and it was pointed out that it is still difficult to determine the effect of a certain pigment on the skin coloring of sparidae by feeding alone [39]. However, many other studies have shown that for farmed organisms (rainbow trout, etc.), natural astaxanthin is superior to chemically synthesized astaxanthin in terms of absorption, coloring power and biological efficacy [1, 37]. Therefore, the biological application value of astaxanthin from different sources (synthetic and different natural biological sources) still needs to be further studied, and the mechanism of absorption and utilization of astaxanthin from various sources by cultured organisms needs to be determined.

アスタキサンチンの摂食研究では、異なる研究者が異なる濃度の摂食を行っている。培養生物によって最適な供給量や供給方法が異なるはずである。今後、アスタキサンチン適用の有効性をより広範に研究するためには、養殖における最適な使用法や採餌法の研究を継続する必要がある。

現在、国内の養殖業でのアスタキサンチンの使用はほとんど報告されていない。ただ、jin zhengyuら(1999)は、マクロブラキウム・ローゼンベルギの体色と成長に対するアスタキサンチンの効果を研究するために、アスタキサンチン含有ロドプセウドモナスをマクロブラキウム・ローゼンベルギの飼料に添加した[17]。しかし、アスタキサンチン生産の発展傾向から見て、pluvialis haematococcusは間違いなくアスタキサンチンの主要な天然生物学的供給源になるだろう。このため、国内の天然アスタキサンチンの養殖への応用研究、特に、haematococcus pluvialis由来のアスタキサンチンの養殖への応用効果に関する研究が急務となっている。

4結論

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。本稿では養殖におけるアスタキサンチンの機能として、養殖物の着色を増加させ、生存率を向上させ、成長・生殖・発育を促進させることに着目する。また、haematococcus pluvialis産のアスタキサンチンを使用するメリットを検討し、現在の研究の問題点を分析し、今後の研究の方向性を提示した。

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、養殖業のさらなる発展に役立つものと期待されている。したがって、養殖飼料添加物としてのアスタキサンチンは、必然的にますます注目され、より多くの養殖事業者に採用され、幅広い応用の見通しがあります。

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。世界の水産物市場は年24%のペースで成長しており、鮭の飼料だけで年間1億8500万ドル以上の市場能力があり、年8%の成長率を示し、市場の潜在力は大きい[47]。しかし、天然アスタキサンチンの生産にはいくつかのボトルネックがあるため、大規模なアスタキサンチンの生産を達成した外国の大手企業は少数であり、技術的な独占状態が続いており、現在のアスタキサンチンの国際価格は1 kgあたり2,500米ドルを超えている[1]。このため、中国は市場の要求を満たすために養殖用アスタキサンチンの応用と生産に関する研究を加速する必要がある。

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