天然叶黄素在水产饲料中的研究与应用

技术学堂TECHNOLOGYFORUM技术学堂TECHNOLOGYFORUM094·《当代水产》2019·1天然叶黄素在水产饲料中的研究与应用1天然叶黄素在水产动物中的功能1.1着色功能天然叶黄素为橙黄色，色泽鲜艳，有极强的着色能力，目前大量应用于家禽的皮肤、蛋黄和脚胫的着色。由于动物体不能自身合成叶黄素，只能消化吸收饲料中的叶黄素及其酯，用于自身沉积色素的需要，通过转移和机体内脂肪酸酯化后，最终沉积于皮下脂肪、蛋黄和脚胫等组织中。在水产养殖业中，主要是利用天然叶黄素的着色功能。1.2抗氧化功能天然叶黄素具有较强的抗氧化功能，能抑制活性氧自由基的活性，阻止活性氧自由基对正常细胞的破坏。有关实验证明，活性氧自由基可与DNA、蛋白质、脂类发生反应，削弱它们的生理功能。而叶黄素可通过物理或化学淬灭作用灭活单线态氧，从而保护机体免受伤害，增强机体的免疫能力。1.3其它生物学功能在水产动物的养殖中，叶黄素不仅能起到着色、抗氧化的作用，还有很多其它的生物学功能：作为受精激素，改善卵质；提高免疫，促进生长和成熟；增强鱼体对高氨和低氧的耐受性；作为维生素A的前体；水生动物脂质过氧化反应的抑制剂；抗紫外辐射的保护作用；在繁殖季节，成熟的雄鱼将叶黄素集中到皮肤上，形成雄鱼的第二性征——婚姻色；而雌鱼则集中在卵巢，形成幼体的保护色。2天然叶黄素在水产动物中研究与应用颜色是水产品品质的重要指标之一，色泽的沉积往往代表着鱼类的野生时限，色泽鲜亮往往成为人们判断水产品质量和风味的标准，市场售价也会提高。水产动物自身不能生成叶黄素，必需从食物中摄取。而在现代集约化养殖条件下，大量使用人工配合饲料，而水产配合饲料中叶黄素含量较少，且养殖周期较短，使水产动物不能获取充足的叶黄素，造成其体表或肌肉色泽变差。目前，天然叶黄素已在黄颡鱼、胡子鲶、大口鲶、大黄鱼等特种养殖鱼类和对虾中开展研究，并且已成功应用于许多黄色系品种如黄颡鱼、胡子鲶、大口鲶、金鲳（卵形鲳鲹）、大黄鱼、泥鳅、黄鳝、甲鱼（鳖）、鳗鱼、青蛙等特种经济水产动物，还成功应用于南美白对虾、中华绒螯蟹等甲壳类动物中。天然叶黄素在各种饲料中添加量为30~80mg/kg，具体添加量还要根据养殖阶段、着色时间与摄食量而定。2.1在黄颡鱼方面黄颡鱼，俗称黄刺鱼、黄腊丁等，我国大部分的江河湖泊、池沼均有分布。它们个体虽较小，但产量大，适应性强，肉质细嫩，无小刺，低脂肪，其蛋白质含量为16.1%，脂肪为0.7%，不但有滋补作用，还有一定的药用价值，是我国常见的食用鱼类，在日本、韩国、东南亚等国家有巨大的潜在市场，是出口创汇的优良品种。因此，黄颡鱼具有较高的■赵典惠吴秀丽曾胡龙（广州立达尔生物科技股份有限公司）黄体素（Lutein）玉米黄质（Zeaxanthin）随着国家对食品安全越来越重视，农业部发布的饲料添加剂品种目录（2013）中规定，针对水产养殖动物黄色素需求所使用的饲料添加剂产品必须为万寿菊来源的天然叶黄素产品。天然叶黄素（源自万寿菊）产品已形成完善的产业链，已广泛应用于家禽饲料与水产饲料中，也作为食品添加剂、保健品大量使用。天然叶黄素（源自万寿菊）有效成分为黄体素（Lutein）和它的同分异构体玉米黄质（Zeaxanthin），分子式为C40H56O2，，结构式如下：2019·1《当代水产》·095开发价值，是适宜人工养殖的名特优品种之一。　通常情况下，野生黄颡鱼体色呈金黄、土黄、褐黄不等，但在人工养殖条件下其黄色逐渐褪去而变成灰黑，影响其商品价值。有研究表明，在添加0~50mg/kg范围内叶黄素，着色效果随着叶黄素添加量的上升而增强，但并非是直线关系，当到达某一程度时，着色剂水平再增加，其利用率反而会下降；同时较长时间稍小剂量着色剂的着色效果通常比很短时间很大剂量着色剂的着色效果更好、更稳定。吴华昌等（2005）研究表明，从万寿菊中提取的叶黄素能有效地使黄颡鱼着色，添加叶黄素的实验组与野生黄颡鱼体色基本一致，叶黄素添加量以100mg/kg为最佳，每吨添加叶黄素的黄腊丁饲料可新增经济效益500元以上。丁小峰等（2010）研究发现，以来源于万寿菊的叶黄素产品对黄颡鱼着色效果非常显著，且着色稳定，是黄颡鱼适宜的着色物质。王鲁波等（2012）研究了天然叶黄素（源自万寿菊,含量为4.64%）的添加水平对黄颡鱼生长和皮肤着色效果的影响，结果表明,24.2~1,700mg/kg的天然叶黄素显著提高了初始体质量21g的黄颡鱼的生长性能。天然叶黄素作为黄颡鱼皮肤着色剂的最适剂量为76.25mg/kg饲料。2.2在胡子鲶方面胡子鲶是生长在我国南方水体中一种个体较小、经济价值较高的淡水鱼类，由于其肉质细嫩、营养丰富、味道鲜美而深受两广与香港消费者的喜爱。除食用外，还有较好的药用功效，是常见的滋补食品之一。野生胡子鲶资源量较小，早已不能满足市场需求，近年来人工养殖发展很快，胡子鲶已成为两广地区主要淡水养殖品种之一。然而人工养殖胡子鲶的体色常常成为棘手问题，缺乏天然胡子鲶具有的健康黄色，从而使其商品价值大打折扣。着色好的胡子鲶市场售价可达18~20元/kg，而着色差的胡子鲶市场售价只有12~13元/kg，且难以销售。因此，对养殖胡子鲶进行较好着色，使之看起来更接近于野生鱼的体色，一直是众多饲料厂家和养殖场亟待解决的问题。冷向军等（2002）经过研究发现，野生、半人工养殖和全人工养殖的胡子鲶体色存在显著差异，养殖与野生胡子鲶体色的差异主要来源于食物中叶黄素含量的不同，在饲料中添加叶黄素类产品可有效改善养殖胡子鲶体色，饲料中叶黄素适宜添加量建议为100mg/kg（成鱼）或50mg/kg（鱼种）。2.3在大黄鱼方面大黄鱼属于石首鱼科，黄鱼属，俗称黄花鱼、大黄花等，是一种暖温性集群洞游鱼类，曾经是我国“四大海产”之一，现在是我国产量最高的海水养殖鱼类之一，有“国鱼”之称。大黄鱼的养殖主要集中在福建省和浙江省。大黄鱼体色金黄，非常符合中国人的审美观点；其营养丰富，富含蛋白质、维生素和微量元素；肉质细嫩，口感好，因此非常受消费者欢迎。易新文等（2012）研究天然叶黄素对大黄鱼体色的影响，以初始体重为33.33±1.67g的大黄鱼为研究对象，在饲料中添加37.5mg/kg、75mg/kg叶黄素，研究结果表明，叶黄素组大黄鱼背部和腹部皮肤黄色值随时间的增加不断升高。大黄鱼背部和腹部黄色值和色素含量成线性相关，证明叶黄素能改善大黄鱼体色。韩星星等（2018）研究饲料色素对大黄鱼成鱼体色及其抗氧化能力的影响，结果表明饲料中添加叶黄素和虾青素（1∶1）混合色素可以改善大黄鱼成鱼体色及提高其抗氧化能力，建议混合色素添加量为100~200mg/kg。2.4天然叶黄素在虾蟹中研究与应用据报道，几乎所有甲壳类动物（如虾蟹）虾蟹均可将黄体素、玉米黄质转变成虾青素，改变其色素的组成，从而表现出艳丽的颜色。Tanaka等（1976）认为叶黄素在日本对虾体内的代谢途径，即玉米黄质→4-酮玉米黄质→虾青素。因些，要使养殖虾蟹达到理想的着色效果，可以添加高玉米黄质型叶黄素。叶黄素（黄体素、玉米黄质）不仅能使虾体色鲜艳，而且可治愈养殖对虾的“蓝体病”，提高对虾质量，使虾耐受不良的环境，提高成活率。Yanada等（1990）用不同来源的类胡萝卜素、不同含量和不同投喂方式对日本对虾进行着色试验，认为类胡萝卜素中的玉米黄质在虾类中的着色中效果明显。Mustafa等以初始体重为11.10±0.26g的虾为研究对象，研究了添加万寿菊花（总叶黄素含量100mg/kg）对虾体色的影响，结果发现其显著提高虾体的总类胡萝卜素含量。Eduardo等（2012）研究报道，天然叶黄素（源自万寿菊）在饲料中添加75mg/kg、150mg/kg均能提高凡纳滨对虾幼虾的虾青素含量和总类萝卜素含量，其结果优于添加75mg/kg合成虾青素饲料组。凡纳滨对虾能将叶黄素在体内代谢转化为虾青素。在实际应用中，天然叶黄素能很好解决工厂化养虾带来的虾体色“发蓝”问题，并改善虾的体色。天然叶黄素还能满足中华绒螯蟹的蟹黄增色的需求，提高养殖成活率。3影响天然叶黄素在水产饲料中应用效果的因素影响天然叶黄素在水产饲料中应用效果的因素主要包括以下几点：3.1水产动物的种类、大小和生理状态不同鱼虾种类沉积叶黄素的能力不同，个体较大者沉积技术学堂TECHNOLOGYFORUM技术学堂TECHNOLOGYFORUM096·《当代水产》2019·1（上接93页）或无效，影响了使用免疫技术的积极性。草鱼的免疫操作，要根据当时气温、水温、鱼种体质情况来定，若鱼种体质差，可先进行短期暂养，待体质恢复后，再进行人工免疫，可提升免疫成活率。草鱼免疫后，要在第2d及时使用聚维酮碘进行浸泡消毒，减少细菌感染，以确保草鱼免疫后的成活率。3展望采煤塌陷水域，很多是由农田塌陷而来，水质条件较好，生态资源条件适合进行网箱养殖草鱼，且新近形成的采叶黄素的能力较强，同种鱼的不同品系对叶黄素的利用也有差异；不同生理和生长阶段，鱼虾沉积叶黄素的能力和部位也不同，不同部位叶黄素沉积量也有明显的不同，遗传特性也会影响叶黄素沉积。3.2叶黄素添加量与着色时间叶黄素沉积是个渐进过程，不能单纯地以提高叶黄素水平来缩短着色时间，增强着色效果。因为叶黄素在体内的吸收和转运可能存在某种“饱和度”，多余的叶黄素因无法被吸收利用而浪费，较长时间稍小剂量叶黄素的着色效果通常比较短时间大剂量叶黄素的着色效果更好、更稳定。3.3饲料组成3.3.1饲料中脂肪水平增加饲料中脂肪水平有助于增强水产动物的着色效果，因为叶黄素属于脂溶性的，在消化道内需要溶解于脂肪后才能被有效吸收。此外，不同的脂肪来源也会影响类胡萝卜素的沉积效果。3.3.2饲料中有毒、有害物质近年来经常发生养殖鱼类体色异常的情况，如黄颡鱼“香蕉色”、“变白”，胡子鲶“香蕉色”、“变白”，金鲳、大黄鱼“变白”等，严重影响鱼类的商品价值。这些均属于饲料中含有有毒、有害物质导致鱼体的“白化”现象。据报道，从饲料物质对鱼体生理机能的影响的广泛性和严重程度分析，目前阶段主要是饲料中氧化油脂和饲料原料中掺入了三聚氰胺等非蛋白氮两类饲料物质。其防治对策：一是，在饲料配制时，尽量不要使用已经氧化的油脂原料如玉米油、米糠油、劣质的磷脂油（磷脂粉）、氧化了的鱼油，以及含玉米油较高的玉米DDGS、玉米柠檬酸渣，还有氧化了的米糠、肉粉等，可以选择猪油、豆油、菜油、牛油等油脂进入饲料配方；二是，去除含有三聚氰胺类非蛋白氮饲料原料后，使用保肝类产品、维C磷酸酯等产品，快速解毒后依赖鱼体自身生理恢复健康，逐渐恢复正常体色。3.3.3饲料中的抗营养因子及抗氧化剂植物蛋白源如豆饼（粕）、菜籽饼（粕）等含有诸多抗营养因子，可影响鱼虾对营养物质的利用。叶黄素易被脂肪氧化酶氧化，影响着色效果，因此饲料中一定量的二丁基羟基甲苯（BHT）等抗氧化剂可保护叶黄素，提高其在水产动物体内的吸收和利用率。3.3.4饲料中维生素A和维生素E的水平由于鱼虾具有将虾青素、斑蝥黄质、玉米黄质等转变为维生素A的能力，若饲料中维生素A不足，类胡萝卜素将部分地转化为维生素A以满足动物营养需要，这将影响色素沉积，导致着色效果变差。但如果维生素A含量过高，结构相似的分子间产生吸收竞争，类胡萝卜素不能被充分吸收，也会使着色效果降低。维生素E（α-生育酚）也会对鱼体吸收类胡萝卜素产生一定的影响。类胡萝卜素化学性质不稳定，易被氧化，因此饲料中一定量的抗氧化剂如维生素E也可以起到保护类胡萝卜素的作用，提高其利用率。3.3.5饲料原料的种类、批次和贮存时间饲料原料种类不同，所含叶黄素含量均不相同；同一种类不同批次的饲料原料所含叶黄素也不相同，并且加工和贮存过程中叶黄素的含量都会发生变化。此外，还有投喂方法、水温、光线等因素都会影响水产动物的着色效果。总之，天然叶黄素（源自万寿菊）能够满足黄色系养殖鱼类和甲壳类动物对着色的需求，安全绿色；天然叶黄素还具有很强的抗氧化能力，提高水产动物免疫功能；更重要的是，天然叶黄素（源自万寿菊）在我国已实现从万寿菊种子选育、万寿菊种植、叶黄素精深加工全产业链，来源充