雨生紅球藻在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

○王春華

蝦青素又名蝦黃素，抗氧化能力極強，是一種粉紅色天然色素，具有清除自由基作用，可提高動物機體免疫力，有良好的著色效果。天然蝦青素常存在于某些動物、藻類及微生物體內(nèi)。雨生紅 球 藻（HaematococcusPluvialis）是近年來被研究最多，也是被公認(rèn)為自然界中天然蝦青素的積累以及應(yīng)用于水產(chǎn)動物中的最佳來源之一；其蝦青素積累速率和產(chǎn)生總量較其他綠藻高，蝦青素的含量可高達(dá)細(xì)胞干重的4%，是目前所知蝦青素含量最高的一種生物體，被看作是天然蝦青素的“濃縮品”。

一、雨生紅球藻中的蝦青素介紹

雨生紅球藻細(xì)胞內(nèi)的蝦青素含量為1.5%-3.0%，被認(rèn)為是自然界中生產(chǎn)天然蝦青素的最好生物。雨生紅球藻所含蝦青素以反式結(jié)構(gòu)（3S-3'S）為主，與鮭魚等水生動物所含的蝦青素構(gòu)型基本一致，而且其脂類配比（約5%的游離，25%的雙酯和70%的單酯）與動物體內(nèi)的蝦青素配比也極為相似，易被生物體吸收，這些優(yōu)勢是人工合成蝦青素和利用真菌等提取的蝦青素所不具備的。

二、雨生紅球藻在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

1.天然蝦青素和人工合成蝦青素的差異

目前，由于多種原因，人工合成蝦青素所占市場份額較大，但人工合成的蝦青素不僅價格昂貴，而且在穩(wěn)定性、氧化活性和生物安全性等方面都不及天然蝦青素，因此開發(fā)利用天然蝦青素勢在必行。雨生紅球藻的細(xì)胞內(nèi)富含大量天然蝦青素，其所含的蝦青素大多數(shù)為左旋-全反式蝦青素，與C16、C18或者C20脂肪酸酯化形成蝦青素酯，蝦青素單酯大約占75%，蝦青素雙酯大約占20%，游離蝦青素大約占5%，這種組合方式與水生動物體內(nèi)的蝦青素比例相似，更利于水生動物吸收利用，是人工合成蝦青素和其他天然蝦青素所不具備的特點。在實際應(yīng)用中，養(yǎng)殖動物對人工合成蝦青素的吸收利用能力遠(yuǎn)低于天然蝦青素。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼料中添加的蝦青素水平較低時，天然蝦青素在虹鱒魚血液中的濃度要顯著高于人工合成蝦青素，因此在著色效果等方面，人工合成蝦青素較天然蝦青素都要差很多。在生物安全方面，人工合成蝦青素在化學(xué)反應(yīng)過程中可能會產(chǎn)生其他副產(chǎn)物，而且可能會殘存于水生動物體內(nèi)，人類食用后可能會對身體健康狀況產(chǎn)生隱患，而雨生紅球藻中所含天然蝦青素的安全性已經(jīng)得到了許多國家的認(rèn)可。目前大量研究表明，雨生紅球藻中的天然蝦青素對人體無任何致病效應(yīng)及毒副作用。

2.雨生紅球藻中蝦青素可能合成途徑

蝦青素是一種次生類胡蘿卜素，在微生物細(xì)胞內(nèi)的合成步驟較多且較復(fù)雜，最初對類胡蘿卜素合成途徑的研究是從細(xì)菌和海洋細(xì)菌開始的。近年來，通過使用特異性抑制劑，已經(jīng)闡明了紅球藻中蝦青素的生物合成途徑，并克隆了途徑中的關(guān)鍵酶基因。蝦青素的合成基本上可分為兩個階段，第一階段是合成β-胡蘿卜素，第二階段是β-胡蘿卜素經(jīng)氧化（酮基化）和羥基化形成蝦青素。第一階段即β-胡蘿卜素的合成過程，1993年用C-13-NMR標(biāo)記實驗發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌細(xì)胞中異戊烯焦磷酸（IDP）可以由3-磷酸甘油醛和丙酮酸兩種前體物質(zhì)合成，又分別發(fā)現(xiàn)綠藻和植物細(xì)胞也是通過非甲羥戊酸途徑合成IDP，即以丙酮酸為起始物，經(jīng)過與3-磷酸甘油醛（GAP）反應(yīng)而合成IDP。所有的類胡蘿卜素均通過類異戊二烯化合物或萜類化合物途徑合成。IDP是該途徑的前體物質(zhì)，IDP在IDP異構(gòu)酶作用下生成DMAPP（二甲基丙烯基二磷酸），然后再與3個IDP縮合依次生成GDP（牻牛兒基二磷酸）、FDP（法尼基二磷酸）、GGPP（牻牛兒基牻牛兒基二磷酸）。2個GGPP在PSY（八氫番茄紅素合成酶）作用下形成第一個無色的類胡蘿卜素——八氫番茄紅素。八氫番茄紅素經(jīng)過連續(xù)的脫氫反應(yīng)，共軛雙鍵延長，直至形成鏈孢紅素、番茄紅素。番茄紅素在不同環(huán)化酶的作用下分別生成α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素。第二階段由β-胡蘿卜素合成蝦青素的過程。即從β-胡蘿卜素氧化（酮基化）開始，經(jīng)過海膽酮、雞油菌黃質(zhì)，4，4'-二酮基-3-羥基-β-胡蘿卜素等中間物質(zhì)合成蝦青素。

3.提高蝦蟹類的生長和繁殖性能

雨生紅球藻作為蝦蟹類的飼料添加劑，可以提高蝦蟹類的生長性能，促進蝦蟹類的生長和繁殖。研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加雨生紅球藻皂粉提取物可以提高河蟹幼蟹的增重率、脫殼率和成活率。研究表明，投喂含有雨生紅球藻的飼料35天后，所有試驗組對蝦的的平均體重與體長均隨蝦青素含量的增加而增加，同時指出雨生紅球藻中的天然蝦青素在促進幼蝦生長的方面比人工合成的蝦青素效果更為顯著。

三、結(jié)語

近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，水產(chǎn)品已經(jīng)成為了人們?nèi)粘ＯM的一部分，帶動了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，成為了社會經(jīng)濟的重要支柱，因此開發(fā)利用優(yōu)勢資源成為了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重中之重。本文主要介紹了雨生紅球藻及其所含的天然蝦青素在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用及優(yōu)勢，并且對其在各個方面的應(yīng)用做了詳細(xì)敘述。雨生紅球藻中天然蝦青素的安全性已經(jīng)得到了世界廣泛的認(rèn)可，將來必定會被越來越多的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)者所采用。但由于目前天然蝦青素的生產(chǎn)在技術(shù)上仍存在一些缺陷，所以造成了市場上的需求量遠(yuǎn)得不到滿足，價格也比較昂貴，但相信隨著雨生紅球藻培養(yǎng)技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，雨生紅球藻及其蝦青素未來在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用一定會更加廣泛與成熟。

（通聯(lián)：310022，杭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)校手機：13989868023）