雨生红球藻在水产饲料中的应用

○王春华

虾青素又名虾黄素，抗氧化能力极强，是一种粉红色天然色素，具有清除自由基作用，可提高动物机体免疫力，有良好的着色效果。天然虾青素常存在于某些动物、藻类及微生物体内。雨生红 球 藻（HaematococcusPluvialis）是近年来被研究最多，也是被公认为自然界中天然虾青素的积累以及应用于水产动物中的最佳来源之一；其虾青素积累速率和产生总量较其他绿藻高，虾青素的含量可高达细胞干重的4%，是目前所知虾青素含量最高的一种生物体，被看作是天然虾青素的“浓缩品”。

一、雨生红球藻中的虾青素介绍

雨生红球藻细胞内的虾青素含量为1.5%-3.0%，被认为是自然界中生产天然虾青素的最好生物。雨生红球藻所含虾青素以反式结构（3S-3'S）为主，与鲑鱼等水生动物所含的虾青素构型基本一致，而且其脂类配比（约5%的游离，25%的双酯和70%的单酯）与动物体内的虾青素配比也极为相似，易被生物体吸收，这些优势是人工合成虾青素和利用真菌等提取的虾青素所不具备的。

二、雨生红球藻在水产饲料中的应用

1.天然虾青素和人工合成虾青素的差异

目前，由于多种原因，人工合成虾青素所占市场份额较大，但人工合成的虾青素不仅价格昂贵，而且在稳定性、氧化活性和生物安全性等方面都不及天然虾青素，因此开发利用天然虾青素势在必行。雨生红球藻的细胞内富含大量天然虾青素，其所含的虾青素大多数为左旋-全反式虾青素，与C16、C18或者C20脂肪酸酯化形成虾青素酯，虾青素单酯大约占75%，虾青素双酯大约占20%，游离虾青素大约占5%，这种组合方式与水生动物体内的虾青素比例相似，更利于水生动物吸收利用，是人工合成虾青素和其他天然虾青素所不具备的特点。在实际应用中，养殖动物对人工合成虾青素的吸收利用能力远低于天然虾青素。研究发现，当饲料中添加的虾青素水平较低时，天然虾青素在虹鳟鱼血液中的浓度要显著高于人工合成虾青素，因此在着色效果等方面，人工合成虾青素较天然虾青素都要差很多。在生物安全方面，人工合成虾青素在化学反应过程中可能会产生其他副产物，而且可能会残存于水生动物体内，人类食用后可能会对身体健康状况产生隐患，而雨生红球藻中所含天然虾青素的安全性已经得到了许多国家的认可。目前大量研究表明，雨生红球藻中的天然虾青素对人体无任何致病效应及毒副作用。

2.雨生红球藻中虾青素可能合成途径

虾青素是一种次生类胡萝卜素，在微生物细胞内的合成步骤较多且较复杂，最初对类胡萝卜素合成途径的研究是从细菌和海洋细菌开始的。近年来，通过使用特异性抑制剂，已经阐明了红球藻中虾青素的生物合成途径，并克隆了途径中的关键酶基因。虾青素的合成基本上可分为两个阶段，第一阶段是合成β-胡萝卜素，第二阶段是β-胡萝卜素经氧化（酮基化）和羟基化形成虾青素。第一阶段即β-胡萝卜素的合成过程，1993年用C-13-NMR标记实验发现在细菌细胞中异戊烯焦磷酸（IDP）可以由3-磷酸甘油醛和丙酮酸两种前体物质合成，又分别发现绿藻和植物细胞也是通过非甲羟戊酸途径合成IDP，即以丙酮酸为起始物，经过与3-磷酸甘油醛（GAP）反应而合成IDP。所有的类胡萝卜素均通过类异戊二烯化合物或萜类化合物途径合成。IDP是该途径的前体物质，IDP在IDP异构酶作用下生成DMAPP（二甲基丙烯基二磷酸），然后再与3个IDP缩合依次生成GDP（牻牛儿基二磷酸）、FDP（法尼基二磷酸）、GGPP（牻牛儿基牻牛儿基二磷酸）。2个GGPP在PSY（八氢番茄红素合成酶）作用下形成第一个无色的类胡萝卜素——八氢番茄红素。八氢番茄红素经过连续的脱氢反应，共轭双键延长，直至形成链孢红素、番茄红素。番茄红素在不同环化酶的作用下分别生成α-胡萝卜素、β-胡萝卜素。第二阶段由β-胡萝卜素合成虾青素的过程。即从β-胡萝卜素氧化（酮基化）开始，经过海胆酮、鸡油菌黄质，4，4'-二酮基-3-羟基-β-胡萝卜素等中间物质合成虾青素。

3.提高虾蟹类的生长和繁殖性能

雨生红球藻作为虾蟹类的饲料添加剂，可以提高虾蟹类的生长性能，促进虾蟹类的生长和繁殖。研究发现，在饲料中添加雨生红球藻皂粉提取物可以提高河蟹幼蟹的增重率、脱壳率和成活率。研究表明，投喂含有雨生红球藻的饲料35天后，所有试验组对虾的的平均体重与体长均随虾青素含量的增加而增加，同时指出雨生红球藻中的天然虾青素在促进幼虾生长的方面比人工合成的虾青素效果更为显著。

三、结语

近年来，随着我国经济的高速发展，水产品已经成为了人们日常消费的一部分，带动了水产养殖业的飞速发展，成为了社会经济的重要支柱，因此开发利用优势资源成为了水产养殖业发展的重中之重。本文主要介绍了雨生红球藻及其所含的天然虾青素在水产养殖中的应用及优势，并且对其在各个方面的应用做了详细叙述。雨生红球藻中天然虾青素的安全性已经得到了世界广泛的认可，将来必定会被越来越多的水产养殖业者所采用。但由于目前天然虾青素的生产在技术上仍存在一些缺陷，所以造成了市场上的需求量远得不到满足，价格也比较昂贵，但相信随着雨生红球藻培养技术的不断进步，生产技术的不断完善，雨生红球藻及其虾青素未来在水产养殖中的应用一定会更加广泛与成熟。

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