水产动物类葫萝卜素的生理功能.pdf

科学养鱼2 0 0 5 . 67 6 栏目编辑 周燕侠 饲 料 园 地 发展。所以要开发利用可取代鱼粉的其它蛋白源。 5 . 饲料添加剂的研究开发，重点要研究海水鱼饲料 中多维、微量元素的配方及酶制剂、着色剂、诱食剂、 免疫制剂等在海水鱼饲料中的应用。 6 . 深水网箱及陆基高密度养殖是近年来国际上发展 很快的新型养殖方式，科技含量和自动化程度高。深水 网箱抗风浪能力强，鱼产品质量好，利于病害防治和环 境保护，是福建省海洋与渔业局近几年重点扶持和推广 的项目。在浙江、海南等省也都在应用、推广，养殖网 箱数量逐渐上升。陆基集约化养殖近几年发展也较快， 这是我国今后海水鱼养殖从散放式走向集约化的方向。 所以对这两种养殖模式之间，以及与现有常规养殖方式 之间，鱼类在营养需求上的差异要开展研究，继而开发 出更适合的配合饲料。 7 . 自动投饲技术及设备的研究，自动投饲技术及设 备是集约化养殖中一个重要的配套性工作，在国外已得 到普遍使用，随着深水网箱及陆基集约化养殖在我国的 迅速发展，也要予以重视。主要研究内容是养殖品种不 同生长阶段合理投饲率的确定及自动投饵系统的研制。 8 . 加强对几种海水养殖鱼类最适合饲料形态及环保 型饲料的原料组成、加工工艺的研制。 9 . 采取各种措施，保护近海渔业资源，减少小杂鱼 的捕捞和使用量，争取在若干年后，基本实现用配合饲 料取代在海水鱼类的商品鱼养殖中直接使用的小杂鱼。 现阶段，可通过宣传、示范，引导养殖户摒弃鱼糜饵料 ( 小杂鱼) ，采用湿颗粒饲料。待以后干颗粒饲料的配方 水平、加工工艺、养殖效果大幅度提高后，再慢慢过渡 到使用干颗粒饲料。 在人工养殖条件下，尤其是在高密度集约化养殖过 程中，大量使用人工配合饲料，鱼虾类的养殖周期缩 短，不能获得充足的天然色素源，导致鱼虾的体色变 淡，如在大黄鱼的养殖过程中，大黄鱼的体色已失去了 原先的金黄色，体型变得难看，品味也无法与野生的相 媲美，难免影响到商品的价格。因此，在饲料中添加类 胡萝卜素作为着色剂，对养殖鱼类体色进行调控，已引 起研究工作者的广泛重视。 类胡萝卜素( c a r o t e n o i d s ) 是在动植物王国中发现 的最普遍的一类天然色素的总称，分为胡萝卜素和叶黄 素两大类。前者由碳和氢组成，属于烃类色素，如- 胡萝卜素；后者属于含氧色素，是烃类色素的衍生物， 含有羟基、羰基、甲氧基等，如虾青素、角黄素等。其 中虾青素，是动物界分布最广泛的一种叶黄素，尤其在 海洋甲壳类动物和鱼类体内是主要的类胡萝卜素。在一 些淡水鱼类中，虾青素及其酯类占类胡萝卜素的7 5 % 以 上，大西洋鲑中虾青素的比例高达9 8 % 。 一、类胡萝卜素的生理功能 1 . 着色功能 鱼类的体色主要依赖于皮肤中色素细胞的存在，并 受神经和内分泌系统的控制。这些细胞中主要含有四类 色素，即类胡萝卜素、黑色素、喋啶和嘌呤等。类胡萝 卜素是脂溶性色素，赋予机体从黄到红的颜色。皮肤色 素中主要是胡萝卜素二醇、黄体素、虾青素、玉米黄质 等类胡萝卜素；黑色素形成鱼皮肤的黑色；蝶啶是水溶 性化合物，象类胡萝卜素一样，产生亮色，但与后者相 比较，成色作用较小；嘌呤化合物中，以鸟嘌呤为主， 大多数鱼类的银色腹部皮肤中都能发现大量鸟嘌呤。这 些基础化合物能与其它化合物如蛋白质结合，在鱼类中 产生蓝色、紫罗兰色和绿色。其中类胡萝卜素对维持水 生动物肌肉、鳍条、皮肤、性腺、甲壳等组织的特征颜 色起着重要作用，如鲑鳟鱼类的黄色、桔黄色、粉红色 和深红色的体色都是由类胡萝卜素沉积形成的。它们从 食物中吸收的类胡萝卜素直接沉积或转化为自身所需的 类胡萝卜素，在体内沉积而显示出固有的体色和肉色。 在龙虾和河虾中，虾青素附着在蛋白质上产生类胡萝卜 素蛋白，甲壳蓝蛋白( 虾青蛋白) 赋予活甲壳纲动物蓝 色；当加热时，类胡萝卜素蛋白分解，形成熟龙虾和河 虾特征性的虾青素红色。 2 . 对性腺发育的影响 类胡萝卜素在性腺中的积累使人们推测其在性腺成 熟、胚胎和幼体发育过程中可能起重要作用。研究表明 在繁殖期饲喂添加类胡萝卜素的饲料能显著地影响卵子 质量和早期幼体的健康和存活。卵巢中类胡萝卜素可能 水产动物类葫萝卜素的生理功能 科学养鱼2 0 0 5 . 67 7 栏目编辑 周燕侠 饲 料 园 地 养殖1 2 周后鱼类的总免疫球蛋白以添加2 0 0 毫克/ 千克的 试验组最高；血清补体活性在添加4 0 0 毫克/ 千克的试验 组有明显的提高；血清溶菌酶活性随饵料中添加的- 胡萝卜素量增加而提高。 4 . 作为氧气储备，执行呼吸功能 动物体内贮存的色素在细胞内生物氧化过程中，可 能类似于氧分子，具有担当电子受体的能力，相当于对 氧的储备。按此观点，类胡萝卜素的积累可能表现出一 种在缺氧条件下生存的适应过程，类似于软体动物在污 水中的生存方式。有研究表明类胡萝卜素可能在氧气有 限的条件下执行呼吸功能，如某些慈鲷的卵，在缺氧条 件下发育比增加氧浓度条件下类胡萝卜素趋向于更高水 平。同样，日本对虾生活在沙泥底质中，那里氧气含量 十分低，因此，类胡萝卜素可能作为细胞内氧气的储 备，帮助对虾在缺氧条件下生存。 5 . 光保护作用 在强光下生长的绿藻中发现含有虾青素酯类固着在 细胞中心，在光诱导条件下向边缘分散，照明中止后， 又移回到中心处。因此认为酯化虾青素通过“被动”机 制起光保护作用，也即它们能够过滤或屏蔽。蟹和克氏 原螯虾的表皮很可能是通过色素细胞内的酯化虾青素， 依赖于光的扩散过程防止机体受光辐射的过渡作用，而 且这还是一种掩饰机构，通过颜色变化与生存环境相匹 配的方式寻求环境保护，从而与周围环境融为一体。 类胡萝卜素的结构最终决定色素可能具有的潜在功 能。分子内多烯骨架中单双键交替的特殊模式使其能从 其它分子中吸收多余的能量，而特定的末端基团的属性 影响它们的极性。前者可解释生物类胡萝卜素抗氧化特 性的原因，而后者可解释各种类胡萝卜素与生物膜相互 作用的方式的差异。 类胡萝卜素的另一个功能是作为维生素A 前体参与 生理现象，如生长方面，尽管色素的化学基团作用模式 还未知，但似乎与它们的维生素A 元特性有联系。 二、结束语 目前人们已探明类胡萝卜素在动物体内越来越多的 生理功能，已成为一种机体必需的营养成份。深入研究 影响类胡萝卜素吸收、代谢、转化的因素，合理配料， 达到既能促进动物的生长发育，提高水产品的产量和质 量，又可节约生产成本的目的，对于水产养殖业的可持 续发展具有重要意义。 浙江工商大学食品生物与环境工程学院 高前欣 邮编 3 1 0 0 3 5 表现出三个作用：可削弱鱼卵对光敏感度，促进鱼类 的生长繁殖。如克氏原螯虾的卵壳是透明的，所以在卵 母细胞中积累的类胡萝卜素可能提供保护作用防止过度 辐射。可能具有代谢作用( 例如，作为抗氧化剂或维 生素A 的前体) 。作为激素促进鱼卵受精，减少胚胎发 育的死亡率，促进个体生长，增加成熟速度和生殖力。 至今人们还缺乏对鱼类繁殖期类胡萝卜素营养需求 量的系统研究，而且这方面的作用机理尚不完全清楚。 今后，在深入研究类胡萝卜素对鱼类繁殖影响作用机制 的同时，还应加强亲体饲料中类胡萝卜素适宜需求量的 研究。 3 . 抗氧化性 近几年来的研究表明，虾青素在促进抗体的产生， 增强宿主的免疫功能，抗氧化，淬灭自由基，抗肿瘤等 方面均强于- 胡萝卜素。这些作用主要归因于虾青素 的抗氧化性。 有人以含亚铁离子的血红素蛋白作为自由基供体， 亚油酸为受体，研究了各种类胡萝卜素、- 生育酚清 除自由基的半数效应剂量E D5 0，结果证实虾青素对抗脂 肪氧化的保护能力比- 胡萝卜素高1 0 倍，比维生素E 高 1 0 0 倍。正因如此又将其称为“超级维生素E ”。虾青素 的这些功能，有助于动物个体的存活和健康状况的改 善。在饲料中分别添加6 0 毫克/ 千克的加丽红素( 有效成 份为角黄素) 和虾青素养殖罗氏沼虾，结果其存活率较 对照组分别提高了1 0 % 和2 1 . 6 6 % ，而添加虾青素的试验 组又比添加丽红素的试验组成活率提高1 1 . 6 6 % ，并显著 地降低了其发病率。 类胡萝卜素保护对氧敏感的组织和化合物免受氧化 作用破坏，体现在以下几个方面： ( 1 ) 保护体内必需脂肪酸防止过氧化作用。当体内 缺乏抗氧化剂时，导致组织中多不饱和脂肪酸( H U F A ) 组 成发生改变。其中细胞膜磷脂组成的改变以及氧化产物 的积累都能产生退化性病理，死亡率增加。对大西洋鲑 仔稚鱼所做的几项研究表明，缺乏虾青素可能会导致延 迟生长和高死亡率。 ( 2 ) 能抑制自由基的产生，防止脂类过氧化，增强 免疫功能。在免疫反应中，动物体内某些特定的白细胞 能利