广州立达尔生物科技股份有限公司饲用类胡萝卜素ppt.ppt

1,饲用类胡萝卜素,广州立达尔生物科技股份有限公司技术研发经理：孙丹丹博士Email：sunddan,2,2,报告提纲,类胡萝卜素概述类胡萝卜素的生理功能类胡萝卜素的研究进展类胡萝卜素的应用前景,3,3,植物和果蔬,4,4,水产动物-鱼、虾,5,5,禽类,6,6,为什么色彩斑斓？,色素细胞的色素颗粒运动；光反射器官的光散射黄色素细胞与红色素细胞：喋呤pterin、类胡萝卜素carotenoid白色素细胞：嘌呤guanine黑色素细胞：黑色素melanin叶绿素chlorophyll，花青素anthocyanidin类胡萝卜素含量影响植物颜色和动物体色,7,重新认识类胡萝卜素：种类繁多，天然，具有重要的生理功能,8,8,1.1定义类胡萝卜素，carotenoid，一类四萜化合物，由重复的异戊二烯五碳单位通过缩合、修饰得到。1831年，德国化学家首先从胡萝卜根中分离获得，至今发现的类胡萝卜素超过700种。其中，与动物和食品有关的超过100种。,1、类胡萝卜素概述,9,9,胡萝卜素类(Carotenes)。由碳、氢组成。以番茄红素和、-胡萝卜素最为常见。叶黄素类(Xanthophylls)。氧衍生物，非酸性。含氧基团有羟基、酮基、醚基、环氧基和类呋喃基。常见的叶黄素类有黄体素，玉米黄质，隐黄质，辣椒红，虾青素等。类胡萝卜素酸。羧酸衍生物，能溶于碱溶液。如藏花素、胭脂树橙和红酵母红素等。,1.2分类,10,10,-胡萝卜素（分子式：C40H56分子量：536.85）,番茄红素（分子式：C40H56分子量：536.85）,虾青素（分子式：C40H52O4分子量：596.82）,11,叶黄素（分子式：C40H56O2分子量：568.85）,玉米黄质（分子式：C40H56O2分子量：568.85）,12,12,1.3来源类胡萝卜素广泛分布并合成于高等植物的光合、非光合组织（花、果、根）以及微生物中。动物不能自我合成类胡萝卜素，体内的类胡萝卜素来源于食物链中的植物和微生物。,13,13,-胡萝卜素-carotene的来源化学合成：以VA或-紫罗兰酮为原料天然提取植物：胡萝卜、甘薯、菠菜、木瓜、芒果等微生物发酵盐藻Dunaliellasalina三孢布拉氏霉菌Blakesleatrispora红酵母Rhodotorula,14,14,辣椒红paprikaoleoresin的来源成分：辣椒红素capsanthin辣椒玉红素capsorubin天然提取植物：辣椒等,15,15,叶黄素Lutein的来源化学合成：合成黄阿朴酯天然提取植物：万寿菊，又名金盏花。叶黄素含量达到15-25g/公斤，是提取叶黄素的最佳原料猕猴桃、紫甘蓝、菠菜、番茄、芒果微生物发酵小球藻Chlorella,16,16,玉米黄质Zeaxanthin的来源天然提取植物：玉米、枸杞、酸浆转化黄体素与玉米黄质之间的转化转化速率快，可在常压进行转化率可达80%以上基因工程,17,17,斑蝥黄Canthaxanthin的来源化学合成：以-胡萝卜素为原料天然来源植物：蘑菇动物：鱼类、甲壳类微生物发酵短杆菌KY-4313Brevibacterium红发夫酵母Phaffiarhodozyma,18,18,虾青素Astaxanthin的来源化学合成天然提取植物：福寿草转化微生物发酵雨生红球藻Haematococcuspluvialis红发夫酵母Phaffiarhodozyma,19,19,1.4物理性质,脂溶性化合物，不易溶于水，亦称脂色素。具有一定的热稳定性，对氧和光不稳定，易降解或异构化。分子结构中存在9个以上双键，颜色在黄色至红色范围，且随着共轭双键的数目而变动。共轭双键的数目越多，颜色越移向红色。采用有机溶剂提取法，亚临界萃取法，超临界CO2萃取法，微波提取法等方法获得。,20,20,2.1着色功能,1.赋予皮肤、肌肉、羽毛、性腺、禽蛋从黄到红的颜色2.保护色，婚姻色,黄体素,玉米黄质,斑蝥黄质,2、类胡萝卜素的生理功能,21,21,2.2维生素A原活性,类胡萝卜素是动物体内维生素A的重要来源维生素A缺乏症：上皮细胞脱落、增厚和角质化，角膜溃疡，夜盲症2.-胡萝卜素转化维生素A的活性最高，可贮存于肝脏中，根据需要再逐步转化3.顺反构型中，顺式构型的类胡萝卜素维生素A活性最高4.物种不同，转化效率不同：转化酶、转运蛋白,22,22,1、在动物胃肠道中消化酶的作用下，从类胡萝卜素蛋白质复合物中分离出来，在十二指肠与其它酯类物质一起经胆汁乳化后形成乳糜微粒2、乳糜微粒向肠道吸收细胞刷状缘靠近以便被摄取，由小肠黏膜上皮细胞吸收3、被吸收的类胡萝卜素一部分经双氧酶在中央或一侧裂解后转化为维生素A满足机体的需要4、余下部分和乳糜微粒一起释放进入淋巴和血液，以低密度脂蛋白为载体转运到肝脏5、类胡萝卜素还可被肝外组织摄取并贮存,类胡萝卜素吸收过程,23,23,2.3抗氧化功能,1.含有多个共轭双键，具有捕获、淬灭单线态氧和自由基的能力2.减少自由基对细胞的损伤，阻止光氧化和脂质氧化与自由基反应生成无毒产物，或中断自由基的连锁反应，来清除体内自由基3.1分子的-胡萝卜素可抑制1000个分子的活性氧4.可与-生育酚（VE）合用，协同产生抗氧化作用5.可显著降低由过氧化氢诱发的DNA损伤,24,24,2.4增强免疫，预防疾病,1.调节与免疫调节和炎症反应有关的脂质过氧化酶2.增加T淋巴细胞，B淋巴细胞比例和活力，协助产生抗体3.增加嗜中性粒细胞和自然杀伤细胞的数目，消除体内感染的细胞或癌细胞4.抗紫外辐射5.预防疾病：老年性黄斑变性，阿兹海默症，癌症6.保护心血管系统，预防心肌梗死的作用,25,老年性黄斑衰退症(age-relatedmaculardegeneration,AMD)是65岁以上人群主要致盲眼病，其与人体摄入食物中叶黄素和玉米黄质的量以及人体血液中叶黄素的水平有关。叶黄素和玉米黄质是唯一存在于人类眼视网膜上的两种胡萝卜素。美国FDA建议每天补充5-10mg的天然叶黄素。,天然叶黄素对视网膜的保护作用,26,眼睛的三维视图叶黄素和玉米黄质存在于视网膜中间和透镜中,27,叶黄素组成的黄斑色素保护视网膜的机制,叶黄素能吸收大量近于紫外光的蓝光蓝光是可见光中能量最高的，对人眼的损伤最大,28,28,2.5促进生长繁殖，提高肉类质量,保护卵泡和卵巢细胞2.作为受精激素，促进生殖系统发育成熟3.提高繁殖能力和幼体存活率4.提高生长速率和肉类质量,29,类胡萝卜素的应用领域：饲料、食品和保健品,3、类胡萝卜素的研究进展,30,30,在奶牛中的应用,奶牛养殖中的问题：优质牧草相对缺乏，普遍使用玉米秸秆青贮，使得类胡萝卜素摄入量相对不足围产期和泌乳早期，奶牛经历分娩、泌乳、恢复发情等重要阶段，生理应激大，免疫水平下降,是疾病多发期,在饲料中补充-胡萝卜素，可保证奶牛获得高繁殖性能、维持高水平免疫活性,31,31,在种猪中的应用,类胡萝卜素能提高母猪受胎率、产仔率和仔猪成活率Czarneckz（1991）和Jacyno（1994）报道，在母猪日粮中每日添加100-300mg的-胡萝卜素，母猪繁殖性能明显提高，包括母猪初乳中维生素A含量提高，出生窝活仔数增加，断奶前仔猪死亡率降低，断奶至配种间隔时间缩短等。随日粮中-胡萝卜素含量增加，窝产仔数、仔猪断奶体重明显提高，断奶前死亡率也明显下降。Herrick等(1993)发现，注射过-胡萝卜素的母猪受胎率提高12.5%，产活仔数增加了12.3%。,32,32,类胡萝卜素能提高种公猪精子密度和活性、降低畸形率Jacyno等（2002）在青年公猪从70日龄到180日龄的每吨全价料中添加20g-胡萝卜素，结果实验组比对照组的种公猪每次射精量增加，精子密度提高，活性增加，精子畸形率也随之下降。研究表明，-胡萝卜素的供给量以200-300mg/天头为宜，肌肉注射或饲料添加均有效（卢建军，1999）,33,在家禽中的应用,着色，改善外观和营养价值皮肤脚胫蛋黄,34,34,蛋黄和蛋品的关系,蛋白决定鸡蛋的新鲜度，蛋黄决定蛋品：生长环境、喂养方式、饲料配方,35,35,饲料日粮配方的变化,玉米价格高企成为常态，小麦与玉米的价格差使小麦替代玉米成为可能。而且小麦蛋白含量和质量比玉米高，可以节约豆粕等蛋白原料。,在欧盟和澳洲小麦主产区包括中国，小麦型配方日粮已经成熟：酶制剂的应用解决了能值和抗营养因子的问题；亚油酸和类胡萝卜素的缺乏和不足可通过添加油脂和叶黄素来解决。,36,36,液态蛋蛋品的深加工,液态蛋（liquidegg），又叫去壳蛋，是指禽蛋打蛋去壳后，将蛋液经一定处理后包装，代替鲜蛋消费的产品，可分为蛋白液、蛋黄液、全蛋液三类，可供家庭、餐馆直接使用或作为食品加工厂的生产配料。优点：运输、贮藏方便，还能避免蛋壳的污染问题，解决鲜蛋的沙门氏菌等致病菌隐患。,37,类胡萝卜素能提高蛋鸡的产蛋率、孵化率和增重率对提高蛋鸡的产蛋率、蛋黄色泽、蛋的外观品质均有显著作用在蛋鸡日粮中分别添加100、150、200mg/kg的-胡萝卜素，产蛋率、平均蛋重分别比对照组提高2.14%和1.59%（李俊营，2012）可提高肉仔鸡的增重率和成活率可提高肉鸡生产性能、在降低血脂、抗氧化方面都有一定的作用,38,38,对照组,金晶红400ppm组,金晶红800ppm组,国外某产品400ppm组,虾青素可为鲑鳟鱼类增色,在水产中的应用,39,名优特种水产甲鱼黄鳝观赏鱼热带鱼锦鲤,40,虾苗培育虾青素可显著提高成活率,41,在食品中的应用,42,天然叶黄素在食品中的使用范围和使用量(国内),43,43,在化妆品中的应用,44,44,乐盯叶黄素,在保健品中的应用,康麦斯护目神,安利胡萝卜素、叶黄素,红帆番茄红素,45,45,未来10年是养殖业规模化发展的黄金期疾病高发，难以防控，市场多变，风险增大，部分散户退出，规模化养殖大势所趋产业结构调整，国家政策扶持饲料企业、屠宰企业、食品企业延伸产业链进军养殖业希望、正大、雨润、网易、联想,4、类胡萝卜素的应用前景与展望,养殖产品的高端化、差异化,46,46,绿色无公害产品：无抗生素、绿色农药合成色素产品受限和被替代名、优产品：高档牛肉、三黄鸡、高档鸡蛋特种养殖：珍禽、昆虫、水产观赏和宠物,类胡萝卜素养殖产业链的高端产品,47,类胡萝卜素的抗氧化作用，远高于维生素E和维生素C，可广泛用于促生长和提高机体免疫力。2010年，类胡萝卜素市场规模为11亿美元；2015年，预计超过15亿美元。-胡萝卜素因为开发的最早，是占有市场最大的类胡萝卜素产品。2010年的销售额为4亿美元。上世纪90年代，随着新一代功能性类胡萝卜素物质研究的深入，尤其是近年来番茄红素、叶黄素、辣椒红、虾青素等新品的上市，类胡萝卜素成为受国际药物、膳食补充剂、功能食品界广泛关注的新型活性物质。,类胡萝卜素食品、保健品的新星,48,推动类