聚合成黑色素。通常 ,鱼的背部表面酪氨酸酶的含量和活性较腹面高 ,体色也较深。有些体色淡的鱼类酪氨酸酶的活性也很高 ,但黑素细胞中没有黑色素 ,可能是存 在多种形式的酪氨酸酶,其中有的处于抑制状态。 营养与体色异常
人工饲养的白化鲆鲽生长和存活正常 ,表明造成白化的物质是与色素形成有关的营成分。Yamamoto等(1992)报道 ,摄食真鲷卵和天然浮游动物的牙鲆白化率最低。Estevez
(1996)和Miki等(1990)在饵料 (轮虫和卤虫 )中添加适量的n-３系列高度不饱和脂肪酸 (HUFA) ,尤其是二十二碳六烯酸 (DHA)、二十碳五烯酸 (EPA)和维生素Ｅ ,使DHA／ EPA比值在1.36 ,也可有效预防大菱鲆和牙鲆的白化病。 大量实验表明 ,维生素Ａ和Ｅ ,DHA ,EPA ,二十碳四烯酸(ARA)和磷脂等是防止比目鱼体色异常的物质基础。但是 ,这些物质的确切数量和适宜比例 ,依实验条件的不同 ,目前尚无一致的结论。
预防比目鱼体色异常的主要途径孙光1998年曾从营养学 (饲料的EPA与维生素组成及活饵 的强化技术等 )、生理学 (细胞色素和神经内分泌 )和生态学 (放养、养殖环境等 )综述了体色异常的原因及预防措施。
轮虫、卤虫幼体和成体大小适宜 ,适口性和可得性强 ,易于强化 ,营养价值高 ,是目前鱼类和甲壳类育苗中常用的活饵料 ,也是经过强化后预防比目鱼体色异常的有效途径之一。但由于生活环境不同 ,不同地区的天然活饵料营养成分和预防体色异常的效果也各异。
Solbakken等实验证实,在饲料中添加0.1×10 -３饲料四碘甲状腺素 (T4)能促进庸鲽的变态 ,防止体色异常。根据鱼体色素形成的机理 ,在投喂全价饲料和加强饲养管理的同时 ,在饲料中适量添加色素形成的限制性酶类———酪氨酸酶和T4,可能是一种生理和生态相结合预防鲆鲽类体色白化的途径之一。
鲆鲽体色异常不仅与仔、稚鱼饲料中高度不饱和脂肪酸的种类及其比例有关 ,还与亲鱼的营养有关。在相同的生产条件和管理下 ,不同批次的卵孵出的仔鱼体色异常率各异 ,其原因就在于此。半同胞变异分析表明 ,遗传力对牙鲆仔鱼体色异常率的影响显著地大于对生长和成活率的影响。因此 ,预防鲆鲽白化应从亲鱼营养抓起 ,或是加强亲鱼的必需脂肪酸营养 ,或是选择野生亲鱼。
1.水产动物色素组成
从化学结构分类 ,大致可分为：类胡萝卜素群、胆汁色素群、α-萘醌系色素群、黑色素、蝶啶系色素群和其它色素。真鲷、鲑鱼、锦鲤、金鱼及蟹、对虾等甲壳类的体色和肉色的红色系色素以及鱼的表皮色 ,主要都是来自类胡萝卜素群的色素。 水产动物着色剂 着色剂的来源
很多动物和植物都含有各种天然色素，赋予鱼类的肌肉、皮肤以卵黄色、橙色和红色，这些颜色对观赏水生动物如金鱼、锦鲤等以及具有较高经济价值的鲑鳟鱼、对虾等尤其重要。叶黄素(二羟基α-胡萝卜素)、虾青素(二羟基-二酮基β-胡萝卜素)和角黄素(二酮基β-胡萝卜素)能使鲑科鱼类的肌肉、皮肤和鳍保持红色至橙色。植物性饲料中所含的色素并不能使鲑鱼获得理想的肉色。主要的植物类胡萝卜素有叶黄素和玉米黄素，它们主要存在于苜蓿、黄玉米和藻类中。各类虾蟹壳富含虾青素，是着色剂的良好来源。 类胡萝卜素
目前已知结构的类胡萝卜素有 600多种 ,它们是由 8个类异戊二烯单位组成的一类碳氢化合物及其氧化衍生物(共轭双键长链类萜化合物)。基本结构是番茄红素 ,其它类胡萝卜素是由其氧化、氢化、脱氢、环化以及碳架重排、降解而衍生的。大多数难溶于水 ,易溶于油脂
等有机溶剂中 ,遇浓硫酸、三氯化锑和氯仿溶液显示深蓝色。一般类胡萝卜素是Ｃ40 分子 ,但也存在高类胡萝卜素 (Ｃ45和Ｃ50 )和降解的类胡萝卜素 (如Ｃ30 )。
类胡萝卜素 (Carotenoids)是广泛存在于自然界中的各种动植物及微生物体中的一类色素。在鱼类主要储藏在其皮肤、鱼鳞、肌肉等组织中。类胡萝卜素可分为两类 : 一类是碳氢型 ,只由Ｃ、Ｈ组成 ,称为胡萝卜素 ; 另一类是氧化型 ,由Ｃ、Ｈ、Ｏ组成 ,称为叶黄素。 Β-胡萝卜素(即维生素Ａ原 )是胡萝卜素的代表 ; 黄体素和虾青素则是叶黄素的主要代表。
类胡萝卜素的种类和分布在水产动物中常见的类胡萝卜素有 β- 胡萝卜素、黄体素、
玉米黄质、金枪鱼黄质和虾青素等。鱼贝类体色之红色系色素主要是虾青素 ,鱼表皮的色素主要成分是金枪鱼黄质。天然真鲷表皮的类胡萝卜素分布 :虾青素占 60 %、 金枪鱼黄质占 2 0 %、黄体素占 1 5%、玉米黄质占 4%、α- 胡萝卜素和角红素分别占 2 %～ 4%左右 ,还有其它微量的类胡萝卜素。锄齿鲷的表皮中 ,虾青素占 80 %、金枪
鱼黄质占 1 5%、腓尼黄质占 2 %,角红素、玉米黄质、α玉米黄质各占 1 %左右 ,黄体素也有少量分布。
在金鲷的表皮中,虾青素占 75%、金枪鱼黄质占 2 0 %、角红素占 3 %、黄体素占 2 %左右 ,还有其它微量的类胡萝卜素。金鱼和锦鲤等 ,由于虾青素、玉米黄质 (在体内
合成为虾青素 )等色素源的存在 ,而使其呈现红色很强的体表颜色 ,由于黄体素在体内的合成作用而使体表呈橙色。
天然鲑鱼类的肉色色素以虾青素为主 ,还含有角红素、黄体素等。蟹背甲除了含有甲壳质、无机盐和蛋白质外 ,还含有端基为红酮类的胡萝卜色烯类色素 ,如虾青素和 β- 胡萝卜素等。 类胡萝卜素的来源
同其他动物一样 ,水产动物体内不能合成类胡萝卜素 ,其所需类胡萝卜素只能从饲料中得到。目前添加到水产动物饲料中的类胡萝卜素主要有两大类。一类是天然类胡萝卜素 ,主要为一些富含类胡萝卜素和叶黄素等的黄、红、紫色的动植物和微生物 ;如玉米、胡萝卜、糠虾、酵母、螺旋藻极其提取物 。天然类胡萝卜素又主要分为胡萝卜素类和叶黄素类 。
胡萝卜素是含有几个异戊二烯单位的化合物 (即四萜 ) ,有多种异构体。其中以α、β、γ 3种最常见 ,而又尤以 β -胡萝卜素最重要 ,含量最高。β -胡萝卜素具有维生素Ａ的生理功能。虽一些鱼类 (如美洲红点鲑 )不能将 β -胡萝卜素转化为维生素Ａ ,但有些鱼类(如鲈鱼、尼罗罗非鱼等 )则能将 β -胡萝卜素转化为维生素Ａ。同时 ,一些动物体中的 β -胡萝卜素能直接或间接地参与孕酮的生成 ,在动物的生殖活动中有特殊的生理功能。
叶黄素则是胡萝卜素的含氧衍生物 ,可以醇、醛、酮、酸的形式存在 ,能溶于甲醇、乙醇和石油醚。叶黄素多数不但具有维生素Ａ的活性 ,而且被动物体的肠道吸收后 ,仍能保持原来的分子结构和颜色 ,而且能在皮肤、脂肪组织等中沉积。常见的叶黄素类化合物有 5大类 :(1 )叶黄素(Lutein) ,即 3 ,3′-二羟基 -α -胡萝卜素 ; (2 )玉米黄素Zeaxanthin) ,即 3 ,3′-二羟基 -β -胡萝卜素 ;(3 )隐黄素(Cryptoxanthin) ,即 3 -羟基 -β -胡萝卜素 ; (4)柑桔黄素(Citroxanthin) ,即 5,8-环氧 -β -胡萝卜素 ;(5)虾黄素(Astaxnthin) ,又叫虾青素 ,即 3 ,3′ -二羟基 -4,4′ -二酮 –β胡萝卜素。其中虾黄素为水产动物养殖中的常用色素。
水产动物着色剂
第二类是化学合成的类胡萝卜素。化学合成的类胡萝卜素衍生物有270种 ,通常在水产动物养殖中应用的为一些含氧的合成类胡萝卜素 ,如 β -阿朴 -8′ -胡萝卜素醛(BAC)、β-阿朴 -8′ -胡萝卜素乙酸酯 (BACE)、斑蝥黄(CHX)、柠黄素 (CTX)、藻蕈黄素、裸甲酮等. 水产动物着色剂
水产动物的体色是受神经和内分泌系统控制的 ,同时要受到环境的影响。水产动物色调的出现与类胡萝卜素、黑色素、喋呤和鸟嘌呤等有着复杂的关系。水产动物皮肤色素中主要是胡萝卜素二醇、黄体色、虾青素、玉米黄质等类胡萝卜素。在一定的养殖条件下 ,一些水产动物的体色和肉质与自然条件下生活的同种个体相比有些变化。究其原因 ,可能是由于其生活环境的不同 ,主要是养殖所用饵料中缺乏鱼类代谢合成色素所需的前体造成的。 水产动物着色剂
正常情况下 ,鱼、虾皮肤 ,以及肌肉和卵的色泽大都来自饲料中的类胡萝卜素 ,而吸收来的类胡萝卜素以原来的形式或转化为其他类胡萝卜素在鱼体内沉积而显示出固有的体色和肉色。
水产动物着色剂
2.研究水产动物色素的一般方法
2. 1 色素提取 一般先将动物组织匀浆 (匀浆时加入一定量的无水硫酸钠 ) ,再采用有机溶剂 (丙酮或丙酮和石油醚或丙酮和甲醇等 )用索氏抽提器抽提或用环流器与烧瓶组合成煮沸抽提装置抽提或用吸管吸出 ,然后离心 ,其色素存在于上清液中。 水产动物着色剂
2.2 色素分离与纯化
一般采用纸层析、薄层层析、柱层析、高效液相色谱和气相色谱等方法。就纸层析来说 ,若用丙酮提取色素 ,那么提取液经浓缩后点样于滤纸上 ,然后用四氯化碳在玻璃器皿中展层即可 ;就薄层层析来说 ,应先用硅胶Ｇ制薄层板 ,然后点样 (用经浓缩的色素丙酮提取液或色素石油醚提取液 ) ,再用展层剂 (石油醚∶丙酮∶异丙醇 68∶2 8∶4或石油醚∶丙酮∶正丙醇 90∶1 0∶0 45)展层即可 ;柱层析则一般用蔗糖作吸附剂装柱 ,用石油醚或汽油∶苯为 1
0∶1或 1∶2的混合液进行洗脱。液相和气相色谱则一般用于进一步定性和定量测定。 水产动物着色剂
3.色素在水产动物体内的代谢途径
色素在水产动物体内的代谢途径 ,目前还不十分清楚 ,且主要集中在对类胡萝卜素的研究上 ,其它色素还少有研究。Hate等曾提出由玉米黄素合成虾青素的代谢途径假说 :玉米黄素→β- 胡萝卜素三醇→ 4 氧代玉米黄素→虾青素。还有学者曾进一步认为类胡萝卜素在日本对虾体内有两种代谢途径 ,即 β- 胡萝卜素→异黄素→海胆酮→角黄素→红黄素→虾青素;玉米黄质→ 4 酮玉米黄质→虾青素。各种色素在水产动物体内的代谢途径随动物种类的不同而不同 ,有关色素在水产动物体内的代谢途径和代谢途径中的调控点及调控因子 ,还有待于进一步深入研究。
水产动物着色剂
3.色素在水产动物体内的代谢途径
Goodwin曾认为虾青素在日本对虾体内代谢有两种: 一途径是 : β -胡萝卜素→虾青素 ;
另一途径则是 :玉米黄质→虾青素。 Liao wenliang报道 ,类胡萝卜素中的玉米黄质对增强虾体色更为主要。可能是因为 β -胡萝卜素氧化途径长 ,效果不如玉米黄质的缘故。
4.水产动物着色剂研究进展
对水产动物着色剂的研究 ,总的来说是国外起步早而国内起步晚。对经济动物研究报道多 ,对观赏动物尤其是观赏鱼研究报道少。高档的观赏鱼多是从国外进口 ,且养殖之后体色极易褪去而失去其观赏价值。目前 ,国内对进口观赏鱼的着色和体色保持还相当困难 ,有必要对水产动物着色剂进行深入研究。
4.1天然着色剂
4.1.1藻类 蓝藻和绿藻对鱼虾均具有良好的增色效果 ,对虾体内虾青素的增加最有效。高脂肪饲料有利于虹鳟鱼体肌肉色素沉积 ,小球藻是类胡萝卜素色素的有效来源 ,其效果好于合成色素。用绿藻对裂喉鳟进行投喂试验 ,研究绿藻对裂喉鳟肌肉色素的影响 ,经过四周投喂后 ,进行物理测色 ,结果表明 ,裂喉鳟肌肉色素的增加引起了颜色增加 ,但色彩和亮度有所减低。用含 3 %螺旋藻的饲料喂养斑节对虾 ,结果发现对虾头胸甲中的类胡萝卜素含量显著增加 ,但却未测出玉米黄质 ,螺旋藻中的主要类胡萝卜素被斑节对虾迅速代谢转化成了虾黄质。
据此发现证实 ,养殖斑节对虾在捕获上市一个月前投喂含螺旋藻 3 %的饵料是提高对虾色素含量的有效方法。
在日本 ,利用螺旋藻作为锦鲤和金鱼的增色剂 ,已有长久的历史。用螺旋藻喂养观赏鱼 ,不论是红色素的鱼 (如鲤鱼、金鱼、红和新月鱼等 )还是非红色素的鱼 ,体色会同样变得鲜艳美丽 ,且生长繁殖能力明显增加。据现有资料分析表明 ,螺旋藻、小球藻和雨生球藻粉都是改善鱼虾体色极好的色素源 ,但目前应用较多的主要是螺旋藻。在红鲤饲料中添加螺旋藻 ,螺旋藻中的玉米黄素对鲤鱼的增色有作用 ,而叶黄素无作用。
在香鱼饲料中添加 3 %- 6%的螺旋藻 ,10W后香鱼体色改善十分明显。在饲料中添加 5%或 10 %的螺旋藻粉 ,对比用沙丁鱼投喂黄带 ,83d后 ,投喂含螺旋藻的试验组 ,其
皮肤色素含量显著高于对照组 ,且外观明亮 ,黄绿带鲜明 ,体色有明显改善。用藻粉、β -胡萝卜素和虾青素饲养日本对虾 ,结果表明 ,添加藻粉和添加虾青素的效果相当 ,体色最佳。虞泽鹏指出 :日本和南朝鲜在鱼虾等水生动物饵料中添加胶化海带粉既有营养又有防溃散作用 ,特别是在矿物质和维生素缺乏的水中效果尤为明显。添加适量可提高鱼类生产力和饲料利用率 ,改善鱼体肤色 ,促进脂质代谢 ,节约蛋白质。
很多学者研究证实,螺旋藻能增加鱼体光泽 ,加深斑节对虾的体色 ,促进对虾生长。何培民等用螺旋藻饵料喂养锦鲤 ,使锦鲤体色更加鲜艳 ,并加速其生长。以螺旋藻配合饵料投喂中华绒螯蟹 (Eriocheir sinensis)蟹苗,存活率可提高25.2 %,变态提早 1-2ｄ,螺旋藻作为蚤状幼体的良好饵料 ,保证了蚤状幼体的植物性蛋白质的摄入。螺旋藻还能促进幼蟹的生长和加深成蟹的体色;在相同水温及投饵量 (投喂量占体重的百分比 )等条件下 ,随螺旋藻干粉投喂量的增加 ,幼蟹体重增加 ,成蟹体色加深。以投喂含螺旋藻 6%的饵料为最合适(张饮江等,2001)。
在香鱼饲料中添加 3 %- 6%的螺旋藻 ,10W后香鱼体色改善十分明显。在饲料中添加 5%或 10 %的螺旋藻粉 ,对比用沙丁鱼投喂黄带 ,83d后 ,投喂含螺旋藻的试验组 ,其
皮肤色素含量显著高于对照组 ,且外观明亮 ,黄绿带鲜明 ,体色有明显改善。用藻粉、β -胡萝卜素和虾青素饲养日本对虾 ,结果表明 ,添加藻粉和添加虾青素的效果相当 ,体色最佳。虞泽鹏指出 :日本和南朝鲜在鱼虾等水生动物饵料中添加胶化海带粉既有营养又有防溃散作用 ,特别是在矿物质和维生素缺乏的水中效果尤为明显。添加适量可提高鱼类生产力和饲料利用率 ,改善鱼体肤色 ,促进脂质代谢 ,节约蛋白质。
螺旋藻含丰富的蛋白质、必需脂肪酸、多糖、维生素、天然色素、矿物质 ,以及生长因子和内源性酶等生物活性成分。但其所含营养成分和生理活性成分在组成比例上随螺旋藻的种类和养殖环境条件的不同而略有差异。有数据表明 ,螺旋藻中的蛋白质含量高达 70 %以上 ,相当于大豆的 1.7倍 ,牛肉的 3.5倍。其蛋白质含量是迄今为止所有植物性食品或饲料中为最高 ,并且其必需氨基酸含量非常完全。
螺旋藻总脂肪含量为 6 %～ 9% ,脂肪酸含量在 55%上下 ,其中 65%为多不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸中以必需脂肪酸如亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸含量高达 25%以上。这些都是动物体代谢所需重要生理活性物质如二十碳五烯酸 (EPA)、二十二碳六烯酸 (DHA)和前列腺素 (PGE)生物合成的前体 ,这些脂肪酸在其它植物性饲料中含量都很少。在维生素和微量元素方面 ,螺旋藻中维生素种类繁多。螺旋藻富含β-胡 萝卜素、玉米黄质、海胆烯酮等类胡萝卜素 ,其中VB12含量的发现给营养界带来惊喜 ,一般植物无法通过光合作用形成VB12,故VB12的含量极低。螺旋藻中含有丰富的人及动物必需的矿物质元素。此外，螺旋藻还具有富集硒、磺、锌等元素的能力。根据这一特点 ,在养殖螺旋藻的过程中可通过增加硒、锌和碘的浓度 ,使螺旋藻中硒、锌和碘的含量大大增加 ，以此开发出高硒、高碘、高锌的螺旋藻。螺旋藻富含一些小分子多糖、蛋白多糖、生物碱、萜类等生物活性物质。
螺旋藻的生物活性成分迄今发现的主要有生长因子、螺旋藻多糖、藻蓝素、甾体皂甙和内源性酶等。螺旋藻蛋白中发现的拟生长因子是一种可刺激人体细胞增长的多肽 ,具有促生长作用 。藻蓝素是螺旋藻中一种天然荧光色素蛋白质 ,可用于各种生物大分子的标记。此外 ,藻蓝素也作为色素资源开发 ,其实蓝藻细胞的原生质本身就是一种天然的色素库 ,富含叶绿素α ,β -胡萝卜素、蓝藻黄素和蓝藻叶黄素等。
4. 1. 2 植物及其提取物
含有类胡萝卜素的植物 ,如胡萝卜、苜蓿、黄玉米、南瓜、松针粉、金盏草、万寿菊等 ,还有黄色和红色水果及其它深色植物 ,均能使水产动物增色。Tunison等、Bss、Bawemfeind、Ellis和VRC曾讨论了饲料色素、红辣椒、胡椒、谷朊粉、蟹弃物、虾弃物以及合成角黄素对鲑鳟鱼的影响。日粮用 5%的苜蓿粉可达到水产动物的增色效果。在饲料中添加松针粉或侧柏叶粉 3 %～ 5%,水产动物也可获得良好的着色效果。在一定范围内 ,β -胡萝卜素能增强中华绒螯蟹体色。所以 ,在中华绒螯蟹养殖中投喂螺旋藻饵料能促使中华绒螯蟹甲壳增色 ,尤其是上市前 2个月投喂螺旋藻饵料效果更佳。
辣椒色素:红辣椒粉每千克含类胡萝卜素 275～1650mg ,含玉米黄素丰富 ,美国建明公司生产的红艳艳(KemGLO)就是从中提取的红色类胡萝卜素 ,将它与金闪闪配合成橙红色混合物 ,可用于鲑鳟鱼及虾的增色。研究发现金鱼的辣椒红含量与辣椒色素投喂量及日光量成正比增加 ,又发现被鱼体吸收的辣椒红大部分经氧化代谢转化成 4 酮辣椒红加以积累 ,说明辣椒色素对金鱼显色有效.
茜草色素 :
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