Astaxanthin 그것은 수산 양식에 무엇이 좋습니까?

Astaxanthin, whose chemical name is 3,3-dihydroxy-beta,beta-carotene-4,4-dione 그리고molecular formula is C40H5204, is widely found 에서the living world, especially in aquatic animals such as shrimp, crab, fish and the feathers 의birds다. Astaxanthinis a xanthophyll that is one of the most widely distributed in the animal kingdom. It is pink in color and has unique coloring properties. It can also promote the production of antibodies and enhance the animal&#면역 력 39; s다.저항하는 능력의 관점에서 산화와 활성 산소를 없애, 그것보다 더 강력 한 것은 β-carotene다.수용성이고 지방질이며, 이황화탄소, 아세톤, 벤젠, 클로로포름 등의 유기용매에 쉽게 녹는다.Astaxanthin은 잠재력이 큰 카로티노이드 유사 첨가제이며, 양식, 식품, 사료, 화장품 및 의약 분야에서 넓은 전망을 가지고 있습니다.이 글에서는 양식업에서의 응용에 초점을 맞추고 있다.

1 Astaxanthin 생산

1.1 수중 처리 폐기물에서 아스타잔틴 추출

According to reports in the United States, the extraction of astaxanthin, astaxanthinesters and shrimp red pigment 에서crayfish waste has an output rate of up to 153 ug/g waste. It should be noted that the lime in the waste will affect the production of astaxanthin, so it should be removed as much as possible during extraction. In recent years, countries such as Norway have used ensiling technology to treat aquatic waste, which has increased the recovery rate 에 의해10% and greatly improved purity. It has been proven that adding inorganic or organic acids during ensiling will break the bond between astaxanthin and the protein or skeletal parts, thereby increasing the release of astaxanthin.

수산가공 폐기물로부터 아스타잔틴을 추출하기 위한 주요 생산공정:첫째, 복층 비닐봉투에 보관되어-70°C에서 보관되는 폐기물은 아스타잔틴을 생산할 때 반죽으로 빻아 만든다.콩기름은 1:1의 무게비로 넣어 잘 섞고, 용기에 납이나 백금을 둘러 빛으로부터 보호한다.90 ° C로 서서히 가열한 후 정지합니다.저온 원심분리 (0 ° C, 11,000 r/min, 10 min)를 사용하여 오일 용액을 모으고 층으로 분리되도록 합니다.Astaxanthin은 색소 용액의 상층부에 존재한다.액체분리기를 사용하여 아스타잔틴을 분리하고 정화한다.이 방법은 생산조건이 험하고 생산비가 높으며 수확량이 적고 제품이 순결하지 못하다.따라서 현재 일부 국가에서만이 기술을 사용해 아스타잔틴을 생산하고 있다.

1.2 해조류를 이용하여 아스타잔틴 생성

많은 종류의 해조류가 아스타잔틴을 생성할 수 있다.헤마토코쿠스 플러비알리스 (Haematococcus pluvialis)의 성장 중에 질소원이 부족하면 아스타잔틴 (astaxanthin;재배 과정 중에 양쪽성 철 이온이 첨가될 경우, 합성 능력이 향상되고 아스타잔틴의 증착이 촉진될 것이다.또한 청색광은 카로티노이드와 아스타잔틴의 합성을 유도할 수 있다는 것이 보고되었다.현재 고품질 Haematococcus pluvialis의 astaxanthin 함량은 전체 카로티노이드 함량의 90% 이상을 차지한다.그 내용은 빛의 성질 및 강도와 관련이 있다.실험결과 빛의 세기가 높을수록 아스타잔틴 생성이 높아지며, 연속적인 빛이 간헐적인 빛보다 좋은 것으로 나타났다.그러나이 조류의 성장 조건은 수질, 환경, 빛에 대한 요구도가 높아 가혹하며, 대규모 생산은 여전히 어렵다 (Johnson et al., 1991).

효모를 이용한 아스타잔틴의 생산 1.3

현재 적색효모, 적색효모 BF-6 등이 아스타잔틴을 합성할수 있다는것이 밝혀졌다.적색효모는 1970년대에 Phaff와 다른 사람들이 일본 및 미국 알래스카 산간지역의 낙엽수 활엽수로부터 처음으로 분리하였다 (Phaff et al., 1972).균류동물문, 균류동물문, 무균동물아문, 크립토코쿠스과, 적효모속의 유일한 종이다.그것은 식물체의 싹을 틔워 번식한다.카로 티 노이 드의 곰팡이 10개 이상의 생산 할 수 있 유형 중 발효, 주로 astaxanthin, β-carotene, 그리고"-carotene, 그중 astaxanthin 85% 60%를 차지 합니다.

적색효모가 아스타잔틴을 생성하기 위한 최적조건:탄소원은 포도당과 셀로바이오오스 (cellobiose;질소원은 황산암모늄;최적의 배양 온도는 20~22℃;최적의 pH는 5.0;또한 유산소 상태를 선호하며, 산소 공급 속도는 30mmol/h보다 높아야 한다.이 값보다 낮으면 아스타잔틴 생성이 현저히 감소하게 됩니다.의 원래 변종 Rhodopseudomonas palustris 가 낮은 합성 용량, 노 총 드 콘 텐 츠 500 μ g/g 미만의 셀 건조 무게 (cDW), 그리고 astaxanthin 350 μ g/g cDW에이 른다.존슨 et al. astaxanthin 콘 텐 츠를를 늘 814 μ g/g을 추가 함 으로써 토마토 주스 (astaxanthin 함유 선임자들)를 문화 매체다.

Recently, Calo et al. added 0.1% methoxycarboxylic acid (a precursor of carotenoid synthesis) to the culture medium, and the astaxanthin and total pigment content increased by 400%. Meyer reported that the addition of acetic acid could increase the biomass of Rhodaffoeta yeasts, and the astaxanthin content in the cells reached 1430 μg/g cell dry weight (cDW). In China, Lü Yuhua and Jin Zhengyu, among others, used nitroso guanidine (NTG) to mutate the mutant strain 4-26, which significantly increased the total carotenoid production and the proportion of astaxanthin. Currently, the American companies Red Star and Euglena Bio use this yeast to 생산 astaxanthin.

Shi Anhui (1999)은 포도밭 토양에서 분리한 끈적끈적한 적색 효모 BF-6를 출발 균주로 사용하고 자외선 및 ethyl methanesulfonate 돌연변이 생성 후 돌연변이 균주에서 생성되는 가장 높은 astaxanthin 함량이 1 이라고 보고하였다.3mg/gcDW, 그것의 포도 허용도는 6% 이고, 아스타잔틴 수율도 1에 도달 할 수있다.

25mg/ gcDW by fermenting with 2% molasses instead of glucose. The optimal fermentation temperature of this strain is 29-30°C, the optimal pH is 5.2-5.5, and the oxygen supply rate should be above 35mmkl/h. After adding 토마토 주스, the astaxanthin yield was as high as 1.43 mg/g DW. Recent foreign research has shown that a dark red yeast (phadotoralarubra) isolated from Bulgarian yogurt can increase astaxanthin production by 80 times compared to Rhodotorula glutinis under the same culture conditions. It also has less nutritional requirements and produces faster.

아스타잔틴은 세포내 색소로서 동물에게 먹이를 주기 전에 세포가 깨져야 하는데, 색소의 방출을 촉진하기 위해 Okagbue와 Lewis는 증류수와 구연산을 이용한 자동분해를 이용하였다.젠틀과 하드는 실험을 통해 기계적으로 갈기 (MY), 효소적으로 처리 (EY), 분무건조 (SY), 먹이 주기 전에 색소를 추출하는 (C) 네 가지 방법 모두 철갑상어의 피부와 근육이 잘 착색된다는 사실을 발견했다.8주 후, 생선 색깔이 더 짙어지는 경향이 내>이봐, >SY >C >제어 그룹이다.기계식 셀 연마는 간단하고 효과적인 방법인 것 같습니다.일부 국내 학자들도 뜨거운 염산세포 분쇄법을 이용하여 좋은 결과를 얻었다.

화학합성에 의한 astaxanthin의 생산 1.4

스위스의 로슈는 카로필 핑크라는 상표명으로 화학합성을 통해 아스타잔틴을 생산하며, 아스타잔틴 함량은 5%~10%이다.문헌에 따르면, 아스타잔틴의 화학적 합성을위한 전구체 물질은 (S)-3-아세틸-4-옥소-베타-이오논이다.이 전구체는 반응에 의해 15 탄소의 레티노이드로 전환되고, 최종적으로 15 탄소의 레티노이드 2개가 10 탄소의 디카르복스알데히드와 반응하여 아스타잔틴을 합성한다 (Widmer et al., 1981).현재는 로슈만이이 방법을 사용하여 아스타잔틴을 생산한다.

수산 양식에 astaxanthin의 적용 2

2.1 우수한 착색효과

아스타잔틴은 해양 갑각류와 어류의 주요 카로티노이드 색소이다.연어나 바닷가재 같은 해산물의 장밋빛 육색은 아스타잔틴이 체내에 많이 축적돼 있기 때문이다.그러나, 양식 동물들은 아스타잔틴 자체를 합성할 수 없고, 자연적인 원천도 부족하다.그러므로 색소를 보충하기 위하여 그들의 사료에 첨가하여야 한다.오늘날 아스타잔틴의 주요 용도 중 하나는 양식업에서 색소의 원료로 사용된다.연어와 송어에 처음 사용되었으며, 현재는 다양한 양식물에 널리 사용되고 있다.

2.1.1 양식 새우 색소 홍보

양식새우용 사료에 아스타잔틴이 부족하면 건강하지 못한 체색을 초래하게 된다.연구에 따르면 아스타잔틴이 결핍한 새우에게 50 × 10-6 (m/m) 아스타잔틴이 함유된 식이를 4주 동안 먹이면 몸색은 정상적인 짙은 청록색으로 돌아오지만 대조군은 여전히 병약한 색을 띤다.게다가 전자는 조리 후 선홍색을 띠게 되고, 후자는 연황색을 띠게 되어 마케팅에 도움이 되지 않는다.

Yamada (1990)는 세 가지 카로티노이드의 착색효과를 비교하였으며,β-carotene, canthaxanthin and astaxanthin, on prawns. The results showed that when the same concentration of 100 × 10-6 (m/m) was added to the feed The highest accumulation of astaxanthin in the tissues of the shrimp was found when the shrimp were fed with the same amount of astaxanthin added to the feed at a concentration of 100 × 10-6 (m/m), which was 23% and 43% higher than that of canthaxanthin and β-carotene, respectively. If the amount of astaxanthin used is increased to 200 × 10-6 (m/m), the content in the tissues can reach a maximum of 29. 1 × 10 6 (m/m), which proves that astaxanthin is the carotenoid with the best coloring effect.

양식 어류의 색소 홍보 2.1.2

초기 연구에 따르면 사료에 아스타잔틴을 첨가하면 연어나 철갑상어와 같은 양식 어류의 피부와 근육도 선홍색으로 보일 수 있다.야생 폼프렛의 피부가 적분홍색을 띠는 것은 주로 아스타잔틴이 있기 때문이며, 아스타잔틴을 먹이지 않은 양식 폼프렛의 아스타잔틴 함량은 야생 폼프렛의 5%에 불과하다.같은 다른 추가 카로 티 노이 드 (β-carotene, 루테인, canthaxanthin 및 틴이) 먹이를 주지 않 도미를 불 그 스 름 한 색을, 또한 astaxanthin 개종하는 것도아 닙니다.카로티노이드는 도미의 피부와 살에서 지속적으로 소실된다.따라서 아스타잔틴은 양식 도미를 먹이로 하여 불그스름한 색을 띠게 해야 한다.

No other product has had such a significant and long-lasting effect on the coloring of ornamental fish as natural astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Ornamental fish can obtain a bright color by eating carotenoids. Ako and Tamaru (1999) found that after feeding an ornamental fish with a diet containing 100 × 10-6 (m/m) astaxanthin for one week, the yellow, maroon and black colors on the fish's 바디 표면이 대폭 강화되었습니다.

또한 choubert와 storebakken (1996)은 배양된 생물에 의한 아스타잔틴의 흡수와 이용률이 다른 색소에 비해 월등히 뛰어나다는 것을 보여주었다.예를 들어 무지개송어에 의한 astaxanthin의 소화 및 흡수는 canthaxanthin보다 월등히 우수하며, 최대 겉보기 흡수계수는 canthaxanthin의 2배 이상이다.무지개송어를 각각 astaxanthin과 canthaxanthin을 먹이로 하여 동일한 착색효과를 얻었을 때, 72 × 10-6 (m/m) astaxanthin과 60 × 10-6 (m/m) astaxanthin 만을 먹이로 하여 착색효과를 얻었을 때, astaxanthin이 astaxanthin보다 효율적인 것으로 나타났다.

2.2배양 개체의 생존율을 향상시킨다

추가astaxanthin as a feed additive can improve the survival rate of cultured animals through various channels, such as enhancing immunity, improving tolerance to harsh conditions, and improving adaptability to changes in environmental conditions. Merchie et al. (1998) studied the demand for carotenoids in feed and found that adding astaxanthin to the feed can greatly improve the immunity of cultured animals, enhance disease resistance, and improve survival rate. It can also enhance the passive resistance of late shrimp larvae to salinity and reduce the damage caused to aquatic animals by ultraviolet radiation.

또한 chien (1996)은 새우에 대한 astaxanthin의 생물학적 영향을 연구할 때 astaxanthin은 색소로 조직에 축적되며 세포사이에 산소를 저장하여 물고기와 새우가 염소가 많고 산소가 적은 환경에 대한 내성을 강화시킬 수 있다고 지적하였다.그것은 또한의 생물학적 기능을다고 보도 되었astaxanthin는 β보다 강하-carotene다.때 100 × 10-6 (m/m)의 β-carotene이 추가 새우 먹고, 생존 률은 40% 밖에 되지 않는 반면, 생존 율을 증가 할 수 있을 추가 함 으로써 77 astaxanthin 같은 양의 일을 합니다.Yamada's (1990)의 연구에서도 100 × 10-6 (m/m) astaxanthin을 일일사료에 첨가할 경우 새우의 생존율은 91%에 이를 수 있는 반면 대조군은 57%에 불과하다고 하였다.진장유 등 (1999)은 천연 astaxanthin을 이용한 사료실험에서 astaxanthin을 사료첨가제로 사용함으로써 Litopenaeus vannamei의 생존율을 약 21.66% 증가시킬 수 있음을 지적하였다.

Christiansen 등 (1995)은 사료가 대서양 연어의 생존율에 미치는 영향을 연구한 결과 사료 내 astaxanthin 함량이 1 × 10-6 (m/m) 이하일 때 어류 튀김 치사율이 대량으로 나타났으며, 생존율은 50% 미만이었다.그러나 적절한 양의 아스타잔틴을 먹인 대조군에서는 생선튀김의 생존율이 90% 이상에 달할 수 있었다.

Pan 등 (2001)은 아스타잔틴 먹이와 양식수 조건이 Penaeus monodon의 착색, 성장 및 생존율에 미치는 영향을 연구하였고 새우의 착색을 증가시키는 것 외에도 아스타잔틴 먹이는 성장을 촉진하고 생존율을 높일 수 있다고 지적하였다.실험 결과, 얼룩노브새우의 후기 유충 성장 동안 그리고 astaxanthin의 체내 함량이 감소할 때 높은 생존율을 유지하기 위해서는 새우에게 일정 농도의 astaxanthin을 공급해야 한다.

2.3배양대상의 생장, 번식, 발전을 촉진한다

Astaxanthin은 배양 생물의 성장에 상당한 촉진 효과가 있습니다.진장유 등 (1999)은 astaxanthin을 먹이면 Litopenaeus vannamei의 체중 증가율을 유의하게 증가시킬 수 있다고 보고하였다.실험결과, 5주간의 영양공급 후 체중증가율은 약 14.48%로 나타났다.

Christiansen 등 (1995)은 대서양 연어의 성장과 생존율에 미치는 다양한 사료의 영향에 관한 연구를 수행하였다.그 결과 대서양 연어 튀김용 일일 사료의 astaxanthin 함량이 5.3 × 10-6 (m/m) 이상으로 높아지면 정상 성장을 유지하였고,이 값 이하에서는 튀김이 천천히 성장하는 것으로 나타났다.

In addition, if the feed for cultured shrimp is fed with insufficient astaxanthin, the shrimp will become sick, hindering their normal growth and development. Feeding such sick shrimp with 50 × 10-6 (m/m) astaxanthin for 4 weeks will restore normal growth, and the amount of astaxanthin in their tissues will increase by more than 300%. 26. 3 × 10 - 6 (m/m) of carotenoids could be isolated from the shells. The increase in the control group was only 14%, and the carotenoid content in the shells was (4 - 7) × 10 - 6 (m/m).

Petit et al. (1997)은 astaxanthin을 먹이면 새우 유충의 늦은 생장과 몰이주기에 미치는 영향을 연구한 결과, astaxanthin을 먹이면 후기 새우 유충의 몰이주기를 단축시킬 수 있음을 발견하였다.또한 아스타잔틴은 난자의 품질을 향상시키기 위한 수정 호르몬으로 사용될 수 있다.사료에 아스타잔틴을 첨가하면 어린 새우의 생존율과 어란의 부력 및 생존율을 향상시킬 수 있다.또한 연어 프라이 단계에서 수정율, 난자 생존율, 성장율을 높일 수 있으며 혹독한 환경의 영향으로부터 난자를 보호하고 성장과 발육을 촉진할 수 있다.Vassallo 등 (2001)은 astaxanthin이 배양 대상체의 산란에 미치는 영향을 연구한 결과 10 × 10-6 (m/m) astaxanthin을 사료에 첨가하면 산란율을 높일 수 있는 것으로 나타났다.

2.4 사육동물의 생리기능 개선

사료에 아스타잔틴을 첨가하면 양식 무지개송어의 건강을 증진시켜 간 기능이 좋아지고, 적틸라피아 간세포의 구조와 글리코겐 저장도 강화할 수 있다.Rellulka (2000)는 astaxanthin이 무지개송어의 성장속도, 다양한 혈액지표 및 일부 생리기능에 미치는 영향을 연구한 결과, astaxanthin을 섭취하면 조혈기능과 무지개송어의 지질 및 칼슘의 대사를 개선할 수 있음을 발견하였다.Amar 등 (2001)은 무지개송어의 식이에 astaxanthin과 같은 다양한 카로티노이드를 첨가하여 이들 첨가물이 어류의 면역력에 미치는 영향을 연구하였다.실험에 따르면, 다양 한 카로 티 노이 드, 사이 카로 티 노이 드, astaxanthin와 β-carotene 같은 둘다 체액 성을 향상시 킬 수 있 지표 혈청 defensins과 소자 활동, 그리고 휴대폰 bacteriophage는 세균과 비 특이적 cytotoxicity 같은 지표 입니다.

2.5 사육동물의 영양가 향상

The nutritional value of fish and shrimp is also increased by the addition of astaxanthin. In a study by Christiansen et al. (1995) on the effect of astaxanthin supplementation in feed on the physiological status of Atlantic salmon, such as immunity, it was found that after Atlantic salmon fed astaxanthin-containing feed, the vitamin A, C and Econtent in certain tissues increased significantly. 3 × 10-6 (m/m), the lipid content also increased significantly; when 13. 7 × 10-6 (m/m) astaxanthin was added, the lipid content of Atlantic salmon meat could be increased by 20%. In the European and American markets, aquatic products with astaxanthin as a feed additive are very popular, and their prices are much higher than those of ordinary fish and shrimp.

2.6 수산물의 운송과 보존을 용이하게 한다

수산물의 냉동과정 중 지질산화는 육류 부패의 주요 원인이다.따라서 astaxanthin의 강한 항산화 특성은 수산물의 운송과 보존에도 긍정적인 역할을합니다.Jense 등 (1998)은 수산물의 냉동 및 보존에 있어서 astaxanthin과 같은 carotenoids의 항산화능을 연구하였다.

그 결과 다양한 농도의 astaxanthin Jense 등 (1998)을 섭취한 무지개송어가 수산물의 냉동 및 보존에 있어서 astaxanthin과 같은 카로티노이드의 항산화능을 연구하였다.그 결과 다양한 농도의 astaxanthin을 공급한 무지개송어에서 냉동과정 중 지질산화에 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다.또한 연어와 송어를 포획 후 저장하는 과정에서 연어는 아스타잔틴이 거의 함유되어 있지 않기 때문에 rancidity 가 발생하기 쉬운 반면, 아스타잔틴이 많이 함유되어 있는 송어는 같은 조건에서 더 잘 저장된다.따라서 사료에 아스타잔틴을 첨가하고 양식대상자의 체내에서 함량을 증가시키면 화학방부제의 사용을 어느 정도 줄일 수 있을 것으로 추정할 수 있다.또 특수하고 효률이 높은"생물방부제"를 리용하여 수산물을 더 오래 보존할수 있으며 인체에도 절대 안전하다.

Astaxanthin은 강력한 항산화 능력과 강력한 생리 기능을 가지고 있으며, 해외에서 양식업에 널리 사용되고 있다.천연 astaxanthin의 안전성이 널리 인정되었으며, 높은"녹색 장벽"에도 불구하고 양식 산업의 추가 발전에 도움이 될 것입니다.현재 선진국의 아스타잔틴 제품의 연간 수요는 최소 수십 톤에 달하며 시장 수요는 결코 충족하지 못하고 있다.전 세계 수산물 수요는 매년 24% 증가하고 있으며, 연어 사료에서만 아스타잔틴의 연간 시장 규모는 1억 8500만 달러 이상으로 연간 8%의 성장률을 보이고 있어 큰 시장 잠재력을 보여주고 있다.그러므로,astaxanthin as a feed additive in aquaculture is bound to attract more and more attention and be adopted by more and more aquaculture farmers, with broad application prospects.

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