Astaxanthine qu’est-ce que c’est bon pour l’aquaculture?

L’astaxanthine, dont le nom chimique est 3,3-dihydroxy-bêta, bêta-carotène 4,4-dione et la formule moléculaire est C40H5204, est largement trouvée dans le monde vivant, en particulier chez les animaux aquatiques tels que les crevettes, le crabe, les poissons et les feathers des oiseaux.L’astaxanthine est un xanthophylleC’est l’un des plus largement distribués dans le règne animal. Il est de couleur rose et a des propriétés de coloration uniques. Il peut également favoriser la production d’anticorps et améliorer l’animal et#39; S immunité. En termes de sa capacité à résister à l’oxydation et à éliminer les radicaux libres, il est plus puissant que le β-carotène. Il est soluble dans l’eau et lipophile, et facilement soluble dans les solvants organiques tels que le disulfure de carbone, l’acétone, le benzène et le chloroforme. L’astaxanthine est un additif de type caroténoïde avec un grEt en pluspotentiel, et a de larges perspectives dans les domaines de l’aquaculture, de l’alimentation humaine, des aliments pour animaux, des cosmétiques et de la médecine. Cet article porte sur son application en aquaculture.

1 production d’astaxanthine

1.1 Extraction de l’astaxanthine à partir de déchets de traitement aquatique

Selon des rapports aux États-Unis, laExtraction de l’astaxanthine, les esters d’astaxanthine et le pigment rouge de crevette provenant des déchets d’écrevisses ont un taux de production pouvant atteindre 153 ug/g de déchets. Il convient de noter que la chaux contenue dans les déchets influera sur la production d’astaxanthine, de sorte qu’elle devrait être éliminée autant que possible lors de l’extraction. Ces dernières années, des pays comme la Norvège ont utilisé la technologie d’ensilage pour traiter les déchets aquatiques, ce qui a augmenté le taux de récupération de 10% et considérablement amélioré la pureté. Il a été prouvé que l’ajout d’acides inorganiques ou organiques pendant l’ensilage va rompre la liaison entre l’astaxanthine et la protéine ou les parties squelettiques, augmentant ainsi la libération d’astaxanthine.

Le processus de production principal pourExtraction de l’astaxanthine de l’eauDéchets de traitement: tout d’abord, les déchets, stockés dans un sac de vinyle à deux couches et maintenus à -70°C, sont broyés en pâte lors de la production d’astaxanthine. L’huile de soja est ajoutée à un rapport de poids de 1:1, bien mélangée, et le récipient est entouré de plomb ou de platine pour le protéger de la lumière. Chauffer lentement à 90 ° C et arrêter. Utiliser une centrifugation à basse température (0 ° C, 11 000 r/min, 10 min) pour recueillir la solution huileuse et la séparer en couches. L’astaxanthine est présente dans la couche supérieure de la solution de pigment. Utilisez un séparateur de liquide pour séparer et purifier l’astaxanthine. Cette méthode a des conditions de production difficiles, des coûts de production élevés, de faibles rendements, et le produit n’est pas très pur. Par conséquent, à l’heure actuelle, seuls quelques pays utilisent cette technologie pour produire l’astaxanthine.

1.2 utilisation d’algues pour produire de l’astaxanthine

De nombreux types d’algues peuventProduire de l’astaxanthine....... Pendant la croissance d’haematococcus pluvialis, en cas de manque de sources d’azote, l’astaxanthine s’accumule dans le corps; Si des ions de fer bivalents sont ajoutés pendant le processus de culture, sa capacité de synthèse sera améliorée et le dépôt d’astaxanthine sera favorisé. Il a également été rapporté que la lumière bleue peut induire la synthèse des caroténoïdes et de l’astaxanthine. Actuellement, la teneur en astaxanthine d’haematococcus pluvialis de haute qualité représente plus de 90% de la teneur totale en caroténoïdes. Le contenu est lié à la nature et à l’intensité de la lumière. Des expériences ont montré que plus l’intensité lumineuse est élevée, plus la production d’astaxanthine est élevée, et que la lumière continue est meilleure que la lumière intermittente. Cependant, les conditions de croissance de cette algue sont dures, avec des exigences élevées en matière de qualité de l’eau, d’environnement et de lumière, et la production à grande échelle est toujours difficile (Johnson et al., 1991).

1.3 Production d’astaxanthine à l’aide de levure

À l’heure actuelle, il a été constaté que la levure rouge, la levure rouge BF-6, etc., peuvent synthétiser l’astaxanthine. La levure rouge a été isolée pour la première fois par Phaff et d’autres dans les années 1970 à partir des exsudates d’arbres à feuilles caduques au Japon et dans les régions montagneuses de l’alaska, aux États-Unis (Phaff et al., 1972). C’est la seule espèce dans le phylum des champignons, le phylum des champignons, le subphylum des mucormycètes, la famille des cryptocoques, et le genre de levure rouge. La reproduction se fait par bourgeonnement végétatif. Le champignon peut produire plus de 10 types de caroténoïdes pendant la fermentation, principalement l’astaxanthine, le β-carotène et le "-carotène, dont l’astaxanthine représente 60 à 85%.

Les conditions optimales pour que la levureProduire de l’astaxanthine: la source de carbone est le glucose et le cellobiose; La source d’azote est le sulfate d’ammonium; La température optimale de culture est de 20 ~ 22℃; Le pH optimal est de 5,0; Les conditions aérobies sont également préférées, et le taux d’alimentation en oxygène devrait être supérieur à 30mmol/h. Lorsque la valeur est inférieure à ceci, la production d’astaxanthine diminuera de manière significative. La souche originale de Rhodopseudomonas palustris a une faible capacité synthétique, avec une teneur totale en caroténoïdes inférieure à 500 μg/g de masse cellulaire sèche (cDW), et l’astaxanthine à environ 350 μg/g de cDW. Johnson et al. ont augmenté la teneur en astaxanthine à 814 μg/g en ajoutant du jus de tomate (qui contient des précurseurs de l’astaxanthine) au milieu de culture.

Récemment, Calo et al. ont ajouté 0,1% d’acide méthoxycarboxylique (un précurseur de la synthèse des caroténoïdes) au milieu de culture, etL’astaxanthine et le pigment totalContenu augmenté de 400%. Meyer a indiqué que l’ajout d’acide acétique pourrait augmenter la biomasse des levures Rhodaffoeta, et que la teneur en astaxanthine dans les cellules atteindrait 1430 μg/g de poids sec de cellules (cDW). En Chine, l Yuhua et JdansZhengyu, entre autres, ont utilisé nitroso guanidine (NTG) pour muter la souche mutante 4-26, ce qui a augmenté de manière significative la production totale de caroténoïdes et la proportion d’astaxanthine. Actuellement, les sociétés américaines Red Star et Euglena Bio utilisent cette levure pour produire de l’astaxanthine.

Shi Anhui (1999) a signalé qu’en utilisant la levure rouge collante BF-6 isolée du sol de vigne comme souche de départ, et après mutagénèse aux ultraviolets et au méthanesulfonate d’éthyle, la teneur la plus élevée en astaxanthine produite par la souche mutante était de 1. 3mg/ gcDW, sa tolérance de raisin est de 6%, et leRendement en astaxanthinePeut également atteindre 1.

25mg/ gcDW par fermentation avec 2% de mélasse au lieu de glucose. La température de fermentation optimale de cette souche est de 29 à 30°C, le pH optimal est de 5,2 à 5,5 et le taux d’alimentation en oxygène devrait être supérieur à 35mmkl/h. Après l’ajout de jus de tomate, le rendement en astaxanthine a atteint 1,43 mg/g p.s. De récentes recherches étrangères ont montré qu’une levure rouge foncé (phadotoralarubra) isolée du yaourt bulgare peutAugmenter la production d’astaxanthinePar 80 fois comparé à Rhodotorula glutinis dans les mêmes conditions de culture. Il a également moins de besoins nutritionnels et produit plus rapidement.

L’astaxanthine est un pigment intracellulairePour favoriser la libération du pigment, Okagbue et Lewis ont utilisé l’autolyse avec de l’eau distillée et de l’acide citrique. Dans leurs expériences, Gentles et Haard ont constaté que les quatre méthodes de broyage mécanique (MY), de traitement enzymatique (EY), de séchage par pulvérisation (SY) et d’extraction du pigment avant l’alimentation (C) donnaient toutes une bonne coloration de la peau et des muscles de l’esturgeon. Après 8 semaines, la couleur du poisson avait tendance à être plus sombre pour mon > EY > SY > C > Groupe de contrôle. Il semble que le meulage mécanique des cellules soit une méthode simple et efficace. Certains chercheurs nationaux ont également obtenu de bons résultats en utilisant la méthode de broyage cellulaire à l’acide chlorhydrique chaud.

1.4 Production d’astaxanthine par synthèse chimique

Roche en SuisseProduit de l’astaxanthine par synthèse chimiqueSous le nom commercial Carophyll Pink, avec une teneur en astaxanthine de 5 à 10%. Selon la littérature, la substance précurseur pour la synthèse chimique de l’astaxanthine est (S) -3-acétyl-4-oxo-bêta-ionone. Ce précurseur est converti par réaction en un rétinoïde à 15 carbone, et finalement deux rétinoïdes à 15 carbone réagissent avec un dicarboxaldéhyde à 10 carbone pour synthétiser l’astaxanthine (Widmer et al., 1981). Actuellement, seule Roche utilise cette méthode pour produire de l’astaxanthine.

2 Application de l’astaxanthine en aquaculture

2.1 Excellent effet de coloration

L’astaxanthine est le principal pigment caroténoïdeChez les crustacés marins et les poissons. La couleur rose de la chair des fruits de mer comme le saumon et le homard est due à l’accumulation élevée d’astaxanthine dans leur corps. Cependant, les animaux d’élevage ne peuvent synthétiser l’astaxanthine eux-mêmes, et il y a un manque de sources naturelles. Par conséquent, il doit être ajouté à leur alimentation pour compléter le pigment. Une des principales utilisations de l’astaxanthine aujourd’hui est comme source de couleur en aquaculture. Il a d’abord été utilisé chez le saumon et la truite, et est maintenant largement utilisé dans divers objets d’élevage.

2.1.1 promotion de la coloration des crevettes d’élevage

Si l’alimentation des crevettes d’élevage manque d’astaxanthine, cela entraînera une couleur corporelle malsaine. Des études ont montré que si les crevettes manquaientAstaxanthine sont nourris avec un régimeContenant 50 × 10-6 (m/m) astaxanthine pendant 4 semaines, leur couleur de corps reviendra à un bleu foncé vert normal, tandis que le groupe témoin aura encore une couleur maladive. De plus, le premier aura une couleur rouge vif après cuisson, tandis que le second aura une couleur jaune pâle, ce qui n’est pas propice à la commercialisation.

Yamada (1990) a comparé les effets colorants de trois caroténoïdes,β-carotène, canthaxanthine et astaxanthine,Sur les crevettes. Les résultats ont montré que lorsque la même concentration de 100 × 10-6 (m/m) a été ajoutée à la nourriture, la plus forte accumulation d’astaxanthine dans les tissus des crevettes a été observée lorsque les crevettes ont été nouries avec la même quantité d’astaxanthine ajoutée à la nourriture à une concentration de 100 × 10-6 (m/m), qui était 23% et 43% plus élevée que celle de la canthaxanthine et du β-carotène, respectivement. Si la quantité d’ astaxanthine utilisée est augmentée à 200 × 10-6 (m/m), la teneur dans les tissus peut atteindre un maximum de 29. 1 × 10 6 (m/m), ce qui prouve que l’astaxanthine est le caroténoïde avec le meilleur effet colorant.

2.1.2 promotion de la coloration des poissons d’élevage

Les premières études ont révélé queL’ajout d’astaxanthine à l’alimentation peut également rendre la peau et les muscles des poissons d’élevageComme le saumon et l’esturgeon semblent rouge vif. La coloration rouge-rose de la peau des pomfrets sauvages est principalement due à la présence d’astaxanthine, tandis que la teneur en astaxanthine des pomfrets d’élevage qui n’ont pas été nourries à l’astaxanthine ne représente que 5% de celle des pomfrets sauvages. L’ajout d’autres caroténoïdes (comme le β-carotène, la lutéine, la canthaxanthine et la zéaxanthine) à l’alimentation ne donne pas à la daurade une coloration rougeâtre et ne se transforme pas en astaxanthine. Les caroténoïdes sont constamment perdus de la peau et de la chair de la daurade. Par conséquent, l’astaxanthine doit être nourrie pour donner une coloration rougeâtre à la daurade d’élevage.

Aucun autre produit n’a eu un effet aussi important et durable sur la coloration des poissons d’ornement que l’astaxanthine naturelle d’haematococcus pluvialis. Les poissons d’ornement peuvent obtenir une couleur vive en mangeant des caroténoïdes. Ako et Tamaru (1999) ont constaté qu’après avoir nourri un poisson d’ornement avec un régime contenant 100 × 10-6 (m/m) d’astaxanthine pendant une semaine, les couleurs jaune, marron et noir sur le poisson et#39; S surface corporelle ont été considérablement améliorées.

De plus, choubert et storebakken (1996) ont montré que l’absorption et l’utilisation de l’astaxanthine par les organismes d’élevage sont nettement meilleures que celles des autres pigments. Par exemple, la digestion et l’absorption de l’astaxanthine par la truite arc-en-ciel sont nettement meilleures que celles de la canthaxanthine, et son coefficient d’absorption apparent maximum est plus de deux fois supérieur à celui de la canthaxanthine. Lorsque la truite arc-en-ciel est nourrie avec de l’astaxanthine et de la canthaxanthine respectivement pour obtenir le même effet colorant,, il est nécessaire de donner 72 × 10 — 6 (m/m) d’astaxanthine et seulement 60 × 10 — 6 (m/m) d’astaxanthine, ce qui montre que l’astaxanthine est plus efficace que l’astaxanthine dans la coloration.

2.2 améliorer le taux de survie des objets d’élevage

L’ajout d’astaxanthine comme additif alimentaire peut améliorer le taux de survieDes animaux d’élevage par divers canaux, tels que l’amélioration de l’immunité, l’amélioration de la tolérance aux conditions difficiles et l’amélioration de l’adaptabilité aux changements dans les conditions environnementales. Merchie et al. (1998) ont étudié la demande de caroténoïdes dans les aliments et ont constaté que l’ajout d’astaxanthine dans les aliments peut grandement améliorer l’immunité des animaux d’élevage, améliorer la résistance aux maladies et améliorer le taux de survie. Elle peut également accroître la résistance passive des larves tardives à la salinité et réduire les dommages causés aux animaux aquatiques par le rayonnement ultraviolet.

En outre, chien (1996), en étudiant laEffets biologiques de l’astaxanthine sur les crevettes, a souligné que l’astaxanthine s’accumule dans les tissus sous forme de pigment, qui peut stocker de l’oxygène entre les cellules et améliorer la tolérance des poissons et des crevettes aux environnements à forte teneur en chlore et faible teneur en oxygène. Il a également été rapporté que la fonction biologique de l’astaxanthine est plus forte que le β-carotène. Lorsque 100 × 10-6 (m/m) de β-carotène est ajouté à l’alimentation des crevettes, le taux de survie n’est que de 40%, tandis que le taux de survie peut être augmenté à 77% en ajoutant la même quantité d’astaxanthine. Yamada' S (1990) des recherches ont également montré que si 100 × 10-6 (m/m)L’astaxanthine est ajoutée à l’alimentation quotidienne, le taux de survie des crevettes peut atteindre 91%, tandis que le groupe témoin n’est que 57%. Jin Zhengyu et al. (1999) ont souligné dans une expérience d’alimentation avec l’astaxanthine naturelle que le taux de survie de Litopenaeus vannamei pourrait être augmenté d’environ 21,66% en utilisant l’astaxanthine comme additif alimentaire.

Christiansen et al. (1995) ont étudié l’effet de la nourriture sur le taux de survie du saumon atlantique et ont constaté que lorsque la teneur en astaxanthine de la nourriture était inférieure à 1 × 10-6 (m/m), il y avait une mortalité massive des alevins et le taux de survie était inférieur à 50%. Cependant, dans le groupe témoin nourris avec une quantité suffisante d’astaxanthine, le taux de survie des alevins pourrait atteindre plus de 90%.

Pan et al. (2001) ont étudié les effets d’uneStaxanthine alimentation et aquaculture conditions de l’eau sur la coloration, taux de croissance et de survie de Penaeus monodon et a souligné qu’en plus d’augmenter la coloration des crevettes, l’astaxanthine alimentation peut également favoriser la croissance et augmenter le taux de survie. Les résultats expérimentaux montrent que pour maintenir des taux de survie élevés au cours de la croissance tardive des larves de crevettes ponctuées et lorsque la teneur corporelle en astaxanthine diminue, les crevettes devraient recevoir une certaine concentration d’astaxanthine.

2.3 favoriser la croissance, la reproduction et le développement des objets de culture

L’astaxanthine a un effet de promotion significatif sur la croissance des organismes d’élevage. Jin Zhengyu et al. (1999) ont signalé que l’alimentation en astaxanthine peut augmenter considérablement le taux de prise de poids de Litopenaeus vannamei. Des expériences ont montré que le taux de prise de poids après 5 semaines d’alimentation est d’environ 14,48 %.

Christiansen et al. (1995) ont mené une étude sur les effets de différentes moulées sur le taux de croissance et de survie du saumon atlantique. Les résultats ont montré que lorsque la teneur en astaxanthine de l’alimentation quotidienne des alevins de saumon atlantique était supérieure à 5,3 × 10-6 (m/m), ils maintenaient une croissance normale, alors qu’en deçà de cette valeur, les alevins grandissaient lentement.

De plus, si les aliments pour les crevettes d’élevage sont nourris avec une quantité insuffisante d’astaxanthine, les crevettes tomberont malades, ce qui entrave leur croissance et leur développement normaux. Nourrir ces crevettes malades avec 50 × 10-6 (m/m) d’astaxanthine pendant 4 semaines rétablira la croissance normale, et la quantité d’astaxanthine dans leurs tissus augmentera de plus de 300%. 26. 3 × 10 — 6 (m/m) de caroténoïdes pourraient être isolés des coquilles. L’augmentation dans le groupe témoin n’était que de 14%, et la teneur en caroténoïdes dans les coquilles était de (4 — 7) × 10 — 6 (m/m).

Petit et al. (1997) ont étudié l’effet deNourrir l’astaxanthine sur la croissance tardive des larves de crevettesEt leur cycle de mue, et a constaté que l’alimentation d’astaxanthine peut raccourcir le cycle de mue des larves de crevettes tardives. L’astaxanthine peut également être utilisée comme hormone de fertilisation pour améliorer la qualité des œufs. L’ajout d’astaxanthine à l’alimentation peut améliorer le taux de survie des crevettes juvéniles ainsi que la flottabilité et le taux de survie des œufs de poisson. Il peut également augmenter les taux de fécondation, les taux de survie des œufs et les taux de croissance au stade d’alevinage, protéger les œufs contre les effets des conditions difficiles et favoriser leur croissance et leur développement. Vassallo et al. (2001) ont étudié l’effet de l’astaxanthine sur le frai de sujets d’élevage et ont constaté que l’ajout de 10 × 10-6 (m/m) d’astaxanthine à la nourriture peut augmenter le taux de frai.

2.4 amélioration des fonctions physiologiques des animaux d’élevage

L’ajout d’astaxanthine à l’alimentation peut améliorer la santé de la truite arc-en-ciel d’élevage, leur donnant une meilleure fonction hépatique, et également renforcer la structure des cellules hépatiques du tilapia rouge et le stockage de glycogène. Rellulka (2000) a étudié l’effet de l’astaxanthine sur le taux de croissance, divers indicateurs sanguins et certaines fonctions physiologiques de la truite arc-en-ciel, eta constaté que l’alimentation en astaxanthine peut améliorer la fonction hématopoïétique et le métabolisme des lipides et du calcium chez la truite arc-en-ciel. Amar et al. (2001) ont ajouté divers caroténoïdes comme l’astaxanthine au régime alimentaire de la truite arc-en-ciel pour étudier l’effet de ces additifs sur l’immunité des poissons. L’expérience a montré que parmi les divers caroténoïdes, les caroténoïdes, l’astaxanthine et le β-carotène peuvent améliorer à la fois les indicateurs humoraux tels que les défénines sériques et l’activité lysozyme, et les indicateurs cellulaires tels que la phagocytose bactériophage et la cytotoxicité non spécifique.

2.5 amélioration de la valeur nutritive des animaux d’élevage

La valeur nutritive du poisson et des crevettes est également augmentée par l’ajout d’astaxanthine....... Dans une étude menée par Christiansen et al. (1995) sur les effets de la supplémentation en astaxanthine dans les aliments sur l’état physiologique du saumon de l’atlantique, notamment sur l’immunité, on a constaté que la teneur en vitamines a, C et E Edans certains tissus augmentait de façon significative après que le saumon de l’atlantique ait reçu une alimentation contenant de l’astaxanthine. 3 × 10-6 (m/m), la teneur en lipides a également augmenté de manière significative; Quand 13. 7 × 10-6 (m/m) astaxanthine a été ajoutée, la teneur en lipides de la viande de saumon atlantique pourrait être augmentée de

De 20%. Sur les marchés européen et américain, les produits aquatiques contenant de l’astaxanthine comme additif alimentaire sont très populaires, et leurs prix sont beaucoup plus élevés que ceux des poissons et des crevettes ordinaires.

2.6 facilite le transport et la préservation des produits aquatiques

Pendant le processus de réfrigération des produits aquatiques, l’oxydation des lipides est la principale cause de détérioration de la viande. Par conséquent, les fortes propriétés antioxydantes de l’astaxanthine jouent également un rôle positif dans le transport et la préservation des produits aquatiques. Jense et al. (1998) ont étudié la fonction antioxydante des caroténoïdes comme l’astaxanthine dans la réfrigération et la conservation des produits aquatiques.

Les résultats ont montré que la truite arc-en-cielNourris avec différentes concentrations d’astaxanthineJense et al. (1998) ont étudié la fonction antioxydante des caroténoïdes comme l’astaxanthine dans la réfrigération et la conservation des produits aquatiques. Les résultats ont montré qu’il y avait des différences significatives dans l’oxydation des lipides au cours du processus de réfrigération chez la truite arc-en-ciel avec différentes concentrations d’astaxanthine. De plus, pendant l’entreposage du saumon et de la truite après la capture, le saumon est sujet à la rancidité parce qu’il contient peu d’astaxanthine, tandis que la truite, qui contient plus d’astaxanthine, se stocche mieux dans les mêmes conditions. On peut donc en déduire que l’ajout d’astaxanthine dans les aliments et l’augmentation de sa teneur dans le corps des sujets aquacoles peuvent réduire dans une certaine mesure l’utilisation de conservateurs chimiques. Il peut également être utilisé comme un «conservateur biologique» spécial, très efficace pour faire des produits aquatiques durent plus longtemps, et il est absolument sans danger pour le corps humain.

L’astaxanthine a une forte capacité antioxydante et des fonctions physiologiques puissantes, et a été largement utilisé dans l’aquaculture à l’étranger. L’innocuité de l’astaxanthine naturelle a été largement reconnue, et elle contribuera au développement de l’industrie aquacole malgré les «barrières vertes» élevées. Actuellement, la demande annuelle en produits d’astaxanthine dans les pays développés est d’au moins plusieurs dizaines de tonnes, et la demande du marché est loin d’être satisfaite. La demande mondiale de produits aquatiques augmente de 24% par année, et le volume annuel du marché de l’astaxanthine dans l’alimentation du saumon à lui seul dépasse 185 millions de dollars américains, avec un taux de croissance annuel de 8%, ce qui démontre un fort potentiel commercial. Par conséquent,L’astaxanthine en tant qu’additif alimentaire en aquaculture est liéeAttirer de plus en plus l’attention et être adopté par de plus en plus d’aquaculteurs, avec de larges perspectives d’application.

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