Astaxanthine à quoi sert-il?

L’astaxanthineest un caroténoïde naturel rouge qui est largement trouvé dans la nature, en particulier dans le milieu mardans[1]. Le conseil des ministres Le nom chimique de l’astaxanthine est 3,3/ -dihydroxy-bêta, bêta / -carotène 4,4/-dione, et la configuratiSur lespécifique est montrée dans la Figure 1.

Le conseil des ministresunique molecular structure De laAstaxanthine naturelle gives it the ability to strongly scavenge oxygen free radicals Et en plusinhibit singlet oxygen [2]. It is a more effective antioxidant thanβ-carotène and vitamdansE [3]. The antioxidant activity De lanatural astaxanthin is 10 times higher than that De laother caroténoïdesand 550 times higher than that De vitamineE, so it is called “Super vitamine E"[2, 4].

De nombreuses études ont prouvé que l’astaxanthine a des fonctions physiologiques importantes telles que la lutte contre le cancer, l’anti-vieillissement, et l’amélioration de l’immunité, et est absolument sans danger pour le corps humain [5,6]. Les principaux effets sont les suivants: protéger la peau des rayons ultraviolets, améliorer le vieillissement, améliorer la fonction du système immunitaire, réduire l’incidence des maladies cardiovasculaires et du cancer induits par des facteurs chimiques, et augmenter la résistance aux virus, bactéries, champignons et parasites filtrables [1,7-9]; Maintenir la santé des yeux et du système nerveux central [10,11]; Renforcer le corps ' S le métabolisme aérobie et l’amélioration de la force et de l’endurance musculaires.

Given the outstanding physiological functions of astaxanthin, il a été utilisé dans les industries alimentaires, pharmaceutiques et des aliments pour animaux à l’étranger, et a une large perspective de marché. Cependant, pour le moment, l’astaxanthine est principalement utilisée dans l’industrie aquacole comme nouvel additif alimentaire très efficace. Compte tenu de ce qui précède, cet article présente principalement plus en détail l’application et les progrès de la recherche de l’astaxanthine naturelle en aquaculture.

1 Application de l’astaxanthine en aquaculture

Un grand nombre d’études ont prouvé que l’astaxanthine A un effet positif sur l’augmentation de la coloration des objets de culture, l’amélioration des taux de survie, et la promotion de la croissance, la reproduction, et le développement [12-32]. À l’heure actuelle, l’astaxanthine a été largement utilisée dans divers objets d’élevage tels que le saumon, la truite et la crevette, et a été déterminé par des organismes de surveillance des aliments aux États-Unis, l’union européenne, le Canada, le Japon et d’autres pays pour être un aliment pour animaux sûr et efficace [5,33]. Son rôle dans l’aquaculture peut se résumer comme suit.

1,1 Excellent effet de coloration

L’astaxanthine est le principal pigment caroténoïde chez les crustacés marins et les poissons [34]. 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 [1,13-15]. Une des principales utilisations de l’astaxanthine aujourd’hui est comme source de pigment en aquaculture. Il a d’abord été utilisé chez le saumon et la truite, et est maintenant largement utilisé dans divers objets d’élevage [1].

1.1.1 - le système Promouvoir la coloration des crevettes d’élevage. Si l’alimentation des crevettes d’élevage manque d’astaxanthine, les crevettes apparaîtront malsaines. Des études ont montré que si les crevettes manquant d’astaxanthine reçoivent un régime contenant 50 ×10-6 (m/m) astaxanthinePendant 4 semaines, leur couleur de corps reviendra à un bleu-vert foncé normal, tandis que le groupe témoin aura encore une couleur maladive; De plus, la première apparaîtra rouge vif après cuisson, tandis que la seconde apparaîtra jaune pâle, ce qui n’est pas propice à la commercialisation [35].

Yamada (1990) a comparé les effets colorants de trois caroténoïdes, β-carotene, canthaxanthine et astaxanthine, sur les crevettes. Les résultats ont montré que lorsque les crevettes recevaient la même quantité d’aliments à une concentration de 100 × 10-6 (m/m), c’est l’astaxanthine qui s’accumulait le plus dans leurs tissus [16. 5 × 10 — 6 (m/ m)] et est 23% et 43% plus élevé que celui de la canthaxanthine et du β-carotène, respectivement. Si la quantité d’astaxanthine utilisée est augmentée à 200 × 10-6 (m/ m), la teneur la plus élevée dans le tissu peut atteindre 29. 1 × 10 — 6 (m/ m), ce qui prouve que l’astaxanthine est le caroténoïde ayant le meilleur effet colorant [12].

1.1.2promotion de la coloration des poissons d’élevage

Des études précoces ont révélé que l’ajout d’astaxanthine à la nourriture peut également rendre la peau et les muscles des poissons d’élevage comme le saumon et l’esturgeon rouge vif [1,13]. La coloration rouge-rose de la peau des pomfrets sauvages (Brama Brama) 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% du niveau sauvage. L’ajout d’autres caroténoïdes (tels que le β-carotène, la lutéine, la canthaxanthine et la zéaxanthine) à l’alimentation n’entraîne pas la coloration de la daurade et ne se transforme pas en astaxanthine. Les caroténoïdes continueront d’être perdus de la peau et de la chair de la daurade. Par conséquent, l’astaxanthine doit être nourrie pour obtenir la coloration rougeâtre de la daurade d’élevage [1].

In the coloring of ornamental fish farming, there is currently no product that is as effective and long-lasting as natural astaxanthin provided by Haematococcus pluvialis [1]. Ornamental fish can obtain bright colors by eating carotenoids. Ako and Tamaru (1999) found that after one week of feeding an ornamental fish with a Régime alimentairecontaining 100 × 10-6 (m/m) astaxanthin, the yellow, maroon and black colors on the fish' S surface corporelle ont été considérablement améliorées [14] [traduction].

De plus, Choubert et Storebakken (1996) ont montré que l’absorption et l’utilisation de l’astaxanthine par les organismes de culture sont 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 (Oncorhynchus mykiss) est alimentée respectivement avec de l’astaxanthine et de la canthaxanthine, pour obtenir le même effet colorant, il est nécessaire de donner 72 × 10 — 6 (m/ m) de canthaxanthine, alors que seulement 60 × 10 — 6 (m/ m) d’astaxanthine est nécessaire, ce qui indique que l’astaxanthine est plus efficace que la canthaxanthine dans la coloration [15].

1.2 améliorer le taux de survie des objets d’élevage

ajouterastaxanthin as a feed additive can improve the survierate of cultured animals through various channels, such as enhancing immunity, improving tolerance to harsh conditions, and adaptability to changes in environmental conditions. Merchie et al. (1998) studied the demand pourcarotenoids iN alimentation 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 resistance of postlarvae to salinity fluctuations and reduce the harm of ultraviolet radiation to aquatic animals [16].

De plus, chien (1996), étudiant les effets biologiques de l’astaxanthine sur les crevettes, a souligné que l’astaxanthine s’accumule dans les tissus sous forme de pigment qui peut emmagasiner de l’oxygène entre les cellules et accroître la tolérance des poissons et des crevettes aux environnements à forte teneur en azote et à faible teneur en oxygène. Il a également été rapporté que la fonction biologique de l’astaxanthine est plus forte que celle du 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 l’ajout de la même quantité d’astaxanthine peut augmenter le taux de survie à 77% [1]. Yamada' S (1990) des recherches ont également montré que si 100 × 10-6 (m/m) astaxanthine est ajoutée à l’alimentation quotidienne, le taux de survie des crevettes peut atteindre 91%, alors que le groupe témoin n’est que 57% [12]. 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 [17] [traduction].

Christiansen et al. (1995) ont étudié l’effet de l’alimentation sur le taux de survie du saumon atlantique (Salmo salar). Ils ont constaté que lorsque la teneur en astaxanthine dans les aliments était inférieure à 1 × 10-6 (m/m), il y avait un grand nombre de poissons morts 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 était supérieur à 90% [18] [traduction].

Pan et al. (2001) studied the effects of astaxanthin feeding and aquaculture water conditions on the coloring, growth and survival rate of Penaeus monodon. They pointed out that in addition to increasing the coloring of prawns, astaxanthin feeding can also promote growth and increase survival rate. Experimental results show that in order to maintain high survival rates during the later stages of growth in Penaeus monodon and when the content of astaxanthin in the body decreases, the shrimp should be fed a certain concentration of astaxanthin [19].

1.3 favoriser la croissance, la reproduction et le développement des sujets d’élevage

L’astaxanthine a un effet 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 atteignait environ 14,48 % après 5 semaines d’alimentation [17].

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 dans 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 [18].

In addition, if the astaxanthin content in the feed for cultured shrimp is insufficient, the shrimp will become sick, hindering their normal growth and development. Feeding this sick shrimp with 50 × 10-6 (m/m) astaxanthin for 4 weeks will restore normal growth, and the amount of astaxanthin in its 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) [35].

Petit et al. (1997) ont étudié l’effet de l’alimentation de l’astaxanthine sur la croissance tardive des larves de crevettes et sur leur cycle de mue, et ont constaté que l’alimentation de l’astaxanthine pouvait réduire le cycle de mue des larves de crevettes tardives [20]. L’astaxanthine peut également être utilisée comme hormone de fécondation pour améliorer la qualité des œufs. L’ajout d’astaxanthine à l’alimentation peut améliorer le taux de survie des jeunes crevettes 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 pendant la période d’élevage des alevins de saumon, et protéger les œufs contre les effets de conditions difficiles pendant leur croissance et leur développement [21-24]. Vassallo et al. (2001) ont étudié l’effet de l’astaxanthine sur le frai des sujets d’élevage, et les résultats ont montré que l’ajout de 10 × 10-6 (m/m) d’astaxanthine à la nourriture peut augmenter le taux de frai [25].

1.4 amélioration des fonctions physiologiques des sujets d’élevage

Adding astaxanthin to the feed can improve the health of cultured rainbow trout, giving them better liver function and strengthening the structure of red tilapia liver cells and glycogen stockage[21, 26]. Rehulka (2000) studied the effects of astaxanthin on the growth rate, various blood indicators and some physiological functions of rainbow trout, and found that feeding astaxanthin can improve the hematopoietic function and lipid and calcium metabolism of rainbow trout [27]. Amar et al. (2001) added various carotenoids such as astaxanthin to the diet of rainbow trout to study the effetof these additives on the immunity De lafish. The experiment showed that among various carotenoids, carotenoids, astaxanthin and β-carotene can improve both humoral indicators such as serum defensins and lysozyme activity, and cellular indicators such as bacteriophage phagocytosis and non-specific cytotoxicity [28].

1.5 améliorer la valeur nutritive des objets de culture

La valeur nutritive du poisson et des crevettes est également augmentée par l’ajout d’astaxanthine. Christiansen et al. (1995) ont étudié les effets de l’astaxanthine ajoutée à l’alimentation sur l’état physiologique du saumon atlantique, comme l’immunité. Il A été constaté qu’après que des saumons atlantiques ont reçu des aliments contenant de l’astaxanthine, la teneur en vitamines A, C et E dans certains tissus augmentait de façon significative. De plus, lorsque la teneur en astaxanthine ajoutée à l’aliment était supérieure à 5. 3 × 10- 6 (m/ m), la teneur en lipides a également augmenté de manière significative; Quand 13. 7 × 10 — 6 (m/ m) d’astaxanthine a été ajoutée, la teneur en lipides de la chair du saumon atlantique pourrait être augmentée de 20% [29]. 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 [13] [en]. 

1.6 facilite le transport et la préservation des produits aquatiques

Lors de la réfrigération des produits aquatiques, l’oxydation des lipides est la principale cause de détérioration de la viande [30]. Par conséquent, les fortes propriétés antioxydantes de l’astaxanthine jouent également un rôle positif dans le transport et la préservation des produits aquatiques. Jensen 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. La truite arc-en-ciel à faible dose présentait une forte oxydation des lipides, tandis que la truite arc-en-ciel à forte dose d’astaxanthine pouvait prolonger considérablement la durée de conservation de la viande crue pendant la réfrigération [31].

De plus, pendant l’entreposage du saumon et de la truite après la capture, les saumons sont sujets à la rancidité parce qu’ils contiennent peu d’astaxanthine dans leur chair [4,9 × 10-6 (m/m)], tandis que les truites ont une teneur plus élevée en astaxanthine dans leur chair [9. 1 × 10 — 6 (m/ m)] et l’effet d’entreposage dans les mêmes conditions est meilleur que celui du saumon [32] [traduction]. On peut en déduire que l’ajout d’astaxanthine dans les aliments et l’augmentation de sa teneur dans le corps des sujets aquacoles peuvent, dans une certaine mesure, réduire l’utilisation de conservateurs chimiques. Il peut également être utilisé comme un «conservateur biologique» spécial et très efficace pour faire des produits aquatiques durent plus longtemps et est absolument sans danger pour le corps humain.

2   Les avantages de l’astaxanthine dérivée de Haematococcus pluvialis

 2. Les droits de l’homme 1  Différences entre l’astaxanthine naturelle et synthétique

At present, astaxanthin is produced synthetically or biologically. Astaxanthine synthétique is not only expensive, but also differs significantly from natural astaxanthin in terms of structure, function, application and safety.

En termes de structure, l’astaxanthine a trois conformations: 3S-3,S; 3R-3,S; Et 3R-3,R. L’astaxanthine synthétique est un mélange de ces trois structures, mélange, avec la structure-cis 3r-3, type S étant le type principal, qui est très différent de l’astaxanthine dans les organismes d’élevage tels que le saumon (principalement le type trans structure-3S-3, type S) [36]. En termes de fonction physiologique, la stabilité et l’activité d’oxydation de l’astaxanthine synthétique sont également inférieures à celles de l’astaxanthine naturelle [37]. En termes de résultats d’application, la biodisponibilité de l’astaxanthine synthétique est également inférieure à celle de l’astaxanthine naturelle. Lorsque la concentration dans l’alimentation est faible, la concentration d’astaxanthine synthétique dans le sang de la truite arc-en-ciel est significativement inférieure à celle de l’astaxanthine naturelle [38], et elle ne peut pas être convertie en conformation naturelle in vivo [5] [traduction]. En termes de biosécurité, la synthèse de l’astaxanthine à l’aide de méthodes chimiques introduira inévitablement des composés d’impuretés, tels que des sous-produits artificiels produits au cours du processus de synthèse, ce qui réduira sa sécurité pour un usage biologique [3].

With the rise of natural astaxanthin, les pays du monde entier sont de plus en plus stricts dans leur gestion de l’astaxanthine synthétisée chimiquement. Par exemple, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a interdit l’astaxanthine synthétisée chimiquement de pénétrer le marché des aliments de santé [5]. À l’heure actuelle, la production d’astaxanthine a généralement tendance à développer de l’astaxanthine naturelle à partir de sources biologiques et conduire la production à grande échelle en conséquence.

2.2 sources biologiques d’astaxanthine naturelle

Actuellement, il existe généralement trois sources biologiques d’astaxanthine naturelle: les déchets de l’industrie de transformation des produits aquatiques, Phaffia rhodozyma, et les microalgues (Haematococcus pluvialis). Parmi eux, la teneur en astaxanthine dans les déchets est faible et le coût d’extraction élevé, ce qui le rend inadapté à la production à grande échelle. La teneur moyenne en astaxanthine dans Phaffia rhodozyma naturel n’est que de 0,40%.

En revanche, la teneur en astaxanthine de Haematococcus pluvialis est de 1,5% à 3,0%, et il est considéré comme un «produit concentré» d’astaxanthine naturelle. Un grand nombre d’études ont montré que le taux d’accumulation d’astaxanthine et la production totale d’haematococcus pluvialis sont plus élevés que ceux des autres algues vertes, et que le rapport d’astaxanthine et ses esters (environ 70% de monoesters, 25% de diester et 5% de monomère) est très similaire au rapport chez les animaux d’aquaculture eux-mêmes, ce qui est un avantage par rapport à l’astaxanthine extraite par synthèse chimique et par Rhodopseudomonas. En outre, la structure de l’astaxanthine chez Haematococcus pluvialis est principalement 3S-3'S, qui est essentiellement le même que celui du saumon et d’autres organismes aquatiques; Alors que la structure de l’astaxanthine chez Rhodopseudomonas palustris est de 3R-3'R [33] [traduction].

Currently, Haematococcus pluvialis is recognized as the best organism in nature for producing natural astaxanthin. Therefore, the use of this microalgae to extract astaxanthin undoubtedly has broad development prospects and has become a research hotspot in recent years for the production of natural astaxanthin internationally.

3 problèmes et orientations de développement dans la recherche sur l’application de l’astaxanthine naturelle in feed

Un examen exhaustif de la recherche nationale et internationale montre que l’efficacité des divers caroténoïdes en aquaculture fait encore l’objet d’un débat [42-46]. Yanar et Tekelioglu (1999) ont montré que l’effet colorant des caroténoïdes comme la canthaxanthine sur le poisson rouge est supérieur à celui de l’astaxanthine [42]. Buttle et al. (2001) ont étudié les différences entre les effets de différents pigments sur la coloration du saumon atlantique d’élevage et l’accumulation de pigments dans leur corps. Les résultats ont montré que le taux d’utilisation de l’astaxanthine par la truite arc-en-ciel était beaucoup plus élevé que celui de la canthaxanthine, mais ce n’était pas le cas pour le saumon atlantique [43].

Baker et al. (2002) ont étudié l’absorption de l’astaxanthine et d’autres pigments par le saumon atlantique et les différences dans les effets de coloration. Ils ont conclu que l’effet colorant de la canthaxanthine est essentiellement le même que celui de l’astaxanthine, et ont souligné qu’il existe une certaine relation linéaire entre l’absorption des pigments et la quantité de pigments administrés. D’autres rapports suggèrent également que pour le saumon atlantique et la truite arc-en-ciel, l’effet colorant de l’astaxanthine est supérieur à celui de la canthaxanthine [45, 46]. On peut constater que l’effet de l’application de l’astaxanthine sur différents objets d’aquaculture est toujours controversé et doit être étudié plus en détail pour déterminer la rentabilité de l’application de l’astaxanthine sur différents objets d’aquaculture.

Gomes et al. (2002) ont comparéEffets colorants de l’astaxanthine from different sources (synthetic and different natural biological sources) on the sparidae (sparus aurata). The experiment showed that there was no significant difference in the coloring effect of various sources and types of carotenoids on this fish, and it was pointed out that it is still difficult to determine the effect of a certain pigment on the skin coloring of sparidae by feeding alone [39]. However, many other studies have shown that for farmed organisms (rainbow trout, etc.), natural astaxanthin is superior to chemically synthesized astaxanthin in terms of absorption, coloring power and biological efficacy [1, 37]. Therefore, the biological application value of astaxanthin from different sources (synthetic and different natural biological sources) still needs to be further studied, and the mechanism of absorption and utilization of astaxanthin from various sources by cultured organisms needs to be determined.

Dans les études d’alimentation d’astaxanthine, différents chercheurs ont utilisé différentes concentrations d’alimentation. La quantité et la méthode d’alimentation optimales de l’astaxanthine devraient être différentes selon les organismes d’élevage. Afin de mener des recherches plus approfondies sur l’efficacité des applications de l’astaxanthine, il est nécessaire de poursuivre les recherches sur l’utilisation optimale et les méthodes d’alimentation de l’astaxanthine en aquaculture.

At present, there are almost no reports on the application of Astaxanthine en aquaculture in China. Only Jin Zhengyu et al. (1999) added astaxanthin-containing Rhodopseudomonas to the feed of Macrobrachium rosenbergii to study the effect of astaxanthin on the body color and growth of Macrobrachium rosenbergii [17]. However, judging from the development trend of Production d’astaxanthine, Haematococcus pluvialis will undoubtedly become the main natural biological source of astaxanthin. Therefore, there is an urgent need to carry out research on the application of natural astaxanthin in aquaculture in China, especially the research on the application effect of astaxanthin derived from Haematococcus pluvialis in aquaculture.

4 Conclusion

L’astaxanthine a une forte capacité antioxydante et des fonctions physiologiques puissantes, et a été largement utilisé dans l’aquaculture à l’étranger. Cet article porte sur les fonctions de l’astaxanthine en aquaculture, comme l’augmentation de la coloration des objets d’élevage, l’amélioration du taux de survie et la promotion de la croissance, de la reproduction et du développement. En outre, les avantages de l’utilisation de l’astaxanthine produite par Haematococcus pluvialis sont discutés, les problèmes de la recherche actuelle sont analysés et l’orientation future de la recherche est proposée.

L’innocuité de l’astaxanthine naturelle a été largement reconnue, et elle contribuera au développement de l’industrie aquacole en dépit des «barrières vertes» élevées. Par conséquent, l’astaxanthine en tant qu’additif alimentaire en aquaculture recevra inévitablement de plus en plus d’attention, sera adoptée par un plus grand nombre d’exploitants aquacoles et aura de larges perspectives d’application.

At present, the annual demand for astaxanthin products in developed countries is at least tens of tons, and the market demand is far from being met. The global aquatic product market is growing at a rate of 24% per year, and the annual market capacity for astaxanthin in salmon feed alone is more than 185 million US dollars, with an annual growth rate of 8%, showing great market potential [47]. However, due to some bottlenecks in the production of natural astaxanthin, only a few large foreign companies have achieved large-scale production of astaxanthin, resulting in technological monopoly, which has led to the current international price of astaxanthin being as high as more than 2,500 US dollars per kilogram [1]. Therefore, China should accelerate research on the application and production of astaxanthin in aquaculturePour répondre aux exigences du marché.

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