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蝦青素是一種具有多種生理功能的類胡蘿卜素，在畜牧養殖中具有重要作用。本文就蝦青素的理化性質和來源，其對畜禽生長、繁殖和發育性能和產品營養價值等方面的影響，以及蝦青素的使用安全性問題進行了綜述，以為蝦青素在我國畜牧養殖業中的開發和應用提供理論依據和生產實踐。蝦青素廣泛存在于動物界的酮式類胡蘿卜素中，具有鮮艷的紅色。蝦青素分子由中央多聚稀鏈和兩側的芳香環組成，不溶于水，具有親脂性。它不僅具有很強的色素沉積和特殊的著色能力，而且具有非常強的抗氧化性，比其他類胡蘿卜素高10倍，比維生素高550倍，被稱為超級維生素。研究表明，蝦青素具有抗氧化、抗腫瘤和增強免疫力等許多重要的生理和生物學功能，且對人體安全，在國外已被廣泛應用于食品、醫藥和飼料等行業[1]。目前蝦青素作為新型高效的飼料添加劑已被廣泛應用于水產養殖業中，然而其在畜禽養殖中的應用才剛剛起步。

1蝦青素的理化性質及來源

1.1蝦青素的理化性質。蝦青素的化學名稱為3，3′-二羥基-β，β′-胡蘿卜素-4，4′-二酮，具體構型如圖1所示。蝦青素分子中含有13個共軛雙鍵，以及在共軛雙鍵鏈末端的不飽和酮和羥基，其中羥基和酮基又構成了α-羥基酮。這些結構都具有比較活潑的電子效應，能向自由基提供電子或者吸引自由基的未配對電子，結構特點使其極易與自由基反應而清除自由基，起到抗氧化的作用。研究表明，蝦青素的抗氧化功能是許多其它功能的前提基礎[2]。根據碳碳雙鍵基團連接方式的不同，蝦青素中又分為反式結構和順式結構，但只有反式結構的蝦青素具有生物活性且較為穩定，順式結構不能被動物吸收利用的。蝦青素有天然以及化學合成兩種存在方式，自然界中天然存在的蝦青素全部為反式結構，而化學合成的蝦青素中既有順式結構也有反式結構，所在使用時要注意鑒別和選擇。附圖蝦青素分子結構1.2蝦青素的來源。（1）生產中使用蝦青素來源有人工合成和天然獲取兩種方式。人工合成蝦青素是以類胡蘿卜素為原料，由β-胡蘿卜素轉變為蝦青素需加上2個酮基和羥基。由于化學合成的蝦青素與天然蝦青素在功能、結構及安全性等方面上存在明顯的差異，人們更多的是開發生產天然蝦青素。（2）天然蝦青素主要是從酵母菌、藻類和水產加工廢棄物中提取。紅發夫酵母是最常用的酵母，目前在實驗室中已獲得高表達蝦青素的紅發夫酵母突變株(稱為MK19)，細胞內蝦青素含量比野生型高17倍。利用過表達編碼蝦青素合酶的crtS基因構建陽性重組酵母株(CSR19)，發現蝦青素合成的相關基因表達量上調，蝦青素產量增加[3]。在蝦青素提取工藝上研究人員也在不斷創新。研究發現與傳統的超臨界流體技術相比，高壓均質結合超聲波破碎法更適合從紅發夫酵母細胞中提取蝦青素，每克酵母細胞中游離蝦青素最大產量可達435.71±6.55μg[4]。藻類中雨生紅球藻(Haematococcuspluvialis)被認為是一種很有蝦青素商業生產前景的微藻，其蝦青素含量約占類胡蘿卜素總量的90%，總量可達2%~2%。但雨生紅球藻培養周期較長，需要光照，生產場所上受到一定程度的限制，并且藻類破壁提取蝦青素比較困難，目前還難以進行大規模生產[5-7]。鱉蝦加工工業產生的大量甲殼綱水產品的廢棄物也是蝦青素的重要來源，采用聚合劑提取系統可以從中提取蝦青素，產率較高但雜質多。挪威海洋漁業工業采用青貯法來處理廢棄物，使蝦青素的回收率提高了約10%，同時大幅度提高了純度[8]。

2蝦青素在畜牧養殖中的應用

研究證明，蝦青素用于禽畜飼料可以增強機體免疫力，改善繁殖功能，以及提高產品的營養價值，已被美國、歐盟、加拿大及日本等國確定為安全、高效的動物飼料添加劑。2.1增強畜禽機體免疫力，緩解炎癥。蝦青素能顯著增強機體局部和全身的免疫能力，抵抗機體炎癥，這種免疫調節特性與抗氧化性相結合，在防止疾病的發生與傳播中具有重要作用。蝦青素能抑制哺乳動物polsβ和λ的活性，但不影響polsα，γ，δ和ε的活性，其對polsβ和λ的抑制作用消除了TPA(12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯)誘導的炎癥反應[9]。在飼料中添加蝦青素可減少雛雞的總體死亡率，提高蛋雞的產蛋能力和總體健康狀況，降低沙門氏菌傳染病[10]。蝦青素可以緩解炎癥反應的報道主要集中在人和模式動物中，研究表明蝦青素可以緩解多種常見炎癥[11-15]，這對于在畜禽養殖中防治疾病具有借鑒作用。2.2改善畜禽繁殖性能。蝦青素不僅可以改善雌性動物的繁殖水平，而且也可以提高公畜的精液品質。給育成雌性貂飼喂含有蝦青素的藻粉，黃體數、胚胎著床部位和胎兒數都有升高的趨勢[16]。將豬卵母細胞用添加蝦青素的成熟培養基在38.5或41℃下培養46h，發現顯著提高了41℃培養的卵母細胞的成熟、受精和發育至胚泡階段的水平，說明蝦青素通過發揮抗氧化作用改善了熱應激的豬卵母細胞的發育能力[17]。在牛黃體細胞中添加低濃度(<10nM)的外消旋蝦青素進行培養，發現細胞培養液中黃體酮含量增加，表明補充蝦青素可能有助于提高受孕率[18]。在飼料中添加10×10-6(m/m)的蝦青素可提高魚的產卵率[19]，提高幼蝦的存活率和魚類的卵浮力和存活率，增加鮭魚育苗期的受精率、卵存活率和生長率[20]。按照0.01~1mg/kg•d體重蝦青素的添加量可增加公豬的射精量，提高仔豬的存活率和抗病力[21]。2.3提高畜禽產品的品質。由于蝦青素所特有的著色作用，飼喂蝦青素可以提高畜禽產品的品質。給肉雞飼喂添加蝦青素的飼料能夠使其羽毛、皮膚、喙以及腳呈現出紅色、金黃色。將蝦青素添加到蔗糖溶液中飼喂產蛋雞可增加蛋黃色澤，提高全蛋和蛋黃質量[10]。在蛋雞飼料中添加5%的海產副產品可改善蛋黃的色澤，而且不影響蛋的感官特性。在水產養殖中以蝦青素作飼料添加劑生產的水產品在歐美市場更受青睞，其價格也比普通的魚蝦高出許多[22]。用含有蝦青素的飼料飼喂大西洋鮭魚可增加組織中維生素A、C、E的含量，當添加量高于5.3×10-6(m/m)后還可增加類脂含量。另外，蝦青素在大西洋鮭魚肌肉中沉積后表現為獨特的紅色，很受消費者歡迎[23]。有報道認為，大西洋鮭和白色魚之間色素沉著差異不是由于其余肌肉的結合能力，而是由于色素的代謝或運輸的差異[24]。

3蝦青素的使用安全性

（1）研究表明，蝦青素具有安全、無毒副作用的特點。連續服用蝦青素13周，試驗組和對照組小鼠在死亡率、體重、食物消耗量、臨床參數、眼科學、血液學、臨床化學、尿液分析、器官重量和尸檢時的總體觀察之間未觀察到顯著的生物學差異[25]。據相關報道，蝦青素對懷孕的澳洲白兔及胎兒無不良影響，既不會造成胎兔的死亡，也不會致畸，并且蝦青素的使用對澳洲白兔子代的性別比例無影響[26]。研究表明，連續服用8周富含蝦青素的物質對人類的生命健康無不良影響，健康的成人每天可以安全地吸收6mg的蝦青素[1]。（2）作為一種天然的營養成分，蝦青素作為一種膳食補充劑在全世界得到推廣應用。美國食品藥品管理局于2009年將蝦青素批準作為魚飼料等多種動物飼料中的混合著色劑，用以提高水產動物的著色。歐盟批準天然的蝦青素可作為新食品資源，為膳食補充劑的原料[27]。在我國《飼料添加劑品種目錄(2013)》規定了著色劑蝦青素可用于飼料添加[28]。雨生紅球藻于2010年被國家食藥總局在新資源審評中批準為新食品資源，每日推薦攝入干重量≤0.8g，但嬰幼兒產品除外[29]。

4小結

隨著蝦青素生物活性的不斷發現和藥效試驗的逐步完善，研究表明蝦青素能延緩衰老，保持皮膚健康，增強免疫系統，預防心血管疾病等作用[30]，蝦青素在食品、藥品、化妝品等行業的應用越來越受到重視。然而，蝦青素在畜禽方面的作用研究較少，且很多作用機理尚未明確。

作者:張辰 譚秀文 萬發春 趙紅波 靳青 單位:山東師范大學生命科學學院