Astaxantina ¿Para qué es bueno?

astaxantinais a red natural carotenoid that is widely found ennature, especially enthe marine environment[1].The El nombre químico de astaxantina es 3,3/ -dihidroxibeta,beta / -caroten4,4 / -diona, y la configuración específica se muestra en la figura 1.

La estructura molecular única de astaxantina natural le da la capacidad de eliminar fuertemente los radicales libres de oxígeno e inhibide oxígeno singlete [2]. Es un antioxidante más eficaz que el beta-caroteny la vitamina E [3]. La actividad antioxidante de la astaxantina natural es 10 veces más alta que la de otros carotenoides y 550 veces más alta que la de la vitamina E, por lo que se llama "super vitamina E" [2,4].

Numerosos estudios han demostrado que la astaxantina tiene importantes funciones fisiológicas tales como anti-cáncer, anti-envejecimiento, y mejora de la inmunidad, y es absolutamente seguro para el cuerpo humano [5,6]. Los principales efectos sellos siguientes: proteger la piel de los rayos ultravioleta, mejorar el envejecimiento, mejorar la función del sistema inmune, reducir la incidencia de enfermedades cardiovasculares y cáncer inducidos por factores químicos, y aumentar la resistencia a los virus filtrables, bacterias, hongos y parásitos [1,7-9]; Mantenimiento de la salud ocular y del sistema nervioso central [10,11]; Fortalecer el cuerpo y#39;s metabolismo aeróby mejora la fuerza muscular y la resistencia.

Given the outstanding physiological functions deastaxanthin, it has been used in the food, pharmaceutical yfeed industries abroad, and has a broad market prospect. However, parathe time being, astaxanthin is mainly used in the aquaculture industry as a new and highly effective feed additive. In view deabove, this paper mainly introduces in more detail the application and research progress deAstaxantina natural in aquaculture.

1 aplicación de astaxantina en acuicultura

Un gran número de estudios han demostrado que la astaxantina tiene un efecto positivo en el aumento de la coloración de los objetos de cultivo, mejorar las tasas de supervivencia y promover el crecimiento, la reproducción y el desarrollo [12-32]. En la actualidad, astaxantina ha sido ampliamente utilizado en diversos objetos de cultivo como el salmón, la trucha y camarón, y ha sido determinado por las agencias de monitoreo de alimentos en los Estados Unidos, la Unión europea, Canadá, Japón y otros países para ser un alimento animal seguro y eficiente [5,33]. Su papel en la acuicultura puede resumirse de la siguiente manera:

1.1 excelente efecto color.

La astaxantina es el principal pigmento carotenoide en crustáceos y peces marinos [34]. El color rosado de la carne de los mariscos como el salmón y la langosta se debe a la alta acumulación de astaxantina en sus cuerpos. Sin embargo, los animales de cultivo no pueden sintetizar astaxantina por sí mismos, y hay una falta de fuentes naturales. Por lo tanto, debe ser añadido a su alimento para complementar el pigmento [1,13-15]. Uno de los principales usos de astaxantina hoy en día es como una fuente de pigmento en la acuicultura. Fue utilizado por primera vez en el salmón y la trucha, y ahora es ampliamente utilizado en diversos objetos de cultivo [1].

1.1.1 Promover la coloración de camarones de cultivo. Si el alimento de camarón de cultivo carece de astaxantina, hará que el camarón parezca poco saludable. Los estudios han demostrado que si los camarones que carecen de astaxantina se alimentan con una dieta que contiene 50 ×10-6 (m/m) astaxantinaDurante 4 semanas, el color de su cuerpo volverá a un azul verdoso oscuro normal, mientras que el grupo de control todavía tendrá un color enfermi; Por otra parte, el primero aparecerá de color rojo brillante después de la cocción, mientras que el segundo aparecerá de color amarillo páli, lo que no es propicio para la comercialización [35].

Yamada (1990) comparó los efectos colorantes de tres carotenoides,− -carotenoCantaxantina y astaxantina, en camarones. Los resultados mostraron que cuando los camarones fueron alimentados con la misma cantidad de alimento a una concentración de 100 − 10-6 (m/m), la astaxantina se acumuló más en sus tejidos [16. 5 − 10-6 (m/ m)] y es 23% y 43% más alta que la de cantaxantina y − -caroteno, respectivamente. Si la cantidad de astaxantina utilizada se aumenta a 200 × 10-6 (m/ m), el contenido más alto en el tejido puede alcanzar 29. 1 − 10-6 (m/ m), lo que demuestra que la astaxantina es el carotenocon el mejor efecto color[12].

1.1.2promover la coloración de peces de cría

Los primeros estudios encontraron que la adición de astaxantina al alimento también puede hacer que la piel y los músculos de los peces de piscicomo el salmón y el esturión aparezcan de color rojo brillante [1,13]. La coloración rosrororojirosa de la piel de los pomfrets silvestres (Brama Brama) se debe principalmente a la presencia de astaxantina, mientras que el contenido de astaxantina en los pomfrets de criadero que no han sido alimentados con astaxantina es sólo el 5% del nivel silvestre. La adición de otros carotenoides (tales como − -caroteno, luteína, cantaxantina y zeaxantina) al alimento no causa que la dorada se vuelva coloreada, ni se convierte en astaxantina. Los carotenoides seguirán desaparede la piel y la carne del besugo. Por lo tanto, la astaxantina debe ser alimentada para obtener la coloración rojiza del besugo de cri[1].

En la coloración de la acuicultura de peces ornamentales, no hay actualmente ningún producto que sea tan eficaz y duradero como la astaxantina natural proporcionada por Haematococcus pluvialis [1]. Los peces ornamentales pueden obtener colores brillantes al comer caroten. Ako y Tamaru (1999) encontraron que después de una semana de alimentar a un pez ornamental con una dieta que contiene 100 × 10-6 (m/m) astaxantina, los colores amarillo, marrón y negro en el pez &#La superficie corporal de 39;s se mejoró significativamente [14].

Además, Choubert y Storebakken (1996) mostraron que la absorción y utilización de astaxantina por los organismos de cultivo es mejor que la de otros pigmentos. Por ejemplo, la digestión y absorción de astaxantina por la trucha arco iris es significativamente mejor que la de cantaxantina, y su máximo coeficiente de absorción aparente es más de dos veces el de cantaxantina. Cuando la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) se alimenta con astaxantina y cantaxantina, respectivamente, para lograr el mismo efecto de coloración, es necesario alimentar 72 × 10-6 (m/ m) de cantaxantina, mientras que sólo 60 × 10-6 (m/ m) de astaxantina es necesario, lo que indica que astaxantina es más eficiente que cantaxantina en la coloración [15].

1.2 mejorar la tasa de supervivencia de los objetos cultivados

añadirastaxanthin as a feed additive can improve the Supervivencia supervivenciarate decultured 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 for carotenoidesialimento 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].

Además, chien (1996), al estudiar los efectos biológicos de la astaxantina en los camarones, señaló que la astaxantina se acumula en los tejidos como un pigmento, que puede almacenar oxígeno entre las células y mejorar la tolerancia de los peces y camarones a ambientes de alto nitrógeno y bajo oxígeno. También se ha informado de que la función biológica de la astaxantina es más fuerte que la del beta-caroten. Cuando 100 − 10-6 (m/m) de − -carotense añade a la alimentación de camarón, la tasa de supervivencia es de sólo 40%, mientras que la adición de la misma cantidad de astaxantina puede aumentar la tasa de supervivencia a 77% [1]. Yamada's (1990) la investigación también mostró que si 100 × 10-6 (m/m) astaxantina se añade a la alimentación diaria, la tasa de supervivencia de los camarones puede alcanzar el 91%, mientras que el grupo de control es de sólo 57% [12]. Jin Zhengyu et al. (1999) señalaron en un experimento de alimentación con astaxantina natural que la tasa de supervivencia de Litopenaeus vannamei podría aumentar en un 21,66% mediante el uso de astaxantina como aditivo alimentario [17].

Christiansen et al. (1995) estudiaron el efecto de la alimentación sobre la tasa de supervivencia del salmón Atlántico (Salmo salar). Encontraron que cuando el contenido de astaxantina en el alimento era inferior a 1 − 10-6 (m/m), había un gran número de muertes de peces y la tasa de supervivencia era inferior al 50%. Sin embargo, en el grupo control alimentado con una cantidad adecuada de astaxantina, la tasa de supervivencia de los alevines fue superior al 90% [18].

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 promover el crecimiento, la reproducción y el desarrollo de sujetos cultivados

Astaxantina tiene un efecto significativo en el crecimiento de los organismos de cultivo. Jin Zhengyu et al. (1999) informaron que la alimentación con astaxantina puede aumentar significativamente la tasa de ganancia de peso de Litopenaeus vannamei. Los experimentos mostraron que la tasa de ganancia de peso alcanzó alrededor de 14,48% después de 5 semanas de alimentación [17].

Christiansen et al. (1995) realizaron un estudio sobre los efectos de diferentes alimentos sobre el crecimiento y la tasa de supervivencia del salmón del Atlántico. Los resultados mostraron que cuando el contenido de astaxantina en la alimentación diaria de alevines de salmón del Atlántico era superior a 5,3 ± 10-6 (m/m), se mantenía un crecimiento normal, mientras que por debajo de este valor, los alevines crecían lentamente [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) estudiaron el efecto de la astaxantina alimentación en el crecimiento tardíde las larvas de camarón y su ciclo de muda, y encontraron que la astaxantina alimentación puede acortar el ciclo de muda de las larvas de camarón tardí[20]. Astaxantina también se puede utilizar como una hormona de la fertilizpara mejorar la calidad del huevo. La adición de astaxantina a la alimentación puede mejorar la tasa de supervivencia de los camarones jóvenes y la flotabilidad y la tasa de supervivencia de los huevos de peces. También puede aumentar las tasas de fertilización, las tasas de supervivencia de huevos y las tasas de crecimiento durante el período de cría de alevines de salmón, y proteger a los huevos de los efectos de las condiciones duras durante su crecimiento y desarrollo [21-24]. Vassallo et al. (2001) estudiaron el efecto de astaxantina en el desove de sujetos cultivados, y los resultados mostraron que la adición de 10 × 10-6 (m/m) astaxantina a la alimentación puede aumentar la tasa de desove [25].

1.4 mejora de las funciones fisiológicas de los sujetos en cultivo

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 Almacenamiento de almacenamiento[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 Dieta dietaof rainbow trout to study the Efecto efectoof these additives on the immunity of the fish. elexperiment 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 mejorar el valor nutritivo de los objetos cultivados

El valor nutricional de los peces y camarones también se incrementa con la adición de astaxantina. Christiansen et al. (1995) estudiaron el efecto de astaxantina añadido a la alimentación en el estado fisiológico del salmón del Atlántico, tales como la inmunidad. Se encontró que después de salmón Atlántico alimentado con astaxantina que contiene alimento, el contenido de vitaminas A, C y E en algunos tejidos aumentó significativamente. Además, cuando el contenido de astaxantina añadido a la alimentación era superior a 5. 3 − 10- 6 (m/ m), el contenido lipídico también aumentó significativamente; Cuando 13. 7 x 10- 6 (m/ m) de astaxantina, el contenido lipídico de la carne del salmón del Atlántico podría aumentar en un 20% [29]. En los mercados europeo y americano, los productos acuáticos con astaxantina como aditivo alimenticio son muy populares, y sus precios son mucho más altos que los de los pescados y camarones comunes y corrientes [13]. 

1.6 facilita el transporte y conservación de productos acuáticos

Durante la refrigeración de productos acuáticos, la oxidlipíes la principal causa del deterioro de la carne [30]. Por lo tanto, las fuertes propiedades antioxidantes de astaxantina también juegan un papel positivo en el transporte y la conservación de los productos acuáticos. Jensen et al. (1998) estudiaron la función antioxidante de los carotenoides como la astaxantina en la refrigeración y conservación de productos acuáticos. Los resultados mostraron que hubo diferencias significativas en la oxidlipídurante el proceso de refrigeración en trucha arco iris alimentada con diferentes concentraciones de astaxantina. La trucha arco iris de dosis baja tuvo una oxidsevera de lípidos, mientras que la truarco arco iris de dosis alta alimentada con astaxantina podría extender significativamente la vida útil de la carne cruda durante la refrigeración [31].

Además, durante el almacenamiento de salmón y trucha después de la captura, los salmones son propensos a la rancidez porque contienen poca astaxantina en su carne [4.9 × 10-6 (m/m)], mientras que las truchas tienen un mayor contenido de astaxantina en su carne [9. 1 × 10 — 6 (m/ m)] y el efecto de almacenamiento en las mismas condiciones es mejor que el del salmón [32]. Puede deducirse que añadir astaxantina a los piensos y aumentar su contenido en los cuerpos de los animales de acuicultura puede, hasta cierto punto, reducir el uso de conservantes químicos. También se puede utilizar como un "conservante biológico" especial y altamente eficaz para hacer que los productos acuáticos duran más tiempo y es absolutamente seguro para el cuerpo humano.

2   Las ventajas de astaxantina derivada de Haematococcus pluvialis

 2. 1  Diferencias entre astaxantina natural y sintética

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

En términos de estructura, astaxantina tiene tres conformaciones: 3S-3,S; 3R-3,S; Y 3R-3,R. Astaxantina sintética es una mezcla de estas tres estructuras, mezcla, con la estructura cis - 3r-3, el tipo S es el tipo principal, que es muy diferente de la astaxantina en organismos de cultivo como el salmón (principalmente la trans - estructura-3s-3, tipo S) [36]. En términos de función fisiológica, la estabilidad y la actividad de oxidde astaxantina sintética es también menor que la de astaxantina natural [37]. En términos de resultados de aplicación, la biodisponibilidad de astaxantina sintética es también menor que la de astaxantina natural. Cuando la concentración de alimentación es baja, la concentración de astaxantina sintética en la sangre de la trucha arco iris es significativamente menor que la de astaxantina natural [38], y no se puede convertir a la conformación natural in vivo [5]. En términos de bioseguridad, la síntesis de astaxantina utilizando métodos químicos introducirá inevitablemente compuestos de impurezas, tales como subproductos no naturales producidos durante el proceso de síntesis, lo que reducirá su seguridad para el uso biológico [3].

With the rise of natural astaxanthinLos países de todo el mundo se están volviendo más estrictos en su gestión de astaxantina sintetizquímicamente. Por ejemplo, los EE.UU. Food and Drug Administration (FDA) ha prohibido astaxantina sintetizquímicamente de entrar en el mercado de alimentos para la salud [5]. En la actualidad, la producción de astaxantina generalmente tiende a desarrollar astaxantina natural de fuentes biológicas y conducir la producción a gran escala en consecuencia.

2.2 fuentes biológicas de astaxantina natural

Actualmente, hay generalmente tres fuentes biológicas de astaxantina natural: los residuos de la industria de procesamiento de productos acuáticos, Phaffia rhodozyma, y microalgas (Haematococcus pluvialis). Entre ellos, el contenido de astaxantina en los residuos es bajo, y el costo de extracción es alto, por lo que es inadecuado para la producción a gran escala. El contenido promedio de astaxantina en Phaffia rhodozyma natural es de sólo 0,40%.

En contraste, el contenido de astaxantina de Haematococcus pluvialis es de 1,5% a 3,0%, y se considera un "producto concentrado" de astaxantina natural. Un gran número de estudios han demostrado que la tasa de acumulación de astaxantina y la producción total de Haematococcus pluvialis son más altas que las de otras algas verdes, y la relación de astaxantina y sus ésteres (cerca de 70% monoésteres, 25% diéster y 5% monómero) es muy similar A la relación en los propios animales de acuicultura, lo que es una ventaja sobre la astaxantina extrapor síntesis química y utilizando Rhodopseudomonas. Además, la estructura de astaxantina en Haematococcus pluvialis es principalmente 3S-3'S, que es básicamente la misma que la del salmón y otros organismos acuáticos; Mientras que la estructura de astaxantina en Rhodopseudomonas palustris es 3R-3'R [33].

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 problemas y direcciones de desarrollo en la investigación sobre la aplicación de astaxantina natural in feed

Una revisión exhaustiva de la investigación nacional e internacional muestra que todavía existe cierto debate sobre la eficacia de varios carotenoides en la acuicultura [42-46]. Yanar y Tekelioglu (1999) mostraron que el efecto colorante de carotenoides como cantaxantina en peces de colores es superior a la de astaxantina [42]. Buttle et al. (2001) estudiaron las diferencias en los efectos de diferentes pigmentos sobre la coloración del salmón Atlántico de pisciy la acumulación de pigmentos en sus cuerpos. Los resultados mostraron que la tasa de utilización de astaxantina por trucha arco iris era mucho más alta que la de cantaxantina, pero no fue el caso para el salmón del Atlántico [43].

Baker et al. (2002) estudiaron la absorción de astaxantina y otros pigmentos por el salmón del Atlántico y las diferencias en los efectos de coloración. Concluyeron que el efecto colorde cantaxantina es básicamente el mismo que el de astaxantina, y señalaron que hay una cierta relación lineal entre la absorción de pigmentos y la cantidad de pigmentos alimentados. Algunos otros informes también sugieren que para el salmón del Atlántico y la trucha arco iris, el efecto colorde astaxantina es superior a la de cantaxantina [45,46]. Se puede ver que el efecto de la aplicación de astaxantina en diferentes objetos de acuicultura sigue siendo controvertido y necesita ser estudiado más a fondo para determinar la rentabilidad de la aplicación de astaxantina en diferentes objetos de acuicultura.

Gomes et al. (2002) compared the coloring effects of astaxanthin 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.

En los estudios de alimentación con astaxantina, diferentes estudiosos han utilizado diferentes concentraciones de alimentación. La cantidad óptima de alimentación y el método de alimentación de astaxantina deben ser diferentes para los diferentes organismos de cultivo. Con el fin de llevar a cabo una investigación más amplia sobre la eficacia de las aplicaciones de astaxantina, es necesario seguir investigando sobre el uso óptimo y los métodos de alimentación de astaxantina en la acuicultura.

En la actualidad, casi no hay informes sobre la aplicación de astaxantina en la acuicultura en China. Sólo Jin Zhengyu et al. (1999) añadiastaxantina Rhodopseudomonas que contiene a la alimentación de Macrobrachium rosenbergii para estudiar el efecto de astaxantina en el color del cuerpo y el crecimiento de Macrobrachium rosenbergii [17]. Sin embargo, a juzgar por la tendencia de desarrollo de la producción de astaxantina, Haematococcus pluvialis sin duda se convertirá en la principal fuente biológica natural de astaxantina. Por lo tanto, hay una necesidad urgente de llevar a cabo investigaciones sobre la aplicación de astaxantina natural en la acuicultura en China, especialmente la investigación sobre el efecto de la aplicación de astaxantina derivada de Haematococcus pluvialis en la acuicultura.

4 conclusión

Astaxantina tiene una fuerte capacidad antioxidante y poderosas funciones fisiológicas, y se ha utilizado ampliamente en la acuicultura en el extranjero. Este artículo se centra en las funciones de la astaxantina en la acuicultura, como aumentar la coloración de los objetos de cultivo, mejorar la tasa de supervivencia y promover el crecimiento, la reproducción y el desarrollo. Además, se discuten las ventajas del uso de astaxantina producida por Haematococcus pluvialis, se analizan los problemas de la investigación actual y se propone la futura dirección de la investigación.

La seguridad de la astaxantina natural ha sido ampliamente reconocida, y ayudará al mayor desarrollo de la industria de la acuicultura frente a las altas "barreras verdes". Por lo tanto, la astaxantina como aditivo alimentario en la acuicultura inevitablemente recibirá más y más atención, será adoptada por más operadores acuícolas y tendrá amplias perspectivas de aplicación.

En la actualidad, la demanda anual de productos de astaxantina en los países desarrollados es de al menos decenas de toneladas, y la demanda del mercado está lejos de ser satisfecha. El mercado mundial de productos acuáticos está creciendo a un ritmo de 24% anual, y la capacidad de mercado anual de astaxantina sólo en piensos para salmón es de más de 185 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual de 8%, mostrando un gran potencial de mercado [47]. Sin embargo, debido a algunos cuellos de botella en la producción de astaxantina natural, sólo unas pocas grandes empresas extranjeras han logrado la producción a gran escala de astaxantina, lo que resulta en el monopolio tecnológico, que ha llevado al precio internacional actual de astaxantina es tan alto como más de 2.500 dólares EE.UU. por kilogramo [1]. Por lo tanto, China debe acelerar la investigación sobre la aplicación y producción de astaxantina en la acuicultura para satisfacer las necesidades del mercado.

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