¿Cómo se usa la astaxantina en la cría de camarones y cangrejos?

Los carotenoides (terpenoides) incluyen más de 700 (Zhang et al., 2021) pigmentos orgánicos solusolubles en grasas estructuralmente diversos (Lu et al., 2021) que se producen en plantas (Fu et al., 2021), planctelfitoplancton, algas (Pereirunet al., 2021; Li et al., 2021), bacterias y algunos hongos (Merhan, 2017), que pueden ayudar a los animales acuáticos (Cao Caoet al., 2021), frutos y hojas de plantas a mostrar colores (rojo, naranja y amarillo). Diferentes carotenoides están estrechamente relacionados entre sí (Dong Hongchun et al., 2021), coexisten en muchos casos, se pueden convertir entre sí, y conjuntamente exhimuchas propiedades funcionales y características fisiológicas.

Los productos acuáticos de crustáceos como el camarón y el cangrejo tienen un alto contenido de proteínas y selricos en nutrientes. China tiene abundantes recursos de productos acuáticos crustáceos y una amplia variedad de especies, y es el mundo#39; principal proveedor de productos acuáticos de crustáceos. Celel desarrollo de alta calidad de la acuicultura en China, el volumen de la acuicultura de crustáceos, principalmente camarones y cangrejos, alcanzó 6,03 millones de toneladas en 2020, un aumento del 6,32% en comparación cel2019. La tasa de crecimiento es superior a la de peces y mariscos, mostrando una tendencia de rápido crecimiento. El color del cuerpo de las especies de camarón y cangrejo, así como el color de las gónadas y el hepatopáncreas de los cangrejos, determinan hasta cierto punto su valor como especies acuáticas económicamente importantes. Bajo esta premisa, los carotenoides que pueden ser coloreados pueden ser promovidos en el cultivo de camarones y cangrejos.

1 estructura y función de astaxantina

La astaxantina es uno de los carotenoides mejor estudiados (Peng Yongjian et al., 2017). Está ampliamente distribuida en la naturaleza y se encuentra en grandes cantidades en el medio marino. Su nombre químico es 3,3 '-dihidroxi-4,4' -diona -β,β '-caroteno, y su fórmula molecular es C40H52O4. Las estructuras de anillo C-3 y C-3 'en los extremos de la molécula de astaxantina seldos centros quirales, ambos de los cuales tienen las formas de existencia de R o S. por lo tanto, astaxantina tiene tres estereoisómeros, a saber astaxantina (3S, 3S'), astaxantina (3R, 3R') y astaxantina (3R, 3S').

En comparación celotros carotenoides, la astaxantina tiene propiedades únicas, a saber, una configuración más polar, mayor capacidad de esterificación y mayores propiedades antioxidantes, que se deben en gran medida al grupo hidroxilo (OH) y grupo cetona (C = O) presentes en cada anillo de violona en su estructura molecular (Lenet al., 2016; Yuan et al, 2011; Peng et al., 2008; Husseenet al., 2006; Martenet al., 1999).

La fuerte capacidad antioxidante de astaxantina se relaciona celsu fuerte capacidad de donación de electrones como un agente reduc, que puede neutralizar los radicales libres endógenos (peróxido de hidrógeno, radicales hidroxilo y aniones superóxido), neutry convertirlos en productos más estables, mientras que también termina la reacción en cadena de los radicales libres en los organismos vivos (Dhankharet al., 2012; Guerra et al., 2012; Ranga Rao et al., 2010; Husseenet al., 2006). En la naturaleza, la astaxantina se esterifica principalmente celuna o dos unidades de ácidos grasos (monoésteres y diésteres) o unida a proteínas, por ejemplo en el exoesqueleto de los crustáceos y el músculo del salmón, para proporcionar estabilidad a la molécula (Higuera-Ciapara et al., 200 6; Véase el cuadro 6. Coral-Hinostroza et al., 2002), astaxantina por lo tanto tiene un gran potencial para su uso en la salud animal y la nutrición, gracias en gran parte a su función en la protección de los organismos de una amplia gama de factores estresantes y enfermedades infecciosas.

2 fuentes de astaxantina

Actualmente, casi todos disponibles comercialmenteLa astaxantina es sintética(Nunes et al., 2021). Puede ser producido industrialmente usando precursores de astaxantina (luteína, cantaxantina, etc.) o sintetizando astaxantina desde cero (Sin et al., 2019). Chi et al., 2019), que tiene un rendimiento relativamente alto (Wang WangDuoren, 2011). Sin embargo, la astaxantina sintetizindustrialmente es una mezcla de conformaciones múltiples y también se mezcla en subproductos, y su seguridad y biodisponibilidad son menores que la de la astaxantina natural (Cui Haihui, 2019).

La astaxantina Natural se obtiene principalmente mediante el cultivo de algas productoras de astaxantina (Fang et al., 2019), levadura (Leytonet al., 2019) y otros microorganismos (Asker et al., 2018) o se extrae de subproductos ricos en astaxantina como cáscaras de camarón y cáscaras de cangrejo. La astaxantina obtenida de esta manera es de alta pureza, tiene una estructura clara, puede ser más eficiente utilizado por los organismos, y también pone menos presión sobre el medio ambiente. Sin embargo, el costo actual de la fermentación es alto, el rendimiento es bajo, y hay una necesidad urgente de encontrar una cepa especial de bacterias de alto rendimiento. El uso de extracción alcalina (Tan Junxiao, 2018), hidrólisis enzimy extracción con disolvente orgánico (Tan Junxiao et al., 2018) para extraer de subproductos es un proceso relativamente complejo que requiere una inversión significativa. La tecnología necesita ser mejorada continuamente.

Además, también hay estudios sobre la extracción a gran escala de astaxantina de las aguas residuales. En el nivel actual, de 10 a 13 μg de astaxantina se puede extraer de cada mililitro de agua residual de cocción de camarón (Gecimet al., 2021), que no sólo proporciona un beneficio de astaxantina, sino que también mejora las aguas residuales hasta cierto punto. Se puede ver que con el desarrollo de nuevas tecnologías, las fuentes de astaxantina son cada vez más extensa.

3 aplicación de astaxantina en la cría de camarones

3.1 Vannamei camarones

El camarón Vannamei, nombre científico LitopenaeusVannamei, también conocido como camarón blanco (Lin Liyun, 2021), tiene las características de bajos requisitos de alimentación (Zhou Xinghua et al., 2002), alto rendimiento de la carne (Chai Zhan et al., 2015), rápida tasa de crecimiento (Tang Yang et al., 2018), yun amplio rango de tolerancia a la salinidad (Yuan Jianbo, 2014). Los beneficios económicos de la agricultura son significativos, y las zonas de producción se concentran en provincias costeras como Guangdong, Fujian y Shandong. En 2020, China' la producción de camarón blanco marino fue de alrededor de 1,2 millones de toneladas, lo que representa el 80,52% de la producción total de camarón marino de criadero. En los últimos años, la Academia ha explorado ampliamente la adición de astaxantina para alimentar a mejorar sus resultados agrícolas.

Wang Haifang et al. (2016) encontraron que la adición de 50 mg/kg de astaxantina a la alimentación puede mejorar la resistencia al estrés de los juveniles de Litopenaeus vannamei, lo que resulta en un aumento en la tasa de crecimiento, la tasa de supervivencia y la tasa de conversión alimentaria. Liu:et al. (2018) también demostró que la astaxantina puede mejorar el rendimiento de crecimiento, mientras que también aumenta el nivel de expresión de ARNm de las enzimas antioxidantes. Nunes et al. (2021) demostraron en experimentos que una cantidad moderada de astaxantina puede aumentar la tolerancia del camarón blanco al estrés osmótico y térmico. Yu et al. (2020) encontraron que mediante la adición de una cierta cantidad de astaxantina a la dieta, astaxantina puede reducir el daño hepatopancreático y proteger el hepatopáncreas de hígado blanco y el páncreas de camarones blancos. Wang et al. (2020) mostraron que la adición de astaxantina a la alimentación reguló significativamente la expresión de un gran número de genes relacionados con el metabolismo del piruvato y la vía de glucólisis/gluconeogéen los cuerpos de camarón blanco de América del sur, lo que explica inicialmente el efecto positivo de astaxantina en el crecimiento de camarón blanco de América del sur.

3.2 Penaeus monodon

Penaeus monodon es un camarón de agua caliente (Lin, 1988). Su temperatura óptima es de 15-35 °C. Es la especie más grande del género Penaeus, con los individuos más grandes alcanzando los 350 mm (Gu Yu et al., 2020). Su contenido en astaxantina es aproximadamente un 20% más alto que el de camarón ordinario (Wen Weigeng et al., 2011). Es muy favorecido por los consumidores y es una variedad más vendida en el mercado. Su producción en China es sólo superada por la del camarón pata blanca.

Wen Weigeng et al. (2011) encontraron que despuésAdición de astaxantina a la alimentación de Penaeus monodonAunque no hubo un efecto significativo sobre la actividad de la fosfatasa alcalina (AKP), la peroxid(POD) y la superóxido dismutasa (SOD), se mejoró la tasa de supervivencia de Penaeus monodon y se incrementsignificativamente la tasa de ganancia de peso, la actividad específica y la actividad fenoloxidasa. Angell et al. (2018) también demostraron que la astaxantina promueve el crecimiento de Penaeus monodon, y que las concentraciones más altas y los tiempos de suplementación más largos de astaxantina pueden conducir a mejorar el color y los efectos visuales de P. monodon cocido, aumentando su valor comercial.

3.3 Japanese Tiger prawn (en inglés)

El langosttigre japonés (Marsupenaeus japonicus), también conocido como langostjaponés, es uno de los crustáceos más importantes de Japón (Bulbul et al., 2014). En 2020, la producción acuícola de camarones tigre japoneses en China alcanzó las 4 22,930 toneladas. Sin embargo, el color y el lustrdel camarón bajo cultivo artificial son muy diferentes a los de su estado natural, lo que afecta grandemente su valor comercial. Por lo tanto, algunos experimentos han explorado el uso de astaxantina en los piensos para mejorar su color (Dose et al., 2016).

Mos et al. (2018) evaluaron los efectos de astaxantina sintetizquímicamente sobre el rendimiento de crecimiento, la tasa de supervivencia, la resistencia al estrés, la respuesta inmune, el contenido de ácidos grasos y la pigmentación de juveniles de langostino tigre japonés (Penaeus vannamei). Los resultados mostraron que un suplemento dietético de 400 mg/kg de astaxantina puede mejorar el rendimiento de crecimiento de gambas tigre japonés y aumentar su recuento de células sanguíneas (THC) y el recuento de células viables (VC), mejorando así su función inmune. Al mismo tiempo, a medida que el nivel de suplementos de astaxantina aumenta, el enrojecimiento y amarillde los camarones aumentó. Después de la cocción, los camarones alimentados con alimentos que contienen astaxantina aparecieron de un hermoso color rojo oscuro, mientras que el grupo de controlapareció de un color rosa páli, que hasta cierto punto aumentó su valor comercial. Maoka et al. (2018) encontraron que la alimentación de gambas tigre japonesas con alimento que contiene diferentes niveles de astaxantina resultó en mayores tasas de supervivencia durante el desarrollo y la metamorfosis de las gambas a larvas tardías.

Otros camarones

Cheng et al. (2019) estudiaron los efectos de la astaxantina en la dieta sobre el rendimiento de crecimiento y la inmunidad inespecífica de Procambarus clarkii (comúnmente conocido como langosta pequeña). Se encontró que la adición de 200, 400 mg/kg y 800 mg/kg de astaxantina a la alimentación durante 8 semanas aumentó el peso, la tasa de ganancia de peso, la tasa de supervivencia, la lisozima sérica (LYZ) la actividad, el nivel de proteínas, la actividad de AKP, la actividad de SOD del hígado y el páncreas y la actividad de glutatión peroxid(GPx) de cangrejo de cangrejo, lo que demuestra que astaxantina puede ser utilizado como un suplemento dietpara cangrejo de cangrejo. Hung et al. (2010) encontraron que la adición de astaxantina a Panulirusornatuscon colesterol peroxid(GPx) actividad, lo que demuestra que astaxantina puede ser utilizado como un suplemento dietpara cangrejo de cangrejo.

Hung et al. (2010) encontraron que la adición de astaxantina y colesterol a la dieta de la langosta espinosa (Panulirus ornatus) puede mejorar significativamente la tasa de crecimiento, la tasa de supervivencia y la deposición de pigmento de la langosta espinosa, mejorar la eficiencia alimentaria y el valor comercial. Barclay et al. (2006) encontraron que con la adición de astaxantina en el alimento, el contenido de carotenoides de los tejidos de la langosta aumentó, y la pigmentación del exoesqueleto aumentó, oscuvisualmente la langosta. Estos estudios muestran que la adición de astaxantina a la alimentación de langostas puede ser de gran importancia para su función inmune y la comercialización.

4 aplicación de astaxantina en la cría de cangrejo astaxantina en la cría de cangrejo

4.1 Chinese mitten Crab (en inglés)

El cangrejo de China (Eriocheir sinensis, comúnmente conocido como el cangrejo de río) es uno de los cangrejos de agua dulce más importantes de China (Zu Lu, 2020). Tiene carne tierna y es rica en nutrientes (Qi Ziyuan et al., 2021; Peng Jing et al., 2019), especialmente sus gónadas maduras y su hígado y páncreas, que son hermosos en color, deliciosos y fragantes (Fu et al., 2021; Peng Jingwen et al., 2019), son tesoros acuáticos tradicionales chinos. Aunque la producción de cangrejos de río es enorme, los productos de los estanques tienen el problema de que el color de la concha, el hígado y el páncreas, y las gónadas son relativamente ligeros después de la cocción, lo que afecta a su valor de mercado (Kumar (Swami)(Swami)et al., 2021; Shiporet al., 2021; Wang et al., 2020; Kong et al., 2017). Astaxantina se considera para mejorar la calidad de los cangrejos y el color y la nutrición de las huevas de cangrejo y pasta de cangrejo, y ha sido ampliamente probado en el cultivo de cangrejos de río.

Ji et al. (2020) encontraron que la adición de 60 mg/kg de astaxantina microalgal a la dieta puede mejorar significativamente el rendimiento de crecimiento y la tasa de supervivencia de los cangrejos de río, y también mejorar la capacidad antioxidante, la inmunidad no específica, astaxantina contenido en los tejidos y la resistencia al estrés de nitrógeno amoniaco. Ma et al. (2017) añadiastaxantina sintética a la alimentación de engorde de cangrejos de río, y después de la alimentación, la cantidad total de carotenoides, el color y la capacidad antioxidante en el caparazón, hepatopáncreas y ovarios de los cangrejos se mejoró significativamente. Wang et al. (2018) llevaron a cabo experimentos sobre la susceptidel cultivo de estanque de cangrejo de río a un alto estrés de pH. Los resultados mostraron que cuando se suministró astaxantina, los síntomas causados por un alto estrés de pH, como la apoptosis de hemociy el daño estructural al hepatopáncreas, se mejoraron en general. Estos estudios demuestran plenamente el potencial de aplicación de astaxantina en el cultivo de cangrejos.

4. 2. Cangrede de herradura de tres espinas

El cangrejo de herradura de tres espinas (Portunus trituberculatus) es uno de los crustáceos marinos más populares en China. Es conocido por su sabor tiery rica nutrición (Yuan et al., 2020), y tiene un gran potencial para ampliar la escala de la acuicultura y mejorar el valor nutricional. En las zonas costeras ya han llevado a cabo la cría artificial del cangrejo de herradura de tres espinas, y que proviene principalmente de la cría estanque. Debido al entorno de crecimiento y a la estructura de alimentación, el color de la concha de cangrejo y de los ovarios es más claro que el del cangrejo de herradura salvaje (Sun et al., 2022), lo que restringe objetivamente la mejora de la calidad de los cangrejos de herradura de cría en caballos. En respuesta a este problema, la comunidad académica ha llevado a cabo una serie de experimentos.

Ha n et al. (2018) demostraron que la adición de astaxantina al alimento aumentó el enrojecimiento de los cangrejos coy también aumentó la concentración de astaxantina en todo el cuerpo, concha y hepatopáncreas de los cangrejos. Al mismo tiempo, la suplementación con astaxantina puede reducir el estrés oxidativo y aumentar la concentración de n-3 ácidos grasos altamente insaturados (HU-FA) en todo el cuerpo, mejorando así el valor nutricional del producto y la promoción de la salud. Yu Xiao Jun (2018) y Wu Renfu et al. (2018) también mostraron que la astaxantina tiene un efecto positivo sobre la pigmentos del cangrejo nadador, pero el experimento anterior complementó el alimento con una cantidad adecuada de astaxantina para mejorar la capacidad antioxidante total (T-AOC), GPx y la fosfatasa ácida (ACP) actividad de la linfa sanguínea del cangrejo nadador, y mejorar el contenido total de lípidos y carbohidratos de los tejidos comestibles.

4. Otros 3 cangrejos

Daly et al. (2013) añadiastaxantina a la dieta de cangrejos de roca Kamchatka (Paralithodes camtschaticus, comúnmente conocido como cangrejos rey) en las etapas C1 a C4. Después de la alimentación durante 56 días, se encontró que astaxantina puede mejorar significativamente la tasa de supervivencia de los cangrejos rey juveniles, proporcionar proporcionar nutrición o mejorar sus sistemas inmunes. Al mismo tiempo, el análisis de fotos digitales encontró que la astaxantina alimentación puede mejorar la saturdel color de la cáscara del cangrejo rey y mejorar su calidad. Thien et al. (2017) encontraron que la adición de 500 mg/kg de astaxantina puede mejorar significativamente la tasa de madurez, la tasa de desove, el índice gonadal y el diámetro de ovode las hembras de cangrejo, lo que tiene un efecto significativo en el rendimiento reproductivo del cangrejo púrpura, y puede mejorar significativamente la tasa de supervivencia de sus larvas ameboides de segunda etapa y aumentar la capacidad de supervivencia de las larvas.

5 resumen y perspectivas

Los animales acuáticos generalmente exhiuna pobre síntesis de novo de astaxantina (Kong et al., 2012), que es el principal pigmento en los camarones (86%-98% de los carotenoides totales) y otros crustáceos (Okada et al., 1994). El color del cuerpo de los crustáceos está estrechamente relacionado con el contenido y composición de los carotenoides en sus cuerpos. aunque Los crustáceos no pueden sintetizar astaxantina desde el principio (Najoan, 2021), pero pueden utilizar carotenoides exógenos en el alimento y convertirlos en astaxantina a través de la síntesis de cantaxantina (Nguyen, 2013) o almacenar directamente otros carotenoides y astaxantina en el cuerpo para lograr una coloración adecuada.

Por lo tanto, el color de los crustáceos se ve muy afectado por la composición del alimento. Los estudios han demostrado que (Nguyen, 2013) o por almacenar directamente otros carotenoides y astaxantina en el cebo en el cuerpo para obtener una coloración adecuada. Por lo tanto, la composición del alimento tiene un mayor impacto en el color de los crustáceos. Los estudios han demostrado que la astaxantina puede mejorar el color de los camarones y el cangrejo y hacer que el hígado y el páncreas más brillante y hermoso. En la trucha de salmón, cíclidos y peces ornamentales también se complementan a menudo con astaxantina para mejorar su color.

Por ejemplo, complementar el alimento con astaxantina puede mejorar significativamente la coloración muscular y el contenido total de carotenoides de la trucha arco iris (Kumar et al., 2021) (Dong et al., 2021). La adición de astaxantina natural para el cebo puede mejorar eficazmente el color del cuerpo y aumentar su valor de enrojecimiento (Jiang Jufeng et al., 2021). Agregar una cantidad adecuada de astaxantina a la alimentación de peces ornamentales rojos como los koi y los peces loro sangre (Mou Chunyan, 2015; Wu Songqing et al., 2014) y Rainbow Tetra (Song Xuelu, 2017) pueden mejorar significativamente el color del cuerpo y mejorar el valor ornamental.

Al mismo tiempo astaxantina puede reducir el estrés oxidativo mediante la activación de la Nrf2/Keap1 vía e inhibide la NF-kappa vía B (Chenet al., 2020), y algunos estudios también han informado de las propiedades de reparación del ADNde astaxantina (Singhet al., 2020; Davinelliet al., 2018). Además, la astaxantina también se considera un factor de crecimiento esencial en el desarrollo temprano de algunas especies de camarón (Dall, 1995).

Sin embargo, altas dosis de astaxantina pueden no ser beneficiosas para el rendimiento de crecimiento, ya que pueden inhibir la expresión de algunos genes importantes o promover la expresión anormal de otros genes importantes (Saleh et al., 2018), lo que puede alterar el crecimiento normal y el metabolismo. Por lo tanto, astaxantina se ha demostrado tener un efecto positivo en la cría de camarón y cangrejo, pero la cantidad de aditivo, tiempo de alimentación, y los métodos de uso deben ser ajustados de acuerdo a la especie específica y las condiciones reales de cultivo.

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