¿Cuáles son los usos de la astaxantina en la alimentación en capas?
Los huevos son una fuente importante de proteínas para los seres humanos y son importantes para la salud. El color de la yema de huevo es un indicador importante de la calidad del huevo, y un color de yema brillante es más atractivo para los consumidores. Los carotenoides pueden mejorar el color de la yema de huevo. Astaxantina es un carotende tipo ceto que no se puede sintetizar de forma independiente en los animales y se encuentra ampliamente en las algas, microorganismos y animales marinos.
astaxantina has coloring, antioxidant and other effective biological and pharmacological functions [1]. Astaxanthin was approved as a feed additive in 2009 in the “Feed Additive 10% Astaxanthin” (GB/T23745-2009). Adding astaxanthin to the diet of laying hens can significantly improve the color and luster of the egg yolk, increase the astaxanthin content in the egg, and enhance the antioxidant properties of the egg [2]. This paper reviews the sources, mechanisms of action and application of astaxanthin in laying hen production, with a view to providing a theoretical basis for the further development and application of astaxanthin in laying hen production.
1 fuentes de astaxantina
1.1 Sintéticas sintéticas sintéticas
La astaxantina es un caroteno con una actividad antioxidante extremadamente fuerte. Astaxantina sintética se obtiene mediante la conversión de -caroteno con la adición de dos grupos cetona y dos grupos hidroxilo. La astaxantina sintética es una mezcla de tres isómeros ópticos: un par de enantiómeros (3S,3'S; 3R,3'R) y una forma racémica (3R,3'S o 3S,3'R). Tiene menor actividad antioxidante [3]. La astaxantina sintetizquímicamente tiene una potencia biológica menor que la astaxantina natural y tiene problemas con la seguridad alimentaria. Su adición a alimentos y piensos está sujeta a ciertas restricciones [4].
1.2 fuentes de algas, microorganismos y mariscos
Floating plants Algae are one of the sources of Astaxantina natural, including Haematococcus p luvialis, Chlorella zofingiensis, etc. [5]. Microorganisms such as Phaffia rhodozyma, Phodotorala rubra and Agrobacterium aurantiacum are also rich in astaxanthin [6]. Marine animals such as shellfish, shrimp and crabs are an indirect source of astaxanthin, as astaxanthin is deposited in their bodies, especially in their shells, after they eat floating plants. The algae Haematococcus pluvialis is considered a promising microalgae for the commercial production of astaxanthin. Environmental conditions such as temperature and light are artificially controlled to promote astaxanthin accumulation in Haematococcus pluvialis [7-8]. Studies have found that the accumulation of astaxanthin in Rhodopseudomonas palustris is lower than that in Haematococcus pluvialis [9], but the addition of carbon sources or mixed carbon sources during culture can promote the growth of Rhodopseudomonas palustris and the synthesis of astaxanthin [10-11]. It can be seen that Haematococcus pluvialis and Rhodopseudomonas palustris are ideal sources of natural astaxanthin.
2 astaxantin catabosm and deposition (en inglés)
2.1 catabode de astaxantina
Yuan Chao et al. [12] utilizaron el análisis térmico termogravimétrico/diferencial para estudiar la estabilidad térmica y la cinética de degradación de astaxantina en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. Se encontró que la temperatura a la que astaxantina comienza a descompones de aproximadamente 250°C. La presencia o ausencia de oxígeno no tiene un efecto significativo en la temperatura de descomposición térmica de astaxantina, pero los productos de degradación resistentes al calor se forman a altas temperaturas. Con respecto al catabolismo de astaxantina en el cuerpo, los primeros estudios encontraron que la astaxantina se metaboliza en (RAC) -3-hidroxi4-oxo - - -cetona y su forma reducida (RAC) -3-hidroxi4-oxo-7,8-dihi---cetona en las células del hígado de rata, y este proceso metabólico no se ve afectado por las enzimas metabólicas tóxicas [13]. No hay reportes sobre el metabolismo de astaxantina en el ganado.
2.2 la deposición de astaxantina en el cuerpo
In animals, the main sites of carotenoid deposition are the liver, fat, shell and skin. After carotenoides are released from food in the gastrointestinal tract, they form chylomicrons with bile acids, cholesterol, fatty acids, etc., which are absorbed by the small intestinal mucosa and enter the bloodstream and liver via the lymphatic vessels. They are then transported to the deposition site by very low density lipoprotein (VLDL) from the liver. Very low density lipoprotein (VLDL), low density lipoprotein (LDL), and high density lipoprotein (HDL) are all involved in the absorption and transport of carotenoids. Studies have found that astaxanthin is more efficiently deposited in laying hens than β-carotene and canthaxanthin [14].
Cuando 7.1, 21.3 y 42.6 mg/kg de astaxantina fue agregado a la dieta, el grupo de 21.3 mg/kg tuvo la mayor tasa de deposición de astaxantina con base en los valores en las semanas 8 y 24 [15]. Astaxantina es un no provitamina un carotenoide. La suplementación con vitamina A en la dieta redujo la deposición de astaxantina en los huevos, ya que la vitamina A compite con astaxantina y reduce su absorción [16]. El efecto contrario de la administración de suplementos de dosis altas de astaxantina sobre la tasa de depósito de astaxantina en los huevos requiere más investigación.
3 aplicación de astaxantina en la producción de huevos
3.1 astaxantina y rendimiento de producción de huevos
The effects of adding astaxanthin to laying hen diets on laying hen performance have been reported to vary widely. When laying hens were fed diets containing 20, 50 or 100 mg/kg of natural astaxanthin, there was no significant effect on laying hen performance [17]. There was no significant difference in laying hen performance between medium-dose (21.3,42.6 mg/kg) and high-dose (213.4 mg/kg) astaxanthin had no significant effect on the production performance of laying hens [18]. The addition of 0.6, 1.2, 2.4, and 3.6 g/kg astaxanthin compound powder to the diet of Jinghong chickens had no significant effect on production performance [19]. Adding 0.8, 1.2, and 1.6 g/kg astaxanthin to a corn-soybean meal diet tended to increase daily feed intake in 60-week-old Roman brown laying hens, but had no significant effect on egg shape index, egg shell strength, or egg shell thickness [20].
En una dieta de pollo hyline Brown de 24 semanas de edad, la adición de 15 g/kg de astaxantina puede aumentar significativamente la producción de huevos y el peso de los huevos, y reducir la relación feedto egg [21]. Los pollos Taihang de 530 días de edad alimentados con astaxantina 40, 60, 80 y 100 mg/kg, los resultados mostraron que el grupo alimentado con 80 mg/kg de astaxantina tuvo el mayor consumo diario de alimento, la menor relación feedto egg y la mayor tasa de producción de huevos [16]. Las diferencias en los resultados de la adición de diferentes niveles de astaxantina a la dieta de las gallinas ponedoras en el gallinero ponador#El rendimiento de la producción puede estar relacionado con factores como la composición de la dieta, las diferencias en la palatabilidad, la duración del ensayo de cría, la fuente y el contenido de astaxantina, el tipo de gallina ponedora y su edad. Por lo tanto, el efecto de la adición de astaxantina a la dieta de las gallinas ponedoras en el gallinero ponador#El rendimiento de producción de 39;s merece más investigación.
3.2 astaxantina y calidad de los huevos
Muchos estudios en el país y en el extranjero han demostrado que la adición de astaxantina a la dieta puede mejorar eficazmente el color y el lustrde la yema de huevo. Dentro de un cierto rango, cuanto mayor es la cantidad añadi, más oscuro es el color de la yema, y no hay un impacto negativo en otros indicadores [1,14-15]. El color de la yema de huevo es un pigsoluble en grasa que se deposien en la yema de huevo durante la formación del huevo. Las gallinas ponedoras no pueden sintetizarlo ellas mismas, y sólo pueden ingerirlo de la dieta y deposien en la yema del huevo [22]. Añadir 20, 40, 80 o 160 mg/kg deHaematococcus pluvialis astaxantinLa dieta dela galponretrasefectivamente la disminución en el índice de yema y el color dela yema después de almacenamiento a 4°C y 25°C durante 8 semanas [23].
La puntuación de color de la yema de huevo aumentó significativamente con el aumento de la dosis dietde suplemento de astaxantina, y afectó el enrojecimiento de la yema de huevo, satissatislas preferencias de los consumidores para el color de la yema de huevo [14]. La razón para el color más oscuro de la yema de huevo puede ser que la astaxantina es un caroteno, que existe en forma de un diéster de aceite marrón. Es absorpor el cuerpo después de unirse a las lipoproteínas de baja densidad en el tracto digestivo, y luego entra en la yema de huevo y se deposien en el torrente sanguíneo en un estado libre a través del portador de las lipoproteínas, lo que aumenta significativamente el color de la yema de huevo.
The Haugh unit is an important indicator of egg quality. The higher the Haugh unit, the better the egg quality. Astaxanthin has a significant effect on the Haugh unit of Hy-Line Brown laying hens, and the higher the astaxanthin content, the higher the Haugh unit [20]. However, some studies have shown that astaxanthin does not have a significant effect on the Haugh unit [17], which may be related to the age of the laying hens. Astaxanthin from natural sources has a significant effect on the lipid profile of egg yolk, and can improve its nutritional value by changing the ratio of fatty acids. In egg yolk from a diet supplemented with astaxanthin, the main unsaturated acids are oleic acid, linoleic acid and arachidonic acid [24]. Further research is needed to investigate the effect of astaxanthin on n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids.
3.3 astaxantina e incubación de huevos
Los estudios han demostrado que añadir 0,5%, 1,0% o 1,5% de astaxantina a la dieta de las gallinas ponedoras hyline Brown de 24 semanas de edad puede mejorar la tasa de fertilización, el índice de nacimientos y la tasa de salud de los pollitos de los huevos [25]. Astaxantina tiene una fuerte actividad inmunomoduladora, que puede prevenir la aparición de enfermedades de las aves de corral y aumentar su adaptabilidad a condiciones ambientales estresantes, tales como altas temperaturas [26]. Los estudios también han encontrado que la administración oral de nano-astaxantina 25 mg/kg puede proteger la función testicular y la calidad del semen de pollos machos inducidos por cad, y mejorar la motilidad espermática y el peso testicular [27]. Agregar astaxantina a la dieta básica puede mejorar la función del cuerpo animal, mejorar la calidad de los huevos y aumentar el número de pollos saludables. The mechanism of astaxanthin& (en inglés)#39;s efecto protector sobre la tasa de fertilización de huevos y el índice de nacimientos necesita ser estudiado más a fondo.
3.4 astaxantina y la capacidad antioxidante de las gallinas ponedoras
La estructura molecular de la astaxantina consiste en múltiples enlaces dobles conjugados, y la cetona − -hidroxi está compuesta por un grupo cetona y un grupo hidroxilo al final de la cadena de doble enlace conjug. Estas características estructurales moleculares determinan el efecto de electrones activos de astaxantina, que puede proporcionar electrones a los radicales libres o atraer electrones de los radicales libres inactivos, jugando así un papel en la búsqueda de radicales libres y proporcionar protección antioxidante [28]. La adición de astaxantina a la dieta de las gallinas ponedoras puede aumentar significativamente la resistencia de los tejidos del cuerpo al estrés oxidativo, mejorar la salud de las gallinas ponedoras y la calidad de sus huevos, y aumentar significativamente la actividad de superóxido dismutasa y glutatión peroxid(GSH-Px) en el hígado y suero de las gallinas ponedoras [1]. Estudios también han encontrado que la administración oral de nano-astaxantina 25 mg/kg puede proteger el daño indupor cadmio ala catalasa, la capacidad antioxidante total y la actividad glutatión peroxidde los gal[27].
3.5 astaxantina y función inmune en gallinas ponedoras
Astaxantina puede proteger la integridad de las células inmunes, asegurar procesos normales de respuesta inmune, promover la secreción de citocinas y aumentar los niveles de inmunoglobulina [29-30]. Estudios han demostrado que la adición de la cantidad correcta de astaxantina puede aumentar significativamente el contenido de inmunoglobulina G (IgG) en las gallinas ponedoras [20]. Con el aumento de los niveles de astaxantina añadido a la dieta (0,5%, 1,0%, 1,5%), el efecto de mejora inmune se vuelve más pronunciado. La adición de 1,5% de astaxantina puede aumentar significativamente los niveles de anticuerpos, el porcentaje de linfot y el índice de órganos inmunde las gallinas ponhy-line Brown [30]. El aumento en el contenido de IgG en suero puede estar relacionado con la proliferación de células T, y la astaxantina puede aumentar la actividad de las células T y la capacidad de las células mononucleares de sangre periférica para producir inmunoglobulinas [31]. Por el contrario, algunos estudios han demostrado que la astaxantina no tiene un efecto significativo sobre el IgG hen, la inmunoglobulina M (IgM), el factor de necrosis tumoral alfa (TNF- -), y el factor de necrosis tumoral beta (TNF- -) [15].
4 resumen y perspectivas
Las principales fuentes de astaxantina natural son Haematococcus pluvialis y Rhodopseudomonas palustris. La adición de astaxantina a la dieta de las gallinas ponedoras puede aumentar el color amarillo y rojo de la yema de huevo, mejorar el rendimiento de eclode de los huevos, y mejorar el cuerpo#39;s antioxidant capacity and immune function. There have been many studies on the application of natural astaxanthin in laying hens, but the metabolic pathways and mechanisms of astaxanthin in the body, the evaluation of the biological activity of astaxanthin from different sources, and the efficiency and mechanism of astaxanthin deposition in egg yolks need to be studied in depth.
Referencia:
[1] Ramdhan D N, Dieudonné M D, Wang H, et al. Efectos del maíz rico en astaxantina sobre el rendimiento de producción, la capacidad antioxidante, el enriquecimiento con astaxantina y la calidad de los huevos de gallinas ponedoras [J]. Chinese Journal of Animal Science, 2022, 58(9):214-219, 227.
[2] Yang Y, Seo J M, Nguyen A, et al. Extracto rico en astaxantina del alga verde Haematococcus pluvialis disminuye las concentraciones plasde lípidos y mejora la defensa antioxidante en ratones knockout de apoli- poproteína E [J]. J Nutr, 2011, 141(9):1611-1617.
[3] Lv Tingting, Liu Haili, Feng Xiaohui, et al. Progreso de la investigación sobre la fuente y la actividad biológica de astaxantina [J]. Comida y nutrición China, 2016, 22(7):67-70.
[4] Sun Weihong. Aislamiento y preparación de astaxantina de diferentes fuentes y su relación estructura-actividad [D]. Qingdao: universidad del océano de China, 2015.
[5] Thana P, Machmudah S, Goto M, et al. Metodología de superficie de respuesta a la extracción supercrítica de dióxido de carbono de astaxantina de Haematococcus pluvialis[J]. Bioresource Technol, 2008, 99(8):3110-3115.
[6] Schmidt I, Schewe H, Gassel S, et al. Se ha publicado un informe sobre la producción biotecnológica de astaxantina con Phaffia rhodozyma/Xanthoph- yllomyces dendrorhous[J]. Appl Microbiol Biot, 2011, 89(3): 555-571.
[7] Chen Jiayu, Li Jiayi, Dou Yong, et al. Efectos de la luz, nitrógeno y alto estrés salino sobre la acumulación de astaxantina en Haematococcus pluvialis [J]. Food Research and Development, 2020, 41(12):75-83.
[8] Ye Xin, Yu Xinlei, Hu Chaoyang, et al. Efecto del CO2 y acetato de sodio sobre el crecimiento de Haematococcus pluvialis y su acumulación de astaxantina [J]. Journal of Nuclear Agriculture, 2021, 35(3):613-622.
[9] Saadaoui I, Rasheed R, Aguilar A, et al. Piensos a base de microalgas: materias primas alternativas prometedoras para la ganadería y la producción avícola [J]. J Anim Sci Biotechnol, 2021, 12(1):76.
[10] Zhu Xiaoli, Liang Shizhong, Deng Maocheng, et al. Efecto de diferentes métodos de cultivo sobre la producción de astaxantina por Rhodotorula glutinis [J]. Ciencia y tecnología de los alimentos, 2011, 36(1):5.
[11] Chen Li. Investigación y desarrollo del cultivo de levadura roja y productos de astaxantina [D]. Guangzhou: universidad tecnológica del sur de China.
[12] Yuan Chao, Jin Zhengyu. Estabilidad térmica y cinética de descomposición de astaxantina [J]. Investigación y desarrollo de productos naturales, 2010, 22(6):1085-1087.
[13] Wolz E, Liechti H, Notter B, et al. Caracterización de metabolitas de astaxantina en cultivos primarios de hepatocide rata [J] fármaco Metab Dispos, 1999, 27(4):456-462.
[14] Lee C Y, Lee B D, Na J C, et al. La acumulación de carotenoides y su actividad antioxidante en gallinas ponedoras gasten en función de la polaridad y el período de alimentación [J]. Asian-Australas J Anim Sci, 2010, 23(23):799-805.
[15] Dansou D M, Wang H, Nugroho R D, et al. Efectos de la dura- ción y dosis de suplementación con astaxantina sobre la fortificación de huevos [J]. Poult Sci, 2021, 100(9):101304.
[16] Moreno JA, díazgómez J, nogarec, et al. La distribución de caro-tenoides en gallinas alimentadas con maíz biofortificado está influenciada por la composición del alimento, absorción, asignación de recursos y almacenamiento [J]. Sci Rep, 2016, 6:1-11.
[17] Li Runhua, Zhang Jinjia, Guo Kexin, et al. Efecto de la astaxantina natural sobre el rendimiento productivo y la calidad de los huevos de las gallinas ponedoras [J]. Journal of Beijing Agricultural College, 2019, 34(4):100-103.
[18] Dansou D M, Wang H, Nugroho R D, et al. Evaluación de la respuesta a la suplementación de dosis moderadas y altas de astax- anthin en gallinas ponedoras [J]. Animales, 2021, 11:1138.
[19] Wang Junyi, Yan Yan, Jin Huidong, et al. Efecto de los aditivos compuestos de astaxantina sobre el rendimiento de producción, la calidad de los huevos, el índice antioxidante de la yema de huevo y el contenido de astaxantina en la yema de huevo de las gallinas ponedoras [J]. Journal of Animal Nutrition, 2018, 30(7):2700-2706.
[20] Zhu Y, Yin L, Ge J, et al. La suplementación con astaxantina enriquece el rendimiento productivo, las respuestas fisiológicas e inmunen las gallinas ponedoras [J]. Asian-Australas J Anim Sci, 2021, 34(3):443-448.
[21] Bai Jian. Efecto de la suplementación con astaxantina en la dieta sobre el rendimiento productivo de las gallinas ponedoras [J]. China Feed, 2020(9):5.
[22] Wu Sinuo, Zang Sumin, Guo Xin, et al. Efecto de la administración de suplementos de astaxantina en la dieta sobre el rendimiento productivo y la calidad del huevo de los pollos Taihang [J]. China Poultry, 2018, 40(14):32-35.
[23] Heng N, Gao S, Guo Y, et al. Efectos de la suplementación con astaxantina natural de Haematococcus pluvialis a gallinas ponedoras sobre la calidad de los huevos durante el almacenamiento a 4℃ y 25℃[J]. Poult Sci, 2020, 99: 6877-6883.
[24] Shevchenko L V, Davydovych VA, Ushkalov V O, et al. El efecto de la astaxantina y el licopeno sobre el contenido de ácidos grasos en las yemas de huevo [J]. Regul Mech Biosyst, 2020, 11(4):568 — 571.
[25] Bai Jian. Efecto de la administración de suplementos dietéticos de astaxantina sobre el índice de nacimientos de los huevos [J]. China Feed, 2021(17):52-55.
[26] Fu Xingzhou, Lu Zhifang, Li Dong. Funciones biológicas de astaxantina y su aplicación en la producción avícola [J]. Northern Animal Husbandry, 2016 (11):26-27.
[27] Najafi D, Taheri R A, Najafi A, et al. Efecto de las nanopartículas de astaxantina en la protección de la calidad post-descongelación de esperma de Gallo desafipor la administración de cad[J]. Poult Sci, 2020, 99(3):1678-1686.
[28] Zhang Ziqi, Zhu Lingyu, Liu Huilin, et al. Efecto protector de astaxantina sobre el daño oxidativo agudo al colon en ratones [J]. Chinese Journal of Animal Science, 2019, 55(6):107-112.
[29] Zhang Shanshan, Zheng Xin, Wu Man, et al. El efecto protector de la astaxantina en las células primarias del hígado de ratón expuestas al estrés oxidativo [J]. Chinese Journal of Animal Science, 2018, 54(4):98-102.
[30] Bai J. Study on the effect of astaxanthin added to feed on the immune function of ponedoras gallinas [J]. Feed Research, 2020, 43(9):3.
[31]Jyonouchi H, Sun S, Mizokami M, et al. Efectos de varios carotenoides sobre la actividad de las células t de la fase de efecto de la célula t clonada. [J] Nutr Cancer, 1996, 26:313-324.