天然蝦青素對蛋禽－不只是增色

雨生紅球藻 · 發(fā)表于 2010-5-25 09:09:55

飼料領域的一場新的革命正在進行，那就使用是天然的飼料添加劑，避免使用抗菌素、合成色素和其他化學制品。這場革命部分滿足了消費者對天然有機產(chǎn)品需求，以及在水產(chǎn)養(yǎng)殖，農(nóng)業(yè)，家禽和畜產(chǎn)實施綠色農(nóng)業(yè)的要求，并且最終導致了“徹底消除化學添加劑”的立法行動。在1981年揭露出僅在瑞典每年就有30噸抗菌素加入到家禽和豬的飼料中。
在1985年，瑞典通過了“為預防，緩解，或者治愈疾病，限制在飼料中加入抗菌素和其他化學品”的法案。不久又強制規(guī)定“含抗菌素或化學品的飼料，只能根據(jù)獸醫(yī)的處方在每一個個案中出售或使用”，中國的未來也將會如此。
這在1986年1月1日已上升成為法律，因此，瑞典已經(jīng)基本上取締了抗菌素和其他化學制品在飼料中的使用，瑞士和丹麥也以經(jīng)通過這個法案，并且已成為整個歐盟中實行嚴格的法律(Gadd, 1997)。其他國家相似的法律正限制人造色素的使用。
歐洲人卻把在歐盟已經(jīng)禁止使用的人造色素（比如人工合成蝦青素）賣到了中國。國家農(nóng)業(yè)部2004年第318號文已明確規(guī)定了蝦青素（應該是特指DSM和BASF的人工合成蝦青素）不得用于禽類，只能用于水產(chǎn)動物，其實為人類食用生產(chǎn)的水產(chǎn)動物也是不能使用的，但截至2008年4月上述人工色素仍然在中國濫用。
隨著中國政府對食品監(jiān)管的越來越嚴格，人們對化學合成產(chǎn)品的擔憂，化學合成蝦青素在蛋禽領域濫用壽終正寢是指日可待的事實，相反天然藻源蝦青素提取物已獲得國家衛(wèi)生部（衛(wèi)食新試字（2007）第0011號）。2010年3月15日衛(wèi)監(jiān)督食便函〔2010〕74號，經(jīng)新資源食品評審專家委員會審核，擬正式批準雨生紅球藻和雪蓮培養(yǎng)物為新資源食品。

天然VS人工合成蝦青素：

1.立體異構(gòu)體（就是我們比較熟知的左旋、右旋、消旋）蝦青素（astaxanthin）有兩個手性(或不對稱)中心，它們是分子中兩端環(huán)結(jié)構(gòu)的C-3和C-3’ 。一個手性中心可以有兩種構(gòu)象，蝦青素（astaxanthin）的兩個手性碳原子C-3、C-3’ 都能以R或S的形式存在，這樣就有3種立體異構(gòu)體：3S、3’S，3R、3’S和3R、3’R。

其中3S、3’S和3R、3’R異構(gòu)體互為鏡像(對映體)，每一對映體有著相反的旋光性，能使平面偏振光向左或向右旋轉(zhuǎn)，3R、3’S無旋光性。

A:在生物界，絕大多數(shù)生物活性物質(zhì)比如說酶和免疫球蛋白等都是左旋的，消旋體大都沒有生物活性，藻源蝦青素（astaxanthin）是100%的左旋（3S、3’S），酵母源的100%右旋（3R、3’R），合成蝦青素（astaxanthin）是混合物50%消旋，25%左旋，25%右旋。就是說合成蝦青素（astaxanthin）只有1/4是左旋的異構(gòu)體，也就是說相當于藻源蝦青素（astaxanthin）1/4含量的是左旋（3S、3’S）異構(gòu)的。

B: 在動物體界，不同的性成熟時段，不同組織中分布的立體異構(gòu)體是不相同，在性成熟期家禽體內(nèi)的蝦青素（astaxanthin）很大一部分轉(zhuǎn)移到皮膚和卵巢（蛋黃），而最主要與該部位蛋白質(zhì)結(jié)合的異構(gòu)體是左旋（3S、3’S）異構(gòu)形態(tài)。

C：立體異構(gòu)體的差異上是天然與合成在生理功能差異。而且這幾種不同立體異構(gòu)狀態(tài)在動物體內(nèi)是不能互相轉(zhuǎn)化的。（3R、3’S）蝦青素（astaxanthin）是沒有生物活性的，也就是說沒有抗氧化活性，（3R、3’R）有部分生物活性，因此合成蝦青素（astaxanthin）抗氧化活性相當于天然藻源蝦青素（astaxanthin）的1/4左右，加上合成的過成中不可避免其他化學品的帶入，這樣作為人類食品的蛋、禽是絕對不能食用的，而且合成蝦青素不具備營養(yǎng)價值，跟加入蘇丹紅對禽蛋著色沒有本質(zhì)的區(qū)別，更不可能有效改變口感和延長鮮蛋的貨架期。因為它就是一種石化產(chǎn)品，除了著色以外沒有任何意義，或者說就是一種人工色素與其他的人工色素沒有太大的分別，很多蛋禽養(yǎng)殖者，在使用合成蝦青素著色，以致自己都不會去食用自產(chǎn)的禽蛋。

2 .幾何異構(gòu)體(就是我們熟知的順式和反式)沒有差別。

3. 游離蝦青素（astaxanthin）和蝦青素（astaxanthin）酯蝦青素（astaxanthin）在其末端環(huán)狀結(jié)構(gòu)中各有一個羥基，這種自由羥基可與脂肪酸形成酯。如果其中一個羥基與脂肪酸成酯，稱蝦青素（astaxanthin）單酯；如果兩個羥基都與脂肪酸成酯，則稱為蝦青素（astaxanthin）二酯。酯化后，其疏水性增強，雙酯比單酯的親脂性強。蝦青素（astaxanthin）以游離或酯化形式在中腸被吸收，在血液中以與脂蛋白結(jié)合的方式轉(zhuǎn)運；肝臟是蝦青素（astaxanthin）代謝的主要器官；在性成熟過程中，從肌肉轉(zhuǎn)移到皮膚和卵巢(蛋黃)。

A:游離態(tài)的蝦青素（astaxanthin）極不穩(wěn)定，很容易被氧化，而合成蝦青素（astaxanthin）100%為游離態(tài)，這也就是為什么BASF和DSM的蝦青素（astaxanthin）必需包埋的原因。紅球藻中蝦青素（astaxanthin）單酯占90％以上、雙酯約占8％，游離蝦青素（astaxanthin）約為1％。紅酵母中的主要類胡蘿卜素為蝦青素（astaxanthin），98%酯化。（見下圖）這也就決定了天然蝦青素更容易被吸收和利用和在酯質(zhì)多的部位沉積。

總之，蝦青素（astaxanthin）可根據(jù)立體異構(gòu)體、幾何異構(gòu)體、酯化程度和酯化與否分為多種。所有這些結(jié)構(gòu)形式都在自然界存在，如南極鱗蝦中蝦青素（astaxanthin）的主要立體異構(gòu)體為3R、3’R，且被酯化；天然蝦青素（astaxanthin）主要為3S、3’S酯化結(jié)構(gòu)。

藻源蝦青素的禽蛋領域應用研究報道

全球大約1/3的混合飼料是供給家禽和這個新的綠色市場的，他們已經(jīng)開始對傳統(tǒng)高質(zhì)量成分飼料的制造商開始挑戰(zhàn)。一種使用天然飼料添加劑來增強動物的免疫力和抵抗疾病的能力，從而避免使用抗生素的養(yǎng)植方式正在快速發(fā)展，天然蝦青素就是這樣一種添加劑之一。
過去，家禽的集約化養(yǎng)殖依賴最便宜的飼料、抗生素和化學品來盡可能快的增加體重和增加蛋黃顏色，基本不考慮上述物質(zhì)積累的效應如何傳遞給動物和我們消費者。
然而，農(nóng)民正在認識到使用優(yōu)質(zhì)天然飼料的好處，產(chǎn)品的味道被顯著改進，消費者也在情愿高價選擇被使用天然類胡蘿卜素深顏色的蛋黃和雞肉，而不是使用蘇丹紅或者合成蝦青素的禽蛋。
一方面德國和瑞士在購買中國、印度的藻源天然蝦青素去生產(chǎn)高品質(zhì)的飼料，另一方面確在將BASF和DSM的合成蝦青素賣到中國和落后的第三世界國家。是大家該反省的時候了。我們難道要繼續(xù)禍害我們的子孫后代嗎？蝦青素當顏料使用被文獻證明得好的，大部分的文獻也證實了蝦青素在生理學上的作用，蝦青素也被用在動物養(yǎng)殖當中。全世界的大多數(shù)的消費者更喜歡深蛋黃色。月餅加工業(yè)喜歡更深的蛋黃色而不愿在其加入人造色。中國優(yōu)質(zhì)的鴨蛋做成了紅芯咸鴨蛋出口，劣質(zhì)的鴨蛋做成了皮蛋。雨生紅球藻生產(chǎn)的天然蝦青素，已經(jīng)成功用來給禽蛋黃增色，華中農(nóng)大教授也明確證實天然紅芯鴨蛋的紅色成份就是（3S,3’S）結(jié)構(gòu)方式的蝦青素。
瑞典研究人員把一種標準飲食喂給白色來亨雞兩周時間使其達標，并且耗盡他們的類胡蘿卜素水平。在實驗最初，蛋的平均色分為“4”（羅氏評分卡）。補充以新的含0.5，1.0，1.5，2，3ppm 蝦青素均勻的紅球藻藻粉飼料4 周的時間，然后返回無類胡蘿卜素的飼料另外兩周。發(fā)現(xiàn)在大約7天之后蛋黃色分穩(wěn)定達到5.8，7.9，9.4，10. 1，11.8（羅氏評分卡）。分值的增與蛋黃中蝦青素正相關。而在返回無類胡蘿卜素的飼料喂養(yǎng)兩周后蛋黃分值降到“4”。在2-20 ppm 蝦青素（無破壁的藻粉）飼料供給下，在蛋黃里沉積的蝦青素比例是16%，這個研究也證明破壁的藻粉蝦青素能100%的沉積( Elwinger et。 al.，1997)
另一項研究在瑞典的一個實驗里，Johan Inborr研究在紅球藻藻粉中的類胡蘿卜素的功效和在不同的烤雞組織內(nèi)沉積比例。共5760只科布雞(1天大)被分成12 組，每組給的不同的飲食。大量供給紅球藻藻粉組成的飲食有0，133和266 克(藻粉)/噸飼料喂食35天。每周測量活重量，攝食量，死亡率，測量胸部肌肉，腹部脂肪和內(nèi)臟的類胡蘿卜素。
增加了藻粉的量之后，發(fā)現(xiàn)在肝，脂肪組織和胸肌的類胡蘿卜素濃度在增加，對照組的雞，在皮，腳的黃色素有所增加，雞的重量顯著增加而且胸脯的厚度明顯增加飼料利用率大幅度提高(P < 0.05 ) .但是死亡率和卵黃囊傳染率兩組沒有顯著差異，盡管這兩個參數(shù)的數(shù)據(jù)在實驗組更低。進一步的多畜種的研究證實，當紅球藻藻粉加入到飼料中，能證明其孵化率增5%。 (Inborr，1998； Inborr和Lignell，1997)。不同的飲食的成分能影響蛋黃的染色程度。大多數(shù)早先的研究顯示，基以玉米的飼料代替有海藻色素的飼料。與象小麥和大麥那樣的其他谷類相比，在象玉米黃質(zhì)那樣的粟米里的類胡蘿卜素能在相當程度上有助于蛋黃的著色。不同的蛋黃顏色被不同的國家人們喜歡，即使在同一個國家不同區(qū)域也有差異。在澳大利亞，消費者更喜歡的蛋黃顏色色分為“11”，更深的顏色反而被拒絕，但天然的與合成的蝦青素飼養(yǎng)的禽蛋口味上有很大的區(qū)別，國人更趨向于天然。在1998年澳大利亞(新英格蘭大學，阿米代爾NSW)的一次試驗中，紅球藻藻粉加入到通常商業(yè)化基于小麥的飼料中，它的穩(wěn)定性被測試通過。在澳大利亞試驗里，全部鳥在4 組內(nèi)分開并且控制沒有類胡蘿卜素的喂食物，持續(xù)3 周。 4組實驗組由20支鳥組成。接下來3 周適應環(huán)境，每組在2－3天內(nèi)采集50支蛋共200支蛋(蛋收集第1 )。測量了蛋的內(nèi)在質(zhì)量和蛋殼質(zhì)量包括蛋重量，殼反射率，蛋殼強度，哈氏單位，蛋黃顏色得分，蛋黃重量，殼重量和殼厚度。后來，一組繼續(xù)在實驗期間沒有加入類胡蘿卜素，其它3 組然后接受供給包含4， 8或者12 ppm 來自紅球藻藻粉的蝦青素。繼續(xù)持續(xù)了4周，收集了50個蛋并且每5天進行質(zhì)量參數(shù)評估。平均的母雞重量是2.4 千克并且喂每只母雞有128 克/天的平均增加量。總的平均蛋生產(chǎn)是每100天每只母雞生72個蛋，在組之間沒有明顯的差異。發(fā)現(xiàn)在蛋殼質(zhì)量，蛋重量，蛋黃重量，蛋黃百分比殼反射率也沒有差別，或者殼強度上4組沒有明顯的不同。在實驗期間的報告揭示來自藻源蝦青素的蛋與對照組相比有一層更厚的卵黃膜。以致有的生蛋黃用筷子都夾不破，或用破的蛋殼也較難劃破蛋黃。

蛋黃著色的增加在每個實驗組的僅僅5天之后變得很明顯。蛋黃顏色得分是3.96，8.38，11.3 和11.64，4 組喂食來自紅球藻的0，4,8或者12 ppm 的蝦青素。在15天之后蛋黃顏色得分分別是3.86，7.68，12.10 和12.74。在28天之后蛋黃顏色得分是3.90，9.12，11.68，和12.58 ，分別是喂食0，4，8或者12 ppm 蝦青素的組(圖)。

試驗結(jié)果表明來自在飼料里的藻源蝦青素的最佳的濃度是在4 －8 ppm之間。因此，測試了含有6 ppm 蝦青素的飼料，通過混合4 、8ppm飼料和用2周的時間把它喂給相互對照的同等數(shù)量的雞群里。導致平均蛋黃顏色分數(shù)在5天就到達了10.25 和15日達到了10. 75，這是澳大利亞消費者的喜歡的范圍(圖片4)。從試驗那里剩下的6ppm 蝦青素飼料后來喂給了不同群的艾薩布朗母雞，它的蛋黃顏色被監(jiān)控。一平均數(shù)被引入，每只母雞每天平均長130 克的重量，平均蛋黃顏色平均分是10.7。

結(jié)論：破壁了的紅球藻粉即使在2 ppm蝦青素濃度對禽蛋也有卓越的增色效果，相當于7-8ppm合成蝦青素的著色效果。低濃度的藻源蝦青素也增加皮膚，腳和嘴部的黃色素。喂食了一定量藻粉飼料之后，它們的繁殖力，重量都迅速地增加，胸肌明顯增厚而飼料利用率大幅增加。
在一種基于小麥的喂食中，包含6 ppm 蝦青素的飼料導致平均蛋黃顏色分數(shù)在5天就到達了10.25 和15日達到了10. 75，這也是我國消費者的喜歡的范圍。
天然與合成蝦青素相比較在禽蛋應用中差異在：
1.口感顯著改變，更接近我們說的土雞蛋口感；
2.著色能力天然是合成的四倍；
3.禽蛋的營養(yǎng)價值顯著提高，因為天然蝦青素是天然界最強的抗氧化劑，對人體好處多多，人工色素有明確的致智障和致癌變報道；
4.天然由于其抗氧化性，延長了禽蛋的貨架期至少1倍；
5.提高了飼料的利用率和產(chǎn)蛋率，合成蝦青素是不可能的；
6.由于對禽卵巢的激活，延長了蛋禽的產(chǎn)蛋期；
7.免除了抗生素的使用費用，減少禽流感等疾病的發(fā)生幾率，提高了農(nóng)戶的經(jīng)濟效益；
8.喂天然蝦青素的禽蛋可以獲的更高的市場認同的價格2-3倍；
9.避免了因媒體曝光后，民眾出現(xiàn)對禽蛋產(chǎn)業(yè)的巨大不信任風險。

參考文獻： 1. Colas B., F. Sauvageot, J.P. Harscoat and B. Sauveur. 1979. Proteines alimentaires et qualite de l’oeuf. II.-
2. Influence de la nature des proteines destribuees aux poules sur les caracteristiques sensorielles de l’oeuf et la teneur en acides amines libres du jaune. Ann. Zootech. (Paris) 28:297-314.3. Elwinger K., A. Lignell, and M. Wilhelmson. 1997. Astaxanthin rich algal meal (Haematococcus pluvialis) as carotenoid source in feed for laying hens. In, Proceedings of the VII European Symposium on the Quality of Eggs and Egg Products. Poznan, Poland. pp. 52-59. 4. Gadd, John. The Pig Pen. 1997. Life without antibiotics? Vol. 4(2): 1-3. 5. Inborr J. 1998. Haematococcus, The Poultry Pigmentor. Feed Mix. Volume 6, Number 2. 31-34. 6. Inborr J. and A. Lignell. 1997. Proceedings of XIII European Symposium on Poultry Meat Qual. Poznan, Poland. Lee K.S., S.P. Meyers and J.A. Hebert. Evaluation of crawfish astaxanthin as a natural red pigmenter of egg yolk SPSS abstracts, pp 177-178. 7. Nells H.J.C.F. and A.P. De Leenheer. 1983. Isocratic nonaqueous reversed-phase liquid chromatography of carotenoids. Anal. Chem. 55:27-275. 8. Nelson T.S. 1966. Feed pigments 1. The Japanese quail as an assay animal for feed pigments. Poultry Sci.45:747-753. 9. platensis as yolk pigmenting agents. Poultry Science. 73:1282. Experientia. 39:1077.