類胡蘿卜素功能性飼料，在養(yǎng)蝦中生長促進(jìn)與色素沉積機制解析！

當(dāng)前全球水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)面臨飼料成本攀升與養(yǎng)殖利潤壓縮的雙重壓力。以南美白對蝦為例，其作為全球產(chǎn)量最高的經(jīng)濟(jì)蝦類之一，飼料成本占養(yǎng)殖總成本的60%-70%；同時，消費者對蝦體色澤（偏好橙紅色）、肉質(zhì)風(fēng)味及抗病性的需求升級，倒逼行業(yè)從“數(shù)量型”向“質(zhì)量型”轉(zhuǎn)型。功能性飼料添加劑成為破解這一矛盾的核心路徑，其中藻類與類胡蘿卜素因天然屬性、多重生理功能，成為近年來的研究熱點。

類胡蘿卜素是一類廣泛存在于植物、藻類及微生物中的天然脂溶性色素，主要呈現(xiàn)橙、黃、紅三色，在水生生物體內(nèi)具有不可替代的生理作用：

一是色素沉著功能，直接決定蝦體外觀商品價值，因南美白對蝦自身缺乏類胡蘿卜素合成所需的關(guān)鍵酶（如八氫番茄紅素合成酶），必須通過飼料外源攝入；

二是抗氧化作用，可清除體內(nèi)過量活性氧（ROS），減輕養(yǎng)殖環(huán)境脅迫（如氨氮、亞硝酸鹽）造成的氧化損傷；

三是免疫調(diào)節(jié)功能，能增強對蝦血淋巴細(xì)胞活性、提升溶菌酶與酚氧化酶活性，降低白斑綜合征病毒（WSSV）、弧菌等病害的感染風(fēng)險。

盡管已有研究證實藻類或類胡蘿卜素添加劑可改善對蝦生長與色素沉積，但不同藻類種類、類胡蘿卜素化學(xué)形式（游離態(tài)/酯態(tài)）與對蝦組織沉積效率的關(guān)聯(lián)機制尚未明確，這制約了功能性飼料配方的精準(zhǔn)優(yōu)化。基于此，Liu等人（2025）開展了針對性研究，旨在闡明類胡蘿卜素在南美白對蝦體內(nèi)的吸收、分布規(guī)律，為高效功能性飼料研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

一、材料與方法：嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計保障研究可靠性

1、試驗生物與飼養(yǎng)環(huán)境：

試驗蝦來源：選取健康、規(guī)格均勻的南美白對蝦蝦苗，經(jīng)水產(chǎn)養(yǎng)殖實驗室曝氣循環(huán)水系統(tǒng)馴化14天（適應(yīng)期），期間維持水溫28±1℃、鹽度25±2‰、pH 7.8-8.2、溶解氧（DO）≥5mg/L，確保蝦苗適應(yīng)人工養(yǎng)殖環(huán)境。

正式試驗設(shè)置：適應(yīng)期結(jié)束后，將蝦苗轉(zhuǎn)移至流水式海水養(yǎng)殖系統(tǒng)（單缸有效水體250L，玻璃纖維缸規(guī)格400L），試驗周期8周。共選用540尾對蝦，平均初始體重2.60±0.20g，隨機分為18個試驗單元，每缸30尾，保證每組試驗的重復(fù)性與統(tǒng)計有效性。

2、試驗飼料配方設(shè)計：

試驗設(shè)置1個基礎(chǔ)對照組（未添加類胡蘿卜素）與5個試驗組，各組飼料均以魚粉、豆粕為主要蛋白源（粗蛋白含量40%）、魚油+豆油為脂肪源（粗脂肪含量8%），確保基礎(chǔ)營養(yǎng)滿足對蝦生長需求；差異僅在于功能性添加劑，具體如下：

對照組（CK）：基礎(chǔ)飼料，無類胡蘿卜素添加；

試驗組1（SJ）：基礎(chǔ)飼料+粳糖（藻類來源，含天然類胡蘿卜素）；

試驗組2（SF）：基礎(chǔ)飼料+梭形馬尾藻（褐藻，富含巖藻黃質(zhì)等）；

試驗組3（NH）：基礎(chǔ)飼料+紅藻（如壇紫菜，含藻紅蛋白及游離類胡蘿卜素）；

試驗組4（ZT）：基礎(chǔ)飼料+0.1%純玉米黃質(zhì)（類胡蘿卜素單體，游離態(tài)）；

試驗組5（FX）：基礎(chǔ)飼料+0.1%純巖藻黃質(zhì)（類胡蘿卜素單體，游離態(tài)）。

每組飼料設(shè)置3個重復(fù)缸，投喂量為蝦體體重的3%-5%，并根據(jù)攝食情況實時調(diào)整，避免飼料浪費與水質(zhì)污染。

3、樣本采集與檢測方法

樣本采集：試驗結(jié)束后，每缸隨機選取3尾對蝦，禁食24h后解剖，分離肌肉、外殼（皮質(zhì)）、肝胰腺3種關(guān)鍵組織，液氮速凍后-80℃保存，用于后續(xù)分析。

檢測技術(shù)：采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（UPLC-MS） 分析組織中類胡蘿卜素含量與形態(tài)（游離態(tài)/酯態(tài)）——該技術(shù)相較于傳統(tǒng)高效液相色譜（HPLC），分辨率提升3-5倍，檢測限低至0.01μg/g，可精準(zhǔn)量化微量類胡蘿卜素；同時采用氣相色譜（GC）分析組織脂肪酸組成，探究類胡蘿卜素與脂肪酸（促進(jìn)脂溶性色素吸收）的協(xié)同作用。

二、結(jié)果與分析：核心發(fā)現(xiàn)揭示作用機制

1、對蝦生長性能的改善效應(yīng)：

所有5個試驗組（SJ、SF、NH、ZT、FX）的對蝦終末體重、特定生長率（SGR）均顯著高于對照組（P<0.05），表明藻類與類胡蘿卜素添加劑可通過兩種途徑促進(jìn)生長：一是緩解養(yǎng)殖環(huán)境中的氧化應(yīng)激，減少能量消耗；二是提升腸道消化酶活性（如蛋白酶、脂肪酶），促進(jìn)基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。其中，NH組（紅藻）與ZT組（玉米黃質(zhì)）的生長性能最優(yōu)，終末體重較對照組提升18.2%-20.5%，特定生長率提升0.15-0.18d。

2、類胡蘿卜素的組織沉積規(guī)律：

沉積部位差異：相關(guān)性分析顯示，飼料中類胡蘿卜素含量與對蝦組織中積累量呈顯著正相關(guān)（R2=0.82-0.88，P<0.01），且外殼是類胡蘿卜素的主要沉積場所（占總積累量的65%-72%），其次是肝胰腺（20%-25%），肌肉中沉積量最低（5%-8%）。這一結(jié)果與商品對蝦的品質(zhì)需求高度契合——外殼色澤直接決定市場售價，而肌肉中低沉積量不影響肉質(zhì)風(fēng)味。

添加劑效果排序：不同試驗組的組織類胡蘿卜素積累量排序為：NH組（紅藻）>ZT組（玉米黃質(zhì)）>FX組（巖藻黃質(zhì)）>SF組（梭形馬尾藻）>SJ組（粳糖）。其中，NH組外殼類胡蘿卜素含量達(dá)12.8±1.5μg/g，較對照組（1.2±0.3μg/g）提升9.7倍，證實紅藻中的類胡蘿卜素（如β-胡蘿卜素、藻藍(lán)素）具有更高的生物利用度。

圖1：飼料與白蝦類胡蘿卜素含量的Pearson相關(guān)性分析。

3、類胡蘿卜素的存在形態(tài)與調(diào)控機制：

研究首次明確，南美白對蝦體內(nèi)類胡蘿卜素的積累主要以兩種形態(tài)存在：游離類胡蘿卜素與蝦青素酯（由游離類胡蘿卜素與脂肪酸酯化形成）。其中，肝胰腺中以游離態(tài)為主（占比60%-65%），外殼中以蝦青素酯為主（占比75%-80%）——這一發(fā)現(xiàn)揭示了色素沉積的關(guān)鍵機制：肝胰腺作為類胡蘿卜素的“代謝中轉(zhuǎn)站”，將攝入的游離類胡蘿卜素部分酯化，形成更穩(wěn)定的蝦青素酯，再轉(zhuǎn)運至外殼沉積，從而實現(xiàn)持久的色澤呈現(xiàn)。

進(jìn)一步分析表明，NH組（紅藻）與ZT組（玉米黃質(zhì)）不僅能提升類胡蘿卜素總積累量，還能促進(jìn)游離態(tài)向蝦青素酯的轉(zhuǎn)化（外殼中蝦青素酯占比達(dá)78%-80%），這也是其改善外殼色澤效果更優(yōu)的核心原因。

三、研究價值與未來方向：

1、實際應(yīng)用價值：

本研究為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)功能性飼料的研發(fā)提供了明確的技術(shù)導(dǎo)向：一是優(yōu)選添加劑種類，紅藻與玉米黃質(zhì)可作為高效類胡蘿卜素來源，在降低添加成本的同時（紅藻可通過規(guī)模化養(yǎng)殖獲取，成本較純蝦青素低40%-50%），最大化對蝦的生長性能與商品品質(zhì)；

二是優(yōu)化配方設(shè)計，可通過調(diào)控飼料中脂肪酸組成（如增加亞麻酸、EPA含量），促進(jìn)類胡蘿卜素的酯化與沉積，進(jìn)一步提升效果。

2、后續(xù)研究重點：

未來研究將圍繞“類胡蘿卜素代謝機制”展開，核心方向包括：

⑴、解析對蝦體內(nèi)類胡蘿卜素的生物合成途徑，明確關(guān)鍵代謝酶（如β-胡蘿卜素羥化酶、酯化酶）的基因表達(dá)規(guī)律，為通過基因編輯或營養(yǎng)調(diào)控提升代謝效率提供靶點；

⑵、探究藻類中其他活性成分（如多糖、多酚）與類胡蘿卜素的協(xié)同作用，開發(fā)“類胡蘿卜素+活性多糖”的復(fù)合添加劑，同時提升對蝦的色素沉著、抗病性與抗逆性；

⑶、開展規(guī)模化養(yǎng)殖試驗，驗證紅藻與玉米黃質(zhì)飼料在實際池塘中的應(yīng)用效果，制定可落地的精準(zhǔn)營養(yǎng)策略，推動水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向“綠色、高效、高值”轉(zhuǎn)型。

四、結(jié)論：

Liu等人（2025）的研究證實，藻類（尤其是紅藻）與類胡蘿卜素（尤其是玉米黃質(zhì)）作為功能性飼料添加劑，可明顯改善南美白對蝦的生長性能與外殼色素沉積，其核心機制在于提升類胡蘿卜素的生物利用度，并促進(jìn)游離態(tài)向穩(wěn)定的蝦青素酯轉(zhuǎn)化。該研究不僅填補了“藻類-類胡蘿卜素-蝦體沉積”關(guān)聯(lián)機制的研究空白，更為解決當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料成本高、產(chǎn)品品質(zhì)不均的問題提供了科學(xué)方案，具有重要的理論與實踐意義。