文章作者：佚名 文章來源：國家飼料工程技術研究中心 文章點擊數： 160 更新時間：2007-11-9 |
我國現已成為世界上名副其實的飼料工業和畜牧業生產大國。隨著飼料工業的核心—飼料添加劑飼的迅猛發展，飼料著色劑作為添加劑中的一員也備受關注，其主要用于可改善家禽、水產動物的皮膚、鳥類的蛋黃、肌肉和與羽毛的顏色、提高觀賞魚類、鳥類的觀賞性；提高畜產品的商品價值，滿足消費者的消費心理；另外還可以對水產動物進行視覺刺激，增進攝食；在飼料生產中改變飼料的色澤，以掩蓋某些飼料原料(如菜籽餅粕等) 的不良顏色[1]。使畜產品和飼料更迎合用戶的需求，提高市場競爭力。因此，飼料著色劑的研究和開發有廣泛的現實意義。 1飼料著色劑的種類 動物體內不能合成色素，只能從飼料中得到，目前添加到飼料中的著色劑有兩種：一類是天然著色劑，是從動植物和微生物中提取或加工而成的類胡蘿卜素及其衍生物，其基本顏色為黃色至紅色。主要有萬壽菊花色素衍生物和辣椒色素衍生物。另一類為化學合成的類胡蘿卜素，類胡蘿卜素又分為胡蘿卜素和葉黃素[2]。胡蘿卜素在腸壁細胞內及肝臟中可轉化為維生素，但其色素沉積能力較小。葉黃素類化合物含有：黃體素（葉黃素），對動物皮膚及蛋黃著色效果好；玉米黃素著色效果也較好。隱黃素著色效果差，柑桔黃素和蝦黃素與蛋白質結合時為藍色，一經煮熟后結合鍵被破壞，此時呈紅色。在動物體內真正起著色作用的色素是黃體素和玉米黃素，一般黃體素對脂肪組織的著色效果好，玉米黃素對皮膚著色效果好，葉黃素在動物體內無營養價值，只起著色作用。 1.1飼料中的營養型天然色素 飼料中天然色素種類很多，但與營養有關的主要有如下3類： (1)吡咯衍生物。此衍生物屬于4個吡咯環的α-碳原子通過次甲基相連而成的一類復雜共軛體系，通常稱卟吩，中間有金屬原子以共價鍵或配位鍵與之相結合。包括葉綠素和血紅素。其中葉綠素為一切綠色植物的綠色來源，是綠色植物細胞葉綠體中的一種色素。由于葉綠素不穩定，易褪色，故常將綠色殘存度作為評定牧草品質的感觀指標之一。血紅素是由1個鐵原子與卟啉環構成的鐵卟啉吩化合物，生物體內與蛋白質結合共存。 (2)異戊二烯衍生物——類胡蘿卜素[3]。該類衍生物是以異戊二烯殘基為單元，以共軛鍵為基礎組成的一類色素。包括胡蘿卜素類和葉黃素類。胡蘿卜素類的結構為共軛多烯烴，可分為α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素及番茄紅素4種，其中以β－胡蘿卜素最為重要，結構、生理功能與維生素A相似，故稱維生素A原。但著色效果較差。葉黃素類的結構為共軛多烯烴的含氧衍生物，以醇、醛、酮、酸的形式存在，可分為：①葉黃素(C40H56O)，化學名稱為3,3’-二羥基-α-胡蘿卜素，廣泛分布在綠色植物和玉米中，著色效果較佳；②玉米黃素(C40H56O), 化學名稱同葉黃素，黃色玉米中含量較高；③隱黃素(C40H56O)，化學名稱與葉黃素同，主要存在黃玉米與南瓜中；④番茄黃素(C40H56O)，化學名稱為3-羥基番茄黃素，番茄中含量高；⑤辣椒紅素(C40H56O)，主要存在紅辣椒中，著色效果較好；⑥柑橘黃素(C40H56O)，化學名稱為5，8環氧β-胡蘿卜素，主要存在柑橘皮中，著色效果較好；⑦蝦黃素(C40H52O)，化學名稱為3,3’-二羥基－4,4’二酮-β-胡蘿卜素，主要存在蝦、蟹、牡蠣、昆蟲等動物體內，與蛋白質結合時呈藍色(蝦青素)，煮熟后因蛋白變性，被氧化成蝦紅素(即4,4’，3,3’－四酮-β-胡蘿卜素)，對蝦、蟹及魚類著色效果較好；⑧茜草色素，存在于蕈類和鱒魚中，具有較佳著色效果。 (3)多酚類色素(又稱苯駢吡喃衍生物)。結構中最基本的母核是苯環和γ-吡喃環。自然界常見的有花青素、黃酮素和兒茶素。由于三者具相同碳架，苯環上有2個或2個以上羥基，故同為植物性飼料中的水溶性色素，但對動物產品無著色效應。其中有的屬營養物質如蘆丁，有的屬抗營養因子如單寧等。此外，屬該類色素的尚有酮類衍生物(紅曲色素、姜黃色素)、醌類衍生物(如蟲膠色素)和甜菜紅素等。 1.2飼料中常用的著色劑 (1)葉黃素[4]。由發酵法生產，為黃色至橙色。主要用于產蛋雞和肉雞飼料中， 以增加蛋黃及皮膚、喙、腳脛色澤。利用率及著色效果較人工合成物差。一般雞飼料中添加10~20g/t。 (2)β-阿樸-8’-胡蘿卜酸乙酯為橙黃色著色劑，是應用最為廣泛的人工合成著色劑之一，主要用于蛋黃及肉雞皮膚、喙、腳脛著色。利用率高，色素沉著好，為著色最有效的類胡蘿卜素，而且β-阿樸-8’-胡蘿卜酸乙酯安全性、 穩定性好。歐美許多國家已批準作為食品添加劑。作為蛋黃和肉雞著色劑時，飼料中 添加量為0.1~10g/t。隨著添加量的增加,蛋黃及肉雞皮膚等顏色增加，但由于為橙黃色素，若需要深的顏色需與紅色色素合用。常與桔黃色素合用以達到橙紅色著色效果。此著色劑還有一定維生素A的生理作用。 (3)桔黃色素又稱為西班牙蕪青色色素或斑蜜黃質，為紅色著色劑。 是目前世界上應用最為廣泛的著色劑之一，已有40多個國家和地區使用。可由天然物中提取。桔黃色素應用范圍很廣，可用于蛋黃、皮膚、金絲鳥和紅鶴的羽毛，蛙魚、蹲魚、金魚皮膚以及其他玩賞和實驗用魚、鳥等著色。桔黃色素著色效果好，用于蛋黃著色因各國消費者對蛋黃的愛好不同，飼料中的添加量為0.4~4.5g/t不等；用于羽毛著色（紅金絲鳥）約為0.01％~0.02％，虹縛魚為50g/t。 (4)檸檬黃質為強烈的紅色色素，也是很好的卵黃、皮膚著色劑，其著色效果與桔黃色素相似。檸檬黃質的應用不如桔黃色素廣泛，有一定的維生素A生理功能。 (5)蝦紅質或稱蝦黃質、蝦青質等[5]。為紅色色素，已有工業生產產品投入市場。主要應用于對蝦餌料，增加對蝦色澤。此外，還可用于畦魚。蹲魚、大馬哈魚等餌料，以改善其體色。對于甲殼類所需的蝦紅質，也可用玉米黃質、β-胡蘿卜素代替，這兩種類胡蘿卜素是蝦紅質的前體。在體內能轉化為蝦紅質而起到增色作用。 盡管這些著色劑有一定穩定性，但當與其他物質混合后也會受到破壞，一般同VA、VD一樣制成穩定的微粒粉劑較好。 2 著色劑在飼料上的應用 飼料色素不僅是判定飼料品質的感觀指標之一，而且在一定程度上還影響著動物產品的質量和價值。目前絕大部分飼料著色劑應用于蛋雞、肉雞飼料，以改善蛋黃及表皮顏色。其次是應用于有較高經濟價值的鮭魚、鱒魚、紅尼羅魚、蝦及供觀賞的金魚、錦鯉魚等魚、蝦餌料，以增加其皮膚和肉色，此外，飼料著色劑正逐步應用于玩賞鳥類及其它的一些特種經濟動物，以滿足人們的需要。由于人工養殖，特別是在高密度集約化養殖和快速生長的條件下，飼料色素不能滿足需要，產品色澤變喑[6]。因此，必須在飼料中添加某些著色劑改善產品的色澤，滿足消費者的要求，提高產品質量，提高產品的商品價值。 2.1 飼料著色劑在蛋雞飼料上的應用 目前，飼料著色劑已普遍應用于蛋雞日糧中。黃色素影響蛋黃顏色，飼料缺乏黃色素，蛋黃變淡，影響雞蛋的商品感觀質量。天然飼料中的葉黃素、胡蘿卜素、玉米黃素等黃色色素均可進入蛋黃中[7]。現代養禽業中，在飼料中加入類胡蘿卜素，以增加蛋黃感觀質量。小麥中不含類胡蘿卜素，小麥代替玉米時蛋黃變淡。余有烈等（1997）報道，在日糧中添加2％的紫菜干粉、0.24的紅辣椒粉或0.012％的著色劑（洋紅1份、桔黃素2份）飼喂10月齡星羅D系母雞，均可使蛋黃色澤呈深黃色，喂后10天即可見效。胡海英等（1996）也報道，在蛋鴨飼料中添加增色劑，可使96％以上的鴨蛋蛋黃能達到羅氏扇形板的十三級以上。深圳市羅湖區畜牧公司試驗結果也表明，每噸飼料中加入50克露康定，對蛋黃著色也有較好著色作用。在含葉黃素12mg/kg的飼料日糧中，添加露康定60mg/kg的飼料,可使雞蛋蛋黃比色指數從8~10提高到11~14，在玉米一豆餅日糧中添加2~10克/噸，可增加肉雞的皮膚黃色[8]。飼喂肉雞含60％黃玉米、75％玉米蛋白粉和5％苜蓿粉的肉雞飼料，可獲得理想的黃橙色皮膚；含10％苜蓿粉的日糧，也可達到蛋黃比色指數11~14。 2.2 飼料著色劑在肉雞飼料上的應用 在肉雞飼料中添加著色劑可以提高肉雞胴體的美觀性，提高產品的競爭優勢[9]。正常情況下，肉雞皮膚的黃色大都來自飼料中的類胡蘿卜素，這是一種黃色的脂溶性色素，生長期的植物可大量提供[10]。潘穗華等（1994）報道，在肉雞飼料中添加20mg/kg的胡蘿卜素、5mg/kg加麗紅、30mg/kg的加麗黃、0.5％的松針膏粉可使雞脛色度達四級以上的比例均為85％以上，而對照組僅為35％；區毅平等（1994）在肉雞上市前7天開始，在30~40℃的飲水中每天添加100mg的商品露康定（由1份露康定紅、兩份露康定黃和微量分散劑組成），連續飲用5天，肉雞皮膚即呈現出滿意的金黃顏色；邵敏等（1996）也報道，松針粉＋玉米蛋白粉和加麗紅＋加麗黃，對肉雞皮膚、腳趾、喙的顏色均有明顯改善，且以添加膚黃素300mg/kg或加麗黃40mg/kg＋加麗素紅10mg/kg的效果最好。另據羅氏化學有限公司的調查研究資料,中國肉雞胴體色澤一般以3~4度(羅氏單位) 、腳脛6~7度為宜。通常我們在肉用仔雞飼料中添加4 %~6 %玉米黃粉(粗蛋白質60 %) 基礎上,再添加加麗素黃50 mg/ kg、加麗素紅15 mg/ kg，能明顯改善肉用仔雞的膚色,色澤達到3~4 度(羅氏單位)，腳脛著色7~9 度以上,取得較好的著色效果,每只雞色素成本約0.1元,可以在生產中推廣應用。 2.3 飼料著色劑在水產飼料上的應用 大量試驗表明，在水產動物餌料中添加適量的著色劑可改善其皮膚和肌肉的顏色，提高觀賞魚類的觀賞性，提高商品魚的商品價值[11]。OIsen等(1994)在北極紅點鮭飼料中添加0~192mg/kg蝦黃素時發現，魚肉的紅色程度與添加量正相關，添加70mg/kg時達色素形成的穩定期。Chouben等(1996)在虹鱒餌料中分別添加l00mg/kg蝦黃素、角黃素和從酵母中提取的蝦黃素，結果發現，虹鱒肌肉中的類胡蘿卜素均有不同程度的升高。由于酵母培養物含豐富的類胡羅卜素、蝦青素，是家禽和鮭魚的潛在著色劑[12]。水解酵母細胞釋放的蝦青素可被動物完全吸收，可有效地加強鮭魚、鱒魚的肉色，使蛋黃顏色加深，提高動物產品的商品價值。Lyons(1983 )研究表明，機械打破、粉碎或噴霧干燥的酵母使動物產品獲得滿意的著色效果。釜田忠等(1990)也認為，在虹鱒飼料中添加由金盞花花瓣提取的類胡蘿卜素(含0.1％的蝦青素)，經1個月左右的養殖，鱒魚的表皮鱗甲變為黃色，顏色極為迷人，肌肉中的蝦青素含量增加，同時豐富了魚的營養成分，使虹鱒魚肉質更鮮嫩、美味可口。朱秉仁等(1998)在網養虹鱒餌料中添加0.1％的蝦紅素及10％的食用蝦皮，50天后，虹鱒魚肉呈桔紅色，肉質比未著色的魚更鮮美，可加工成生魚片食用；在餌料中添加50mg/kg的茜草色素養殖虹鱒2個月，魚體出現鮮紅的顏色，可與天然水域的個體媲美。在餌料中添加0.02％的合成色素—裸甲酮養殖對蝦，4周后就有增色效果。 Mori等(1986)用螺旋藻和黃體素油養殖12g的香魚，結果表明，香魚不但外皮有色素沉積，皮下組織也有色素沉積，10周后香魚的體色與天然香魚接近。向梟[13]等(1997，2000)在紅劍尾魚、珍珠瑪麗魚及花瑪麗魚等觀賞魚養殖中添加50mg/kg的類胡蘿卜素能有效地改善魚的體色，提高其觀賞價值；Johnson(1980)將紅法夫酵母添加到餌料中，鮭魚和鱘魚食用了經破碎細胞壁的紅法夫酵母后，蝦青素積累在皮膚和肌肉中呈紅色。這種魚富含營養、色澤鮮艷、味道好。Darachai等（1999）用天然蝦青素，合成蝦青素，不含蝦青素及天然餌料的4種食物對不同生長階段的對蝦幼體的抗鹽脅迫能力的影響，發現喂天然蝦青素的對蝦幼體最能忍受低鹽脅迫：測是蝦體中類有蘿卜素含量，發現食用天然蝦青素組要高于投喂合成蝦青素和無蝦青素飼料組。Thuenhan（1990）認為類胡蘿卜素是動物體內非酶型的斷裂性抗氧化劑。許多研究表明，在機體衰老、患病及炎癥過程中，體內自由基增加，而類胡蘿卜素能抑制自由基的產生，可以延緩衰老和預防癌癥。魏萬權等（2003）使用三種商品色素（加麗素®黃、加麗素®紅和加麗素®粉紅）和含有黃色葉黃素的玉米蛋白粉作為著色的色素來源，探討了色素對塘虱著色的影響，結果表明飼料中加入加麗素®黃、加麗素®紅和加麗素®粉紅都能夠對塘虱進行有效著色，加麗素®紅和加麗素®粉紅的著色效果可能更好。為了達到較好著色，飼料中類胡蘿卜素色素的有效含量（即阿卜酯、角黃素或蝦青素的含量）應不低于50mg/kg，著色時間不低于8周。 3著色劑的其它特殊功能 除著色作用外，部分著色劑（主要是類胡蘿卜素類）還具有許多生理功能，它是許多物種包括人類必需的營養成分，在進化中起主要的作用：①抗氧化作用。家禽需要類胡蘿卜素用于健康的生長、代謝和繁殖。在生長快速的胚胎期，較高的代謝率產生自由基，自由基會引起分子的氧化損傷。種禽通過將大量儲存的類胡蘿卜素轉移到蛋黃，提供對胚胎的保護以防止這種氧化危險[14]。②類胡蘿卜素是VA的來源。一些類胡蘿卜素在體內轉化為視覺、生長、繁殖、皮膚和粘膜發育及抗感染所必需的VA。對草食動物和素食者而言，這些類胡蘿卜素實際上是VA唯一的天然來源。③保護機體免受損傷。輻射、活動性環境或新陳代謝產生的化學物質和感染因子如細菌和真菌，損害細胞和組織，引起疼痛、疾病和過早死亡。類胡蘿卜素吸收并反射輻射、終止并清除不需要的化學反應，促進免疫系統功能的作用和解毒過程，增強對疾病的抵抗力，降低腫瘤生長速度，促進傷口愈合。④維持身體功能。類胡蘿卜素與細胞膜、蛋白質和酶的特定功能有關，還有助于維持水平衡和細胞呼吸。⑤信息傳遞。類胡蘿卜素是信息傳遞的關鍵，沒有類胡蘿卜素，將不可能有視覺，嗅覺和味覺也將收到損傷。⑥提高繁殖性能。健康的種禽有更多的類胡蘿卜素提供給雛禽，儲存有足夠類胡蘿卜素的胚胎有更多的存活機會。類胡蘿卜素對早期胚胎的呼吸功能有作用。具有鮮艷喙的雛雞會被父母優先對待。由于疾病，虛弱或營養缺乏的原因造成的顏色損失與受損的繁殖力相關。⑦參與光合作用。類胡蘿卜素與葉綠素一起在光合作用中起重要作用。它們還保護有機分子防止其受到氧化破壞，可以說，沒有類胡蘿卜素，就沒有光合作用，也就沒有生命。 4 結語 著色劑作為飼料添加劑的應用滿足了人們對食品色澤的要求、動物對色澤的需求以及全球化市場經濟的需要。隨著集約化養殖體系的形成和畜產品安全標準的逐步完善和提高，天然的著色劑已經遠遠不能滿足市場的需求，所以合成著色劑的開發和應用已成為當今動物營養領域研究的重點。為了保證化學合成色素的安全性，世界衛生組織(WHO) 和聯合國糧農組織( FAO)都制定了嚴格的安全、可溯性強和環保標準[15]。另外，近四十年的實際應用也證實了許多著色劑是安全有效的，它們為滿足消費者對產品顏色的需求，增進食欲，提高人們健康水平和生活質量起到了不可或缺的作用。飼料和養殖企業要根據自己的實際情況（原料—動物—市場需求—經濟效益）來選擇適宜著色劑應用于生產。 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