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文章作者：佚名
文章来源：国家饲料工程技术研究中心
文章点击数： 160 更新时间：2007-11-9 |
我国现已成为世界上名副其实的饲料工业和畜牧业生产大国。随着饲料工业的核心—饲料添加剂饲的迅猛发展，饲料着色剂作为添加剂中的一员也备受关注，其主要用于可改善家禽、水产动物的皮肤、鸟类的蛋黄、肌肉和与羽毛的颜色、提高观赏鱼类、鸟类的观赏性；提高畜产品的商品价值，满足消费者的消费心理；另外还可以对水产动物进行视觉刺激，增进摄食；在饲料生产中改变饲料的色泽，以掩盖某些饲料原料(如菜籽饼粕等) 的不良颜色[1]。使畜产品和饲料更迎合用户的需求，提高市场竞争力。因此，饲料着色剂的研究和开发有广泛的现实意义。
1饲料着色剂的种类
动物体内不能合成色素，只能从饲料中得到，目前添加到饲料中的着色剂有两种：一类是天然着色剂，是从动植物和微生物中提取或加工而成的类胡萝卜素及其衍生物，其基本颜色为黄色至红色。主要有万寿菊花色素衍生物和辣椒色素衍生物。另一类为化学合成的类胡萝卜素，类胡萝卜素又分为胡萝卜素和叶黄素[2]。胡萝卜素在肠壁细胞内及肝脏中可转化为维生素，但其色素沉积能力较小。叶黄素类化合物含有：黄体素（叶黄素），对动物皮肤及蛋黄着色效果好；玉米黄素着色效果也较好。隐黄素着色效果差，柑桔黄素和虾黄素与蛋白质结合时为蓝色，一经煮熟后结合键被破坏，此时呈红色。在动物体内真正起着色作用的色素是黄体素和玉米黄素，一般黄体素对脂肪组织的着色效果好，玉米黄素对皮肤着色效果好，叶黄素在动物体内无营养价值，只起着色作用。
1.1饲料中的营养型天然色素
饲料中天然色素种类很多，但与营养有关的主要有如下3类：
(1)吡咯衍生物。此衍生物属于4个吡咯环的α-碳原子通过次甲基相连而成的一类复杂共轭体系，通常称卟吩，中间有金属原子以共价键或配位键与之相结合。包括叶绿素和血红素。其中叶绿素为一切绿色植物的绿色来源，是绿色植物细胞叶绿体中的一种色素。由于叶绿素不稳定，易褪色，故常将绿色残存度作为评定牧草品质的感观指标之一。血红素是由1个铁原子与卟啉环构成的铁卟啉吩化合物，生物体内与蛋白质结合共存。
(2)异戊二烯衍生物——类胡萝卜素[3]。该类衍生物是以异戊二烯残基为单元，以共轭键为基础组成的一类色素。包括胡萝卜素类和叶黄素类。胡萝卜素类的结构为共轭多烯烃，可分为α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素及番茄红素4种，其中以β－胡萝卜素最为重要，结构、生理功能与维生素A相似，故称维生素A原。但着色效果较差。叶黄素类的结构为共轭多烯烃的含氧衍生物，以醇、醛、酮、酸的形式存在，可分为：①叶黄素(C40H56O)，化学名称为3,3’-二羟基-α-胡萝卜素，广泛分布在绿色植物和玉米中，着色效果较佳；②玉米黄素(C40H56O), 化学名称同叶黄素，黄色玉米中含量较高；③隐黄素(C40H56O)，化学名称与叶黄素同，主要存在黄玉米与南瓜中；④番茄黄素(C40H56O)，化学名称为3-羟基番茄黄素，番茄中含量高；⑤辣椒红素(C40H56O)，主要存在红辣椒中，着色效果较好；⑥柑橘黄素(C40H56O)，化学名称为5，8环氧β-胡萝卜素，主要存在柑橘皮中，着色效果较好；⑦虾黄素(C40H52O)，化学名称为3,3’-二羟基－4,4’二酮-β-胡萝卜素，主要存在虾、蟹、牡蛎、昆虫等动物体内，与蛋白质结合时呈蓝色(虾青素)，煮熟后因蛋白变性，被氧化成虾红素(即4,4’，3,3’－四酮-β-胡萝卜素)，对虾、蟹及鱼类着色效果较好；⑧茜草色素，存在于蕈类和鳟鱼中，具有较佳着色效果。
(3)多酚类色素(又称苯骈吡喃衍生物)。结构中最基本的母核是苯环和γ-吡喃环。自然界常见的有花青素、黄酮素和儿茶素。由于三者具相同碳架，苯环上有2个或2个以上羟基，故同为植物性饲料中的水溶性色素，但对动物产品无着色效应。其中有的属营养物质如芦丁，有的属抗营养因子如单宁等。此外，属该类色素的尚有酮类衍生物(红曲色素、姜黄色素)、醌类衍生物(如虫胶色素)和甜菜红素等。
1.2饲料中常用的着色剂
(1)叶黄素[4]。由发酵法生产，为黄色至橙色。主要用于产蛋鸡和肉鸡饲料中， 以增加蛋黄及皮肤、喙、脚胫色泽。利用率及着色效果较人工合成物差。一般鸡饲料中添加10~20g/t。
(2)β-阿朴-8’-胡萝卜酸乙酯为橙黄色着色剂，是应用最为广泛的人工合成着色剂之一，主要用于蛋黄及肉鸡皮肤、喙、脚胫着色。利用率高，色素沉着好，为着色最有效的类胡萝卜素，而且β-阿朴-8’-胡萝卜酸乙酯安全性、 稳定性好。欧美许多国家已批准作为食品添加剂。作为蛋黄和肉鸡着色剂时，饲料中 添加量为0.1~10g/t。随着添加量的增加,蛋黄及肉鸡皮肤等颜色增加，但由于为橙黄色素，若需要深的颜色需与红色色素合用。常与桔黄色素合用以达到橙红色着色效果。此着色剂还有一定维生素A的生理作用。
(3)桔黄色素又称为西班牙芜青色色素或斑蜜黄质，为红色着色剂。 是目前世界上应用最为广泛的着色剂之一，已有40多个国家和地区使用。可由天然物中提取。桔黄色素应用范围很广，可用于蛋黄、皮肤、金丝鸟和红鹤的羽毛，蛙鱼、蹲鱼、金鱼皮肤以及其他玩赏和实验用鱼、鸟等着色。桔黄色素着色效果好，用于蛋黄着色因各国消费者对蛋黄的爱好不同，饲料中的添加量为0.4~4.5g/t不等；用于羽毛着色（红金丝鸟）约为0.01％~0.02％，虹缚鱼为50g/t。
(4)柠檬黄质为强烈的红色色素，也是很好的卵黄、皮肤着色剂，其着色效果与桔黄色素相似。柠檬黄质的应用不如桔黄色素广泛，有一定的维生素A生理功能。
(5)虾红质或称虾黄质、虾青质等[5]。为红色色素，已有工业生产产品投入市场。主要应用于对虾饵料，增加对虾色泽。此外，还可用于畦鱼。蹲鱼、大马哈鱼等饵料，以改善其体色。对于甲壳类所需的虾红质，也可用玉米黄质、β-胡萝卜素代替，这两种类胡萝卜素是虾红质的前体。在体内能转化为虾红质而起到增色作用。
尽管这些着色剂有一定稳定性，但当与其他物质混合后也会受到破坏，一般同VA、VD一样制成稳定的微粒粉剂较好。
2 着色剂在饲料上的应用
饲料色素不仅是判定饲料品质的感观指标之一，而且在一定程度上还影响着动物产品的质量和价值。目前绝大部分饲料着色剂应用于蛋鸡、肉鸡饲料，以改善蛋黄及表皮颜色。其次是应用于有较高经济价值的鲑鱼、鳟鱼、红尼罗鱼、虾及供观赏的金鱼、锦鲤鱼等鱼、虾饵料，以增加其皮肤和肉色，此外，饲料着色剂正逐步应用于玩赏鸟类及其它的一些特种经济动物，以满足人们的需要。由于人工养殖，特别是在高密度集约化养殖和快速生长的条件下，饲料色素不能满足需要，产品色泽变喑[6]。因此，必须在饲料中添加某些着色剂改善产品的色泽，满足消费者的要求，提高产品质量，提高产品的商品价值。
2.1 饲料着色剂在蛋鸡饲料上的应用
目前，饲料着色剂已普遍应用于蛋鸡日粮中。黄色素影响蛋黄颜色，饲料缺乏黄色素，蛋黄变淡，影响鸡蛋的商品感观质量。天然饲料中的叶黄素、胡萝卜素、玉米黄素等黄色色素均可进入蛋黄中[7]。现代养禽业中，在饲料中加入类胡萝卜素，以增加蛋黄感观质量。小麦中不含类胡萝卜素，小麦代替玉米时蛋黄变淡。余有烈等（1997）报道，在日粮中添加2％的紫菜干粉、0.24的红辣椒粉或0.012％的着色剂（洋红1份、桔黄素2份）饲喂10月龄星罗D系母鸡，均可使蛋黄色泽呈深黄色，喂后10天即可见效。胡海英等（1996）也报道，在蛋鸭饲料中添加增色剂，可使96％以上的鸭蛋蛋黄能达到罗氏扇形板的十三级以上。深圳市罗湖区畜牧公司试验结果也表明，每吨饲料中加入50克露康定，对蛋黄着色也有较好着色作用。在含叶黄素12mg/kg的饲料日粮中，添加露康定60mg/kg的饲料,可使鸡蛋蛋黄比色指数从8~10提高到11~14，在玉米一豆饼日粮中添加2~10克/吨，可增加肉鸡的皮肤黄色[8]。饲喂肉鸡含60％黄玉米、75％玉米蛋白粉和5％苜蓿粉的肉鸡饲料，可获得理想的黄橙色皮肤；含10％苜蓿粉的日粮，也可达到蛋黄比色指数11~14。
2.2 饲料着色剂在肉鸡饲料上的应用
在肉鸡饲料中添加着色剂可以提高肉鸡胴体的美观性，提高产品的竞争优势[9]。正常情况下，肉鸡皮肤的黄色大都来自饲料中的类胡萝卜素，这是一种黄色的脂溶性色素，生长期的植物可大量提供[10]。潘穗华等（1994）报道，在肉鸡饲料中添加20mg/kg的胡萝卜素、5mg/kg加丽红、30mg/kg的加丽黄、0.5％的松针膏粉可使鸡胫色度达四级以上的比例均为85％以上，而对照组仅为35％；区毅平等（1994）在肉鸡上市前7天开始，在30~40℃的饮水中每天添加100mg的商品露康定（由1份露康定红、两份露康定黄和微量分散剂组成），连续饮用5天，肉鸡皮肤即呈现出满意的金黄颜色；邵敏等（1996）也报道，松针粉＋玉米蛋白粉和加丽红＋加丽黄，对肉鸡皮肤、脚趾、喙的颜色均有明显改善，且以添加肤黄素300mg/kg或加丽黄40mg/kg＋加丽素红10mg/kg的效果最好。另据罗氏化学有限公司的调查研究资料,中国肉鸡胴体色泽一般以3~4度(罗氏单位) 、脚胫6~7度为宜。通常我们在肉用仔鸡饲料中添加4 %~6 %玉米黄粉(粗蛋白质60 %) 基础上,再添加加丽素黄50 mg/ kg、加丽素红15 mg/ kg，能明显改善肉用仔鸡的肤色,色泽达到3~4 度(罗氏单位)，脚胫着色7~9 度以上,取得较好的着色效果,每只鸡色素成本约0.1元,可以在生产中推广应用。
2.3 饲料着色剂在水产饲料上的应用
大量试验表明，在水产动物饵料中添加适量的着色剂可改善其皮肤和肌肉的颜色，提高观赏鱼类的观赏性，提高商品鱼的商品价值[11]。OIsen等(1994)在北极红点鲑饲料中添加0~192mg/kg虾黄素时发现，鱼肉的红色程度与添加量正相关，添加70mg/kg时达色素形成的稳定期。Chouben等(1996)在虹鳟饵料中分别添加l00mg/kg虾黄素、角黄素和从酵母中提取的虾黄素，结果发现，虹鳟肌肉中的类胡萝卜素均有不同程度的升高。由于酵母培养物含丰富的类胡罗卜素、虾青素，是家禽和鲑鱼的潜在着色剂[12]。水解酵母细胞释放的虾青素可被动物完全吸收，可有效地加强鲑鱼、鳟鱼的肉色，使蛋黄颜色加深，提高动物产品的商品价值。Lyons(1983 )研究表明，机械打破、粉碎或喷雾干燥的酵母使动物产品获得满意的着色效果。釜田忠等(1990)也认为，在虹鳟饲料中添加由金盏花花瓣提取的类胡萝卜素(含0.1％的虾青素)，经1个月左右的养殖，鳟鱼的表皮鳞甲变为黄色，颜色极为迷人，肌肉中的虾青素含量增加，同时丰富了鱼的营养成分，使虹鳟鱼肉质更鲜嫩、美味可口。朱秉仁等(1998)在网养虹鳟饵料中添加0.1％的虾红素及10％的食用虾皮，50天后，虹鳟鱼肉呈桔红色，肉质比未着色的鱼更鲜美，可加工成生鱼片食用；在饵料中添加50mg/kg的茜草色素养殖虹鳟2个月，鱼体出现鲜红的颜色，可与天然水域的个体媲美。在饵料中添加0.02％的合成色素—裸甲酮养殖对虾，4周后就有增色效果。
Mori等(1986)用螺旋藻和黄体素油养殖12g的香鱼，结果表明，香鱼不但外皮有色素沉积，皮下组织也有色素沉积，10周后香鱼的体色与天然香鱼接近。向枭[13]等(1997，2000)在红剑尾鱼、珍珠玛丽鱼及花玛丽鱼等观赏鱼养殖中添加50mg/kg的类胡萝卜素能有效地改善鱼的体色，提高其观赏价值；Johnson(1980)将红法夫酵母添加到饵料中，鲑鱼和鲟鱼食用了经破碎细胞壁的红法夫酵母后，虾青素积累在皮肤和肌肉中呈红色。这种鱼富含营养、色泽鲜艳、味道好。Darachai等（1999）用天然虾青素，合成虾青素，不含虾青素及天然饵料的4种食物对不同生长阶段的对虾幼体的抗盐胁迫能力的影响，发现喂天然虾青素的对虾幼体最能忍受低盐胁迫：测是虾体中类有萝卜素含量，发现食用天然虾青素组要高于投喂合成虾青素和无虾青素饲料组。Thuenhan（1990）认为类胡萝卜素是动物体内非酶型的断裂性抗氧化剂。许多研究表明，在机体衰老、患病及炎症过程中，体内自由基增加，而类胡萝卜素能抑制自由基的产生，可以延缓衰老和预防癌症。魏万权等（2003）使用三种商品色素（加丽素®黄、加丽素®红和加丽素®粉红）和含有黄色叶黄素的玉米蛋白粉作为着色的色素来源，探讨了色素对塘虱着色的影响，结果表明饲料中加入加丽素®黄、加丽素®红和加丽素®粉红都能够对塘虱进行有效着色，加丽素®红和加丽素®粉红的着色效果可能更好。为了达到较好着色，饲料中类胡萝卜素色素的有效含量（即阿卜酯、角黄素或虾青素的含量）应不低于50mg/kg，着色时间不低于8周。
3着色剂的其它特殊功能
除着色作用外，部分着色剂（主要是类胡萝卜素类）还具有许多生理功能，它是许多物种包括人类必需的营养成分，在进化中起主要的作用：①抗氧化作用。家禽需要类胡萝卜素用于健康的生长、代谢和繁殖。在生长快速的胚胎期，较高的代谢率产生自由基，自由基会引起分子的氧化损伤。种禽通过将大量储存的类胡萝卜素转移到蛋黄，提供对胚胎的保护以防止这种氧化危险[14]。②类胡萝卜素是VA的来源。一些类胡萝卜素在体内转化为视觉、生长、繁殖、皮肤和粘膜发育及抗感染所必需的VA。对草食动物和素食者而言，这些类胡萝卜素实际上是VA唯一的天然来源。③保护机体免受损伤。辐射、活动性环境或新陈代谢产生的化学物质和感染因子如细菌和真菌，损害细胞和组织，引起疼痛、疾病和过早死亡。类胡萝卜素吸收并反射辐射、终止并清除不需要的化学反应，促进免疫系统功能的作用和解毒过程，增强对疾病的抵抗力，降低肿瘤生长速度，促进伤口愈合。④维持身体功能。类胡萝卜素与细胞膜、蛋白质和酶的特定功能有关，还有助于维持水平衡和细胞呼吸。⑤信息传递。类胡萝卜素是信息传递的关键，没有类胡萝卜素，将不可能有视觉，嗅觉和味觉也将收到损伤。⑥提高繁殖性能。健康的种禽有更多的类胡萝卜素提供给雏禽，储存有足够类胡萝卜素的胚胎有更多的存活机会。类胡萝卜素对早期胚胎的呼吸功能有作用。具有鲜艳喙的雏鸡会被父母优先对待。由于疾病，虚弱或营养缺乏的原因造成的颜色损失与受损的繁殖力相关。⑦参与光合作用。类胡萝卜素与叶绿素一起在光合作用中起重要作用。它们还保护有机分子防止其受到氧化破坏，可以说，没有类胡萝卜素，就没有光合作用，也就没有生命。
4 结语
着色剂作为饲料添加剂的应用满足了人们对食品色泽的要求、动物对色泽的需求以及全球化市场经济的需要。随着集约化养殖体系的形成和畜产品安全标准的逐步完善和提高，天然的着色剂已经远远不能满足市场的需求，所以合成着色剂的开发和应用已成为当今动物营养领域研究的重点。为了保证化学合成色素的安全性，世界卫生组织(WHO) 和联合国粮农组织( FAO)都制定了严格的安全、可溯性强和环保标准[15]。另外，近四十年的实际应用也证实了许多着色剂是安全有效的，它们为满足消费者对产品颜色的需求，增进食欲，提高人们健康水平和生活质量起到了不可或缺的作用。饲料和养殖企业要根据自己的实际情况（原料—动物—市场需求—经济效益）来选择适宜着色剂应用于生产。 |
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