作者：海一(厦门)生物科技有限公司 周启良
近年来，我国水产养殖行业发展迅速，产量也逐年增加，伴随着病害问题也非常严重。成本和经济效益的压力下，养殖密度和产量逐渐加大，水环境的问题日渐突出，污染严重、溶氧不足、病害频发等问题一直困扰着每一位养殖从业者。
为了解决各种养殖的问题，水质改良产品逐渐成为大家关注的重点，从菌制剂到底改都是为了保持环境的稳定，减少对水产动物的应激压力。由于水产养殖的特殊性，受外界影响的因素很多，温度、气压、降水等都会让水体中的菌、藻、虫等发生变化。随着气候的异常频率增加，养殖水体的稳定越来越变得不可控，如何稳定环境减少应激一直是一个业内难题，研究发现应激的危害根源是，肌体受到环境压迫而产生氧化性的自由基。
一、什么是自由基，有什么危害？
自由基，化学上也称为“游离基”。是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。主要来源于辐射分解、细胞正常代谢、药物的使用、溶氧不足或吞噬细胞被激活或被病毒感染等情况下环境都会引起自由基的产生和释放。在正常情况下，动物体内自由基的产生和清除都处于动态平衡状态。自身的免疫保护系统会调节肌体避免受到伤害。
水体环境较为复杂,因受到其他水生生物和农耕等各方面影响,水体环境易发生变化,如温度的改变、溶氧不足或过饱和、盐度和pH的剧烈变化、金属离子污染、有毒有害物质产生、药物使用不当等,这些因素都极易诱导鱼、虾体内自由基产生,导致自由基积累,抗氧化系统清除能力降低,进一步导致氧化应激的产生,影响其生长,诱发多种疾病产生,甚至出现死亡,降低经济效益。
当体内自由基的含量超出过自身系统的清除能力时，会引发各种疾病：
1、自由基与脂质反应时，可引起膜通透性增强、线粒体膨胀、溶酶体酶的释放、酶的失活等损伤，从而导致细胞膜的结构和功能改变，出现细胞的变性和坏死。直接表现为鱼虾的红细胞携氧能力减弱，耐低氧能力降低；大量能量消耗用于抵御自由基的侵害生长减慢；细胞活性降低，免疫能力下降。
2、自由基与血液中的脂蛋白反应时，会使脂蛋白粘连在一起，沉附于血管壁上，导致血管粥样硬化。自由基与不饱和脂肪酶蛋白和血红蛋白反应时，会使水产动物出现溶血症。水产动物上表现为，红细胞变脆，弹性降低，自身免疫能力下降。自由基通过血液循环影响到其它内脏器官尤其是肝脏内一些酶的活性,导致肝功能损伤。
3、自由基与多糖反应的损伤：可以作用在细胞膜上引起细胞多糖被破坏，导致细胞自溶。水产动物上体现为肝脏萎缩、肠道变细等症状。
4、自由基与核酸反应时，活性氧自由基可以直接损伤DNA、RNA，也会通过脂质过氧化间接影响生物肌体。严重时会引起生物遗传信息的改变。水产动物育苗的时候体现的明显，幼体畸形增多，变态过程中成活率降低等。
二、清除自由基的手段
对肌体有伤害的自由基都与氧化性强的物质有关，自由基对肌体的伤害就是一个氧化过程，清除自由基损害的关键就是抗氧化。
水产动物的生命活动都需要氧的参与，正常情况下，水产动物体内自由基的产生与代谢处于动态平衡，通过动物自身免疫系统调节来实现，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和其它一些非特异性抗氧化酶。我们在强化自身的抗氧化同时也从外源饲料中添加营养物质来加强水产动物的抗氧化能力。包括维生素C、维生素E、谷胱甘肽、类胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。
三、虾青素的来源和差异
虾青素是一种非维生素A源的类胡萝卜素，天然存在于虾、蟹、鱼、藻体、酵母和鸟类的羽毛中。动物自身并不能形成“虾青素”。在自然界中，“虾青素”主要是由藻类、细菌和浮游植物产生。水产动物吃下大量藻类和浮游植物后，“虾青素”会在动物体内富集，使体色艳丽。虾青素具有很强的抗氧化能力，功效是维生素E的500倍，维生素C的6000倍，能够高效清除体内的自由基，间接增强肌体的免疫功能。主要的来源有人工合成及生物提取。
虾青素的3种构架
合成虾青素的稳定性和抗氧化活性也比天然虾青素低。合成虾青素以游离态存在，必须要进行包埋才能稳定。由于只有1/4左右的左旋结构，因此其抗氧化性也只有天然的1/4左右。化学手段的合成过程中难免引入其他杂质化学物质，存在安全性风险；且适口性和吸收率较差。因此建议使用生物源虾青素。
天然虾青素的生物来源有3个渠道：
1、水产品加工剩下的虾壳等废弃物中提取，由于虾青素含量较低，且提取费用较高，不适于进行大规模生产。
2、红法夫酵母提取的虾青素，可以工业化生产，工艺相对容易，生产速度快，类胡萝卜素的含量占到46%以上，同时细胞中在含有蛋白质、维生素和大量的不饱和脂肪酸。
3、雨生红球藻中提取的虾青素，因为平均有效含量高达3%，雨生红球藻被看作是虾青素的“浓缩品”。 雨生红球藻的培育不易，受限制于多种条件因素。在水产养殖上应用较少。更多在人用药品、保健品和化妆品上。现在工艺改进也在逐步使用在水产动物上面。
虾青素粉
四、虾青素的功能
虾青素的生理功能十分强大，具有抗氧化抗癌变、增强免疫力和显色等作用，决定了虾青素在水产中具有广泛的市场前景。
在水产动物方面主要体现在：
1、抗氧化性：
虾青素同维生素E一样是一种强大的抗氧化剂，它能有效的淬灭单态氧清除自由基，起到抗氧化的作用。可以避免细胞内的蛋白质被氧化，避免DNA突变发生。
2、水产动物增色作用：
虾青素是水产动物重要的色素物质，龙虾、三文鱼等肉色红润就是大量虾青素的作用。与饲料中添加色素相比，虾青素具有选择性的局部积累能力，头、胸鳍、尾鳍等部位。在观赏鱼上面应用的较多。看起来更自然、颜色更鲜艳。
3、虾青素增强免疫的作用：
研究表明，虾青素可以增强动物的免疫力，提高水产动物对恶劣环境的抵抗力。可以促进免疫蛋白的产生，增加IgG、IgA、IgM的生成，增强体液免疫的过程，提高T细胞的活性。在白对虾对比试验中，虾青素的实验组在弧菌感染试验中，弧菌感染率比参照组低20%。在耐低氧试验中，虾青素实验组的低氧耐受力和恢复需要的时间都明显好于参照组。
4、虾青素提高成活率的作用：
虾青素提高动物成活率上也有明显效果，Christiansen等研究发现当饵料中的虾青素添加量少于1mg/kg时，大西洋鲑鱼鱼苗的存活率不到50%，当虾青素添加充足时，鱼苗存活率可达90%以上。Pan等研究发现，饲料中添加虾青素可以提高对虾的存活率。潘志弘给5日龄草虾的饲料中添加虾青素71.5mg/kg，饲喂56d后，将幼虾浸泡弧菌液中2h，在48h后观察，发现处理组草虾的存活率明显高于对照组。
养殖环境受太多自然因素影响，保持稳定的环境十分困难。现在人们对食品安全越来越重视，减少各种药物使用是大势所趋。在稳定养殖环境的同时，我们也要重视水产动物自身免疫能力，控制合理密度，减少水环境污染。绿水青山，就是金山银山。
（参考文献 略）
