By-products from crustaceans-III astaxanthin

I. 還原蝦紅素(astaxanthin)之生產與利用 全球還原蝦紅素的市場約為兩億多美元 ，售價高達每公斤3000元美元以上 1. 簡介 (1) 來源 還原蝦紅素為蝦殼所含之「黃」色 素

a. 水產物 -- 蝦蟹殼 -- 魷魚內臟油 b. 其他 -- 紅鶴、火鶴或朱鷺之類的鳥類的羽毛 -- Adonis annua之花瓣 -- 藻類(Haematoccus pluvialis; Chlorophyceae sp.)、酵母菌(Phaffia rhodozyma)、細菌(Mycobacterium lacticola, Brevibacterium sp.)

(2) 存在型態 a. 還原蝦紅素為具有維生素A原 (provitamine A)活性的一種β -胡蘿蔔 素，具強抗氧化性。 b. 此種色素於蝦體內通常與蛋白質結合 而呈藍紫色，直至與其結合的蛋白質 變性後才呈現出其原有之橙紅色。

如葉綠素(chlorophylls)、原血紅素(heme)、 食品中的天然色素可依其結構分成四類: 1. tetrapyrrole 如葉綠素(chlorophylls)、原血紅素(heme)、 膽色素(bile pigment)

2. isoprenoid 如類胡蘿蔔素(carotenoids)

3. benzopyran 如花青素(anthocyanins)、類黃酮 (flavonoids)

4. betacyanins 如betanin (甜菜鹼)

(3) 用途 a. 飼料之色素添加劑 * 水產 -- 最主要用途是作為魚、蝦飼料之色素添加 劑，以改進其顏色 -- 屬油溶性色素，於蝦體內與蛋白質結合成 複合物之狀態存在，為非常良好之飼料 添加物，可使水產品之外皮與肌肉產生 良好色澤 * 畜產 可加深蛋黃之色澤使其適於製造紅心鹹蛋

b. 機能性食品成分 還原蝦紅素亦具下列所示之重要生理功能， 如 * 抗氧化力 -- 抗氧化力高於β-胡蘿蔔素(β-carotene)、 玉米黃質(zeaxanthin)及斑螯黃職質(canth- axanthin)，約為維生素E的千倍左右 -- 由於可經由捕捉自由基(free radical)而阻斷 脂質氧化之連鎖反應，且能保護細胞膜及 DNA之故，具有防止癌細胞之發生以及 增強免疫反應力等機能

* 維生素原活性 還原蝦紅素於虹鱒體內因可轉換成維生素A ，而於此類動物體內具有維生素原活性 藻類提煉出蝦紅素會受限於結構鏈中有酯類，人體必須要有酵素才能吸收，但是利用酵母菌生產的蝦紅素是游離狀態，較易為人體吸收

常見南極蝦色素、蝦色素、蟹色素等天然色素 衛生署許可之類胡蘿蔔素天然色素 c. 食用色素 常見南極蝦色素、蝦色素、蟹色素等天然色素   衛生署許可之類胡蘿蔔素天然色素 色 素 名 稱 來 源 胡蘿蔔色素 Carrot Colors 由胡蘿蔔之根莖取得 主成分：胡蘿蔔素（β-Carotene） 橘子色素 Orange Colors 由橘子之果皮取得 主成分：類胡蘿蔔素（Carotenoids） 紅椒色素 Paprika Colors 由茄科之紅椒(Caprium annuum)果實取得 主成分 : 類胡蘿蔔素（Carotenoids） 蟹色素 Crawfish Colors 由蟹之甲殼取得 蝦色素 Shrimp Colors 由蝦之甲殼取得

(4) 目前有關還原蝦紅素利用方面之研究 a. 作為天然食品著色劑 b. 機能性色素 c. 化粧品色素 d. 抗炎藥等

2.還原蝦紅素之構造及性質 (1) retinoids 屬類胡蘿蔔素中(carotenoid)的一種， 經鑑定出來的類胡蘿蔔素種類目前已 超過五百種之多。於其複雜的生合成 代謝途徑中，代謝產物類視色素(reti- noids)被視為是非常具有商業價值之 抗癌藥劑。

(2) xanthiophyll 還原蝦紅素之構造式，其中若不帶氧 原子則該分子即屬於胡蘿蔔素類；若 帶有氧原子(例如氫氧基、環氧基、酮 基等衍生物及其酯類)則屬於葉黃素 (xanthiophyll)類。

(3) astaxanthin a. 分子式為C40OH52O 4 其分子量為596.8 b. 屬葉黃素類，其具三種光學異構物 (3S, 3'S)、(3R, 3'R)及(3S, 3'R) c. 還原蝦紅素之結晶態為暗紫棕色，不 溶於水及大多數的有機溶劑 d. 於鹼性條件下極易行不可逆反應而變 成astacene (甲殼紅質或蝦紅素)

3. 天然還原蝦紅素之生產與利用 (1) 預估產量 a. 全球每年之甲殼收穫量很大，加工所生之 廢棄物量約佔原料重的70-85% b. 以紅蝦為例 * 全球的紅蝦加工量約為16萬公噸/年 * 若以平均每公噸廢棄物可萃取出58公克還 原蝦紅素來計算，則每年將可萃取到三千 多公斤的還原蝦紅素。

(2) 生產瓶頸 紅蝦殼於利用上有下列缺點: a. 色素含量低且變化大 每公斤乾廢棄物之色素含量為0-200mg b. 廢棄物本身的品質易因腐敗而迅速惡化 c. 體積大而使得運輸成本相對的提高 d. 幾丁質、灰分、溼度之含量高 e. 容易碎裂 (草蝦殼與頭中之柔軟組織含有約 50 ppm 之還原蝦紅素(astaxanthin)及其衍生物)

a. 改進還原蝦紅素的萃取法與蛋白質回收法 * 由於紅蝦殼裡的還原蝦紅素含量低之故， 若直接添加紅蝦殼於魚飼料，則其使用量 (3) 研究議題 a. 改進還原蝦紅素的萃取法與蛋白質回收法 * 由於紅蝦殼裡的還原蝦紅素含量低之故， 若直接添加紅蝦殼於魚飼料，則其使用量 需高達10-25%左右，始具改進魚體體色之 效果 * 因紅蝦殼所含的主要成分為幾丁質與無益 於魚體之灰分，有益於魚體之蛋白質含量 則不多

b.如何以植物油萃取還原蝦紅素 * 蝦頭經由加熱前處理無助於還原蝦紅素之萃 取率 * 當米油與蝦類以每公斤-公升之比例混合進行 萃取時的效果最佳 * 萃取溫度與時間 溫度過高則色素隨萃取時間的增加而漸分解 -- 一次萃取以50℃、2小時為佳 -- 連續萃取則於50℃、每次30分鐘，連續萃 取三次結果(可回收90%還原蝦紅素)

c. 增加安定性 BHA、BHT及Ethoxyquin (乙氧基奎寧) 等抗氧化劑，皆有助於萃取過程當中還 原蝦紅素之安定性

II. Astaxanthin的機能性 1.抗氧化能力 Astaxanthin最重要的特性在於其抗氧化性 (1) 體內氧化作用 過一系列的氧化分解，最終都將生成二 氧化碳和水而釋放出能量，此稱為氧化 作用。 b. 在正常情況下，體內的氧化反應都受到 調節和控制；但當有自由基産生時，就 會發生過氧化反應。

c. 自由基是具有未配對電子的原子或原子團， 有超氧化物陰離子自由基（O2-）、羥自由 基（OH-）、氫自由基（H+）和甲基自由基 （CH3-）等。 d. 自由基非常活潑，反應性極強，能觸發連鎖 反應而致生物膜上的脂質過氧化，從而破壞 膜的結構與功能。 e. 它能引起蛋白質變性並使酵素及激素失去活 性，導致生體的免疫能力降低，甚至破壞核 酸的結構而導致代謝異常。

(2) Astaxanthin的抗氧化機制 astaxanthin可中和這些自由基達成保護人體 健康之目的： a. astaxanthin的分子結構中，有很長的共軛 雙鍵，有羥基和在共軛雙鍵鏈末端的不飽 合酮，其中羥基和酮基又構成α-羥基酮 b. 這些結構具有較活潑的電子效應，能提供 自由基電子或吸引自由基的未配對電子 c. astaxanthin的結構非常容易與自由基反應 ，進而清除自由基，達到抗氧化作用

2. Astaxanthin的功用及其應用 (1) 人類藥品 a. 抗氧化劑： * astaxanthin的抗氧化作用遠勝維他 命C、維他命E、胡蘿蔔素、葉黃 素、玉米黃質和角黃素。

* Super Vit. E -- 以含亞鐵離子的血紅素蛋白作爲自由 基供體，亞油酸爲受體，用TBA法檢 測各種類胡蘿蔔素 -- 結果證實astaxanthin抗氧化能力比β- 胡蘿蔔素高10倍，比維生素E高500- 1000倍 -- 所以又稱之為「超級維他命E」。

b. 調節免疫，預防化學致癌。 c. 增加HDL，預防動脈硬化相關疾病： 由於血液中不飽和脂肪酸的氧化作用 被抑制，使得血管壁上的沈積物減少 ，進而抑制動脈粥狀硬化。 d. 改善視力。 e. 預防神經性疾病的發生: 如老年癡呆症、帕金森氏症。

f. 抵禦紫外線輻射傷害。 g. 提高免疫力。 h. 預防傳染病。 i. 消炎。 j. 預防不孕症。

(2) 水產飼料 a. 減少養殖水產品病變 * 對於養殖的水産品，astaxanthin在防治 疾病方面有與對人類同樣的功用 * 有助於降低魚類死亡率，並提高繁殖 率 * 對於長期困擾養殖業經營者的養殖水 產品經常病死的問題，投餵含有asta- xanthin的餌料是解決的方法之一

b. 提高養殖水產品品質 * 在水產養殖業，投餵添加astaxanthin的 飼料會使得魚肉產生橙紅色澤 * 與這些魚類在海洋中攝食含有astaxan- thin的微藻所得色調相同 * 增加其色澤、營養價值，即可提高銷 售價格

(3) 禽畜飼料 a. 對於飼養的禽畜，astaxanthin在防治疾病方 面也有功效： astaxanthin可提高免疫力和消炎能力，使動 物的活存率大為提高，降低傳染病的發生 b. 提昇家禽的産蛋率 c. 家禽會將astaxanthin富集在卵中，不僅增加 蛋黃的色澤，營養價值也大幅提高

3. Astaxanthin的生産與開發 目前可經由3種方法(水產品副產物、酵 母菌、藻類)中萃取，而其中又以藻類最 具開發性： (1) 從水産加工副產物中提取astaxanthin (2) 利用微生物生産astaxanthin (3) 從藻類中萃取astaxanthin

(1) 從水産加工廢棄物中提取astaxanthin a. 從蝦、蟹的廢棄物中提取astaxanthin可高達 153 μg/g。 * 廢棄物中的石灰質會影響astaxanthin的産 量，因此在萃取時應儘量將其除去 * 挪威等國採用青貯技術處理水産廢棄物， 使回收率提高了10%。 實驗證實出在青貯過程中加入無機酸或有 機酸，會破壞astaxanthin與蛋白質或骨骼 部分的結合，而增加astaxanthin的積聚量

b. 從水産廢棄物中提取astaxanthin * 粉碎 存的廢棄物，粉碎成膏狀物。 * 加油 -- 按重量比1：1加入大豆油 -- 攪拌均勻後，用鉛或鉑把容器圍起來避光 * 分離萃取 -- 緩緩加熱到90℃停止 -- 利用低溫離心技術（0℃, 11000rpm, 10min）收集 油溶液，使之分層(此後astaxanthin存在於上層色素液中) -- 用分液裝置分離、萃取，即得astaxanthin

c. 生產瓶頸:此法生産條件要求苛刻，生 産成本高，産量較低且産品純度不高， 因此目前僅有少數國家應用這種技術 生産astaxanthin。 (在水產動物體內astaxanthin的含量不 高，且在萃取的過程中易受到氧化而 形成astatene，此種色素無任何作用。 所以理想的抗氧化劑應預防astaxan- thin的氧化。 )

(2) 利用微生物生産astaxanthin * Phaffia rhodozyma (紅酵母)能夠合成 astaxanthin -- Phaffia rhodozyma是70年代由Phaff等人在 日本及美國阿拉斯加山區落葉樹的滲出物 中首先分離到的 -- 該菌發酵能産生10多種類胡蘿蔔素，主要 有astaxanthin(佔60%－85%)、β-胡蘿蔔 素、γ-胡蘿蔔素等

-- Phaffia rhodozyma生産astaxanthin的最 佳條件： i. 碳源爲葡萄糖、纖維二糖 ii. 氮源爲硫酸銨 iii. 最適培養溫度爲20-22℃ iv. 最適pH值爲5.0

-- Phaffia rhodozyma的繁殖與產能 ii. 兼氣性好氧的微生物，供氧速率要高於 30mmol/h，低於此值時，astaxanthin的産 量明顯下降。 iii. 原始菌株的合成能力較低，其類胡蘿蔔素 生產總量不及500 μg/g的細胞乾重， astaxanthin則爲350 μg/g的細胞乾重左右

-- 提高Phaffia rhodozyma產能的方法 i. 在培養液中加入番茄汁（含有astaxanthin的 前驅物質），astaxanthin的含量可提高到 814 μg/g。 ii. 在培養基中加入0.1％的Mevalonic acid (甲 二羥戊酸，類胡蘿蔔素合成的起點物 質)，astaxanthin和總色素量增加了400％。 iii. 添加乙酸能夠增加Phaffia rhodozyma的生 物量，細胞中astaxanthin含量達到1430 μg/g細胞乾重。

* 色素的釋出 -- Astaxanthin為細胞內色素，在投餵動物前必 須破碎細胞 -- 爲了促進色素的釋出 i. 蒸餾水和檸檬酸自溶法。 ii. 機械磨碎細胞--Phaffia rhodozyma經前處理 餵食鱒魚，魚體的顔色的深淺呈現：機械 磨碎(MY)＞酵素處理(EY)＞噴霧乾燥(SY) ＞在投餵前先萃取出類胡蘿蔔素(C)。 iii. 鹽酸—熱破碎細胞法。

b. 菌株改良 * 生物基因改殖酵母菌(Phaffia rhodozyma)，獲得高生產變異株 * 利用高蝦紅素生產變異株 Xanthophyllomyces dendrorhous大量生 產蝦紅素

(3) 從藻類中萃取astaxanthin a. 雨生紅球藻(Haematococcus) 目前已有很多藻類能夠産生 astaxanthin (Table.1)，其中以雨生紅 球藻中的積聚量為最高 * 雨生紅球藻在分類上的位階為： 綠藻門，綠藻綱，大團藻目，紅球 藻科

Acetabularia mediterranea Czeczuga (1986) Ankistrodesmus spp. Czygan (1970) Brachiomonas simplex Goodwin (1952b) Chlamydomonas nivalis Viala (1966) Chlorella fusca var. rubescens Czygan (1968) Chlorella zofingiensis Kessler and Czygan (1965) Chlorococcum infusionium Chlorococcum multinucleatum Chlorococcum olofaciens Chlorococcum wimmeri Brown et al. (1967) Chlorococcum sp. Zhang et al. (1997) Eremosphaera viridis Vechtel et al. (1992a) Euglena rubida Czeczuga (1974) Euglena sanguinea Grung et al. (1990) Fritschiella tuberosa Eugster (1979) Haematococcus droebakensis Haematococcus lacustris Donkin (1976) Haematococcus pluvialis Goodwin and Jamikorn (1954) Hydrodictyon reticulatum Dersch (1960) Protosiphon botryoides Berkaloff and Kader (1975) Scenedesmus spp. Czygan (1964) Scotiella spp. Trachelomonas volvcina Green (1963) Oocystis minuta Tsavalos et al. (1992) Crucigennella rectangularis Muriellopsis sphaericum Neospongiococcum spp. Deason et al. (1977) Selenastrum gracile Spongiochloris typica McLean (1967)

* 影響紅球藻的Astaxanthin含量變化的因子 -- 光度(light intensity)： i. 光度對於紅球藻的生長率及astaxanthin積 聚會有顯著的影響 ii. 紅球藻在低光度(50μmol photo m-2 s-1)下 可獲得較高的生物量 iii. 當生物量達到最高值時，氮和磷含量會 急速下降，此時添加氯化鈉並且增加光 度即可促進astaxanthin的合成

-- 營養(氮、磷)的限制因素： i. 第二級類胡蘿蔔素的合成主要取決於環境因 子 例如培養基中的營養鹽成分。 ii. 高碳氮比（C/N）可刺激類胡蘿蔔素的含量 iii. 目前以urea(尿素)、potassium nitrate(硝酸鉀 )為最優質的氮、磷來源。 iv. 以生長率而言，氮、磷最適宜的濃度為0.5- 1.0g/l。

-- 金屬離子(metal ions)與氧化(oxidative)的刺激： i. 微量的Fe2+對於astaxanthin的合成有刺激效 果，但是濃度過高時則會抑制生長。 ii. Mn2+、Cd2+的添加可提高類胡蘿蔔素的含 量，但在生長率上則嚴重被抑制。

-- 添加鹽度後的變化： i. 當palmella cell(膠集體群細胞)增加且鹽度 (NaCl)大於1﹪時，會造成細胞溶解死亡。 ii. Boussiba and Vonshak(1991)亦說明紅球藻在 添加0.8﹪NaCl 的環境下會導致生長完全停 止並且誘使astaxanthin大量積聚。

-- 溫度與pH： i. 紅球藻的生長溫度範圍15-25℃，最適宜為 14-15℃，而35℃以上會抑制生長，造成死 亡。 ii. pH值對紅球藻的生長影響變化不大，僅發 現pH 7.5時的細胞數量比pH6.5來得多。

b. 提昇細胞生長率及astaxanthin合成： * 紅球藻在培養過程中，添加acetate可提高 生長率亦可誘導紅色膠集體群細胞(red palmella cell) 及不動孢子(aplanospores)的形 成。 * 微量的acetate促使astaxanthin的積聚，而 acetate當濃度高於0.1 g/l時則會抑制 astaxanthin的累積。 * pyruvate的添加效果比acetate來得顯著。

c. 紅球藻之固定化 (Immobilization)： 埋於含Ca-alginate狀態的細胞因為可以 受到妥善的保護，對於生長率有顯著的 效果，溫度32℃時，尚可觀察到細胞生 長。

d. Astaxanthin在商業化的生產及應用： 進行商業化規模的養殖時，只能呈現出低生 長率 -- 在astaxanthin產量方面，高密度的生物量及 強光或者外來的刺激因子的添加(NaCl、 oxygen、acetate)是必要的。 -- 在室外培養的情況下，要穩定生長率及生 物量仍是一項難題。主要原因為： i.易受污染、毒害 ii. 密度太高會導致抑制形成之反效果以及 原生動物的存在。

* 增加萃取率 可使用天然溶劑如紅花油和/或二氧化碳 從Haematococcus海藻中萃取蝦紅素

III. 類胡蘿蔔素與飼料 類胡蘿蔔素除了著色功能外，對水產 動物有其他功能，如生殖腺發育，蛋 的成熟、生殖力、幼蟲存活及生長均 有其正面之影響力，此類化合物尚具 有天然抗氧化劑之功用，可用來保護 敏感組織及避免化合物氧化反應。

1. 飼料中的著色劑 (1) 目前使用著色劑較多之飼料有： a. 黃色色系之魚種 如香魚、青魽魚、金魚等 b. 紅色色系之魚種 如鯛類、鱒魚、蝦、蟹、錦鯉等 (2) 葉黃素及各種胡蘿蔔素(Carotenoid) 每種胡蘿蔔素均有其特異性質，主要種類如 表2，其著色效果如表3

表 2：各種原料的類胡蘿蔔素含量 色源種類 來源 類胡蘿蔔素總量 β–Carotine (相當量mg % ) Lutein 玉米黃素 還原蝦紅素　 苜蓿粉 Comfrey 綠藻 藍藻(培養) 藍藻(墨西哥產) microsystemes 金盞草 南極蝦 粉紅蝦 蟹粉 37.8 68.5 210.6 320 ~ 480 103 ~ 237 217 306 5.4 6.4 3.0

表 3 ：天然胡蘿蔔素來源及效果 Carotenoid 種類 來源 著色效果 β–Carotene Lutein Zeaxanthin Astaxanthin Lycopene Apocarotenal Apocartenoic acid ethyl ether Citranaxanthin Canthaxanthin Capsanthin 深色蔬菜、胡蘿蔔、牧草 綠色植物、玉米、牧草 玉米、玉米筋蛋白、藍藻 蝦、蟹、鮭、鱒 蕃茄 柑橘類 紅鶴、覃、鮭、鱒 紅椒 ± ＋＋＋ ±± －－ ＋＋

2. 類胡蘿蔔素製劑之特性 (1) 維生素A效果： a. Carotenoid 字本身即為原維生素A (Pro- vitamin A ) 之代用語 與維生素A有密切關係，但轉變成維生素 A之效率愈強，愈不見著色效果 b. 可當飼料添加用著色劑者僅有 Apocarotenoic acid ethyl ether、 Canthaxanthin、Citranaxanthin 及 Astaxanthin 等 c. 各種Carotenoid各具不同之維生素A力價( 表4)。

表 4：各種 Carotenoid的維生素A效果 相對效果 β–Carotene α–Carotene β–Apocarotenoic acid ethyl ether Citranaxanthin Canthaxanthin Lycopene 1,600,000 IU / g 800,000 IU/g 400,000 IU/g 80,000 IU/g 0 IU/g ( 100 ) ( 50 ) ( 25 ) ( 5 ) ( 0 )

(2) 色調： a. 水產品顏色多憑眼睛作主觀評價，若採化 學方法來測定色素含量恐不適宜 b. 因為即使色素含量相同，但隨紅色及黃色 比例的不同，人眼所見完全改觀 c. 如檸檬黃之Lutein，不管增加多少色素量也 不會形成深色物質，但使用Canthaxanthin 及Citranaxanthin便可看出由黃到紅的視覺 變化，而有很好的著色效果。

(3) 安定性： a. 由於天然原料中之Carotenoid於收獲及貯存 其間損失甚速易發生氧化反應，因此作為 著色劑之產品必需安定性良好，否則無採 用價值。 b. 以Canthaxanthin而言，與礦物質混合於預拌 劑內，恒溫下，保存三個月仍未見力價之 減少，同條件下，混合於飼料中，迄三個 月方見力價略損。 c. 安定性不良著色劑，一經使用馬上影響飼料 顏色，避免使用為宜。

(4) 安全性： a. 食品添加物中，著色劑的安全性頗受大眾 關心，尤以代替Carotenoid的人工色素。 b. 飼料添加物用的著色劑，是以飼料為媒介 移轉至水產品內，最後還是當食品使用。 c. 飼料用Carotenoid著色劑中，FAO／WHO 認為 β–Carotene、apocarotenal、Ethyl apocarotenoate及Canthaxanthin等合成 Carotenoid為毒性最低之著色劑，將之分類 為A級，並以之代替焦油(tar)系色素，歐美 諸國使用相當廣泛。

(5) 構造與化性： a. 類胡蘿蔔素包含一族碳氫化合物，稱之為胡 蘿蔔素及其羥化衍生物稱之葉黃素 (Xanthophylls) b. 它們包含了8個isoprenoid單位，以此為中心 ，以反方向排開構成一分子，各種衍生物 中心構造相同，但卻有不同之終端基 c. 他們能以自由(游離)狀態存在植物組織或溶 解液體媒介中，亦可以酯化或與醣及蛋白 質結合

(6) Carotenoid 著色劑之製造： a. 製法與 Vit A，AD3 製劑同，以動物 膠(gelatin)、砂糖、澱粉等包覆 (Coating)，同時稀釋之— b. 因所用賦形劑為體內易於利用之動物 膠及砂糖，被覆物很快就被分離，增 加Carotenoid的利用率。

於加熱過之流體狀石臘(Paraffin)中分散成小粒子 冷卻即得含Carotenoid之球狀小粒 先將動物膠與砂糖加熱至溶解(50℃) ↓ 混入Carotenoid 於加熱過之流體狀石臘(Paraffin)中分散成小粒子 冷卻即得含Carotenoid之球狀小粒 分離石臘 風乾(乾燥過程中加入澱粉) 以40~100網目( mesh )篩選即成製品

3. 著色添加劑之利用 (1) 變成還原蝦紅之能力 為了分辨水產動物對其餌料中應補充 何種色源才可達到其肉及體表顏色之 要求，依照其將各種色源轉變成還原 蝦紅之能力，可將魚分成三類。 a. 第一類：紅色鯉魚型(red carp type) b. 第二類：鯛魚型 (Sea bream type) c. 第三類：大蝦型 (Prawn type)

a. 第一類：紅色鯉魚型(red carp type) * 本型含大部分淡水魚 * 如金魚及錦鯉 * 這些魚可代謝食物中之Lutein，Zeaxanthin 或其中間物及還原蝦紅素 * 但與其他甲殼類不同的是無法利用β–胡蘿 蔔素及Canthaxanthin * 當轉化成還原蝦紅素，此型水產動物餌料 中必須充分供應Lutein，Zeaxanthin及 Citranaxanthin 才能達到適應之著色

b. 第二類：鯛魚型 (Sea bream type) * 大部分具有經濟價值之海產魚屬於此型 * 如嘉臘、紅鯛、鮭魚、鱒魚等 * 這些魚不能轉移Lutein、β–carotenoid、 Zeaxanthin或Canthaxanthin成astaxanthin及 其組織內儲存，但能直接吸收儲存體內 * 這些魚主要類胡蘿蔔素為astaxanthin本身， 因此這類水產動物飼料中，必須充分供應 astaxanthin及Canthaxanthin，才能達到理想 之色澤。

c.第三類：大蝦型 (Prawn type) * 一般甲殼類均屬此型 * 如斑節蝦、龍蝦等屬之 * 它們可將 β–胡蘿蔔素可轉移成還原蝦 紅素

(2) Ethyl-β-Apo-8-Carotenoate： 此物主要用於青魽鰤( Yellowtail)體表之 黃色色源，利用率好，色素沉著高，為 最有效之類胡蘿蔔素。

(3) Canthaxanthin： a. 利用範圍相當廣 * 鮭魚、鱒魚的皮膚、肉及卵之紅色著色 * 及其他試驗用鯉魚、金魚、蝦、鯛、鱸之體表著 色均可使用 b. 用量雖少，效果卻很大 * 蝦飼料中用之，本品可經代謝轉換成蝦紅素而具 著色效果 * 每噸飼料添加 50 g 來養虹鱒，二個月後肉色及膚 色便帶有美麗的紅色(長期使用，卵上亦有著色效 果) * 在錦鯉的紅斑上有顯明的著色效果 * 除具著色效果外，亦可改進卵之受精率，孵化效 率及生殖力。

(4) Citranaxanthin： 此乃於柑橘類果皮中所發現之 Carotenoid，呈強烈紅色之黃色素，對 蛋黃著色效果同 Canthaxanthin，用法 亦同，但對魚類之著色能力尚在探討 中。

(5) Astaxanthin： a. 用於鮭魚、鱒魚等體表、內及卵之紅色色 源及金魚錦鯉、蝦、嘉臘之體表紅色色源 * 以蝦紅素餵虹鱒則得紅色鱒魚，如果使用 Lutein 則得「黃」鱒。 * 蝦、蟹飼料中亦應使用紅色色源，使用含 有色源之飼料飼養斑節蝦，第八週體內之 蝦紅素含量達最高限度(連續採食四週， 即可由外觀看出明顯變化)

b. 還原蝦紅素在生物及代謝上尚具有維生素 A 先驅物之作用 * 鮭類若含有高量還原蝦紅素即對細菌及黴 菌性疾病有很強抵抗能力 (這功能已被研究出乃源自維生素A增強 細胞壁韌性所致) * 還原蝦紅素可能和蛋白質或脂質連結而參 與了胚胎發育及促進魚類精子活動力。

4. 影響著色效果之因素 (1) 營養： a. 飼料效率、熱能、蛋白質、維生素、不飽 和脂肪酸及抗生素等影響著色效果。 b. 血管中之脂蛋白具有輸送類胡蘿蔔素之功 能，鈣及維生素A對血蛋白之親和力大於 類胡蘿蔔素，故含鈣量愈高，著色劑用量 也跟著提高 c. 以蛋黃著色而言，每增加1%鈣，著色劑用 量約增加1.7倍，此外氧化脂肪也會降低類 胡蘿蔔素之沉積

(2) 色源之型式及來源： 以還原蝦紅素而言，來自游離型者，吸收 於體內沉積者佔18%，單脂型沉積10.3%， 雙脂者沉積2.2 ~ 4.5%。 (3) 環境： 水溫高低、照明強度亦有很大影響。 (4) 個體： 大小、種別、遺傳、成熟度及水產動物本 身身體狀況正常與否均影響之。 (還原蝦紅素 50 ppm 飼予蝦 6 週，可改善其 著色， 故亦被指稱具掩飾“ 藍蝦 ”之效果)