Những ứng dụng của astaxanthin: Sinh sản

Do đó, astaxanthin có tác động đáng kể đến những cải tiến trong hoạt động NTTS toàn cầu do sự tích tụ kháng sinh còn sót lại trong mô cá và tác dụng phụ đối với sức khỏe cá (Elia và cs., 2014; Nakano và cs., 2018). Công việc đáng chú ý đã củng cố nhu cầu sản xuất và sử dụng các nguồn astaxanthin tự nhiên làm chất tạo màu sắc tố hiện đang chiếm lĩnh hầu hết các thị trường thế giới (Higuera-Ciapara và cs., 2006; Seabra và Pedrosa 2010; Rahman và cs., 2016).

Ngoài ra, vai trò chính trong sắc tố của động vật thủy sinh là do astaxanthin (Rahman và cs., 2016). Với những đặc điểm độc đáo, việc sử dụng astaxanthin đã thu hút sự quan tâm đáng kể trong những năm gần đây trong NTTS và được kỳ vọng là một con đường khả thi để phát triển NTTS bền vững (Nakano và Wiegertjes 2020; Lu và cs., 2021). 

Vai trò cơ bản của astaxanthin đối với hiệu suất sinh sản, bao gồm sản lượng và chất lượng trứng, đã được chứng minh ở nhiều loài động vật thủy sản (Hình 1) (Tizkar và cs., 2013, 2015; Palma và cs., 2017). Các carotenoid bổ sung được thủy sinh tiêu thụ sẽ tích lũy trong gan và gan tụy của động vật giáp xác, sau đó được chuyển đến buồng trứng ở giai đoạn trưởng thành muộn (Harrison 1990, 1997; Tizkar và cs., 2013). Ngoài ra, hầu hết các hoạt động sinh sản của sinh vật dưới nước đều được trung gian bởi astaxanthin thông qua sự tích lũy của nó trong các cơ quan sinh sản, chẳng hạn như được quan sát thấy ở cá hồi trong quá trình trưởng thành về mặt sinh dục, tích tụ từ cơ và gan vào tuyến sinh dục tập trung ở dạng không được este hóa trong trứng trưởng thành, màu sắc của nó được coi là một chỉ số về chất lượng trứng (Blount và cs., 2000; Rajasingh và cs., 2006; Nie và cs., 2011; Wade và cs., 2015a). 

Vai trò cơ bản của astaxanthin đối với hiệu suất sinh sản, bao gồm sản lượng và chất lượng trứng

Một trong những tác dụng phối hợp nhất của astaxanthin là chức năng của nó như là nguồn cung cấp tiền chất vitamin A chính (retinol và 3,4-didehydroretinol) (Torrissen 1990; Moren và cs., 2002; Blomhoff và Blomhoff 2006), chúng có vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu tế bào trong quá trình hình thành phôi đang phát triển của động vật có xương sống (Duester 2008; Kam và cs., 2012). Vì lý do này, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng nồng độ vitamin A trong thức ăn của cá hồi Đại Tây Dương, Salmo salar (Christiansen và cs., 1994), cũng như những nghiên cứu này đã được quan sát thấy trong ruột của cá hồi vân (White và cs., 2003).

Tác động của việc bổ sung astaxanthin trong khẩu phần ăn lên hành vi sinh sản của nhiều loài cá đã được ghi nhận trong nhiều nghiên cứu trước đây. Việc bổ sung astaxanthin trong khẩu phần ăn (0,07, 12,46, 33,33, 65,06 và 92,91 mg kg-1) trong sáu tháng được coi là chất bổ sung không thể thiếu cho các đặc tính sinh sản hiệu quả vì carotenoid này đã tăng cường sự trưởng thành tế bào trứng ở cá hồi vân bố mẹ, O. mykiss và tỷ lệ thụ tinh ở các giai đoạn trưởng thành khác nhau (Ahmadi và cs., 2006; Bazyar Lakeh và cs., 2010). Hơn nữa, việc bổ sung astaxanthin vào khẩu phần ăn của tôm bố mẹ có tác động tích cực đến chất lượng trứng của cá đuôi vàng (Seriola quinqueradiata) (Verakunpiriya và cs., 1997), cá sọc vằn (Pseudocaranx dentex) (Vassallo-Agius và cs., 2001) và nhím biển (Lytechinus variegatus) (George và cs., 2001). 

Tác động của việc bổ sung astaxanthin trong khẩu phần ăn lên hành vi sinh sản của nhiều loài cá đã được ghi nhận trong nhiều nghiên cứu trước đây

Vai trò của astaxanthin trong việc nâng cao hiệu quả của quá trình nhân giống và các giai đoạn phát triển phôi của cá vàng, loài cá cảnh quý giá nhất trên thế giới, đã được chú ý rất nhiều (Tizkar và cs., 2013, 2015). Việc bổ sung astaxanthin tổng hợp trong chế độ ăn uống (50, 100 và 150 mg kg-1) trong 120 ngày đã thúc đẩy các đặc tính chất lượng của tinh trùng (Ví dụ: nồng độ, khả năng vận động, độ thẩm thấu) và khả năng sinh sản của cá vàng Carassius auratus (Tizkar và cs., 2015). Ngoài ra, đường kính và số lượng trứng được thụ tinh ở cá vàng Carassius auratus lớn hơn ở các nhóm được cho ăn 150 mg/kg astaxanthin trong 4 tháng, điều này tương quan với tỷ lệ sống sót của trứng cao hơn trong giai đoạn ấp (Tizkar và cs., 2013) . 

Nghiên cứu gần đây về ảnh hưởng của khẩu phần bổ sung astaxanthin (150 mg/kg thức ăn) đến chất lượng trứng và các thông số chất lượng ấu trùng của cá hề (Amphiprion ocellaris) đã quan sát thấy tỷ lệ nở của trứng và tỷ lệ sống cao hơn với tỷ lệ ấu trùng dị tật thấp hơn (Huế). và cs., 2020). Người ta cũng khẳng định rằng ở động vật giáp xác, việc bổ sung carotenoid là một quá trình quan trọng trong chu kỳ sinh sản (Liñán-Cabello và cs., 2003; Liñán-Cabello và Paniagua-Michel 2004). Tuy nhiên, tôm càng cẩm thạch (Procambarus fallax f. virginalis) được cho ăn astaxanthin không tăng cường sự trưởng thành (Kaldre và cs., 2015). Sự trưởng thành sinh sản, bao gồm cả sự phát triển buồng trứng, đã được cải thiện ở hai loài tôm he (Artemesia longinaris và Pleoticus muelleri) bằng cách sử dụng astaxanthin bổ sung vào thức ăn nhân tạo ở mức 300 mg kg−1 khẩu phần trong 45 ngày (Díaz và cs., 2020).

Tương tự như vậy, việc bổ sung vào khẩu phần thức ăn có công thức với 500 mg/kg astaxanthin đã cải thiện đáng kể hiệu suất trưởng thành và sinh sản của tôm sú bố mẹ Penaeus monodon, đặc biệt được đề cập bởi một số trứng ở tôm cái mang thai và số lượng tinh trùng ở tôm đực (Paibulkichakul và cs., 2008). Để hỗ trợ cho thực tế này, astaxanthin (chế độ ăn 200 mg/kg) có chất chống oxy hóa hiệu quả nhất vì nó làm giảm nồng độ malondialdehyd (MDA) trong mô buồng trứng của tôm càng hẹp, Astacus leptodactylus (Eschscholtz), dẫn đến tăng số lượng trứng trong buồng trứng. và kích thước (Barim-Oz và Sahin 2016), do đó ngăn ngừa tổn thương peroxid hóa của các mô sinh sản và phát triển trứng nhờ khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ của nó để dập tắt lượng oxy nhóm đơn và các gốc tự do có tính hủy diệt quá mức chống lại một số tác nhân gây căng thẳng, liên quan đến tia cực tím và hóa chất phơi nhiễm và căng thẳng sinh lý (Britton 2008; Palozza và cs., 2009; Pham và cs., 2014; Lim và cs., 2018).