แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

ผลกระทบของการเสริม แอสตาแซนธิน ในอาหารต่อลักษณะการสืบพันธุ์ได้รับการศึกษาในพ่อแม่พันธุ์ปลา 5 กลุ่มที่ได้รับอาหารที่มี แอสตาแซนธิน 0.07, 12.46, 33.33, 65.06 และ 92.91 มก.*กก.-1 ตามลำดับ และในกลุ่มพ่อแม่พันธุ์ปลาเทราต์สายรุ้ง 2 กลุ่มที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 0.07 และ 33.33 มก./กก.-1 ตามลำดับ เป็นเวลา 6 เดือน ภายใต้แสงไฟเทียมจนกระทั่งถึงวัยเจริญพันธุ์ ไข่จากแต่ละกลุ่มพ่อแม่พันธุ์จะถูกแบ่งออกเป็น 2 ชุดเท่าๆ กัน หนึ่งชุดได้รับการผสมเทียมด้วยอสุจิที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันจากตัวผู้ 4 ตัวที่ได้รับอาหารที่มี แอสตาแซนธิน 0.07 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม-1 และส่วนที่เหลือด้วยอสุจิจากตัวผู้ 4 ตัวที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 33.3 มิลลิกรัม*ต่อกิโลกรัม-1 ตัวเมียผลิตไข่ที่มีความเข้มข้นของแอสตาแซนธินตั้งแต่ 2.03 ถึง 29.79 มิลลิกรัม/กิโลกรัม การเสริมแอสตาแซนธินในอาหารมีผลดีต่อคุณลักษณะการสืบพันธุ์ที่ศึกษา มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการปฏิสนธิ อัตราการเปิดไข่ อัตราการฟัก และอัตราการเปิดไข่ในแต่ละการทดลอง (P < 0.05) แต่ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการตายของไข่ก่อนการฟัก (P > 0.05) พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05) ในอัตราการปฏิสนธิในกลุ่มตัวผู้ที่ได้รับแอสตาแซนธิน 0.07 และ 33.3 มก./กก. ปริมาณแอสตาแซนธินในไข่ อัตราการปฏิสนธิ อัตราการตกไข่ และอัตราการฟักมีความสัมพันธ์กันอย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05) สรุปได้ว่าการเสริม แอสตาแซนธิน ในอาหารเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์ที่ดีที่สุดในปลาเทราต์สายรุ้ง

Astaxanthin-tac-dong-tich-cuc-den-hieu-qua-sinh-san-cua-ca-hoi-van-600x400 แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

NANOCMM TECHNOLOGY

แนะนำ

แคโรทีนอยด์เป็นเม็ดสีที่ละลายในไขมัน ซึ่งเป็นสาเหตุของสีสัตว์หลายชนิดตั้งแต่สีเหลืองจนถึงสีแดง พืช แบคทีเรีย และเชื้อราบางชนิดสามารถสังเคราะห์ทางชีวภาพได้ แต่สัตว์ เช่น ปลา สามารถดูดซึมและเผาผลาญได้ (Schiedt, 1998) แอสตาแซนธิน (3,3¢-dihydroxy-b,b-carotene-4,4¢-dione) เป็นหนึ่งในแคโรทีนอยด์หลักในสัตว์น้ำ (Matsuno และ Hirao, 1989) รวมถึงปลาแซลมอน (Khareet al., 1973; Schiedt et al., 1981, 1986) อย่างไรก็ตาม ปลาและสัตว์อื่นๆ ไม่สามารถสังเคราะห์แคโรทีนอยด์ใหม่ได้และจะต้องได้รับจากอาหาร (ดู Davies, 1985) แอสตาแซนธิน และแคนทาแซนธิน (b,b-carotene-4,4¢-dione) เป็นแคโรทีนอยด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการสร้างเม็ดสีในปลาแซลมอนที่เลี้ยงไว้ในฟาร์ม แคโรทีนอยด์ที่ถูกกินเข้าไปจะถูกสะสมไว้ในกล้ามเนื้อ ตับ และผิวหนัง พร้อมกับเมแทบอไลต์ของแคโรทีนอยด์ (Torrissen et al., 1989; Store Bakken and No, 1992) ปลามีคุณสมบัติในการแปลงแคโรทีนอยด์บางชนิดให้เป็นวิตามินเอได้ (Morton และ Creed, 1939) ดังนั้น นอกเหนือจากการมีหน้าที่รับผิดชอบในลักษณะสีผสมพันธุ์ระหว่างการเจริญเติบโตทางเพศแล้ว 4-ketocarotenoids ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของเรตินอลและดีไฮโดรเรตินอล (วิตามิน A1 และ A2) ในปลาแซลมอนอีกด้วย (Schiedt et al., 1985; Al-Khalifa and Simpson, 1988; Whiteet al., 2003) ปลาแซลมอนที่โตเต็มวัยจะมีการกระจายแคโรทีนอยด์ในร่างกายโดยการถ่ายโอนแคโรทีนอยด์ในเนื้อโดยตรงไปที่ผิวหนังของตัวผู้แล้วจึงไปที่ต่อมเพศของตัวเมีย (Steven, 1949; Crozier, 1970; Ando and Hatano, 1987; Bjerkeng et al., 1992; Synowiecki et al., 1993; Hatlen et al., 1996) พร้อมกันกับการกระจายใหม่นี้ จะทำให้ร่างกายสูญเสียแคโรทีนอยด์ไปเป็นจำนวนมาก (Crozier, 1970; Bjerkeng et al., 1992) และมีหลักฐานชี้ให้เห็นว่าการเคลื่อนย้ายและการเผาผลาญของแคโรทีนอยด์ได้รับอิทธิพลจากฮอร์โมนเพศสเตียรอยด์ 11-ketotestosterone และ 17b-estradiol (Bjerkeng et al., 1999) ดังนั้น ในระหว่างการกำเนิดไข่ แคโรทีนอยด์จะถูกเคลื่อนย้ายจากกล้ามเนื้อ รวมเข้าในรังไข่ที่กำลังพัฒนา และพบในรูปแบบที่ยังไม่ผ่านกระบวนการเอสเทอร์ในไข่ที่โตเต็มที่ (Steven, 1949; Kitahara, 1983, 1984) เนื่องจากแคโรทีนอยด์สะสมอยู่ในอวัยวะสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด จึงมีความเชื่อกันมานานแล้วว่ามีบทบาทสำคัญในการสืบพันธุ์ (Goodwin, 1950)

มีการเสนอหน้าที่หลายประการของแคโรทีนอยด์ในปลา นอกเหนือจากบทบาทในการเป็นสารตั้งต้นของวิตามินเอ (Tacon, 1981; Craik, 1985; Choubert, 1986; Torrissen, 1990) ดังนั้น การเติม แอสตาแซนธิน ในอาหารพ่อแม่พันธุ์จึงปรับปรุงคุณภาพของไข่ปลาหางเหลือง (Seriola quinqueradiata) (Vera-kunpiriya et al., 1997), ไข่ปลาไหล (Pseudocaranx dentex) (Vassallo-Agius et al., 2001), ไข่เม่นทะเล (Lytechinus variegatus) ไข่ (George et al., พ.ศ. 2544) และกุ้งน้ำจืด (Cherax quadrucarin-atus) นอกจากนี้ แคโรทีนอยด์ยังช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตและการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ เช่น กุ้งลายเสือ (Pangantihon-Ku¨hlmann et al., 1998) และหอยเป๋าฮื้อญี่ปุ่น Haliotis (Tsushima and Matsuno, 1998) มีการเสนอว่าแคโรทีนอยด์ในไข่บ่งชี้คุณภาพของไข่ได้ (Hartmann et al., 1947) ฮาร์ทมันน์และคณะ (พ.ศ. 2490) แนะนำว่า แอสตาแซนธิน ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนการปฏิสนธิโดยกระตุ้นการดึงดูดอสุจิ ส่งผลให้มีอัตราการปฏิสนธิที่สูงขึ้น มีรายงานว่าปลาที่ได้รับอาหารที่มีแคโรทีนอยด์จะมีอัตราการปฏิสนธิ อัตราการเจริญพันธุ์ และอัตราการรอดตายที่สูงขึ้น (Hubbs และ Strawn, 1957; Hubbs และ Stavenhagen, 1958; Deufel, 1965; Georgev, 1971; Mikulin และ Soin, 1975; Craik, 1985) ในทางกลับกัน Quantz (1980), Torrissen (1984), Craik และ Harvey (1986), Tveranger (1986), Christiansen และ Torrissen (1997) ไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างแคโรทีนอยด์ในอาหารกับการตายของไข่ อัตราการฟัก และอัตราการรอดตายของปลาอะเลวิน และ Choubert et al. (1998). ตามที่ Harris (1984) กล่าวไว้ แคนทาแซนธินไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง (Oncorhynchus mykiss) เมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างอย่างมากในรายงานเกี่ยวกับหน้าที่ทางชีวภาพของ แอสตาแซนธิน ในระหว่างวงจรการสืบพันธุ์ของสายพันธุ์ปลาต่างชนิดกัน จุดประสงค์ของการศึกษานี้คือเพื่อศึกษาว่าลักษณะการสืบพันธุ์ เช่น อัตราการปฏิสนธิและการตายของไข่มีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอาหาร (0.07–92.9 มก./กก.) ในปลาเทราต์สายรุ้งตัวผู้และตัวเมียที่เพาะเลี้ยงหรือไม่

วัสดุและวิธีการ

สภาพการเลี้ยงปลา

ใช้พ่อแม่พันธุ์ปลาเทราต์สายรุ้งอายุ 2 ปีจากฟาร์มปลา Ghezel mahi (เมืองอูร์เมียห์ ประเทศอิหร่าน) ซึ่งมีน้ำหนักเฉลี่ย 846 ± 112 กรัม และความยาว 43 ± 8 ซม. เป็นพ่อแม่พันธุ์ ปลาถูกกระจายแบบสุ่มในถังคอนกรีตในร่มจำนวน 7 ถัง (8·1·1 ม.3) และควบคุมช่วงแสง ปลาเพศเมียทั้งหมด 85 ตัวได้รับการเลี้ยงในถังจำนวน 5 ถัง (ถังละ 17 ตัว) และเลี้ยงในถังจำนวน 2 ถัง ซึ่งมีปลาเพศผู้จำนวน 20 ตัว (ถังละ 10 ตัว) ปลาถูกเก็บไว้ในที่แสง 18 ชั่วโมงและมืด 6 ชั่วโมงเป็นระยะเวลา 3 เดือนโดยใช้ตัวตั้งเวลาอัตโนมัติ ความเข้มของแสงบนผิวน้ำวัดด้วยเครื่องวัดแสง และความเข้มของแสงเฉลี่ยตลอดช่วงเวลาคือ 76.5 ลักซ์ ถังได้รับน้ำจืดจากบ่อน้ำลึก เติมออกซิเจน และกรองผ่านตัวกรองทรายเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของแพลงก์ตอนสัตว์ซึ่งอาจเป็นแหล่งของ แอสตาแซนธิน อัตราการไหลของน้ำเฉลี่ย, ออกซิเจนที่ละลายน้ำ, ค่า pH และอุณหภูมิของน้ำในถังทั้งหมดได้รับการวัดสามครั้งต่อสัปดาห์ และมีช่วงตั้งแต่ 0.8 ถึง 1.1 ลิตรต่อวินาที, 7.5 ถึง 7.8 มิลลิกรัมต่อลิตร, 7.5 ถึง 7.7 และ 11.6 ถึง 14.8 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ตลอดทั้งช่วงเวลา ผู้ผลิตอาหารสัตว์เชิงพาณิชย์แห่งหนึ่ง (บริษัท Behparvar Feed Manufacturing Company เตหะราน ประเทศอิหร่าน; ตารางที่ 1) ผลิตอาหารเม็ดแบบไอน้ำจำนวน 5 ชนิด อาหารสี่ชนิดได้รับการเสริมด้วย แอสตาแซนธิน ในระดับที่แตกต่างกัน (Carophyll Pink, แอสตาแซนธิน 8%; DSM, Basel, สวิตเซอร์แลนด์) การรับประทานอาหารที่ไม่เสริมที่มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกันทำหน้าที่เป็นกลุ่มควบคุม แม่พันธุ์ปลาพ่อแม่พันธุ์ทั้ง 5 กลุ่มได้รับอาหารที่มี แอสตาแซนธิน 0.07, 12.5, 33.3, 65.1 หรือ 92.9 มิลลิกรัม/กิโลกรัม ตามลำดับ พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ทั้ง 2 กลุ่มได้รับอาหารที่มี แอสตาแซนธิน 0.07 หรือ 33.3 มิลลิกรัม/กก. ตามลำดับ ให้อาหารปลาวันละ 3 ครั้ง ในอัตรา 1% ของน้ำหนักตัว ในช่วงที่มีแสงสว่าง (09.00 น., 12.00 น. และ 15.00 น.) ตลอดทั้งช่วงเวลา

Bang-1-4 แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

การสุ่มตัวอย่างและการเตรียมตัวอย่างเพื่อการวิเคราะห์แคโรทีนอยด์ ตัวอย่างไข่ถูกขนส่งไปยัง AKVAFORSK (Sunn-dalsøra, นอร์เวย์) ในถังไนโตรเจนเหลวเพื่อลดความเป็นไปได้ของการย่อยสลายของแคโรทีนอยด์ การกำหนดแอสตาแซนธินในอาหารขึ้นอยู่กับขั้นตอนการวิเคราะห์แอสตาแซนธินในอาหารปลาตามที่อธิบายโดย Weber (1990) ชั่งน้ำหนักตัวอย่างที่เป็นเนื้อเดียวกัน (ประมาณ 5 กรัม) อย่างแม่นยำ เจลาตินของไมโครแกรนูล Carophyll Pink ซึ่งประกอบด้วยเมทริกซ์เจลาติน คาร์โบไฮเดรต และสารต้านอนุมูลอิสระเคลือบแป้ง จะถูกย่อยสลายโดยการบำบัดด้วยเอนไซม์ด้วยโปรตีเอสแบคทีเรียในแคปซูล (30 มก.; Maxatase P, Genencor International BV, Delft, เนเธอร์แลนด์) ในน้ำกลั่น (10 มล.) ในอ่างน้ำอัลตราโซนิก (30 นาที 50 องศาเซลเซียส) เติมเอธานอล (100 มล.) ลงไป และเจือจางตัวอย่างเป็น 250 มล. ด้วยไดคลอโรมีเทน สารสกัดถูกทำให้บริสุทธิ์โดยโครมาโทกราฟีคอลัมน์เปิดบนซิลิกาเจล 60 (Merck, Darmstadt, เยอรมนี; หมายเลข 7733) และสารละลายที่ถูกแยกออกถูกระเหย หลังจากละลายตัวอย่างใน n-hexane : acetone (86 : 14) แล้ว จะตรวจสอบปริมาณแอสตาแซนธินโดยใช้เครื่องโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (HPLC) ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง เติมตัวอย่างไข่ (1.8–4.2 กรัม) ลงในเมทานอล [2.0 มล. ซึ่งมีบิวทิลเลเต็ดไฮดรอกซีโทลูอีน (BHT) 500 ppm เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ] และน้ำดีไอออนไนซ์ (1.0 มล.) จากนั้นผสมตัวอย่าง (Whirlmixer, Fisons, ประเทศอังกฤษ) เป็นเวลา 20 วินาที เติมคลอร์ฟอร์ม (6 มล.) ลงไป และผสมตัวอย่างอีกครั้งเป็นเวลา 20 วินาที (ดู Bjerkeng et al., 1997; Wathne et al., 1998) หลังจากตกตะกอนเป็นเวลา 10 นาที ตัวอย่างถูกผสมอีกครั้งแล้วปั่น (ประมาณ 1,700 กรัม เป็นเวลา 10 นาที) ไฮโปเฟสปริมาณเล็กน้อย (2 มล.) ที่ประกอบด้วยแอสตาแซนธินที่ละลายในคลอโรฟอร์มถูกปิเปตลงในหลอดทดสอบ จากนั้นตัวทำละลายจะถูกระเหยในอ่างน้ำ (ประมาณ 40 องศาเซลเซียส) โดยใช้ไนโตรเจนที่ไหลอ่อนๆ หลังจากการระเหย ตัวอย่างจะละลายในอะซิโตน 20% ใน n-เฮกเซน (3 มล.) กรองสารละลาย (0.45 ลูเมน; Minisart SRP15, Sartorius, เยอรมนี) ลงในขวดตัวอย่างโดยตรงแล้วปิดผนึกทันที ตัวอย่างถูกวิเคราะห์ด้วย HPLC ในวันเดียวกัน ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง โดยการบำบัดด้วยเอนไซม์ด้วยโปรตีเอสแบคทีเรียห่อหุ้ม (30 มก.; Maxatase P, Genencor International BV, Delft, เนเธอร์แลนด์) ในน้ำกลั่น (10 มล.) ในอ่างน้ำอัลตราโซนิก (30 นาที 50°C) เติมเอธานอล (100 มล.) ลงไป และเจือจางตัวอย่างเป็น 250 มล. ด้วยไดคลอโรมีเทน สารสกัดถูกทำให้บริสุทธิ์โดยโครมาโทกราฟีคอลัมน์เปิดบนซิลิกาเจล 60 (Merck, Darmstadt, เยอรมนี; หมายเลข 7733) และสารละลายที่ถูกแยกออกถูกระเหย หลังจากละลายตัวอย่างใน n-hexane : acetone (86 : 14) แล้ว จะตรวจสอบปริมาณแอสตาแซนธินโดยใช้เครื่องโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (HPLC) ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง เติมตัวอย่างไข่ (1.8–4.2 กรัม) ลงในเมทานอล [2.0 มล. ซึ่งมีบิวทิลเลเต็ดไฮดรอกซีโทลูอีน (BHT) 500 ppm เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ] และน้ำดีไอออนไนซ์ (1.0 มล.) จากนั้นผสมตัวอย่าง (Whirlmixer, Fisons, UK) เป็นเวลา 20 วินาที เติมคลอร์ฟอร์ม (6 มล.) ลงไป และผสมตัวอย่างอีกครั้งเป็นเวลา 20 วินาที (ดู Bjerkeng et al., 1997; Wathne et al., 1998) หลังจากตกตะกอนเป็นเวลา 10 นาที ตัวอย่างถูกผสมอีกครั้งแล้วปั่น (ประมาณ 1,700 กรัม เป็นเวลา 10 นาที) ไฮโปเฟสปริมาณเล็กน้อย (2 มล.) ที่ประกอบด้วยแอสตาแซนธินที่ละลายในคลอโรฟอร์มถูกปิเปตลงในหลอดทดสอบ จากนั้นตัวทำละลายจะถูกระเหยในอ่างน้ำ (ประมาณ 40 องศาเซลเซียส) โดยใช้ไนโตรเจนที่ไหลอ่อนๆ หลังจากการระเหย ตัวอย่างจะละลายในอะซิโตน 20% ใน n-เฮกเซน (3 มล.) กรองสารละลาย (0.45 ลูเมน; Minisart SRP15, Sartorius, เยอรมนี) ลงในขวดตัวอย่างโดยตรงแล้วปิดผนึกทันที ตัวอย่างถูกวิเคราะห์ด้วย HPLC ในวันเดียวกัน ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง

การวิเคราะห์ฟีดข้อมูล

องค์ประกอบโดยประมาณของอาหารสัตว์ได้รับการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการของบริษัท Behparvar Food Production ปริมาณไขมันดิบถูกกำหนดโดยการสกัดแบบ Soxhlet โดยใช้ไดเอทิลอีเธอร์เป็นตัวทำละลาย ปริมาณโปรตีนดิบ (N ·6.25) ถูกกำหนดโดยวิธี Kjeldahl ปริมาณวัตถุแห้งถูกกำหนดหลังจากการให้ความร้อนตัวอย่างถึง 105°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ปริมาณเถ้าถูกตรวจสอบภายหลังการเผาไหม้ที่อุณหภูมิ 550oC เป็นเวลา 12 ชั่วโมง องค์ประกอบโดยประมาณของอาหารถูกกำหนดสามครั้ง

การวิเคราะห์ HPLC

การวิเคราะห์ HPLC ดำเนินการบนเครื่องโครมาโตกราฟของเหลว Shimadzu LC-10ASLid ที่เชื่อมต่อกับเครื่องตรวจจับ UV-VIS อาร์เรย์โฟโตไดโอด Shimadzu SPD-M6A และโมดูลบัสการสื่อสาร Shimadzu CBM-10A และตั้งค่าความยาวคลื่นในการตรวจจับเป็น 470 นาโนเมตร ตัวอย่างการใช้งานดำเนินการโดยเครื่องฉีดอัตโนมัติ Shimadzu SIL-10 โครมาโทแกรมทั้งหมดได้รับการบูรณาการใหม่ (ซอฟต์แวร์ CLASS LC10; Shimadzu ประเทศญี่ปุ่น) เพื่อการปรับพื้นฐาน ระบบ HPLC แบบไอโซเครติกสองระบบถูกนำมาใช้เพื่อแยกและหาปริมาณแคโรทีนอยด์ (ดู Bjerkeng et al., 2000) ระบบ I ประกอบด้วยคอลัมน์ไนไตรล์คอลัมน์ Spherisorb S5-CN (PhaseSep, Queensferry, Clywd, สหราชอาณาจักร ความยาว 250 มม., Ø 4.6 มม., ขนาดอนุภาค 5 ลูเมน) โดยใช้อะซิโตน 20% ในเฟสเคลื่อนที่ n-เฮกเซน ( อัตราการไหล 1.5 มล.-1 นาที ความดันประมาณ 52 บาร์) ระบบ II ประกอบด้วยคอลัมน์ซิลิกาเจลที่ปรับเปลี่ยนด้วย H3PO4 (Hibar, LiChrosorb Si 60, อนุภาคขนาด 5 ลูเมน, Ø 4.6 มม., ความยาว 125 มม.; Merck, ดาร์มสตัดท์, เยอรมนี) ตามที่อธิบายโดย Vecchi และคณะ (1987). เฟสเคลื่อนที่มีอะซิโตน 14% ในเฮกเซน และอัตราการไหลคือ 1.2 มล. ต่อนาที (แรงดันประมาณ 36 บาร์) เฟสมือถือจะมีการต่ออายุทุกวัน ระบบ HPLC I ใช้ในการวัดปริมาณแคโรทีนอยด์ขั้วที่อาจรวมถึงไอโซเมอร์ไกลคอลิก 3¢,4¢-cis ถึง 3¢,4¢-trans ของไอโดแซนทิน (3,3¢,4¢-trihydroxy-b,b-carotene-4¢-one) มาตรฐานของไอโซเมอร์ไกลคอลิกไอโดแซนทิน (3¢,4¢)-cis และ -trans ได้รับการเตรียมตาม Aas et al. (1997). ระบบ HPLC II ถูกนำมาใช้เพื่อวัดปริมาณไอโซเมอร์ E/Z ทั้งหมดของแอสตาแซนธิน แคโรทีนอยด์แต่ละตัวถูกวัดปริมาณจากบริเวณโครมาโทแกรม HPLC และแก้ไขความแตกต่างของการดูดกลืนแสงของโมลาร์ (E1%, 1 ซม.) ที่ความยาวคลื่นในการตรวจจับ (470 นาโนเมตร) ค่า E1%, 1 ซม. ที่ใช้คือ 2100 สำหรับ all-E-astaxanthin (Britton, 1995) และ 1350 และ 1750 สำหรับ 13Z- และ 9Z-astaxanthin ตามลำดับ ค่า E1 ซม., 1% ของ 13Z และ 9Z-astaxanthin ประมาณขึ้นจากปัจจัยการตอบสนอง HPLC ที่เกี่ยวข้องกับ all-E-astaxanthin ที่รายงานโดย Schu¨ep และ Schierle (1995) มาตรฐานของความเข้มข้นที่ทราบถูกเตรียมจากผลึกแอสตาแซนธินอีทั้งหมด (Hoffmann-LaRoche Ltd, Basel, Switzerland) และมาตรฐานเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ทุกครั้งที่มีการวิเคราะห์ตัวอย่าง ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานวัดโดยวิธีสเปกโตรโฟโตเมตริก (UV-260; Shimadzu) โดยใช้ E1%, 1 ซม. ¼ 2100 ที่ค่าการดูดกลืนแสงสูงสุด (kmax ¼ 472 นาโนเมตร)

วิธีการทางสถิติ

การออกแบบทางสถิติที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้เป็นการทดลองแบบปัจจัยในการออกแบบแบบสุ่มสมบูรณ์ ปัจจัยแรกคือการทดลองเลี้ยงพ่อแม่พันธุ์ที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 5 ระดับ (0.07, 12.46, 33.33, 65.06 และ 92.97 มก./กก.) จำนวนปลาที่จำลองนั้นไม่เท่ากันสำหรับการทดลองทั้งหมด เนื่องจากมีเพียงตัวเมียที่เป็นผู้ใหญ่ 3 ตัวในกลุ่มเท่านั้นที่ได้รับอาหารแอสตาแซนธิน 0.07 มก./กก.-1 ในช่วงการทดสอบการเจริญเติบโตทางเพศ ในแต่ละการรักษาใช้ปลาจากกลุ่มอื่นๆ จำนวน 5 ตัว คำนวณอัตราการปฏิสนธิ = 100 *ไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิ (ไข่ทั้งหมด – 1 ) และเปอร์เซ็นต์ของไข่ที่มีตา = 100 *ไข่ที่มีตา (จำนวนไข่ทั้งหมด -1 ฟอง) อัตราการตายจนถึงระยะตา = 100 *ไข่ตาย (จำนวนไข่ทั้งหมด -1 ฟอง) เปอร์เซ็นต์การฟักออก = 100 *ไข่ที่ฟักออก (จำนวนไข่ทั้งหมด -1 ฟอง) และอัตราการตายตั้งแต่ระยะตาจนถึงการฟัก = 100 *ไข่ตายตั้งแต่ระยะตาจนถึงการฟัก (จำนวนไข่ทั้งหมด -1 ฟอง) ข้อมูลได้รับการวิเคราะห์แบบสุ่มอย่างสมบูรณ์โดยใช้วิธี GLM และประเมินการแจกแจงแบบปกติโดยใช้วิธี Kolmogorov–Smirnov (Minitab Statistical Package, Version 13.1, Minitab Inc., PA, USA) ข้อมูลมีการแจกแจงตามปกติและไม่มีการแปลงใดๆ เกิดขึ้น ข้อมูลถูกนำไปวิเคราะห์โดย ANOVA โดยใช้ซอฟต์แวร์ SAS (เวอร์ชัน 6.03) การทดสอบของ Duncan ใช้เพื่อจัดอันดับค่าเฉลี่ย ผลกระทบของความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในไข่ต่ออัตราการปฏิสนธิ อัตราการตกไข่ อัตราการฟัก และผลกระทบของความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอาหารต่อความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในไข่ ได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้น (SPSS เวอร์ชัน 11, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) ความแตกต่างถือว่ามีนัยสำคัญเมื่อ P < 0.05 ผลลัพธ์แสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± SE

Bang-2-4 แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

ผลลัพธ์

อาหารดังกล่าวมีปริมาณแอสตาแซนธินรวมของไอโซเมอร์เรขาคณิต E-, 9Z- และ 13Z โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 81.3, 3.6 และ 15.0 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ พบองค์ประกอบไอโซเมอร์ที่คล้ายกันในไข่จากกลุ่มการรักษาทั้งหมด (ค่าเฉลี่ยของออลอี: แอสตาแซนธินรวม 84.3 ± 1.4% และค่าเฉลี่ยของไอโซเมอร์ Z: แอสตาแซนธินรวม 15.7 ± 1.4% ตามลำดับ) ตรวจพบ b-Adonixanthin (3,3¢-dihydroxy-b,b-carotene-4-one) ในไข่จากกลุ่มการรักษาทั้งหมด และประกอบด้วยค่าเฉลี่ย 18.2%, 5.7%, 3.5%, 2.5% และ 1.1% ของแคโรทีนอยด์ทั้งหมดในกลุ่มต่างๆ โดยการเพิ่มระดับแอสตาแซนธินในอาหาร ไอโดแซนทินมีปริมาณน้อยกว่า 0.2% ของแคโรทีนอยด์ทั้งหมดในไข่ พบว่ามีเพียงสามบุคคลที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 0.07 มก./กก. เท่านั้นที่มีวุฒิภาวะทางเพศ ปลาทั้งหมดในกลุ่มการรักษาอื่น ๆ มีการเจริญเติบโตทางเพศในช่วงระยะเวลาการตรวจสอบ 30 วันหลังจากได้รับการรักษาด้วยแสงเป็นระยะ ความเข้มข้นเฉลี่ยของแอสตาแซนธินในไข่มีช่วงระหว่าง 2.0 ± 0.4 และ 29.8 ± 4.8 มก./กก.-1 แอสตาแซนธิน (ตารางที่ 2) ความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอาหารและไข่มีความสัมพันธ์กันอย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05, R2 = 0.78; รูปที่ 1a) อัตราการปฏิสนธิและความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอาหารมีความสัมพันธ์กันอย่างมีนัยสำคัญในกราฟ (P < 0.05, R2¼0.35; รูปที่ 1b) และอัตราการปฏิสนธิแสดงให้เห็นค่าสูงสุดของไข่ของตัวเมียที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 65.1 มก.*กก.-1 อัตราการปฏิสนธิต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญในไข่จากตัวเมียที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 0.07 มก./กก. เมื่อเทียบกับการรักษาแบบอื่น (P < 0.05) ในทำนองเดียวกัน เปอร์เซ็นต์ของไข่ที่มีตาเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอาหารที่เพิ่มขึ้น (P < 0.05) – ตารางที่ 3) ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณแอสตาแซนธินในไข่และเปอร์เซ็นต์ของไข่ที่มีตาเป็นสิ่งสำคัญ (P < 0.05; รูปที่ 1c) อัตราการฟักไข่ยังเพิ่มขึ้นตามปริมาณแอสตาแซนธินในอาหารที่เพิ่มขึ้น (P < 0.05) การวิเคราะห์การถดถอยแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญระหว่างความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในไข่และอัตราการฟัก (P < 0.05; รูปที่ 1d) ไข่จากตัวเมียที่ได้รับอาหารแอสตาแซนธิน 0.07 มก.*กก.-1 มีอัตราการเสียชีวิตสูงกว่าไข่จากตัวเมียที่ได้รับอาหารประเภทอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05; ตารางที่ 3) อัตราการปฏิสนธิสูงขึ้นร้อยละ 2.5 ในไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิด้วยอสุจิจากตัวผู้ที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 33.3 มก.*กก.-1 เมื่อเทียบกับไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิด้วยอสุจิจากตัวผู้ที่ได้รับอาหารที่มีแอสตาแซนธิน 0.07 มก./กก.1 (ค่า P < 0.05; ตารางที่ 4) อย่างไรก็ตาม ไข่ที่มีตา อัตราการตายจากการปฏิสนธิในระยะที่มีตา และอัตราการฟักของไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิด้วยอสุจิจากตัวผู้ที่ได้รับอาหารเสริมแอสตาแซนธินในระดับต่างกัน ไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอาหาร (P > 0.05; ตารางที่ 4)

Hinh-1-2-619x400 แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

 

Bang-3-3-800x203 แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

 

Bang-4-3-800x158 แอสตาแซนธิน ในอาหารส่งผลดีต่อลักษณะการสืบพันธุ์ของปลาเทราต์สายรุ้ง

การอภิปราย

ปริมาณและองค์ประกอบของแคโรทีนอยด์

ความแตกต่างในปริมาณแคโรทีนอยด์ทั้งในกล้ามเนื้อและไข่มีมากระหว่างปลาแซลมอนแต่ละตัวและระหว่างสายพันธุ์ (Craik, 1985) แอสตาแซนธิน ส่วนใหญ่ที่สะสมอยู่ในไข่ปลาแซลมอนป่าเป็นสารที่ไม่มีเอสเทอร์ไรเซชัน (Glover et al., 1951; Craik, 1985; Craik and Harvey, 1986) การศึกษาครั้งนี้ตรวจพบเฉพาะแคโรทีนอยด์ที่ไม่ได้รับเอสเทอริฟายด์เท่านั้น และความเข้มข้นทั้งหมดอยู่ในช่วง 2.0 ถึง 29.8 มก./กก. น้ำหนักเปียก โดยพิจารณาตามขนาดยา ไข่ปลาแซลมอนแอตแลนติกที่เลี้ยงตามธรรมชาติ (Salmo salar) มี แอสตาแซนธิน ประมาณ 6.4 ± 1.75 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม (Craik, 1985) แต่มีรายงานว่าไข่จากปลาแซลมอนแอตแลนติกที่เลี้ยงไว้ในอาหารที่มีแคนทาแซนธินในปริมาณสูงถึง 21.2 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม (Craik and Harvey, 1986) มีรายงานความเข้มข้นของ แอสตาแซนธิน ตั้งแต่ 0 ถึง 14.7 มิลลิกรัม/กิโลกรัมน้ำหนักเปียกในไข่ปลาแซลมอนแอตแลนติกที่ได้รับอาหารที่มี แอสตาแซนธิน 0–100 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (Christiansen และ Torrissen, 1997) การใช้แอสตาแซนธินที่น้อยลงในปลาแซลมอนแอตแลนติกเมื่อเทียบกับปลาเทราต์สายรุ้ง (ดู Storebakken et al., 1986) ยังสะท้อนให้เห็นจากความเข้มข้นของแคโรทีนอยด์ที่สูงขึ้นในไข่ของปลาเทราต์สายพันธุ์หลังอีกด้วย มีการใช้แอสตาแซนธินไอโซเมอร์เรขาคณิต E/Z ที่แตกต่างกันในปลาเทราต์สายรุ้ง ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การย่อยได้ที่ปรากฏ (ADC) ของออล-อี-แอสตาแซนธิน จึงสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การย่อยได้ที่ชัดเจนของ แอสตาแซนธิน 9Z และ 13Z และค่า ADC ของแอสตาแซนธิน 13Z ก็สูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การย่อยได้ที่ชัดเจนของแอสตาแซนธิน 9Z อย่างมีนัยสำคัญ (Bjerkenget al., 1997) นอกจากนี้ แอสตาแซนธิน อีทั้งหมดจะสะสมอยู่ในพลาสมาและกล้ามเนื้อ (>92% ของแอสตาแซนธินทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบในอาหาร) ในขณะที่ แอสตาแซนธิน 13Z จะสะสมอยู่ในตับ (Østerlie et al., 1999) ดังนั้น ไข่ในการทดลองปัจจุบันจึงดูเหมือนว่าจะมีความสัมพันธ์กับไอโซเมอร์ แอสตาแซนธิน Z สูงกว่าพลาสมาและเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อเล็กน้อย แต่เหตุผลยังคงไม่ชัดเจน ดังนั้น ความเข้มข้นของแอสตาแซนธินมากกว่าองค์ประกอบไอโซเมอริกจึงดูเหมือนจะอธิบายผลการรักษาที่สังเกตได้ แอสตาแซนธิน ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างมากในปลาเทราต์สายรุ้ง และมีเมตาบอไลต์บางส่วนอยู่ในผิวหนัง (Schiedt et al., 1985) การมีอยู่ของ b-adonixanthin และ dodoxanthin ปริมาณเล็กน้อยในไข่บ่งบอกว่าเนื้อเยื่อนี้ยังมีความสัมพันธ์บางอย่างกับเมแทบอไลต์ของแอสตาแซนธินอีกด้วย ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในรูปแบบการกระจายตัวของเมตาบอไลต์แอสตาแซนธินสามารถพบได้ในไข่ของปลาแซลมอนสายพันธุ์ต่าง ๆ (Miki et al., 1982) แม้ว่าไอโดแซนทินและครูแซนทิน (3,4,3¢4¢-เตตระไฮดรอกซี-บี,บี-แคโรทีน) จะประกอบมากกว่าร้อยละ 70 ของแคโรทีนอยด์ทั้งหมดในไข่ของ Salvelinusalpinus arcticus (Bjerkeng et al., 2000) แต่ไอโดแซนทินประกอบน้อยกว่าร้อยละ 0.2 ของแคโรทีนอยด์ทั้งหมด และไม่พบรัสตาแซนทินในงานวิจัยนี้

การสืบพันธุ์

แคโรทีนอยด์อาจมีบทบาทสำคัญหลายประการในการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของสัตว์จำพวกกุ้ง (ทบทวนโดย Lin˜a´n-Cabello et al., 2002) และปรับปรุงการฟักไข่ ป้องกันความผิดปกติ และเพิ่มอัตราการรอดชีวิตในเม่นทะเล Pseudocentrotus depressus (Tsushima et al., 1997; Kawakami et al., 1998) และปรับปรุงการเจริญเติบโตและผลลัพธ์การสืบพันธุ์ในปลาหางนกยูง Poecilia reticulata (Karino and Haijima, 2004) สอดคล้องกับสิ่งนี้ เราพบผลเชิงบวกของความเข้มข้นของไข่และอาหารต่ออัตราการปฏิสนธิ เปอร์เซ็นต์ของไข่ที่เปิดและไข่ที่ฟัก และอัตราการตายของไข่ที่เปิดของปลาเทราต์สายรุ้ง นอกจากนี้ ในมิงค์ Mustela vison แอสตาแซนธินยังช่วยลดอัตราการคลอดตาย (Hansen et al., 2001) แอสตาแซนธินอาจทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนการปฏิสนธิ โดยเพิ่มอัตราการปฏิสนธิโดยการกระตุ้นและดึงดูดอสุจิ (Hartmann et al., 1947) มีการดำเนินการศึกษาวิจัยหลายครั้งเพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ แต่ผลลัพธ์จากการศึกษาวิจัยเหล่านี้ขัดแย้งกัน (Christiansen และ Torrissen, 1997) ความเข้มข้นสูงของ แอสตาแซนธิน และแคนทาแซนธินในไข่ช่วยเพิ่มอัตราการปฏิสนธิในปลาเทราต์สายรุ้ง (Deufel, 1975; Craik, 1985) ตามที่ Mikulin และ Soin (1975) กล่าวไว้ แอสตาแซนธินอาจปรับปรุงคุณภาพของไข่ได้ผ่านบทบาทในกระบวนการเผาผลาญระหว่างการพัฒนาตัวอ่อน อย่างไรก็ตาม Quantz (1980) และ Christiansen และ Torrissen (1997) ไม่พบความแตกต่างในอัตราการผสมพันธุ์ของไข่จากปลาเทราต์สายรุ้งที่ได้รับอาหารที่มีแคนทาแซนธินและแอสตาแซนธินในระดับต่างกันก่อนวางไข่ ในทำนองเดียวกัน ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในอัตราการปฏิสนธิของไข่จากปลาเทราต์สายรุ้งที่ได้รับอาหารคริลล์บด 10% เป็นแหล่งของแอสตาแซนธิน และกลุ่มควบคุมที่ได้รับอาหารเป็นศูนย์ (Tveranger, 1986) อย่างไรก็ตาม ระดับแอสตาแซนธินในอาหารยังต่ำ ความแตกต่างของอัตราการปฏิสนธิระหว่างไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิด้วยอสุจิของหนูตัวผู้ที่ได้รับแอสตาแซนธินกับไข่จากหนูตัวเมียตัวเดียวกันที่ได้รับการปฏิสนธิด้วยอสุจิของหนูตัวผู้ที่ได้รับอาหารควบคุมที่ไม่ได้เสริมอาหาร แสดงให้เห็นว่าแอสตาแซนธินอาจมีผลในเชิงบวกต่อคุณภาพอสุจิของหนูตัวผู้พ่อแม่ โดยพบว่าเบตาแคโรทีนสามารถปรับปรุงคุณภาพน้ำอสุจิของหนูตัวผู้ได้โดยลดการเกิดลิพิดเปอร์ออกซิเดชัน (El-Demerdash et al., 2004) ยังคงต้องศึกษากันต่อไปว่าผลดีของแอสตาแซนธินอาจเกิดจากการลดลงของออกซิเดชันของไขมันในปลาเทราต์สายรุ้งตัวผู้หรือไม่

ไข่ขนาดใหญ่ของสายพันธุ์ต่าง ๆ ต้องการปริมาณแคโรทีนอยด์ที่สูงกว่าไข่ขนาดเล็กสำหรับกระบวนการเผาผลาญในระยะเอ็มบริโอ และมีความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลาในการพัฒนาเอ็มบริโอและปริมาณแคโรทีนอยด์ในไข่ในแต่ละสายพันธุ์ (Mikulin, 2003) หากใช้แอสตาแซนธินในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อน ความเข้มข้นของแอสตาแซนธินจะลดลงตั้งแต่ระยะฟักตัวจนถึงระยะให้อาหาร พบว่าผลเชิงบวกของปริมาณแคโรทีนอยด์ในไข่และอัตราการรอดในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อน Hubbs และ Strawn (1957) พบว่าอัตราการรอดชีวิตเพิ่มขึ้นของไข่ที่มีเม็ดสีของ Etheostoma lepidum เมื่อเทียบกับไข่สีซีดของสายพันธุ์นี้ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่มากในอัตราการรอดชีวิตของไข่ที่มีปริมาณแอสตาแซนธินต่ำอาจเกิดจากปัจจัยเฉพาะของฟาร์ม (Craik, 1985) ดังนั้น Craik (1985) แนะนำว่าระดับวิกฤตของแคโรทีนอยด์อยู่ระหว่าง 1 ถึง 3 มก./กก. ซึ่งหากต่ำกว่านี้ อัตราการฟักอาจลดลงได้ เราพบว่าปริมาณแอสตาแซนธินในไข่และอัตราการรอดชีวิตตั้งแต่ระยะฟักจนถึงฟักออกมีความสัมพันธ์กัน โดยมีอัตราการมีตาของไข่และการฟักที่สูงขึ้น และอัตราการตายจนถึงระยะตาที่ลดลงในลูกไก่จากพ่อแม่ที่ได้รับ แอสตาแซนธิน เสริมในอาหาร ความเข้มข้นเฉลี่ยของแอสตาแซนธินในไข่ของกลุ่มควบคุม (2.0 ± 0.4 มก./กก.) อยู่ในช่วงที่ระบุโดย Craik (1985) และอัตราการปฏิสนธิ เปอร์เซ็นต์ของไข่ที่มีตา และอัตราการรอดชีวิตจนฟักออกในกลุ่มนี้ต่ำกว่าในกลุ่มการรักษาที่มีระดับแอสตาแซนธินสูงสุด สรุปได้ว่าการเสริมแอสตาแซนธินในอาหารช่วยเพิ่มความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในไข่ และดูเหมือนว่าจะเป็นปัจจัยที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณภาพของไข่ อัตราการรอดชีวิต และการลดอัตราการตายในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อน แม้ว่าความเข้มข้นของแอสตาแซนธินในอวัยวะสืบพันธุ์เพศผู้จะต่ำ แต่ผลลัพธ์ปัจจุบันบ่งชี้ว่าการเสริมแอสตาแซนธินในอาหารมีผลดีต่อความสามารถในการสืบพันธุ์และสนับสนุนคำแนะนำของ Torrissen และ Christiansen (1995) ในการเสริม แอสตาแซนธิน ในอาหารในระดับสูงกว่า 10 มก./กก. เพื่อให้แน่ใจว่าปลาจะมีสุขภาพแข็งแรง

อ้างอิง:

Effects of dietary astaxanthin supplementation on reproductive characteristics of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

By M. R. Ahmadi1, A. A. Bazyar2,S.Safi3, T. Ytrestøyl4and B. Bjerkeng41Department of Health and Aquatic Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, Tehran University, Tehran, Iran;2Department ofFisheries and Environmental Sciences, Faculty of Natural Resources, Tehran University, Karaj, Iran;3Department of ClinicalPathology, Faculty of Veterinary Specialized Sciences, Science and Research Campus, Islamic Azad University, Tehran, Iran;4AKVAFORSK, Institute of Aquaculture Research AS, Sunndalsøra, Norway