五种膳食类胡萝卜素对凡纳滨对虾着色、生长、健康及风味特性的综合评估

本研究创新性地采用AHP-CRITIC-TOPSIS多准则决策框架，系统评估了β-胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素、角黄素和虾青素在凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)养殖中的综合效益。研究发现所有类胡萝卜素均能显著改善生长性能(FCR、SGR、WG)、提升消化酶活性及抗氧化能力（AST、ALT指标降低），其中β-胡萝卜素在着色(0.78)和免疫(0.75)方面表现突出，而虾青素在抗氧化(0.96)和风味物质(EPA/DHA)积累上优势明显。研究为水产饲料中高价虾青素的经济替代提供了科学依据。

　　

Highlight

类胡萝卜素对甲壳动物着色、免疫和抗逆性至关重要，但集约化养殖中获取受限。虾青素虽高效但成本高昂，本研究通过寻找经济替代品来突破产业瓶颈。

Introduction

类胡萝卜素作为脂溶性色素，通过食物链进入水生动物体内。在甲壳动物尤其是对虾中，表皮着色程度直接影响消费者偏好和市场定价。烹饪后鲜艳的红色被视为优质标志，而色素沉积不足会直接降低产品价值。随着集约化养殖和配合饲料的普及，对虾获取天然类胡萝卜素的途径受限，导致色素沉积不足、色泽暗淡和利润下降。因此在配合饲料中添加类胡萝卜素已成为行业标准做法，特别是占全球产量70%以上的凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)。

虾青素是对虾组织中的主要沉积类胡萝卜素，具有强抗氧化、免疫调节和增色作用。但其高昂价格(纯度10%时250-450美元/公斤)和50-200 mg/kg的建议添加量会使饲料成本增加8%以上，严重影响集约化养殖的盈利能力。因此寻找具有相当生理功效的经济型色素成为水产饲料配方的重点。

玉米黄质、叶黄素、角黄素和β-胡萝卜素价格远低于虾青素，但同样能增强着色、促进生长、提高抗氧化状态和免疫力。除自身生理作用外，对虾还能将这些膳食类胡萝卜素酶促转化为虾青素，从而放大其效益。例如β-胡萝卜素可酮化为角黄素或羟基化为玉米黄质；玉米黄质与叶黄素可相互转化，而两者又都能进一步反应形成虾青素。这种相互关联的代谢途径表明，结构相关的类胡萝卜素可能通过体内生物转化产生相似功效。实证研究表明，在凡纳滨对虾饲料中添加50 mg/kg虾青素或62.5-75 mg/kg叶黄素，能产生相当的生长性能、抗氧化能力和免疫反应改善效果。此外，长期添加β-胡萝卜素(300 mg/kg)或角黄素(150-200 mg/kg)可增强体色红度、提升溶菌酶和碱性磷酸酶活性、提高耐低氧能力。这些发现凸显了系统评估不同外源类胡萝卜素的必要性，以制定降本增效、提升对虾品质的实用策略。

既往研究多孤立评估单一类胡萝卜素且未考虑成本效益，其性价比优势尚不明确。加之剂量效应关系使最佳添加量难以确定。为填补这些空白，本研究在各自最佳添加水平下系统比较了五种类胡萝卜素对凡纳滨对虾生长性能、抗氧化能力、色素沉积、体色和风味代谢物的影响，并通过AHP-CRITIC-TOPSIS方法整合数据，为商业对虾饲料中类胡萝卜素添加的优化提供量化框架。

Conclusion

本研究首次系统评估了五种膳食类胡萝卜素（β-胡萝卜素300ppm、玉米黄质200ppm、叶黄素200ppm、角黄素200ppm和虾青素100ppm）在各自最佳添加水平下对凡纳滨对虾的影响。通过AHP-CRITIC-TOPSIS统一框架，从单一响应变量到包含生长性能、生理健康、产品品质和经济效益的综合指标进行量化评估。结果表明，所有测试类胡萝卜素都能有效替代高价虾青素，其中β-胡萝卜素在成本效益比方面表现尤为突出，为水产饲料配方优化提供了重要理论依据和实践指导。