Astaxanthine

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Nos crevettes ont un régime alimentaire assez varié. Si elles acceptent volontiers la même nourriture que les poissons (voire leurs restes), se nourrissent d’algues, ou des cadavres qu’on pourra éventuellement laisser, il est aussi possible de leur offrir une nourriture plus adaptée à leurs besoins, et parfois aux nôtres, pour activer un peu les couleurs, par exemple. L’Astaxanthine est l’un de ces aliments appréciés par les crevettes !


La chimie

Formule chimique : C40H52O4 (dihydroxy-3,3´ dioxo-4,4´ β-carotène)Astaxanthine

Généralités

Pigment solide rougeâtre-orange de la famille des carotènoïdes (carotène = C40H60), l’astaxanthine en hérite les grandes propriétés anti-oxydantes. Fabriquée par des algues comme Haematococcus pluvialis Flotow 1844, ou disponible dans le plancton qui s’en nourrit, c’est cette molécule qui donne leur couleur aux saumons, aux crevettes, ou aux plumes des flamants roses…

Aujourd’hui, les carotènes sont très utilisées en aquaculture pour favoriser la coloration, principalement la canthaxanthine et l’astaxanthine, mais il s’agit d’une version de synthèse de ces molécules. Si la canthaxanthine est un pigment prisé, l’astaxanthine lui est largement préférée, car elle procure une meilleure coloration pour des concentrations similaires. En effet, l’astaxanthine se dépose plus facilement dans les muscles, a priori grâce à une meilleure absorption digestive (Torrisen, 1989). Des études ont aussi prouvées que l’astaxanthine associée à la canthaxanthine donnaient de meilleurs résultats que les 2 molécules utilisées séparément (Torrisen, 1989; Bell et al. 1998). Un bémol est toutefois apporter par une étude sur le saumon de l’Atlantique (Salmo salar) de Buttle et al. (2001) qui tend à prouver que cette absorption est dépendante de l’espèce.

Cette couleur significative rosée/violacée n’apparaît chez le saumon ou les crustacés que lorsqu’ils sont morts, car la molécule est elle-même entourée d’une protéine qui masque la couleur. En ébouillantant les homards, langoustines et autres crevettes, les protéines libèrent l’astaxanthine, et la couleur rose/violacé se dévoile. On pourra aussi laisser faire la nature, pour constater le même phénomène de coloration dans le temps.

Au delà de cet aspect coloration, l’astaxanthine favorise la reproduction des poissons : accélération de la maturité sexuelle, fertilité et qualité des oeufs accrues, et meilleur développement embryonnaire (Putman, 1991). Enfin, des études comparables sur les crustacés et notamment les crevettes, montrent que l’astaxanthine accroît la tolérance au stress, augmente la réponse immunitaire, agit comme une protection intra-cellulaire et a un effet significatif sur le développement des larves (Gabaudan, 1996; Darachai et al., 1999).

Quelques chiffres

Cela a déjà été évoqué, l’aquaculture utilise principalement une molécule de synthèse. Il est alors intéressant de constater que les saumons sauvages présentent jusqu’à 40 mg d’astaxanthine par kg. Les saumons d’élevage, qui reçoivent la molécule via des compléments alimentaires, montrent une concentration qui atteint 5 mg/kg. On aurait pu croire que les saumons d’élevage subissaient un gavage, il n’en est rien. En plus de la différence importante du taux présent dans l’organisme, on pourra déterminer la nature du saumon par l’étude de la structure de l’astaxanthine.

Le gros du marché de l’astaxanthine est donc assuré depuis 1990 par un producteur principal (Roche) pour un montant estimé de 150/200 millions de dollars. Vu la forte augmentation de la demande, et le coût élevé de la production de molécules synthétiques, des sources naturelles sont donc fortement recherchées pour en permettre l’industrialisation.

Aujourd’hui, on observe 3 sources principales étudiées :

  • les micro-algues
  • les levures
  • les produits dérivés des crustacés

Micro Algues

Comme évoqué dans les Généralités, l’algue Haematococcus pluvialis Flotow 1844 est une des algues productrices qui intéressent les chercheurs. L’état de l’art permet d’obtenir une concentration de l’ordre de 1,5 à 3% d’astaxanthine sur un échantillon sec (Lorenz and Cyewsky, 2000). Aujourd’hui, on trouve quelques produits alimentaires à base d’astaxanthine extraite pour l’aquaculture avec un taux compris entre 1,5 et 2%. D’autres algues comme Chlorella vulgaris Beijerinck, 1890 (Gouveia et al., 1996, 2002) et Chlorococcum sp. (Li and Chen, 2001; Ma and Chen, 2001; Zhang and Lee, 2001; Yuan et al., 2002) semblent prometteuses.

Levures

La levure Phaffia rhodozyma est connue depuis des décennies pour sa capacité à produire de l’astaxanthine. On trouvera des études sur la pigmentation des saumons comparant l’efficacité de l’astaxanthine extraite de cette levure avec la molécule synthétique (Gentles and Haard, 1991; Whyte and Sherry, 2001). Aujourdh’ui, cette levure est vendue en poudre, et offre une concentration moyenne de 8 000µg/g (Igene, 2003).

Produits dérivés des crustacés

Les crustacés, et notamment le krill et les crevettes, parce qu’ils consomment les algues précédemment citées (ou des micro-organismes qui s’en nourrissent eux-mêmes) contiennent donc aussi de l’astaxanthine. Les produits dérivés de ces crustacés sont généralement composés de sels minéraux (15-35%), de protéines (25-50%), de chitine (25-35%), de lipides et des pigments (Lee ans Peniston, 1982).

Une étude (Shahide and Botta, 1994) résume ainsi la teneur en caronténoïdes dans les crustacés :

Source Total astaxanthin
(mg/100g)
Astaxanthin (%) Others carontenoïds Reference
Free Monoester Diester
Shrimp
(P. borealis)
14,77 3,95 19,72 74,29 zeaxanthine Shahidi ans Synowiccki, 1991
Shrimp
(P. borealis)
4,97(1) 8 22,5 69,5 - Torrisen et al., 1981
Shrimp
(P. borealis)
3,09(1) 5,6 18,5 75,9 - Guillou et al., 1995
Crawfish
(P. Clarkii)
15,3 40,3 49,4   astacene Meyers and Bligh, 1981
Backs snow crab
(Ch. Opilio)
11,96 21,16 5,11 56,57 lutein, zeaxanthin, astacene Shahidi ans Synowiccki, 1991
(1) a mg/100g wet basis

On note donc dans ces produits dérivés une concentration comprise entre 119 et 148 µg/g. On est loin d’atteindre les rendements des algues ou de la levure. Cela implique donc une utilisation massive dans l’alimentation pour obtenir une pigmentation efficace (de l’ordre de 10 à 25%).

Cette source est au final peu exploitée, du fait des méthodes de séchage employées pour la préparation des produits finis qui doivent être précisément contrôlées pour ne pas provoquer l’oxydation des caroténoïdes. De plus, la forte teneur en chitine rend le produit plus difficilement assimilable. D’autres méthodes sont évoquées, et mettent en jeu des acides pour dissoudre la chitine et les sels calcaires, ou des huiles végétales ou de poissons.

Récapitulatif sommaire

Sources naturelles d’Astaxanthine Concentration d’Astaxanthine (en ppm)
Salmonidés
Plancton
Krill
Crevette artique
levure Phaffia rhodozyma
Haematococcus pluvialis Flotow 1844
~ 5
~ 60
~ 120
~ 1200
~ 8000
~ 40,000

Source : AlgaTech Astaxanthin - a superb natural antioxidant

Un produit anti-oxydant

Au delà de ces vertus colorantes, l’astaxanthine est un anti-oxydant puissant, l’article L’astaxanthine : un anti-oxydant particulièrement puissant” de Nutranews donnera des détails sur son action sur l’organisme humain (notamment sur le système immunitaire, l’oeil, le coeur, ou son impact sur le cancer).

Références

  • Astaxanthine
  • Haematococcus pluvialis Flotow 1844
  • Chlorella vulgaris Beijerinck 1890
  • Chlorococcum sp. Meneghini, 1842
  • levure Phaffia rhodozyma
    • Biogeography, Host Specificity, and Molecular Phylogeny of the Basidiomycetous Yeast Phaffia rhodozyma and Its Sexual Form, Xanthophyllomyces dendrorhous (En ligne / PDF)
    • Bibliomer (IFREMER) : Une évaluation de la levure Phaffia comme source de pigment pour les salmonidés
    • ArticlePhaffia rhodozyma : colorful odyssey”

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