رنگدانه خوراک دام و طیور یکی از ترکیبات مهم در تغذیه حیوانات است که نقش قابل‌توجهی در ایجاد رنگ مطلوب در محصولاتی مانند زرده تخم‌مرغ، پوست و چربی طیور و گوشت ماهیان دارد. بخش مهمی از این رنگدانه‌ها را کاروتنوئیدهایی مانند لوتئین، زئاگزانتین، کانتاگزانتین و آستاگزانتین تشکیل می‌دهند. در این مقاله، انواع رنگدانه‌ها، منابع طبیعی و صنعتی، نحوه جذب و رسوب، کاربرد آن‌ها در گونه‌های مختلف و نکات مربوط به ایمنی و مقررات بررسی می‌شود.
رنگدانه‌های کاروتنوئیدی گروهی از ترکیبات چربی‌دوست‌اند که بیشتر جانوران قادر به ساخت آن‌ها نیستند و ناگزیر از راه جیره تأمین می‌شوند [1]. این ترکیبات رنگ زرده تخم‌مرغ، پوست و چربی جوجه گوشتی، گوشت ماهیان آزاد و پوست ماهیان زینتی را شکل می‌دهند و در برخی گونه‌ها نقش پیش‌ساز ویتامین A و آنتی‌اکسیدان نیز دارند [2, 3]. این مقاله طبقه‌بندی شیمیایی و منابع طبیعی و صنعتی رنگدانه‌ها، سازوکار جذب و رسوب، کاربرد در طیور، آبزیان، نشخوارکنندگان و حیوانات خانگی، ملاحظات ایمنی و مقرراتی و معیارهای کنترل کیفیت را بر پایه منابع داوری‌شده بررسی می‌کند. شواهد برای رنگ‌گیری در طیور و ماهیان آزاد قوی است، اما درباره اثرات غیر رنگی در نشخوارکنندگان و گونه‌های خانگی هنوز نتایج ناهمگون یا محدود است [4, 5].
رنگ محصولات دامی در بسیاری از بازارها نشانه‌ای از کیفیت و تازگی تلقی می‌شود: زرده پررنگ، پوست زرد لاشه، گوشت صورتی تا نارنجی ماهی سالمون و رنگ درخشان ماهیان زینتی. این رنگ‌ها تصادفی نیستند و حاصل تجمع کاروتنوئیدهای جیره در بافت‌ها هستند. در شرایط پرورش صنعتی، حیوان دسترسی طبیعی به منابع رنگدانه (علف تازه، پلانکتون، سخت‌پوستان) را ندارد و لازم است رنگدانه به جیره افزوده شود [6, 7].
اهمیت رنگدانه‌ها فقط ظاهری نیست. مرورهای علمی به نقش کاروتنوئیدها در عملکرد تولیدی، پایداری اکسیداتیو فرآورده‌ها و ایمنی اشاره کرده‌اند، هرچند شدت این اثرات به گونه، جیره و شرایط پرورش وابسته است [3, 8]. همچنین در جیره‌های بر پایه گندم، جو یا سورگوم که گزانتوفیل کمی دارند، بدون رنگدانه تکمیلی رنگ مطلوب بازار حاصل نمی‌شود [8, 9].
هدف این مقاله ارائه تصویری یکپارچه و مبتنی بر شواهد برای متخصصان تغذیه، تولیدکنندگان خوراک و بازرگانان افزودنی‌های خوراک است: رنگدانه‌ها چه هستند، چگونه جذب می‌شوند، در هر گروه از حیوانات چه می‌کنند، چه محدودیت‌های ایمنی و مقرراتی دارند و چگونه باید کیفیت آن‌ها را ارزیابی کرد.
کاروتنوئیدها مولکول‌هایی ۴۰ کربنی با زنجیره پلی‌ان و پیوندهای دوگانه مزدوج‌اند. همین ساختار مزدوج (کروموفور) نور را جذب می‌کند و رنگ زرد تا قرمز را پدید می‌آورد. بیش از ۱۱۰۰ کاروتنوئید طبیعی شناسایی شده است، اما تنها بخش کوچکی از آن‌ها در خوراک دام یا فرآورده‌های دامی به‌کار می‌رود [6]. دو گروه اصلی وجود دارد:
| رنگدانه | رنگ | منابع رایج | کاربرد عمده |
| لوتئین | زرد | عصاره گل جعفری، ذرت، یونجه | زرده، پوست و چربی طیور؛ پوست ماهیان زینتی |
| زئاگزانتین | زرد-نارنجی | ذرت، گل جعفری | زرده و پوست طیور |
| کپسانتین | قرمز-نارنجی | عصاره پاپریکا | زرده و پوست طیور |
| کانتاگزانتین | قرمز-نارنجی | صنعتی (سنتتیک) | زرده و پوست طیور؛ ماهیان و پرندگان زینتی |
| آستاگزانتین | قرمز-صورتی | جلبک هماتوکوکوس، مخمر Phaffia، صنعتی | ماهیان آزاد، سخت‌پوستان |
| بتاکاروتن | زرد-نارنجی | علوفه تازه، صنعتی | پیش‌ساز ویتامین A؛ نشخوارکنندگان و حیوانات خانگی |
منبع: جمع‌بندی از [3, 8, 9, 10].
کاروتنوئیدها در جیره غیرفعال نیستند و در بدن دچار دگرگونی‌های متعدد می‌شوند. ترکیباتی که فعالیت ویتامین A بالا دارند معمولاً قدرت رنگ‌دهی کمی دارند و عموماً فقط گزانتوفیل‌های مونوهیدروکسی و مونوکتو به ویتامین A تبدیل می‌شوند [2]. شکل ترانس رنگدانه مؤثرتری است، زیرا رنگ قرمزتر و پایداری بیشتری دارد؛ شکل سیس معمولاً کم‌اثرتر است [2].
آرایش فضایی (ایزومر نوری) نیز اهمیت عملی دارد. مرغ همه آرایش‌ها را برای رنگ‌گیری استفاده نمی‌کند [2]. در یک آزمایش بر ۹۶۰ جوجه گوشتی، جعفری ایزومرشده با نسبت متفاوت ایزومرهای زئاگزانتین، رنگ‌گیری کمتری از جعفری رایج به‌همراه کانتاگزانتین داشت، در حالی که عملکرد رشد تفاوتی نشان نداد [11]. بنابراین مقدار «کل زانتوفیل» به‌تنهایی معیار کافی برای مقایسه محصولات نیست.
کانتاگزانتین و برخی آپوکاروتنوئیدها به‌صورت صنعتی تولید می‌شوند و به‌دلیل یکنواختی محتوا و ایزومر، در جیره طیور و ماهیان به‌طور گسترده استفاده می‌شوند [1, 8]. در اتحادیه اروپا مجموع کاروتنوئیدهای افزوده‌شده به خوراک سقف مقرراتی دارد؛ برای نمونه برای ماهیان و پرندگان زینتی مجموع ترکیب کاروتنوئیدها حداکثر ۱۰۰ میلی‌گرم در کیلوگرم و برای طیور گوشتی حداکثر ۸۰ میلی‌گرم در کیلوگرم خوراک کامل تعیین شده است [9, 14].
| ویژگی | منابع طبیعی | منابع صنعتی |
| یکنواختی محتوای فعال | متغیرتر؛ نیازمند استانداردسازی | معمولاً یکنواخت و دقیق |
| پذیرش بازار «طبیعی» | هم‌سو با تقاضای رو به رشد | نیازمند مستندسازی و رعایت مقررات |
| پروفایل رنگ | مخلوط چندرنگدانه‌ای (مثلاً لوتئین + زئاگزانتین) | تک‌رنگدانه با رنگ مشخص (مثلاً قرمز) |
| راهبرد رایج در عمل | پایه زرد | تنظیم دقیق عمق رنگ، اغلب همراه با منبع زرد |
جمع‌بندی از [8, 9, 11]. مرور Marounek و Pebriansyah تصریح می‌کند جایگزین‌های گیاهی برای رنگدانه‌های صنعتی وجود دارد و پاسخگوی علاقه مصرف‌کننده به فرآورده‌های بدون اثرات نامطلوب است [8].
کاروتنوئیدها چربی‌دوست‌اند؛ بنابراین مسیر جذب آن‌ها شبیه جذب چربی‌هاست. پس از مصرف خوراک، رنگدانه ابتدا از ماتریس خوراک آزاد می‌شود، در قطرات چربی حل و به بخش ابتدایی روده باریک منتقل می‌شود. سپس در میسل‌های مخلوط توسط سلول‌های روده جذب می‌شود، با لیپوپروتئین‌ها به خون و کبد می‌رسد و در نهایت در بافت هدف (زرده، چربی زیرپوستی، عضله، پوست) رسوب می‌کند [6].
به همین دلیل کارایی جذب چربی و مقدار چربی جیره بر رسوب رنگدانه اثر مستقیم دارد [2]. در طیور نیز گزارش شده است که جذب کاروتنوئیدها ممکن است با وجود چربی در جیره افزایش یابد [8].
| عامل | توضیح |
| ایزومر ترانس/سیس | شکل ترانس رنگدانه مؤثرتر و پایدارتر است [2]. |
| آرایش فضایی | نسبت ایزومرهای نوری زئاگزانتین بر رنگ‌گیری جوجه گوشتی اثر دارد [11]. |
| فرآوری محصول | ساپونیفیکاسیون هضم‌پذیری برخی فرآورده‌های گزانتوفیلی را بهبود می‌دهد [2]. |
| چربی جیره و جذب چربی | جذب و رسوب رنگدانه به کارایی جذب چربی وابسته است [2, 8]. |
| گونه و ژنتیک | در ماهیان آزاد، تفاوت‌های گونه‌ای و فردی در رنگ‌گیری گزارش شده است [15, 16]. |
فقط بخشی از کاروتنوئیدها پیش‌ساز ویتامین A هستند [2]. توانایی تبدیل بتاکاروتن به ویتامین A بین گونه‌ها متفاوت است. در گربه، بتاکاروتن جیره جذب پلاسما و لکوسیت‌ها می‌شود اما به‌طور کارآمد به ویتامین A تبدیل نمی‌شود [17]. بنابراین برای گربه نمی‌توان بتاکاروتن را جایگزین منبع ویتامین A دانست.
زرده شاخص بصری مهم تخم‌مرغ است. مرغ توانایی ساخت کاروتنوئید ندارد و رنگ زرده کاملاً از رنگدانه‌های جیره (از جمله لوتئین، زئاگزانتین، کپسانتین و کانتاگزانتین) شکل می‌گیرد [8]. مرور Marounek و Pebriansyah اثر کاروتنوئیدها را بر رنگ زرده و تجمع رنگدانه در آن، و نیز بر عملکرد تولیدی و پایداری اکسیداتیو فرآورده‌های طیور شرح می‌دهد [8]. راهبرد معمول، ترکیب رنگدانه زرد (برای زمینه طلایی) و قرمز (برای عمق رنگ) است.
در بازارهایی که پوست زرد ترجیح داده می‌شود، رنگدانه به جیره افزوده می‌شود. ذرت زرد منبع طبیعی گزانتوفیل است، در حالی که جیره‌های بر پایه گندم، جو یا سورگوم رنگ‌گیری ضعیف‌تری دارند و بدون مکمل، پوست رنگ‌پریده می‌ماند [8, 9]. رنگ ساق و پوست سینه را می‌توان هم با ابزار دستگاهی (مثلاً مختصات Minolta) و هم با بادبزن رنگ (Roche color fan) اندازه گرفت؛ مطالعه Pérez-Vendrell و همکاران هر دو را به‌کار برد [11].
مرورها نشان می‌دهند مکمل‌سازی کاروتنوئید در طیور تنها برای رنگ نیست؛ اثراتی بر عملکرد تولیدی و پایداری اکسیداتیو فرآورده‌ها نیز گزارش شده است [8]. با این حال این اثرات به جیره و شرایط پرورش بستگی دارد و نباید مطلق بیان شوند.
نظر علمی EFSA غلظت‌های ایمن کانتاگزانتین را مشخص کرده است (جدول بخش ۹) [18]. کانتاگزانتین خالص ممکن است برای پوست و چشم تحریک‌کننده و حساسیت‌زا و از راه استنشاق خطرناک باشد و هنگام کار با آن وسایل حفاظتی توصیه می‌شود [14, 18].
رنگ گوشت یکی از مهم‌ترین شاخص‌های کیفیت ماهیان آزاد است و در شرایط پرورشی عمدتاً با رنگدانه جیره تأمین می‌شود، زیرا ماهیان وحشی آن را از سخت‌پوستان و پلانکتون می‌گیرند [7]. آستاگزانتین کارآمدترین کاروتنوئید برای رنگ‌گیری این ماهیان گزارش شده است [15, 16]. کارایی رنگ‌گیری به شکل رنگدانه، چربی جیره و تفاوت‌های گونه‌ای و فردی بستگی دارد [15, 16]. در برخی مطالعات، شکل استری آستاگزانتین (مثل دی‌پالمیتات) رنگ‌گیری کمتری از شکل آزاد داشته است [15].
رنگ سخت‌پوستان به آستاگزانتین و کمپلکس‌های کاروتنوپروتئینی وابسته است. کاروتنوئیدهای سخت‌پوستان در طبیعت عمدتاً از جلبک‌ها می‌آید [7]، و میگو، خرچنگ و سالمون از منابع غذایی آستاگزانتین به‌شمار می‌روند [10]. جلبک هماتوکوکوس منبع طبیعی مهم آستاگزانتین است و زیست‌دسترس‌پذیری آستاگزانتین در حیوانات پس از مصرف زیست‌توده آن افزایش یافته است [10].
در ماهیان زینتی، رنگ پوست ارزش تجاری مستقیم دارد. مطالعات اثر زیست‌توده ریزجلبکی و دما را بر رنگ ماهی قرمز [12] و اثر مکمل ریزجلبکی حاوی آستاگزانتین را بر رنگ آنجل‌فیش بررسی کرده‌اند؛ در مطالعه اخیر، مقادیر ۰٫۲۵ تا ۲ گرم زیست‌توده در ۱۰۰ گرم جیره طی ۲۸ روز به‌کار رفت [13]. نتیجه مشترک این است که پاسخ رنگ‌گیری گونه‌محور است؛ برای مثال در گورامی بوسه‌گر اثر آستاگزانتین و بتاکاروتن بررسی شده و ذخیره‌سازی رنگدانه را وابسته به گونه دانسته‌اند [19]. EFSA کانتاگزانتین را تا ۱۰۰ میلی‌گرم در کیلوگرم جیره برای ماهیان زینتی ایمن دانسته و اثر آن را بر رنگ پوست ماهیان زینتی قابل انتظار گزارش کرده است [18].
در نشخوارکنندگان، نقش اصلی بتاکاروتن تأمین پیش‌ساز ویتامین A و فعالیت آنتی‌اکسیدانی است و رنگ‌دهی هدف اصلی نیست. فرآورده‌های لبنی از منابعی هستند که مقداری کاروتنوئید در خود دارند [1]. مرور سال ۲۰۲۴ نشان می‌دهد مکمل‌سازی بتاکاروتن می‌تواند عملکرد تولیدمثلی را بهبود دهد، اما نتایج مطالعات ناهمگون است؛ این ناهمگونی را به تفاوت دریافت پایه بتاکاروتن و وضعیت ویتامین A نسبت داده‌اند و سازوکار پیشنهادی، محافظت آنزیم‌های تولید استروئید جنسی تخمدان از رادیکال‌های آزاد است [4]. بنابراین مکمل بتاکاروتن باید بر پایه وضعیت جیره و گله تصمیم‌گیری شود، نه به‌عنوان راه‌حل عمومی.
اسب‌ها الگوی ذخیره‌سازی کاروتنوئید متفاوتی از گاو دارند: اسب بیشتر در کبد و گاو بیشتر در بافت چربی ذخیره می‌کند [5, 20]. درباره اثرات گزانتوفیل‌ها در اسب مطالعه کنترل‌شده ایمنی‌شناسی وجود ندارد و داده‌های موجود (مثلاً افزایش وضعیت آنتی‌اکسیدانی با آستاگزانتین در اسب‌های مسابقه‌ای) مقدماتی است [5].
شواهد علمی درباره جذب، توزیع بافتی و اثرات بالینی گزانتوفیل‌ها در سگ، گربه و اسب نسبتاً محدود است، هرچند استفاده از آن‌ها در خوراک تجاری رو به افزایش است [5]. بیشترین داده‌های عملکردی در سگ است، به‌ویژه درباره تعدیل ایمنی و پایداری الکتروفیزیولوژیک شبکیه [5].
به‌طور کلی ادعاهای سلامتی برای حیوانات خانگی باید محتاطانه و در حد شواهد موجود بیان شود.
جدول زیر سقف‌های کانتاگزانتین در جیره را بر پایه نظر علمی EFSA و مقررات اتحادیه اروپا نشان می‌دهد. توجه شود این ارقام مربوط به اتحادیه اروپاست و الزامات کشورهای دیگر (از جمله ایران) باید از مرجع رسمی همان کشور استعلام شود.
| گروه حیوانی | حداکثر ایمن (mg/kg جیره کامل) | منبع |
| مرغ تخم‌گذار و مرغان در دوره پرورش برای تخم‌گذاری | ۸ | [18] |
| جوجه گوشتی و طیور گوشتی کوچک | ۲۵ | [18] |
| ماهی و پرندگان زینتی | ۱۰۰ | [18] |
| مرغ مادر (breeder) | ۶ | [21,22] |
حدود باقیمانده در محصول نیز تعیین شده است: ۱۵ میلی‌گرم در کیلوگرم کبد، ۲٫۵ میلی‌گرم در کیلوگرم پوست و چربی، و ۳۰ میلی‌گرم در کیلوگرم زرده تخم‌مرغ [14]. مجموع کاروتنوئیدها در جیره نیز سقف دارد (بخش ۳-۲). EFSA مصرف کانتاگزانتین با این سقف‌ها را برای مصرف‌کننده نگران‌کننده ندانسته است [18].
| معیار | پرسش کلیدی |
| گونه و هدف | رنگ هدف زرده، پوست، گوشت ماهی یا پوست زینتی است؟ |
| نوع و شکل رنگدانه | چه رنگدانه و ایزومری (و آزاد یا استری) به‌کار رفته است؟ |
| مستندسازی | گواهی تحلیل (CoA) با محتوای ماده فعال و ایزومر موجود است؟ |
| پایداری | در شرایط پلت‌سازی و نگهداری پایدار است؟ |
| مقررات | برای بازار هدف مجاز است و سقف‌ها رعایت می‌شود؟ |
| اقتصاد | هزینه به ازای رنگ حاصل (نه فقط قیمت هر کیلو) چقدر است؟ |
| موضوع | قوت شواهد | منابع |
| رنگ‌گیری زرده و پوست طیور با گزانتوفیل‌ها | قوی | [2, 8, 11] |
| رنگ‌گیری ماهیان آزاد با آستاگزانتین | قوی | [15, 16] |
| پاسخ رنگ‌گیری ماهیان زینتی (گونه‌محور) | متوسط | [12, 13, 19] |
| بتاکاروتن و باروری گاو | ناهمگون | [4] |
| گزانتوفیل‌ها در سگ، گربه و اسب | محدود | [5, 20, 21, 22] |
بیشتر جانوران خیر و باید آن را از جیره دریافت کنند [1].
ترکیب رنگدانه زرد (لوتئین و زئاگزانتین) با رنگدانه قرمز (کانتاگزانتین یا کپسانتین) متناسب با رنگ هدف بازار [8, 11].
چون رنگ گوشت از رسوب کاروتنوئید جیره (به‌ویژه آستاگزانتین) می‌آید و ماهی پرورشی دسترسی طبیعی به آن ندارد [7, 15, 16].
خیر؛ نتایج مطالعات ناهمگون است و به وضعیت جیره و ویتامین A بستگی دارد [4].
خیر؛ گربه بتاکاروتن را جذب می‌کند اما به‌طور کارآمد به ویتامین A تبدیل نمی‌کند [17].
در اتحادیه اروپا با سقف‌های مشخص مجاز است [14, 18]. الزامات هر کشور باید جداگانه بررسی شود.
کاروتنوئیدها ابزار مهمی برای کیفیت ظاهری و ارزش بازار محصولات دامی و آبزی هستند و در برخی گونه‌ها نقش‌های زیستی دیگری نیز دارند. موفقیت رنگ‌گیری از انتخاب هم‌زمان رنگدانه مناسب هر گونه (با توجه به ایزومر و شکل شیمیایی)، محصول پایدار و استاندارد، جیره مناسب از نظر چربی و سلامت روده و رعایت مقررات حاصل می‌شود. در طیور و ماهیان آزاد شواهد رنگ‌گیری قوی است؛ در نشخوارکنندگان و حیوانات خانگی، اثرات غیر رنگی هنوز ناهمگون یا محدود است و باید با احتیاط بیان شود.
[7] FEFANA. Carotenoids in animal nutrition. Brussels: FEFANA; 2014.
[18]1tissues: a comparison with cattle. Animal. 2015;9:1230–1238. doi:10.1017/S1751731115000415
