Při zmínce o obsahu karotenoidů v krmivech nebo surovinách pro výrobu krmiv vždy vznikají dotazy, jak je využít pro lepší barvu ryb, které suroviny jsou nejvhodnější pro toto použití, jak je používat, jaká jsou hygienická rizika a podobně. 

Článek je sice psán o rybách, ale podobným způsobem se dají krmit i jiní akvarijní živočichové (krevetky, raci, krabi, ulitnatci). Ostatně karoten způsobuje i požadovanou barvu peří u ptáků, barvu kůže u jatečných kuřat, vaječných žloutků, másla, i lidí. Lidský tuk má žlutooranžovou barvu od karotenu a proto je u bělochů bělochů a mongoloidních barva kůže žlutorůžová. U lidí je znám postup příjmu nadměrných dávek karotenu, který způsobuje „opálený“ vzhled pokožky.

Co tvoří a ovlivňuje zbarvení ryb?

Ryby dokážou svým zbarvením tvořit všechny barvy spektra a velmi rychle měnit barvu v případě potřeby přesouváním barviva v buňkách. Ovlivňují to druhy kožních buněk a jejich vrstvení. Tyto buňky se rozdělují na čtyři skupiny podle barvy, kterou obsahují:

– černé buňky
– stříbřité buňky
– červené buňky
– žluté buňky

Černé buňky obsahují pigment melanin, které má tmavou barvu, podle druhu ryb od černé přes modrou až k hnědé. Tvorbu tohoto pigmentu nelze ovlivnit, pokud nebereme v úvahu teoretickou možnost zvyšovat jej přidáváním některých aminokyselin a vitamínů. 

Pozor, nezaměňovat melanin za melamin, což je plast, a melatonin, což je hormon.

Stříbřité buňky obsahují dusíkatou látku guanin. V praxi se jeho tvorba také záměrně neovlivňuje, přestože nadměrný obsah dusíkatých látek ve vodě jej u některých ryb zvyšuje, např. u tetry diamantové (Moenkhausia pittieri).

Žluté a červené buňky obsahují barviva žluté a červené lipochromy, jejichž významnou součástí jsou karotenoidy.

Žluté a červené buňky se zúčastní tvorby zejména těchto barev:

– zelená
– žlutá
– žlutohnědá
– červenohnědá
– červená
– oranžová

Karotenoidy jsou vázány na tuky, které se ukládají především v podkoží. Při vysokém nasycení podkoží karotenoidy se celkově zesiluje barevný podklad kůže, a barva může být viditelná. 

Prakticky tedy lze ovlivnit zbarvení ryb pouze pomocí karotenoidů. Karotenoidy se běžně stravou dostávají do organismu a vstupují do buněk, při vyšší koncentraci je zbarvení viditelné. Během života ryb se intenzita zbarvení mění i věkem a kvalitou výživy.

Co jsou karotenoidy?

Karotenoidy jsou původně přírodní organické látky, rozpustné v tuku. Je jich více druhů, vyskytují se v barvách od žluté, přes oranžovou, červenou až k červenofialové. Rozdělují se do dvou skupin, a to na karoteny, převážně zbarvené do červena, a xanthofyly, které jdou spíše do žluta.

Nejznámější karotenoidy jsou lykopen, beta-karoten, alfa-karoten, gamma-karoten, beta-kryptoxanthin, lutein, violaxanthin, neoxanthin, zeaxanthin, kanthaxanthin, astaxanthin. Typicky vytvářejí zbarvení některých přírodních produktů, jako jsou houby lišky, kukuřice, rajčata, mrkev, papriky, meruňky. Vyskytují se v různém zastoupení uvedených barviv prakticky ve všech zelených rostlinách, včetně řas a sinic jako fotosyntetická barviva. U živočichů chrání buňky před účinky slunečního záření a nadměrnou oxidací tkání jako antioxidanty. Nejsou však vidět, protože v buňkách jsou schované pod vrstvou zeleného barviva chlorofylu. Dobře je to vidět na podzim, když se u opadavých stromů rozpadne chlorofyl a je vidět karotenoidy, které způsobí zbarvení listí.

U beta-karotenu se vyskytuje více barevných odstínů od žluté přes oranžovou k červené. Proto je nejvíce používaným karotenoidovým barvivem v potravinářství.

Synteticky vyráběné karotenoidy jsou hlavně apo-karotenal, v praxi častěji označovaný jako apo-ester, dále kanthaxanthin a astaxanthin. Synteticky se běžně vyrábí i komerčně nejvíce používané barvivo beta-karoten

Hygienická hlediska používání

Kvantitativní (množstevní) hledisko

Za bezpečnou dávku v krmivech se považuje 100 mg čistého beta-karotenu v 1 kg sušiny krmiva. Hygienické omezení je všeobecné, ale je zavedeno hlavně kvůli legislativnímu nerozlišování syntetických karotenoidů (upřesněno níže), které jsou považovány za rizikové. 

Kvalitativní (jakostní) hledisko

Jako kvalitativní hledisko posuzujeme, zda jsou karotenoidy vyráběné synteticky nebo zda jsou přírodní. Synteticky vyráběné karotenoidy jsou považovány zejména ve vyšších dávkách za potenciálně rizikovější. Nejvíce je považován za rizikový právě syntetický beta-karoten, protože se chemicky liší a zvyšuje riziko chorob způsobených superoxidací na rozdíl od přírodního beta-karotenu, který proti nim spíše chrání. Kromě toho beta-karoten je nejlevnější ve srovnání s ostatními syntetickými karotenoidy a barvicí schopnost je dobrá.
Karotenoidy jsou antioxidanty, ale v organismu se právě ty syntetické při nadměrném množství mohou dostat do role superoxidantů a působit opačně. Tomu se dá částečně bránit současně zvýšeným vyváženým přívodem dalších antioxidantů, jako jsou vitamíny C, E a selén. Dalším rizikem je, že organismus si z beta-karotenu tvoří vitamín A tak, že molekula beta-karotenu se štěpí na dvě molekuly vitamínu A. Vzhledem k chemické odlišnosti syntetický beta-karoten k tomu není vhodný, protože vznikne látka odlišné struktury, která v organismu může kompetovat (soutěžit) v chemických reakcích s normálním vitamínem A za vzniku nežádoucích produktů.

V Evropě se používají především beta-karoteny přírodní, v Asii hlavně tam vyráběné beta-karoteny syntetické. Cenově jsou u výrobce přibližně stejné, vzhledem k nárůstu cen dopravy asijské karoteny vycházejí v Evropě již poněkud dražší. Ovšem je nutno počítat s tím, že akvarijní krmiva asijské produkce budou s velkou pravděpodobností obsahovat syntetickou formu.

Praktické aspekty používání karotenoidů jako barviv ryb

Zdroje karotenoidů

Přírodní zdroje v akvaristice nejvíce používané jsou řasy a sinice, hlavně Spirulina, Chlorella, Dunaliella.
Jako zdroj karotenoidů jsou vhodné takové, které jsou pěstované ve velmi vhodných podmínkách s vysokou dávkou slunečního svitu, kdy se tvoří nejvíce karotenoidů (deskové tenkovrstvé nebo trubicové systémy). Spirulina jako sinice (cyanobakterie) je dobře stravitelná, aby byly dobře stravitelné i řasy s buňkami krytými celulózovou membránou, musí být dezintegrované (jemně mleté). Používání těchto krmiv je velmi drahé. Pro výrobu karotenoidů a astaxanthinu s použitím v krmivářském průmyslu se také používají kvasinky Rhodotorula glutinis a Phaffia rhodozyma.

Cenově velmi výhodné je použití vyšších rostlin jako zdroje karotenoidů. Ovšem je u nich problém podobně jako u řas, a to je využitelnost obsahu rostlinných buněk. Vyšší obsah karotenoidů je ve vyzrálých částech rostliny (zcela dorostlé listy na plném osvětlení). Pokud možno se používají na krmení tyto části, ale pokud ryby přijímají pouze mladé části, tak je nutno se tomu přizpůsobit.

Ryby sice dobře berou spařený špenát, salát nebo kapustu, ale čím lépe dokážou využít obsah buněk, tím vyšší je výtěžnost karotenoidů. Praktický výsledek je takový, že když se porovná obsah využitelného karotenu, tak z typického zdroje syrové mrkve dokáže lidský organismus získat karotenu oproti původnímu obsahu relativně méně, než z mléčných výrobků. Podobně z kečupu organismus získá více lykopenu než při konzumaci syrových rajčat. Pokud se rajčata uvaří, využitelnost se zvětší. Pokud je surovina v suchém stavu, jestli máte možnost, je vhodné nechat ji jemně semlít na kuličkovém mlýnu, vysokorychlostním mlýnu nebo na výkonných laboratorních mlýnech.

Pokud máte materiál v syrovém stavu, nejlepší je zelený odpad z lusků papriky (stopky a kalich), také kopřivy nebo špenát. Je vhodné je povařit v malém množství vody nebo spařit (i v mikrovlnce), potom jemně rozemlít a přidat trochu měkké vody. Potom se tato kaše nechá normálně v běžném mrazáku zmrazit a opět se před použitím rozmrazí. Povařením a zmrazením a opětovným rozmrazením roztrhají krystaly ledu buňky a jejich obsah je dobře stravitelný. Karotenoidům nevadí tepelné zpracování. Také je možné rostlinný materiál rozdrtit a oddělit šťávu. Tento postup je vhodný zejména při požadavku jemného krmiva pro malé ryby.

Krmivo zpracované „za mokra“ výše uvedeným způsobem není vhodné dávat přímo do akvária, musí se použít ve formě gelu, který krmivo zapouzdří a zabrání unikání složek do vody. Zabudování do gelu není nic nového, to je stará technologie používaná při kultivaci drozofil – banánových, octových mušek, octomilek (Drosophila sp.), pro výrobu laboratorních půd a podobně. V současnosti vycházejí levněji než agar gely používané pro výrobu rybářských nástrah. Také je možné šťávu ze zeleniny jako tekutinu použít pro obnovení sušených žloutků. Suché rostlinné krmivo se musí před zabudováním do gelu nechat namočit asi půl hodiny.

Obecně platí, že karotenoidy jsou látky rozpustné v tuku a proto je vhodné, když krmivo obsahuje trochu tuku, aby se karotenoidy lépe vstřebávaly.

Čisté přírodní nebo syntetické karotenoidy se používají zejména v případech, kdy výrobce krmiva nebo komerční chovatel ryb potřebuje dostat prostřednictvím krmiva do ryb definované (obvykle vysoké) množství dobře vstřebatelných karotenoidů se spolehlivým účinkem. Karoten nelze sypat přímo do vody, protože by se do ní rozpustil, opět je lepší zabudovat ho do gelu nebo žloutků. Při použití vyšších dávek karotenoidů se barvivo nemusí vstřebat a vychází ven s výkaly a barví vodu. 

Nejvíce se v Evropě používá (a nejvhodnější zdravotně) je přírodní beta-karoten, obvykle získávaný z mrkve. Nejvhodnější surovinou je 10% beta-karoten ve formě prášku, dávkuje se v množství 1 g na 1 kg sušiny krmiva, což je horní hranice doporučeného dávkování. Při použití prokazatelně přírodního karotenu lze dávku ještě zvýšit, ovšem karoten se nemusí všechen vstřebat při trávení.

Výhodou beta-karotenu oproti např. astaxanthinu je jeho vlastnost, že chrání přenos buněčných informací mezi jednotlivými buňkami, což má vliv na imunitu buněk a například jejich odolnost vůči některým typům nežádoucího bujení. Typicky pobyt v elektrickém poli, udává se do asi 30 cm od vodiče 230 V omezuje přenos informací mezi buňkami. Tento stav je typický v nádrži vyhřívané klasickými elektrickými topítky nebo kabelem. Proto přidávání beta-karotenu do krmiv akvarijních ryb není od věci.

Beta-karoten se nabízí také jako 1%, ovšem ten je speciálně upravený pro výrobu nápojů a cenově pro krmiva nevýhodný. S koncentráty obsahujícími kolem 90 – 100% beta-karotenu se špatně pracuje, je to hustá olejovitá tekutina, která je velmi drahá.

Používání astaxanthinu

Mnoho akvaristů se domnívá, že jediným vhodným karotenoidem pro použití v akvaristice je astaxanthin. Je to zásadní omyl, který je mimo jiné prokázán dobrým vybarvením ryb, pokud se používají jiné karotenoidové zdroje bez obsahu astaxanthinu. Především ale primárně jako provitamín A je nutný beta-karoten, nikoliv astaxanthin. Astaxanthin je karotenoid, který jak je výše uvedeno, se může vyrábět syntetický nebo přírodní. I syntetický astaxanthin vychází dražší než beta-karoten o podobné účinnosti, a přírodní je ještě dražší. Je potom věcí akvaristy, zda zvolí beta-karoten nebo dražší astaxanthin. U přírodního astaxanthinu je u koní udáváno mírné zlepšení plodnosti, u ryb to výrobce neudává. U syntetického astaxanthinu se objevují názory, že vyšší dávky mohou způsobit oslepnutí ukládáním krystalů astaxanthinu v oku. Z hlediska cenového, zdravotního (minimalizace rizik) i lepšího barevného spektra je lepší používání více typů karotenoidů ve směsi než samotného astaxanthinu, zejména pokud se mají používat celkově vysoké dávky. Ovšem konečný výběr i názor na vhodnost či účinnost je skutečně věcí každého.

Nevhodná barviva

Existují přírodní barviva, která chemicky nejsou karotenoidy, ale anthokyany. Nejznámější jsou v červené řepě nebo červeném zelí. Antokyany jsou červené až fialové, ale někdy i žluté, přes zelenou až do modré, vždy to závisí na pH prostředí. Používají se také jako potravinářská barviva, ale v organismu se neukládají a vylučují se ledvinami. Pro barvení ryb nemají účel, podobně jako přírodní barvivo karmín nebo syntetická potravinářská barviva.

Závěr

Pokud se používají přírodní krmiva nebo suroviny, kde v potravním řetězci byly zelené rostliny, obvykle jsou zde karotenoidy obsaženy. Rozhodně v míře, která postačuje organismu pro plnou metabolickou funkčnost i běžné vybarvení. Extrémní dávkování karotenoidů u komerčních akvarijních živočichů pro jejich lepší prodejnost nemusí (ale může) živočichům zdravotně vadit. Je nutno počítat také s tím, že celkové vybarvení i ostatními barvami ovlivňuje celkový zdravotní stav, a nikoliv jen přidávání karotenoidů.