普及一下虾青素的知识吧！
1 虾青素的概念
虾青素( astaxanthin )，又称“虾黄素”，是一种类胡萝卜素。化学名称为：3，3"-二羟基-4，4"-二酮基-β-胡萝卜素，分子式C40H52O4。
虾青素是从虾蟹外壳，牡蛎、鲑鱼及藻类、真菌中发现的一种红色类胡萝卜素，在生物体内可与蛋白质结合而呈青、蓝色。有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗紫外线辐射、预防心脑血管疾病等多种作用。
2 虾青素的来源
由于虾青素具有广泛的应用价值和巨大的市场潜力，近十年，人们纷纷把目光投向了虾青素的生产。虾青素主要存在于水生动物、藻类、真菌、细菌等生物类群中，这些生物都是虾青素的潜在来源。目前，人们获取虾青素主要有以下途径：
2.1 化学合成
人工合成虾青素比较困难，而且大多数为顺式结构，并且在体内不能转化成天然的反式构型。美国食品卫生管理局（FDA）仅批准反式结构的虾青素用于水产养殖的添加剂，而且不准任何化学合成产品进入保健食品市场。动物体对化学合成的虾青素吸收能力较弱，并且与天然虾青素相比其着色能力和生物效价低得多，随着天然虾青素产业的兴起，这种低效的产品会逐渐被淘汰。但目前，由于生物来源的虾青素产量还不够高，化学合成的虾青素在水产养殖中仍具有一定的竞争优势。
2.2 甲壳类动物加工的废弃物
甲壳类动物的甲壳中含有虾青素，可以利用废弃的甲壳提取虾青素。当前，虾蟹加工业每年有1000万吨的甲壳类水产品的废弃物。但甲壳中虾青素的含量很低，而灰分和几丁质含量则较高，这极大地限制了虾青素的提取和再利用。目前，挪威等国采用的青贮技术的回收率较高（180pg／g废弃物），且纯度也较其他处理方法高。但它的产量还是比较低，产品纯度不够高，而且其生产条件要求苛刻，生产成本高。因此，目前仅有极少数国家采用此途径生产虾青素。
2.3 真菌
某些真菌也可以合成虾青素，如红发夫酵母、深红酵母、粘红酵母等。其中，红发夫酵母中虾青素积累量较高，野生株系中达细胞干重的0.05％左右，某些突变株系重最多可达0.3％，并且其中所合成的类胡萝卜素中虾青素是主要成分，因而是目前微生物发酵生产虾青素普遍采用的菌株。红发夫酵母也被认为是除雨生红球藻外最为合适的虾青素来源。但酵母内虾青素的积累也受发酵时各种环境因子的影响，会随发酵培养基的改变而改变，受温度、pH值、溶氧、碳氮源等的影响也比较大。另外，与红球藻相似的是，红发夫酵母中虾青素的积累与菌体的生长速率也是一对矛盾，往往是在改变发酵条件用于增加虾青素的合成量时菌体的产率相应降低。
2.4 雨生红球藻
据目前所知雨生红球藻是虾青素含量最高的微藻，也是所有己知的虾青素合成生物体中积累量最高的物种，其积累量最高可达细胞干重的4％。除雨生红球藻外，衣藻、绿球藻、栅藻、小球藻、雪藻等绿藻在不利的环境条件下也会积累或多或少的虾青素；血红裸藻中虾青素的含量也可达细胞干重的0.5%。但包括雨生红球藻在内的这些虾青素合成绿藻的缺点是：通常生长较慢，需要较长的培养周期；虾青素的积累是逆境胁迫的产物，在正常的生长条件下没有合成或很少合成；诱导虾青素积累的逆境胁迫与藻细胞生物量积累是一对矛盾。
3 虾青素的特性
3.1 抗氧化性
1956年Rebecca Gerchman和Daniel Gilbert发现了超氧化物的毒性作用。到今天为止人们已经鉴别出许多的自由基。它们的毒性作用与100多种疾病有关（恶性肿瘤、动脉硬化、爱滋病、关节炎等）。
自由基是原子形式的或分子形式的带有未配对电子的基团。它们具有很高的反应能力，可以通过作用细胞膜、蛋白质和DNA上的不饱和脂肪酸而导致细胞受损。它们在细胞正常的新陈代谢过程中发生的氧化还原反应中产生。例如超氧化物形成于失氧反应中，但同时它又引起了一系列的链式反应而产生新的自由基而导致低密度脂蛋白的氧化反应。噬菌细胞、吸烟，暴露于射线下等也会产生自由基。
抗氧化剂是一种可以安全的与自由基反应，在自由基损害到重要分子之前阻止链式反应的分子。它们在细胞内和细胞外都有发现。
虾青素是1938年从龙虾中首次被分离出来的，它是一种超强的天然抗氧化剂。它可以淬灭单形态氧，清除自由基以及有效的结束过氧化链式反应，从而保护细胞免受氧化反应的伤害。
研究发现，虾青素的抗氧化能力是β胡萝卜素的10倍，原花青素（OPC）的60倍，维生素E的550倍。在淬灭分子氧的能力方面：虾青素>α-胡萝卜素>β-胡萝卜素>红木素>玉米黄素>黄体素>胆红素>胆绿素。
3.2 眼睛和中枢神经系统的保护作用
人类视网膜中含有的多不饱和脂肪酸和高浓度氧比任何其他组织中都高。当高能量蓝光作用于视网膜时, 由光氧化产生的单线态氧和氧自由基就会对视网膜产生过氧化损伤。对于人和其他动物来说,膳食中的类胡萝卜素是保持眼睛健康所必需的,可将这些损伤性的活性氧淬灭,帮助保护视网膜抗氧化损伤,在临床上可用于治疗“年龄相关性黄斑变性”。最近的研究表明, 虾青素能通过血脑屏障, 有效防止视网膜的氧化和感光器细胞的损伤, 说明虾青素在预防和治疗“年龄相关性黄斑变性”、改善视网膜功能方面具有良好效果 。
中枢神经系统(包括大脑、脊髓和外周神经)都富含不饱和脂肪酸和铁,代谢活性很高,极易受到氧化损伤,导致多种神经系统的疾病。虾青素具有保护中枢神经系统的能力,尤其是大脑和脊柱,能有效治疗缺血性的重复灌注损伤、脊髓损伤、Parkinson 氏综合症、Alzheimer氏综合症等中枢神经系统损伤。
3.3 防紫外线辐射
人们很早就知道紫外辐射是导致表皮光老化和皮肤癌的重要原因。研究表明 , 虾青素对转谷胺酰胺酶具有特殊作用,能够在皮肤受光照时消耗腐胺, 而且口服虾青素对腐胺积累的抑制作用比口服维生素A更强,说明虾青素的强抗氧化活性可作为潜在的光保护剂,用于阻止皮肤的光老化。
3.4 抑制肿瘤
抗癌活性免疫学研究表明,口服类胡萝卜素具有抗癌作用,能直接作用于免疫系统,导致肿瘤缩小。给实验大鼠和小鼠饲喂虾青素，能显著抑制化学物诱导的初期癌变，对暴露于致癌物质中的上皮细胞具有抗增殖作用和强化免疫功能的作用，而且存在着剂量效应。因此推测虾青素具有显著的抗癌特性。虾青素还能诱导肝脏中的酶,显著抑制小鼠的膀胱癌、大鼠的口腔癌和结肠癌、胃癌, 要比β - 胡萝卜素更为有效。口服虾青素还能抑制乳腺癌的生长,其剂量效应在β - 胡萝卜素和角黄素中是不存在的。虾青素还能降低黄曲霉毒素的致癌性,对减少黄曲霉毒素诱导的肝肿瘤细胞的数量和体积效果良好。
3.5抗炎特性
关节疼痛和关节炎通常是由于自由基导致的氧化损伤引起的。自由基的产生是由于暴露在有毒污染的空气中或身体自身的免疫反应出现问题。虾青素强有力的抗氧化特性可以帮助抑制自由基，减少对关节的氧化损害。抗感染活性最新的研究表明,给小鼠饲喂富含虾青素的雨生红球藻 ( Haematococcus )藻粉,能够明显降低幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)对胃的附着和感染,为此国外已开发了口服制剂作为抗感染制剂。虾青素二酯还具有抗感染药物的配合剂的作用,与阿司匹林同时服用可加强其药效。
3.6 促进新陈代谢
预防动脉硬化和相关疾病临床医学研究表明,低密度脂蛋白(LDL)的氧化是导致动脉硬化的重要原因。虾青素在体内具有显著升高高密度脂蛋白(HDL)和降低 LDL 的功效, 而β - 胡萝卜素和角黄素则无此作用 ,因此推测虾青素能减轻载脂蛋白的氧化,可用做预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤的制剂。
另外，虾青素还可以增加肌肉力量以及肌肉耐受力，迅速恢复运动疲劳，减轻剧烈运动后产生的迟发性肌肉疼痛（DOMS）。
4 虾青素的生物安全性
人类日常食用的天然虾蟹、鱼类等水生动物中皆含有丰富的虾青素，从这一点上来说，虾青素对人类和水生动物是安全的。尽管如此，还是有多个动物和人体试验对虾青素的生物安全性进行了验证。口服高达10.4-18.0mg/g虾青素含量的雨生红球藻粉的雌雄小鼠皆未发现有异常情况。人体以每天144mg虾青素的剂量服用雨生红球藻粉两周，不仅无任何致病效果，而且随着虾青素剂量的增加，血清中 LDL（血液低密度脂蛋白）的氧化速率反而明显降低。
目前，美国FDA已批准虾青素作为食品的营养补充剂及水产品饲料添加剂；日本政府已批准虾青素用于食品和饲料添加剂；加拿大FIA(食品监察局)已批准虾青素用于水产品饲料添加剂。在欧洲类似的审批也正在进行之中。
5 虾青素的应用范围
5.1作为人类的高级营养保健食品和药品
目前,国际上利用天然虾青素开发人类的高级营养保健食品和药品,其产品定位主要在强化免疫系统功能、抗癌、保护视网膜免受紫外辐射和光氧化、抗炎、预防血液LDL-胆固醇的氧化损伤等方面。最近日本又开发出两种皮肤外用制剂, 以及含有虾青素的抗炎制剂和饮料,可用于保护皮肤免受紫外辐射的损伤。
5.2作为水产养殖业的饲料添加剂
水产养殖业始终是 虾青素最大的市场。在商业化的鱼类和甲壳类动物( 如鲑鱼、虾、蟹、虹鳟鱼等)养殖厂,通常在饲料中添加虾青素以补充色素,可极大提高产品的市场价值。虾青素不仅仅做为水产养殖动物的着色剂,越来越多的证据证实,虾青素是水产动物必需的维生素,对它们的正常生长和健康养殖、提高存活率和繁殖率具有极为重要的作用。大西洋鲑鱼的鱼苗要求在饲料中必需含有的虾青素不得低于 5.1 μ g · g-1, 否则会影响生长和存活。虾青素还能增加大西洋鲑鱼某些组织中维生素A 、C 、E的含量;能刺激彩虹鲑鱼的免疫系统。虾青素还对对虾卵和幼虫的发育至关重要,在饲料中添加虾青素,可提高幼虾的存活率和红海鲤的卵浮力和存活率,强化红罗非鱼肝细胞的结构和糖原储存,并在鲑鱼育苗期能增加受精率、卵的存活率和生长率。全球水产业以每年24%的比例递增,目前是每年350亿美金,2010 年将达到 490 亿美金。天然虾青素的市场主要受全球生产能力的制约,国际市场的价格高于每公斤3000美元,目前仅鲑鱼饲料一项的年市场容量就超过1.85 亿美金,并以每年8%的速率递增,显示出极大
的市场潜力。
5.3作为蛋禽和家畜工业的饲料添加剂
天然虾青素作为蛋禽和家畜的饲料添加剂 ,目前的市场容量为1.25亿美金, 其需求还在不断地增长。在家禽饲料中添加虾青素, 可使鸡蛋蛋黄增加色素含量,这是欧洲消费者首先考察的参数。它还能提高母鸡的产蛋率、促进蛋鸡的健康。同时,在孵化初期的3周内还能促进鸡仔的生长和饲料利用率、降低鸡仔的死亡率、提高孵化率、抵抗沙门氏菌的感染、延长鸡蛋的货架期。虾青素作为饲料添加剂喂猪,可增加公猪的精液体积,提高猪仔的体积和存活率。虾青素还是一种活性的抗胁迫因子,可增进饲养动物和家庭宠物的抗胁迫能力,将极端温度和其他突发的环境变化带来的体重丧失和免疫性降低减小到最低。雨生红球藻粉中的酯化虾青素是一些药物配方中的首选成分,可预防和治疗马的肌肉机能障碍、奶牛的乳腺炎和幽门螺杆菌( Helicobactersp .)引起的胃肠管道炎症。
6．BioAstin虾青素的品质保证
美国Cyanotech公司是全世界最大的优质特有红藻和天然虾青素生产基地，是全球技术领先者，在夏威夷远古火山岩海岸拥有80英亩的天然培育场。特有红藻的培育有着极其严格的质量控制，是在专利的封闭式培育系统中进行培育的，提取过程是用二氧化碳超临界萃取技术而不是用有机溶剂萃取的，这样可以得到高浓度的活性成分虾青素。整个生产过程和产品符合：
美国FDA认证
GMP标准
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美国HPLC标准
国际质量管理体系ISO9002-94认证
夏威夷农业组织认证
所有的这些保证了这种天然的植物性的超级抗氧化维生素——虾青素的优良品质。
