虾青素的应用前景

ａｃｔｉＶｉｔｙ，ａｕｇｍｅｎ协ａｍｉｂｏｄｙ ｒｅｓｐｏｎ∞ｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｔ－ｈｅｌｐｅｒ ｃｅＵ ｃｌｏｎｅｓ锄ｄ ｓｕｂｏｐｔｉｍａｌ
ｏｆｖａｒｉｏｕＳ
ｇｒｏⅢｈ ｍｔｅ【Ｊ】．Ａｑｕａｃｕｎｕ№，１９８４，４３：１８５—１９３．
ｆ７１
Ｃｔｌｒｉｓｔｉａｎｓｅｎ Ｒ，Ｇｌｅｔｔｅ Ｊ，Ｌｉｅ ０，“ａ，．Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｉｍｍｕｎｉｔｖ ｉｎ
由基清除能力。因此，利用这些虾青素衍生物在水中
溶解度大的特点，可以应用于生物和化学上需要清 除水相中自由基的方面。 虾青素特殊的分子结构决定了很容易受光、 热、氧化物等的作用而破坏。 Ｃｈｅｎ等１４副对虾青素的Ｂ．环糊精包合物进行了 研究。结果表明，当虾青素和Ｂ．环糊精形成包合物 时，虾青素的水溶性、对光和热的稳定性得到提高， 为虾青素进一步的应用奠定了科学基础。
虹鳟鱼因脂质氧化而变质【ｌｌＪ，并且为人类食物提供
丰富的虾青素来源【ｌ引。
１．２作为抗氧化剂
虾青素是一种非维生素Ａ源的类胡萝卜素，在 动物体内不能转化为维生素ＡｌｌＪ。但是，在虾青素 分子中，有很长的共轭双键，并且有羟基和在共轭 双键链末端的不饱和酮，其中羟基和酮基又构成０【． 羟基酮，这些结构都具有比较活泼的电子效应，能 向自由基提供电子或吸引自由基未配对电子，使其 极易与自由基反应而清除自由基，从而起到抗氧化 作用。动物实验表明，虾青素可以清除ＮＯ、硫化物、 二硫化物等【ｌ，２Ｊ。虾青素在清除自由基方面，其能力 是Ｂ胡萝卜素的１０倍以上，是维生素Ｅ的１００倍以 上【１ ３ｌ。同时，虾青素具有抑制或降低脂质过氧化的 作用，能保护磷脂酰胆碱脂质免受氧化１１４￣１ ６｜。因此，
ａｎｄ
ｃｕｌｔｕｒｅ【Ｊ】．Ｊ
Ｂｅｎｄｉｃｈ
ｄｅ珊ａｔｏｌ Ｓｃｉ，２００２，３０：７３—８４． Ａ．Ｎｏｎ ｖｉｔ锄ｉｎ Ａ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ：
Ｆｏｏｄ Ｓｃｉ Ｔｅｃｈ，１９９ｌ，
Ｂｉｏｌｏｇｙ【Ｃ］．Ｎｅｗ
Ｙｂｒｋ：Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ，
１ ９９０．３３７．
ｉｍｍｕｎｏｅｌｌｌｌ锄ｃｅｍｅｎｔ［Ｊ】．１ｈｎｄｓ
１．６其他应用
虾青素除了具有上述用途之外，还可用于预防 动脉粥样硬化及相关疾病，这也要归因于虾青素的 抗氧化性能。虾青素可以降低或抑制血液中低密度 脂蛋白（ＬＤＬ）的氧化，使得血管壁上的沉积物减 少，从而减少了动脉粥样硬化的发生【ｚ圳。另外。！虾 青素还可用于防治眼科疾病，近似于维生素Ａ的特 性。尤其对糖尿病眼病的发生率有明显降低的效果， 可作为治疗糖尿病的辅助药物Ⅲ￣３４｜。
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Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ扩泊１．３２．Ｎｏ．５／２００８
除单线态氧的功能，因此能显著影响动物的免疫功 能。实验证明，在有抗原存在时，虾青素能显著促进 脾细胞产生抗体，从而增强Ｔ细胞刺激下人体内血 细胞免疫球蛋白的产生【１９挪】。Ｊｙｏｎｏｕｃｈｉ等【２ｌ】通过实 验观察发现，虾青素能显著促进胸腺依赖抗原 （ＴＤ—Ａｇ）刺激时的抗体产生，分泌ＩｇＭ和ＩｇＧ的 细胞数增加。补充虾青素还能够部分恢复年老小鼠 的体液免疫系统。因此，虾青素具有重要的免疫调 节作用，可作为免疫增强剂使用。
［３】郑裕国，沈寅初．虾青素生产技术及其应用叨．化工科 技市场，２００１，２：２４—２５．
『４１ ＢｅｒＩｌｈａｍ Ｋ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｓｔａｘａｎｔｌｌｉｎ，吐ｌｅ ｒｏｕ伦ｏｆａ
２００４，
１ ７３：２３ １．２３７． Ｎ
【１７】Ｌｙｏｎｓ
Ｍ，Ｏ’Ｂｒｉｅｎ Ｎ Ｍ．Ｍｏｄｕｌａｔｏ秽ｅ行ｅｃｔｓ ｏｆ锄ａｌｇａｌ ａｓｔａ）（柚ｔｈｉｎ
（＠肠ｍｗ胁所Ｄ以邪门＾砸凰）的红色就是其细胞质脂
类中积累虾青素的结果ｌｊ引。 除了天然存在的虾青素酯外。亦有对虾青素进 行酯化修饰的报道。Ｈａｗａｉｉ Ｂｉｏｔｅｃｈ．Ｉｎｃ．（ＨＢＩ）成功 地合成了虾青素二丁二酸酯二钠盐，这不仅提高了 虾青素在水中的溶解性（该盐室温下在水中的溶解
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海洋科学／２００８年／第３２卷／第５期
虾青素（ａｓｔａ）（ａｎｔｈｉｎ）。化学名称为３，３ ７一二羟 基一４，４’一二酮基一ｐ，ｐ’一胡萝卜素，分子式为 Ｃ４０Ｈ５２０４，相对分子质量为５９６．８６，又名虾黄质。 虾黄素或龙虾壳色素，是一种酮式类胡萝卜素。色 泽为粉红色，具脂溶性，不溶于水，易溶于氯仿、 丙酮、苯和二硫化碳等有机溶剂。虾青素的化学结 构是由４个异戊二烯单位以共轭双键型式联结，两 端又有２个异戊烯单位组成六节环结构，其化学结 构见图１。由于虾青素的化学结构中含有一个长的 共轭不饱和双键系统，因此，很容易受光、热、氧 化物等的作用而破坏其结构【ｌ￣３ｊ。
２虾青素衍生物的应用
虾青素可根据立体异构体、几何异构体、酯化 程度分为多种。如南极磷虾中虾青素的主要立体异 构体为３Ｒ、３ Ｒ，，且被酯化１３５Ｊ；红酵母中的虾青素 主要以酯化的３Ｒ、３ Ｒ，形式为主１３６Ｊ；血球藻 （乒坛册ｚ口幻∞ｃｃ淞ｐ觑ｖ缸胁）中虾青素的立体异构体 主要是酯化的３Ｓ、３Ｓ’形式，单酯约占８０％，二酯约 占１５％，主要的脂肪酸有油酸、反油酸、蓖麻酸和 花生酸等【３７１。
Ｈ，ＳｕＩｌ ｓ，Ｇｒｏｓｓ
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Ｍ Ｄ．ＡｓｔａＤｃ卸ｔｈｉｎ，ａ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ
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度可以达到８．６ ｇ／Ｌ），而且该衍生物比虾青素表现出 更强的清除超氧自由基的能力。该盐在水中好的溶 解性有助于清除水相中的自由基。因此，该化合物 可能对于降低人类动脉粥样硬化和癌症的发生起
到重要的作用【３９，删。除此之外，Ｊａｃｋｓｏｎ等…利用虾
青素和赖氨酸为原料合成了虾青素的二赖氨酸酯 的四盐酸盐。该新化合物是目前为止所发现的在水
中溶解度最大的虾青素衍生物。其室温下在水中的
溶解度可达到ｌ ８ １．６９甩，该化合物亦具有很强的自
１．５作为抗癌制剂
许多专家研究了天然类胡萝卜素的生理生化 功能，发现虾青素具有很强的抗癌作用。它能抑制 由黄曲霉素Ｂｌ（ＡＦＢｌ）、０【．苯芘（ＢａＰ）、二乙基亚 硝酸（ＤＥＮ）、ｃ【．硝基丙烷、Ｎ．丁基．Ｎ（４．羟丁基） 亚硝胺和环磷酰胺等引起的致突变作用。因此。虾 青素能有效地预防肝癌【２２￣２４】、口腔癌‘２５１、大肠癌【２６】、 膀胱癌‘２７１和乳腺癌［２引。利用虾青素可开发出治疗和 预防肿瘤的药物。
１．４作为免疫制剂
近几年的研究表明，虾青素在促进抗体的产 生、增强宿主的免疫功能方面有重要的生理功能。 单线态氧对动物的免疫系统具有细胞毒作用，它催 化产生的自由基可加速巨噬细胞细胞膜的降解，导 致吞噬效率降低和功能紊乱ｌｌ引。由于虾青素具有清
１．１虾青素在水产动物中的应用
虾青素广泛存在于生物界中，特别是水生动物 的虾、蟹、鱼和鸟类的羽毛中，起显色作用【１Ｊ。虾 青素呈艳丽的红色。当其添加到水产动物的饲料中 时，可使水产动物的体色变得鲜艳。通常在水产动物 饲料中添加虾青素以补充色素，可极大地提高产品 的市场价值【４】。虾青素不仅可以作为水产养殖动物 的着色剂，而且越来越多的证据证实，虾青素对于 水产动物的正常生长、健康养殖、提高存活率和繁 殖率亦具有极为重要的作用ｆ５￣１ ０１。另外。在水产养 殖用饲料中添加虾青素还可以防止水产加工品如
ｗｉｔｈ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ
ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｏｎ ｃｌｏｎｅｄ，ｅｆｒｅｃｔｏｒ．ｓｔａｇｅ Ｔ．ｈｅｌｐｅｒ ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｓｅｍｉ．Ｄｕｒｉｆｉｅｄ
ｄｉｅｔｓ
ａｓｔａｘ柚ｔｈｉｎ
ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ】．Ｊ ［８】
Ｃｈｉｅｎ Ｙ Ｈ，
Ｆｉｓｈ Ｄｉｓ，１９９５，１８：３１７—３２８．
虾青素的应用前景
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ
陈晓琳１，一，汲
霞１，一，钟志梅１，一，李鹏程１
２．中国科学院研究生院，北京１０００３９）
（１．中国科学院海洋研究所，山东青岛２６６０７ｌ；
中图分类号：Ｑ５６２ 文献标识码：Ａ
文章编号：ｌ０００．３０９６（２００８）０５．００８７．０３
２：１２７一１３０．
『５１
Ｔｏｒｒｉｓｓｃｎ Ｏ ｔｅｎｏｉｄｓ ｉｎ ｆｉｓｈ
Ｊ，ＣＭｓｔｉａｌｌｓｅｎ
ｄｉｅｔｓ【Ｊ】．Ｊ Ａｐｐｌ
Ｊ．
Ｒ．Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ Ｉｃｈｔｈｙｏｌ， ｏｆ １９９５，
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ｃａｒｏ．
１ ｌ：２２５． ｏｆ
［１９】Ｊｙｏｎｏｕｃｈｉ
ｉｎ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｄｏｓｅｓ
ｏｆａｍｉｇｅｎ【Ｊ】．Ｊ Ｎｕｔｒ，１９９５，１２５（１０）：２４８３－２４９２．
【２０】Ｊｙｏｎｏｕｃｈｉ Ｈ，Ｓ吼Ｓ，Ｍｉｚｏｋａｍｉ Ｍ，甜口ｆ。Ｅ虢ｃｔｓ 【Ｊ】．Ｎｕｔｒ Ｃａｎｃｅｒ，１９９６，２６（３）：３１３－３２４． 【２ｌ】Ｊｙｏｎｏｕｃｈｉ
Ｈ，ｚｈａＩｌｇ Ｌ，Ｇｒｏｓｓ
ＡＵａｍｉｃ ｓａｌｍｏｎ，５ｂ，肌口ｓ口，ｃ矿，ｆ宅ｄ
Ｍ，甜以ＩｍｍｕｌｌｏｍｏｄｕＩａｔｉｎｇ ａ１１ｔｉｇｅｎｓ【Ｊ】．Ｎｕ仃
化学合成的虾青素均为游离虾青素，由于游离
的虾青素不稳定，因此天然虾青素很少游离存在。 除了与脂肪酸成酯外，天然虾青素往往与蛋白质形 成复合物，产生不同的颜色（如龙虾中的蓝色、绿 色和黄色）ｐ６Ｊ；也可溶在油脂中，如雪藻
离纯化技术的进一步发展，虾青素必将具有更为广
阔的应用前景。
参考文献： 【１】张明祥，赵建国．国内外虾青素的研究进展【Ｊ】．粮食与 饲料工业。２００２，ｌ：２６－２８． ［２】 胡爱军，丘泰球，郑捷．虾青素及其开发【Ｊ】．粮食与油 脂，２００２，８：４６—４８．
Ｈ
虾青素可应用于医药产品，作为抗衰老的药品和食
图ｌ虾青素的结构式
品保健品。
１．３作为防晒剂
虾青素的生物学功能及其应用
虾青素早在２０世纪３０年代即从虾、蟹壳中分 离出来，但直到２０世纪８０年代中期才对其生物学功 能进行广泛研究。研究表明虾青素具有许多重要的 生物学功能及广阔的应用前景。
虾青素能有效清除体内由紫外线照射产生的 自由基，降低由于光化学引起的伤害，因此，对紫 外线引起的皮肤癌有很好的预防和治疗效果。另外， 将虾青素与化妆品复配，可形成新的具有防晒功能 的日用化妆品ｐ＇ｌ¨。
３存在问题
由于虾青素具有抗氧化、抗肿瘤和增强免疫力 等许多重要的生理和生物学功能，因而在食品添加 剂、水产养殖、化妆品、保健品和医药工业等方面 具有广阔的应用前景。目前美国的食品药品管理局 己批准人工合成反式结构的虾青素用作水产养殖 的添加剂。但是，现在市场上虾青素的售价很高， 其人工合成品的单价达２ ０００～２ ５００美元／ｌ（譬。因此 研究和开发虾青素具有重要的商业和经济价值。 随着水产养殖和食品医药等工业的发展，近年 来国内外对虾青素的需求量越来越大，但目前从水 产品废弃物中提取虾青素普遍存在虾青素含量低、 提取费用高的缺点，不能满足大规模商业化生产的 需要。因此，建立切实可行的技术方案是关键，同 时，寻找和开发新的资源与方法，如选育高产酵母 菌、发酵培养红球藻等，也将是未来要解决的问题。 虽然目前对虾青素的生物学功能方面报道较 多，但对虾青素在动物体内残留问题以及过量使用 引起的毒性问题研究较少。凶此对长期使用虾青素 的安全性研究也是有待于探索的课题。 随着虾青素生物来源的不断发现以及提取分
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ｆｂｍ ｒｅＳｃａｒｃｈ ｔｏ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ『Ａ１．Ｋｒｉｎｓｂ Ｎ Ｌ， Ｍａｔｈｅｗｓ—ＲＤｍ Ｍ Ｍ，Ｔｈｖｌｏｒ Ｒ Ｆ．Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｖ
收稿日期：２００６－０７．１０；修回日期；２００７－０５．１０ 基金项目：山东省科技兴海项目（２００３．１２．１） 作者简介：陈晓琳（１９７９．），女，山东青岛人，博士研究生，主要从事 海洋药物方面的研究工作，Ｂｍａｉｌ：ｃｈｅｎｘｉａｏｌｉＩｌ＠ｍｓ．ｑｄｉｏ．ａｃ．锄；李鹏程，
通讯作者，Ｅ－ｍｉｌ：ｐｃｌｊ◎吣．ｑｄｂ．ａｃ．ｃＩｌ