虾青素介绍

虾青素概述

虾青素(astaxanthin)即3,3′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素，为萜烯类不饱和化合物，化学分子式为C40H52O4，分子结构中有两个β-紫罗兰酮环，11个共轭双键。虾青素广泛存在于自然界，如大多数甲壳类动物和鲑科鱼类体内，植物的叶、花、果，以及火烈鸟的羽毛中等。虾青素具有多种生理功效，如在抗氧化性、抗肿瘤、预防癌症、增强免疫力、改善视力等方面都有一定的效果。

一、虾青素的生产

目前，国际上虾青素的生产方式主要有化学合成和天然产物提取两种。化学合成的虾青素，在结构、功能、应用、安全性和经济性等方面明显逊色于天然虾青素。

1、化学合成

虾青素是类胡萝卜素合成的终产物，由β-胡萝卜素转变为虾青素需加上2 个酮基和2个羟基，人工化学合成比较困难、工艺复杂，产物大多为顺式结构，而只有反式结构的虾青素才具有生物活性。到目前为止，用化学合成法生产虾青素的的公司只有瑞士的罗氏公司和德国的BASF公司，且合成的反式虾青素价格昂贵。

2、天然产物提取法

从水产品加工的下脚料中提取虾青素：传统方法是将虾蟹壳粉碎，酸解用有机溶剂丙酮、石油醚等提取。近年来，CO2超临界萃取法、酶提取法和复合工艺提取法也广泛应用于虾青素的提取。国外采用聚合系统从鳌虾的废弃物中提取虾青素、虾青素酯和虾红素，其产率每克可达153μg。挪威采用青贮法处理虾蟹废弃物，即采用酸破坏虾青素与蛋白质或骨骼部分的结合，将虾青素从结合状态游离出来，可使其回收率提高10%。

从藻类中提取虾青素：现阶段只有雨生红球藻可用于工业化生产虾青素。雨生红球藻干品中虾青素含量可达0.2～2%，优良的雨生红球藻藻体中虾青素占类胡萝卜素总量的90%以上，但其培养周期产、生产工艺复杂，目前国外少数公司已经具有非常成熟的生产工艺，并可进行规模化生产，该技术被日本富士化学和美国Cyanotech公司长期垄断。国内的雨生红球藻培养技术大多还处于实验室研究阶段，只有湖北荆州虾青素等少数几家企业掌握该项技术，因产量低导致产品

市场的占有率不高。

从细菌中提取虾青素: 红法夫酵母、粘红酵母、南极酵母、乳酸分枝杆菌病和一些海洋细菌在合适条件下都可以产生虾青素，其中红法夫酵母是虾青素含量最丰富的酵母，也是目前唯一能进行虾青素工业化的生产菌。

虾青素的其他提取方法: 可利用细菌、原生动物、农作物体内的β-胡萝卜素作为前体物质，通过转基因技术将合成虾青素的酶转入相应的生物中合成虾青素，目前这种方法还处于实验研究阶段，如等通过代谢工程，将虾青素合成的关键酶基因β-胡萝卜素酮化酶基因和β-胡萝卜素羟化酶基因转入花生，使其在花生中高效表达，在花生种皮中生物合成虾青素。

二、虾青素的应用领域

1、虾青素在医药、食品行业中的应用

国内外大量的研究均已证实虾青素具有超强的抗氧化能力和多种生物学功能，而且安全、无毒副作用，使其在医药产品、功能性食品和保健食品的生产中具有非常广阔应用前景。国外早已开展了利用虾青素生产药品、保健品和食品的研究，如美国Cardax制药公司研制了用于治疗心肌缺血、抗血栓和治疗肝炎的系列虾青素衍生物、美国Cyanotehc公司生产的BioAstin虾青素软胶囊和Igene 生物集团生产的虾青素产品等; 此外，虾青素还能作为新型食品添加剂和着色剂用于食品着色、抗氧化等，如在日本将虾青素的红色油剂用于蔬菜、海藻和水果的腌渍已申请了专利。在国内，截至目前仅有湖北雅仕达生物技术有限公司一家企业拥有虾青素保健食品生产批号，我国在虾青素医药、保健品和食品的开发利用方面还须进一步加强。

2、在化妆品中的应用

虾青素能有效清除体内由紫外线照射产生的自由基，降低由光化学引起的损伤，对紫外线引起的皮肤癌有很好的预防和治疗效果。因此，虾青素应用于化妆品中，除作为优良的抗氧化剂和着色剂外，还是一种具有突出治疗功效的助剂。据调查，雅诗兰黛(Estee lauder)、欧莱雅( L'oreal)、资生堂( Shiseido)、高丝(KOSE)、芳凯(Fancl)、DHC和曼秀雷敦( Mentholatum) 等国际一线化妆品品牌，均推出了虾青素系列保湿霜、抗皱眼霜、面膜和口红等美容产品。

3、在饲料添加剂中的应用

虾青素是中华人民共和国农业部第318号公告(饲料添加剂品种目录)中允许使用的8种饲料着色剂之一。由于虾青素良好的着色能力，而且还能通过提高机体免疫机能、缓解应激反应、提高水产动物成活率，使其在水产养殖和饲料行业应用广泛。国外从1980年就开始把法夫红酵母添加的鲑鱼、鲟鱼类的饲料中，获得了理想的饲喂效果和良好的经济效益。虾青素在养禽业中也有很重要的作用，在蛋禽口粮中添加虾青素可以提高产蛋率和孵化率，延长鸡蛋的货架期，改善母鸡的健康状况，增强鸡对沙门氏菌感染的抵抗力。

三、虾青素市场概括

虾青素作为一种新的生物化工产品，国内虾青素的研究开发还刚刚起步，

市场上对虾青素的认识还不是很深，因而国内市场尚无产品供应，而国外如欧

美市场每年的需求量在几十吨以上，需求额达十几亿美元。

目前美国、加拿大、欧盟等国的许多生物技术公司正致力于开发生产这类

产品，但远不能满足市场需求。国际上天然虾青素的商业化生产存在成本高、

产量低等问题，导致价格居高不下。美国高纯度的虾青素价格可以达到每公斤8000美元，且价格仍在攀升。在其他地区像韩国、日本等虾青素的需求量也在

逐年上升。目前全球有能力商业化养殖雨生红球藻并生产天然虾青素的只有5

个国家的6家公司（日本FUJI化学集团、Biogenic公司、美国Cyanotech公

司、中国荆州、印度Bioprex公司、以色列Algatech公司），其余一些国家和

企业大都处于研发阶段，虾青素及其高科技产品国内外的市场需求量近百亿美元。