虾青素：抗氧化、促进生长、增强免疫功能的天然激素

虾青素（图2.16）是一种广泛存在于生物体的红色素，属于类胡萝卜素。虾青素是一种脂溶性色素，在虾、蟹、鲑鱼、藻类等海洋生物中均可找到。

图2.16　虾青素立体异构体

1.虾青素的存在方式

虾青素可以由某些藻类、细菌、真菌产生。一些水生物种，如包括虾在内的甲壳类动物食用这些藻类与浮游生物，然后把虾青素储存在壳中。这些甲壳类动物又被鱼类（鳟鱼、鲑鱼）与鸟类（朱鹭、火烈鸟）捕食，然后把色素储存在皮肤与脂肪组织中。这就是鲑鱼等动物的肌肉、表皮、羽毛等呈现红色的原因。

虾青素在不同动物的不同组织、器官分布不同。鲑鱼的皮肤、鱼卵、鱼鳞的虾青素以酯化态为主，游离态的虾青素主要分布在肌肉、血浆及内脏器官。小虾体内和海鲤的皮肤的虾青素以酯化态为主。酯化的虾青素是储存在体内未被氧化过的更加稳定的虾青素。雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）中主要就是酯化的虾青素，被公认为自然界中生产天然虾青素最好的生物。天然虾青素虽存在多种生物体内，如蟹壳、虾壳、红色酵母菌，但含量均非常低，且提取工艺复杂。近几年从红球藻提取虾青素发展很快，因为红球藻生长快、虾青素质量浓度高。目前使用的虾青素大部分是化学合成品。

2.虾青素的获取途径

（1）通过虾壳粉碎提取：因质量分数太低（8×10-5～2×10-4），灰分太多，一般用于饲料添加。

（2）经人工合成：质量分数为5×10-2～8×10-2，仅有国际化学巨头Roche、BASF公司能够合成，主要为3R，3′S顺式结构，是一种石化产品，仅用于动物染色，在美国已禁止使用于保健品。

（3）红酵母菌发酵法：为3R，3′R结构，质量分数通常为8×10-4～4×10-3，仅有Igene和ADM公司可以生产，产品含糖量过高，对动物和人都有潜在危险。

（4）红球藻法养殖：为3S，3′S结构，质量分数通常为1.5×10-2～4×10-2，主要为BioReal（Sweden）AB、Aquasearch、Cyanotech公司生产。生物利用度最高，风险最小。采用超临界液态二氧化碳法提取雨生红球藻中的虾青素，该方法是最有效的提取方式。

（5）植物培养法：2012年，中国科学院昆明植物研究所和北京大学、香港大学合作，培育出世界首例能够高产虾青素的工程番茄新品种，其果实能累积虾青素，含量与雨生红球藻相近，高达1.6%。

3.虾青素的基本作用

（1）抗氧化功能。虾青素具有保护皮肤与眼睛、预防心血管老化、抵抗辐射、防治阿尔茨海默病与癌症等功效。人体的衰老主要是由自由基造成的氧化所致。虾青素进入人体细胞，直接清除细胞内的氧自由基，提高细胞再生能力，维持人体机能正常发挥。研究人员一直都在开发新的抗氧化物质：第一代抗氧化物质是维生素类；第二代抗氧化物质是β-胡萝卜素、SOD、辅酶Q10等；第三代抗氧化物质是花青素、蓝莓提取物、葡萄籽提取物、绿茶素、番茄红素、硫辛酸等；第四代抗氧化物质就是天然虾青素。研究表明，雨生红球藻中虾青素的抗氧化活性远高于β-胡萝卜素、葡萄籽提取物、硫辛酸、叶黄素、维生素E。

（2）抗癌功能。虾青素能显著抑制化学物质诱导的初期癌变，对暴露于致癌物质中的上皮细胞具有抑制增殖作用与促进免疫功能的作用，如抑制口腔癌、膀胱癌、结肠癌、乳腺癌和胃癌细胞的生长。虾青素还能削弱黄曲霉毒素的致癌性，对黄曲霉毒素诱导的肝肿瘤细胞的抑制效果良好。(www.xing528.com)

（3）保护眼睛和中枢神经。研究表明，虾青素很容易通过血脑屏障与细胞膜，有效地防止视网膜的氧化与感光细胞的损伤，尤其是对预防视网膜黄斑变性的效果较叶黄素更加显著。能对中枢神经系统尤其是对大脑起到保护作用，有效治疗脊髓损伤、缺血再灌注损伤、帕金森综合征等中枢神经系统损伤。

（4）防紫外线辐射。紫外线辐射是导致表皮光老化与皮肤癌的重要原因，虾青素的强抗氧化性可使它成为有效的光保护剂，清除引起皮肤老化的自由基，保护细胞膜与线粒体膜免受氧化损伤，防止皮肤光老化。

（5）预防心血管疾病。研究表明，虾青素在体内具有显著提高HDL与降低LDL的作用，其中HDL可由原来的49.7 mg/dL±3.6 mg/dL增加到66.5 mg/dL±5.1 mg/dL，所以推测虾青素能减少载脂蛋白的氧化，可用来预防冠心病、动脉硬化和缺血性脑损伤。

（6）增强免疫力。虾青素能显著影响动物的免疫功能，在有抗原存在时，能显著提高脾细胞产生抗体的能力，增强T细胞的功能，刺激体内免疫球蛋白的生成。虾青素有很强的诱导细胞分裂的活性，具有重要的免疫调节功能。

（7）缓解疲劳，增强机体代谢。虾青素可作为抗氧化剂，抑制自由基对机体的氧化损害作用。口服虾青素还可强化需氧代谢，提高肌肉力量与肌肉耐受力，迅速缓解运动疲劳，减轻剧烈运动后产生的迟发性肌肉疼痛。

4.虾青素的应用

虾青素的晶体呈褐红色。与β-胡萝卜素和维生素E等相比，虾青素有更强的生物活性，可广泛应用于食品、医药、饲料及化妆品等行业。

虾青素主要应用于饲料工业，可用作鲟鱼、鲍鱼、鲑鱼、真鲷、虹鳟、甲壳类动物、观赏鱼类与禽畜类的饲料添加剂，其主要作用如下：

（1）作为天然色素增加食品营养及商品价值。添加到饲料中的虾青素积累在鱼类和甲壳类体内，使成体呈现红色，色泽鲜艳，富含营养，价格比普通成体高出许多倍。肉禽饲喂添加了虾青素的饲料后，蛋黄量增加，皮肤、喙、脚呈现金黄色，极大提高了禽蛋、肉的营养和商品价值。

（2）作为天然激素提高动物繁殖能力。虾青素可以作为天然激素促进鱼卵受精，减少胚胎的死亡率，加快个体生长、成熟，增强生殖力。

（3）作为免疫增强剂改善机体健康状态。虾青素在消除自由基、抗氧化方面的能力均强于β-胡萝卜素，可促进抗体的产生，提高动物的免疫功能。

（4）改善皮肤和肌肉的颜色。虾青素能有效改善观赏动物的体色，提高其观赏价值。