透明質酸鈉之后，蝦青素能否成為下一個爆款功能性原料？

蝦青素（Astaxanthin），又名蝦黃素、蝦黃質，是蝦蟹外殼、牡蠣、鮭魚及某些藻類中含有的類胡蘿卜素含氧衍生物，能有效地淬滅活性氧，具有較高的營養保健價值。早在二十世紀三十年代，研究者從蝦蟹的殼中分離出蝦青素，但其生理功能直到二十世紀八十年代才引起廣泛重視，經動物和臨床實驗研究表明，蝦青素具有較強的抗氧化、抗癌抑癌、增強免疫、預防心血管疾病等保健功能，具有廣闊的應用前景。

蝦青素的理化性質

晶體狀蝦青素為粉紅色，熔點為215℃~216℃，不溶于水，具脂溶性，易溶于氯仿、丙酮、苯等有機溶劑。蝦青素分子結構中的共軛雙鍵鏈及其末端的不飽和酮基和羥基，具有比較活潑的電子效應，能吸引自由基未配對電子或向自由基提供電子，從而清除自由基，具有強抗氧化作用。

該結構也使其易與光、熱、氧化物發生作用，結構改變后降解為蝦紅素。研究發現，可見光對蝦青素影響較小，而紫外光對蝦青素有很大的破壞作用；70℃以下，溫度對蝦青素的影響較小，70℃以上，蝦青素開始受熱破壞；在pH4~11范圍內，pH值對蝦青素的影響很小，pH＜3或pH＞13蝦青素開始降解；Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋、Zn2＋等金屬離子對蝦青素基本沒有影響，Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋對蝦青素有明顯地破壞作用，其中Fe3＋影響最大。

蝦青素主要以游離態和酯化態形式存在。游離態蝦青素極不穩定，易被氧化，通?；瘜W合成的蝦青素為游離態形式。酯化態蝦青素是由于蝦青素末端環狀結構中各有一個羥基易于與脂肪酸形成酯而穩定存在，水生動物皮膚和外殼上的蝦青素、雨生紅球藻、紅酵母中蝦青素都主要以酯化態為主，酯化態蝦青素根據其結合的脂肪酸不同分為蝦青素單酯和蝦青素二酯。蝦青素酯化后，其疏水性增強，雙酯比單酯的親脂性強；同時酯化態蝦青素會與蛋白質形成復合物，產生不同的顏色。

蝦青素的功能特性

近年來，隨著蝦青素的重要生理功能及巨大經濟價值逐漸被人們所認知，國內外對蝦青素功能性質的研究日益增多，尤其是在抗氧化、抗癌抑癌、增強免疫、抗高血壓、預防心血管疾病、防紫外線輻射等方面。

2.1抗氧化

蝦青素是一種鏈斷裂型抗氧化劑，具有極強的抗氧化作用。機體在正常生命活動如呼吸鏈電子傳遞、體內其他物質氧化過程中可產生少量氧自由基，在受到化學試劑、紫外輻射等刺激情況下，會產生大量氧自由基。這些自由基能引起生物膜上的脂質過氧化、氨基酸氧化、蛋白質降解和DNA損傷，還能使細胞膜上的不飽和脂肪酸發生鏈式反應，從而影響細胞的構成。蝦青素不但可以淬滅單線態氧，直接清除氧自由基，還能阻斷脂肪酸的鏈式反應

研究發現，多種類胡蘿卜素猝滅分子氧的能力強弱排序為：蝦青素＞α-胡蘿卜素＞β-胡蘿卜素＞紅木素＞玉米黃質＞黃體素＞膽紅素＞膽綠素。近年來也有不斷的研究證明，蝦青素的抗氧化作用較α-生育酚強百倍以上，有“超級VE”之稱。同時，蝦青素能有效地防止磷脂和其它脂類的過氧化。此外，蝦青素也可以增加抗氧化酶活性和蛋白質表達，不同劑量蝦青素使動物細胞內過氧氫化酶和超氧化歧化酶的蛋白表達均有顯著增加，其生物學活性也有明顯提高。

2.2抗癌

通過對膳食類胡蘿卜素攝入量和癌癥發病率或死亡率之間關系研究，發現癌癥發病率或死亡率與類胡蘿卜素的攝入量呈顯著負相關。國內外大量研究結果也進一步表明蝦青素對多種癌癥有顯著的抑制或預防作用，如Tanaka等通過動物實驗觀察到蝦青素對口腔癌和膀胱癌有預防作用；Gradelet等研究結果表明蝦青素在抑制肝癌方面有顯著效果；也有研究表明蝦青素可防止人成纖維細胞（1BR-3）、黑素細胞（HEMAc）和腸CaCo-2細胞中由紫外線輻射導致的DNA損害，從而減少皮膚癌的發生。

2.3增強免疫

關于蝦青素和類胡蘿卜素對小鼠淋巴細胞體外組織培養系統的免疫調節效應的研究中，發現蝦青素具有很強的免疫調節作用。實驗表明蝦青素可顯著促進小鼠脾細胞對胸腺依賴抗原（TD-Ag）反應中抗體的產生，提高依賴于T專一抗原的體液免疫反應的結論。

同時，人體血細胞的體外研究中也發現蝦青素和類胡蘿卜素均顯著促進TD-Ag刺激時的抗體產生，分泌IgG和IgM的細胞數增加，而補充蝦青素可以部分恢復老年小鼠對TD-Ag反應時的抗體產生，有助于恢復老齡動物的體液免疫。

關于小鼠攝食β-類胡蘿卜素、蝦青素和斑蝥黃對脾細胞功能影響的研究結果顯示，β-類胡蘿卜素和蝦青素有明顯增強小鼠脾淋巴細胞功能的作用，以增強機體免疫力。

另外，蝦青素還能提高人體免疫球蛋白的產生，以及增強小鼠釋放白細胞介素-1和腫瘤壞死因子的能力，其作用比β-胡蘿卜素和角黃素更強。因此，蝦青素有很強的誘導細胞分裂的活性，具有重要的免疫調節作用。

2.4抗高血壓

等研究蝦青素對自發性高血壓大鼠（SHR）的抗高血壓效應，結果表明，連續喂食蝦青素14 d，可使SHR動脈血壓顯著降低；對易卒中SHR連續喂蝦青素（50 mg·kg-1）5周，其血壓顯著降低，同時也延遲了SHR卒中的發生。

關于蝦青素抗高血壓效應的作用機制，有研究顯示，蝦青素可以調節血液流變性，包括交感神經腎上腺素受體通路，保證α-腎上腺素受體敏感的正?；?，以及減弱AngⅡ和活性氧引起的血管收縮能力，以此來修復血管緊張狀態，達到抗高血壓效應。

Harry等以朱克脂肪酸大鼠（ZFR）為模型開展實驗，證明蝦青素具有抗高血壓和減少腎素-血管緊張素系統（RAS）活動的能力。

2.5預防心血管疾病

臨床醫學研究表明，低密度脂蛋白（LDL）的氧化是導致動脈硬化的重要原因，人體中LDL濃度越高，加之血小板沉積使血管變細阻礙血流速度，機體患動脈硬化的風險就越大。通常LDL以非氧化狀態存在，氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）可使細胞轉化成泡沫細胞并且出現脂紋，而炎性血管壁泡沫細胞的存在將導致氧化能力增強、周圍平滑肌細胞增生以及動脈變窄。

流行病學和臨床數據表明，膳食中的抗氧化劑能預防心血管疾病。這也是蝦青素能有效預防動脈粥樣硬化的重要原因。此外，蝦青素還可減少巨噬細胞在動脈斑塊中的滲入，防止粥樣物的形成，起到穩定斑塊的效應。Murillo等通過研究發現，蝦青素在機體內具有顯著升高HDL、降低LDL的功效。因此，蝦青素具有預防動脈硬化、冠心病和缺血性腦損傷等心血管疾病的作用。

2.6防紫外線輻射

研究表明，皮膚等組織暴露于強光尤其是紫外光下，可導致細胞膜及組織產生單原子氧和自由基，使機體受到氧化損傷。

當機體從食物中攝取充足的抗氧化劑如β-胡蘿卜素為代表的類胡蘿卜素時，則能有效降低這些傷害。自然界中的類胡蘿卜素在保護組織、抵御紫外光氧化中起著重要作用。

而蝦青素則具有比β-胡蘿卜素和葉黃素等更有效地防止紫外線輻射傷害的特性；另一方面，蝦青素對谷氨酰胺轉胺酶（Transglutaminase）具有特殊作用，能夠在皮膚受到光照時消耗腐胺，以防止腐胺的積累。

在日本，針對蝦青素進行了相應的皮膚保護試驗，結果顯示，蝦青素對皮膚張力、潤濕度、色調、彈性、光滑度等方面，均有明顯改善效果。因此，蝦青素可作為潛在的紫外線輻射保護劑，對于保護細胞膜和線粒體膜免受氧化損傷，阻止皮膚光老化，維護皮膚健康起著重要的作用。

在功能性食品中的應用

國內外大量研究表明，蝦青素可有效清除肌細胞中因運動產生的自由基，強化需氧代謝，具有顯著的抗疲勞和延緩衰老的作用；能顯著提高人體免疫力；是惟一能通過血腦屏障的類胡蘿卜素，具有對眼睛抗氧化保護優勢，具有多種重要而獨特的保健功能特性。還能以新型功能性食品添加劑的身份，作為食品著色劑、抗氧化劑等，提升食品品質，增強食品的感觀。

3.1在抗衰老功能食品中的應用

機體衰老主要是由線粒體中鏈式氧化反應中產生的大量自由基引起，若不及時清除將導致線粒體氧化損傷，加速機體細胞的衰老。蝦青素具有極強的抗氧化活性，可以高效的清除氧自由基，其效率是VE的100多倍。

蝦青素不僅保持了強抗氧化能力，還能減緩與年齡有關的功能衰退，幫助抵抗衰老。因此，將蝦青素添加入到功能食品中，將有助于預防器官衰老引起的一系列疾病，改善人們的健康狀況。

目前，國外已開展蝦青素抗衰老功能性食品研發，例如美國Cyanotech公司推出的Derma Astin（黛瑪）天然蝦青素膠囊等。

3.2在增強免疫功能食品中的應用

蝦青素能在有抗原存在時顯著促進脾細胞產生抗體的能力，增強T細胞刺激人體內血細胞免疫球蛋白的產生。

在抗原入侵初期，蝦青素還能增強特異性體液免疫反應。蝦青素具有最佳誘導細胞分裂的活性，能提高人體免疫球蛋白的產生，具有重要的免疫調節作用。Goswami等發現蝦青素可以作為免疫調節劑發揮巨大效用。

因此，將蝦青素應用于增強機體免疫保健食品中，是開發蝦青素重要方向。日本已經推出多種蝦青素產品，如Fancl品牌的“蝦青素30日”等增強免疫功能營養產品。

日本Suntory公司應用蝦青素與其他功能提取物組配的方法，生產出多種功能性作用更高的新產品。如蝦青素與其它類胡蘿卜素組配，以強化其免疫力。

3.3在護眼功能食品中的應用

引起視覺傷害甚至失明的主要疾病為與年齡相關的視黃斑退化（AMD）和老年白內障，這兩種疾病都與眼睛內部光氧化過程有關，人類視網膜中含有的多不飽和脂肪酸和高濃度氧比其它任何組織都高，當高能量藍光作用于視網膜時，由光氧化產生的單線態氧和氧自由基就將會對視網膜產生過氧化損傷。

對于人和其他動物而言，膳食中的類胡蘿卜素是保護眼睛健康所必需的，可將這些損傷性的活性氧淬滅，幫助視網膜抵抗氧化損傷。研究表明，蝦青素能通過血腦屏障，有效防止視網膜的氧化和感光器細胞的損傷，說明蝦青素在預防和治療“年齡相關性黃斑變性”、改善視網膜功能方面具有良好效果。

因此，蝦青素應用于保護視力，維護眼睛健康的功能食品是當前國內外研究的熱點課題。如日本將蝦青素與藍莓提取物組配,以強化對視力的保護效果；美國已開發出天然蝦青素膠囊等產品面世，致力于保護視力，改善衰老性視網膜黃斑變性。

3.4在功能性食品添加劑中的應用

在食品工業中，蝦青素不僅可以作為免疫增強劑、抗衰老劑等功能成分添加入食品，還能夠有效的起到保鮮、保色、保味、保質等作用，作為食品的著色劑、抗氧化劑等。用以保持食品的原有營養成分不受破壞損失或改善感官性狀，增強食品對消費者的吸引力。

蝦青素系脂溶性色素，呈艷麗的紅色，自然逼真，具有極強的色素沉積能力，著色力強，安全無毒，用量少，無異味，口感好?？梢杂糜诤芏啾＝∑返闹约八幤且?、膠囊的著色。也可直接用于食品，如食用油脂、人造奶油、冰淇淋、糖果、糕點、掛面、調料等尤其是含脂類較多的食品，既有良好的著色效果又有顯著的保質作用。也可用于飲料著色，特別是對含VC的果汁最適用。

在日本，蝦青素作為功能性食品添加劑的使用已比較普遍，含蝦青素的紅色油劑廣泛用于蔬菜、海藻和水果的腌漬，在飲料、面條、調料著色等也有報道。

市場與展望

根據grandviewresearch數據，2020年全球蝦青素市場規模為13.7124億美元，預計從2021年到2028年將以16.8%的復合年增長率(CAGR)增長，主要由于膳食補充劑行業不斷增長的需求，以及人們對該原料健康功能的認識日益增強。其中，天然來源的蝦青素增長速度更快，預計在預測期內的復合年增長率能達到19.3%。

與合成來源相比，天然來源蝦青素廣泛的可用性，消費者對天然食品補充劑的需求增加以及更高的生物利用率是推動該細分市場增長的關鍵因素。目前，主要蝦青素制造商已廣泛使用雨生紅球藻作為提取來源，雨生紅球藻中蝦青素含量高達1.5%～3.0%，安全度也更高，其他天然來源還包括酵母和磷蝦。

我國已于2010年第17號公告批準雨生紅球藻為新資源食品，雨生紅球藻來源的蝦青素已可以添加到除嬰幼兒食品的各類食品飲料中。多年來，蝦青素成為了大熱的美妝成分，但在食品飲料方面的應用卻寥寥無幾。在購物軟件搜索“蝦青素”，銷量排名前列的幾乎都是護膚品，銷量較高的蝦青素食品也大多為國外產品。鑒于蝦青素作為美妝成分逐漸被消費者認知和接受，蝦青素在我國功能性食品方面具有很大的市場空間和開發前景。