1、毕业论文文献综述水产养殖虾青素功能饮料展望摘要本文通过对虾青素的来源，生物学功能，毒理性及目前对虾青素的应用和功能性饮料的阐述，并结合饮料行业目前的发展趋势而总结得出虾青素功能饮料具有广阔的前景。关键词天然虾青素；生物功能；功能饮料0、前言虾青素ASTAXANTHIN是一种酮式类胡萝卜素，一种非维生素A源类胡萝卜素，分子式为C40H52O4,发现于某些水生动物体内，又名虾黄素，虾黄质，龙虾壳色素【1】虾青素是一种含氧的有机化合物，色泽为粉红色，不溶于水，易溶于大部分有机溶剂，在酸、氧、高温及紫外光条件下均不稳定，易氧化降解虾青素不仅具有很强的抗氧化性、抗肿瘤及增强免疫的生理功能，而且拥有艳丽的
2、红色及极强的色素沉积能力【2】1、虾青素来源天然的虾青素主要存在于一些植物和微生物中，动物不能自身合成虾青素，必须从食物中摄取。大多甲壳类动物如虾、龙虾、螃蟹等呈现的红色均因虾青素积累所致,一些鱼肉如鲑鱼的肉色也是虾青素积累的结果【3】天然虾青素的来源有五种,即酵母菌、藻类、农作物、甲壳类动物、细菌和原生动物11酵母菌1976年，ANDREWES【4】等人9首次在法夫酵母中发现虾青素，引起了世人的极大关注。在野生酵母所产的10多种类胡萝卜素中，虾青素是最大的组分，占总类胡萝卜素的4095。法夫酵母已成为工业化生产虾青素的优良菌种利用法夫酵母生产虾青素的特点是生产速度快，细胞中不但含有丰富的蛋白
3、质、脂类、维生素，而且还含有大量的不饱和脂肪酸及多种虾青素的前体【5】除红发夫酵母外，目前发现的主要有粘红酵母BF6、南极酵母RHODOTORULASPNJ298产虾青素的初步研究等【3】12细菌据报道,乳酸分支杆菌MYCOBACTERIUMLACTICOLA和短杆菌BREVIBACTERIUM及海洋细菌AGROBACTERIUMAURANTIACUM等细菌可以合成虾青素【6】乳酸分支杆菌只在烃类培养基上产生虾青素,而在营养琼脂上不能合成虾青素。短杆菌在石油里生长,发酵结束时生物量仅为3G/L,色素含量只有03。考虑到该菌较慢的生长速度和较低的虾青素含量以及烃类发酵的不利之处,该菌很难有生产应
4、用价值在上述的这些菌株中色素合成量都非常低,基本上也没有利用价值【7】13甲壳类动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。目前,国外的虾蟹加工业每年有1000万T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【8】目前,挪威等国家采用的青贮技术的回收率较高180G/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方法生产虾青素【7】14藻类据报道,雨生红球藻是虾青素含量最高的微藻,也是所有已知的虾青素合成生物体中积累量最
5、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,莱茵衣藻、小球藻、雪藻等绿藻在不利的环境条件下也会积累一定量的虾青素。其中,血红裸藻EUGLENASANGUINEA中虾青素的含量也可达细胞干重的05【9】但微藻合成虾青素存在缺点通常生长较慢,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互相矛盾2、虾青素生物学功能21抗氧化性大量的研究显示虾青素抗脂肪氧化的能力比B一胡萝卜素高1O倍，比维生素E高100倍。虾青素表现出强的清除NO自由基的效率，同时可有效地防止组织、细胞、和DNA被氧化损伤。虾青素对人类身体的
6、健康起着极其重要的作用，因而其在食品添加剂、保健食品和医药等工业领域有着广阔的应用前景【10】22着色性虾青素是一种脂溶性色素，可以天然提取，也可以化工合成，是胡萝卜素的含氧衍生物，是养殖业和食品中最具应用前景的着色剂【11】虾青素作为一种着色剂加到产品中，可使产品颜色加深，营养增强，从而增强市场竞争力23抗癌抗肿瘤性虾青素能有效抑制癌症和肿瘤的发生，能够刺激机体产生T细胞、IGG和IGM，使白细胞介素（IL）和肿瘤坏死因子（TNF）分泌增加【12】虾青素能够促进机体抗体的产生，增强动物的免疫功能，有助于动物个体的存活和健康状况的改善，还有防治传染性疾病发生和消炎的作用，而且虾青素在促进抗体产
7、生和抗肿瘤方面都要强于胡萝卜素。因此，虾青素是一种具有最佳诱导细胞分裂活性的免疫调节剂与免疫增强剂。最近发表的一项研究表明，虾青素制品和类维生素A可向上调控肿瘤抑制基因CX43。另一份报告还介绍了，虾青素的派生物递加几个水合构造引诱表达为CX43和显著增加细胞间差距信号传递，这表明了化学母体的衍生物保留和化学预防的变化【12】。24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，能明显促进脾细胞产生抗体的能力，增强T细胞的作用，刺激体内免疫球蛋白的产生虾青素还能够部分恢复年老小鼠的体液免疫系统，其中可使小鼠体内的IGM、IGA和IGG分别都增加至10MOLL，表明在抗原入侵初期，它能
8、增强特异性体液免疫反应【14】另外，虾青素还可以增强小鼠释放白细胞介素1A和肿瘤坏死因子用比胡萝卜素和角黄素强得多。由此认为，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作用【15】24其他功能陈志强等所做的实验表明虾青素不仅对四氧嘧啶糖尿病小鼠有一定的治疗作用，而且对肾上腺素和葡萄糖引起的小鼠高血糖也有明显的降血糖作用，但对正常小鼠血糖无明显影响，可知虾青素对多种糖尿病小鼠具有明显的降血糖作用【16】此外，虾青素在哺乳动物中可穿过血脑屏障，在屏障另一边产生抗氧化作用。因此虾青素可作为一个极好的替补品用于对神经疾病的测试【17】3虾青素的毒理性人体研究表明，单剂量摄取100MG膳食虾青
9、素未发现任何不良反应，而且虾青素的吸收模式与其他类胡萝卜素相似，它容易被吸收且容易被各种脂蛋白运输。但是，虾青素不像其它类胡萝卜素如胡萝卜素，它没有维生素A原的活性，所以它发生维生素A中毒的危险非常低。基于已公布的数据，以及可以得到的动物毒性试验的数据，可以推断成人每天服用5MG虾青素是非常安全的【18】。4虾青素的应用虾青素目前已被广泛开发应用于食品、医药、化妆品及饲料等的生产。虾青素虽是一种类胡萝卜素，但其某些生物学作用远比其他娄胡萝卜素强。虾青素为脂溶性，具有艳丽的颜色和强的抗氧化性能。在食品上，不仅可以着色，还可以有效地起到保鲜、防止变色、变昧、变质的作用含虾青素的红色油剂既可用于蔬菜
10、、海带和水果的腌渍，也可用于饮料、面条、调料的着色【19】在化妆品上，由于虾青素虾青素抗光敏作用较胡萝卜素更强，能有效清除体内由紫外线照射产生的由基,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，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【20】在医药方面，主要用于抗氧化剂，抗癌剂，同时具有一定的抗炎作用,其抗炎机制与抑制脂质过氧化反应、抑制PGE2的生成等。医药及食品工业利用虾青素的抗氧化作用、抗炎症作用及免疫促进作用来作为药物预防氧化性组织损伤和配制保健食品【21】，同时由于虾青素有艳丽颜色，并可与肌动蛋白非特异结合，将其加入水产饲料中，可以改善
11、养殖鱼类的皮肤和肌肉色泽，增加鱼类的抗病能力。另外，虾青素对鱼类的生长繁殖具有很重要的作用，可作为激素促进鱼卵受精，减少胚胎发育的死亡率，促进个体的生长，增加成熟速度和生殖力【22】作为营养物质促进家禽的生长和提高产蛋率。5虾青素的应用处理一般提取出的虾青素为藻粉或油剂，因而应用虾青素需用到乳化剂。乳化剂是一种表面活性剂，其化学结构一般都是由极性基和非极性基构成。极性基易溶于水，具有亲水性质，故叫亲水基；非极性基易溶于油，故叫亲油基。乳化是把一种液体置于与它互不相溶的液体中，在外力作用下使此液体呈微粒分散的过程，新生成的均匀混合物称为乳浊液【23】。一般常用的乳化剂有环糊精、CMCNA、蔗糖脂
12、肪酸脂、山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类等。其中环糊精是直链淀粉,由于环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合部位，作为一个特殊的表面活性剂，水不溶性的物质可以进入亲脂的内部空间，与环糊精形成水溶性复合体，从而增加了物质的溶解度、溶出速度、生物利用度和稳定性【24】。CMANA即羧甲基纤维素钠，其在食品应用中不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂，而且具有优异的冻结、熔化稳定性，并能提高产品的风味，延长贮藏时间。蔗糖脂肪酸酯,简称SESUGARESTERS，一种非离子表面活性剂，由蔗糖和脂肪酸经酯化反应生成的单质或混合物。一般来说，脂肪酸蔗糖酯比多元醇衍生物更安全，因为蔗糖酯是无毒性
13、脱水化合物。此外，蔗糖酯的生理特性是独特的，因为它们是无毒，无臭，无味的【25】。6功能饮料功能饮料,是指通过调整饮料中天然营养素的成分和含量比例，以适应某些特殊人群营养需要的饮品，包括营养素饮料、运动饮料和其它特殊用途饮料三类。所谓营养素饮料是指人体日常活动所需的营养成分，而运动饮料含有的电解质能很好地平衡人体的体液，特殊用途饮料目前市场主流的主要作用为抗疲劳和补充能量26。功能性食品的概念最早由日本提出，它不仅具有一般食品所具备的营养和感官功能，同时还能调节人体生理功能27。饮料作为食品中重要一员，不仅解渴防暑而且是饮食中维生素、矿物质、氨基酸及其他生理活性成分重要来源。、前景展望作为一种
14、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,市场上很少有含虾青素的产品供应,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。加强研究与开发虾青素产品和虾青素的应用领域具有非常广阔的前景【28】在食品工业中，虾青素主要用于食品着色剂和饲料添加剂，如鲑鳟鱼和鲟鱼食用了红发夫酵母的发酵培养菌体后,鱼皮和肌肉中由于积累了虾青素而呈红色,增加了鲑鳟鱼和鲟鱼的食用美感,也增加了食用功效,同时增加了鱼类的杭病能力；虾青素用作禽饲料添加剂时，能够改善禽蛋、皮肤和羽毛颜色，提高产蛋率和防病能力，降低死淘率，增加禽蛋和禽肉的营养价值。同时在蛋黄的着色问题上，只有
15、含氧的类胡萝卜素衍生物才能在蛋黄中沉积而着色，因此，虾青素是一种更有效的类胡萝卜素蛋黄着色剂【29】。在软饮料行业中，产品功能依然是新一代饮品关注焦点，在研发方面，选择富含天然营养成分的原材料逐渐成为新宠，在市场方面，直接推广宣传产品中的天然成分也成为饮料行业中逐渐流行的营销方式。另一个值得关注的现在是新产品跨越传统行业，产品成分交叉互换的兴起，这些产品是把某些具有特定营养功能的食品成分应用到常见领域之外，例如康德灿，彭凌所做的富钙杏鲍菇茵丝体酸豆奶【30】，李远志，廖有传所做的紫菜饮料【31】等。生产商对天然功能的关注和对天然营养市场的定位以及食品成分跨越领域的交叉应用共同构成了不断前进的非
16、酒精饮品行业的重要趋势【32】综上所述，虾青素作为新型的功能性物质，具有强化免疫系统功能、抗癌、抗炎、预防血液低密度脂蛋白LDL一胆固醇的氧化损伤、降低血糖等功能本实验用雨生红球藻粉为原料，提取虾青素,即为天然虾青素，符合了饮料行业中新一代饮品的发展趋势，因而含虾青（红）素的饮料将拥有广阔的市场前景，为虾青素产品开发出新的发展路线。参考文献1耿华田虾青素简介J化学教育，2007（3）572王洪涛虾青素的性质与开发J食品工程，2006,4（12）18203朱晓立,裘晖虾青素的分布来源J湖南饲料，2008（3）35374ANDREWESAG，PHAFFHJ，STARRMPCAROTENOIDSOF
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