1、毕业论文文献综述食品科学与工程雨生红球藻的研究及发展前景摘要雨生红球藻是一种普遍存在的绿藻，藻中虾青素含量为1530，被看作是天然虾青素的“浓缩品”。虾青素具有超强的抗氧化性，抗氧化性比生育酚强1015倍。胡萝卜素高10倍，比维生素E高1000倍，是OPC的20倍。虾青素具有抗癌，缓解疲劳，增强免疫力等功能，目前在食品、医药、化妆品及养殖行业得到了广泛的应用。关键词雨生红球藻；抗氧化性；虾青素；发展前景1雨生红球藻的研究11雨生红球藻的简介第一个关于红球藻的全面描述的英文资料是由TEHAZEN在1899年发表TORREY植物学俱乐部的报告中。他发现这种藻类经常以一种血红色外壳的形式附着在水坛或
2、靠海的周期性有水的浅水湾边上，这种藻类的生命历程是经过一个红色的休眠阶段，之后是一个绿色的游动阶段，再之后又是一个红色的休眠阶段。几年后，PEEBLES发表了这种藻的生长史，更为详细的描述了“HAEMATOCHROM”在整个生命周期过程中的变化。1934年，ELLIOT从细胞形态学的角度补充了这种藻类的生长史的细节。在整个生命周期中出现四种典型的细胞形态小虫体、长有鞭毛的大虫体、没有运动能力的胶鞘体、带有坚硬细胞壁的红色大细胞红孢（HAEMATOCYSTS）。在有充足营养的清洁环境中，大虫体占主导地位；一旦环境恶化就会转化为叫胶鞘体，之后转化为具有抵抗力的红孢囊，并开始积累虾青素。随后，当周围
3、的环境又变得营养充足适宜的时候，红孢囊变成可运动的小虫体，这些小虫体长成胶鞘体或者大虫体。红球藻形体的暂时状态要比恒定状态普遍的多，部分是因为这些水坑中通常没有其他竞争性的藻类，而与水坑的固有特性没有什么关系1。红球藻比其他大多数藻类更能适应光线、温度和盐度的迅速且剧烈的变化，这是因为它具有迅速形成孢囊的能力。雨生红球藻又被叫做湖生红球藻或湖生血球藻，是一种普遍存在的绿藻，属于团藻目，红球藻科。我们现在知道这种藻在适宜它生长的条件下广泛存在于自然界中24。雨生红球藻中虾青素含量为15305，被看作是天然虾青素的“浓缩品”。大量研究表明雨生红球藻对虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高，而且雨生
4、红球藻所含虾青素及其酯类的配比约70的单酯，25的双酯及5的单体与水产养殖动物自身配比极为相似，这是通过化学合成和利用红发夫酵母等提取的虾青素所不具备的优势此外，雨生红球藻中虾青素的结构以3S一3S型为主，与鲑鱼等水产生物体内虾青素结构基本一致；而红发夫酵母中虾青素结构则为3R一3R型6。12雨生红球藻在国内外发展的现状121国外发展现状2008年3月的FIC展会期间，美国西娅诺泰克公司展出了雨生红球藻天然虾青素，并设专场新技术报告会。该公司于夏威夷海岸有80英亩（约合480亩）天然养殖场，是目前世界最大和最先进水平的雨生红球藻养殖基地之一。该天然养殖场呈长条形分格的封闭式养殖池，用自然水养殖
5、海水调温，在中性的水中生长繁殖，随着生长期的不同，各池呈现不同程度的绿色，深绿色，直到最终成熟时,养殖池呈鲜艳深红色。由绿转红要57天，此时有专用的机械及时收获。经清洗、干燥，然后用超临界萃取装置，从雨生红球藻提取天然虾青素。其产品有5虾青素油、135虾青素微胶囊粉以及软胶囊，主要应用于功能食品、保健食品等。该公司的雨生红球藻提取天然虾青素已获得美国农业部非动物原料认证,亦获得了欧盟的认证7。122国内发展现状经过“植物奶油”、“野生甲鱼着色”（农业部318号文指定天然虾青素为水产动物唯一着色剂）等食品安全事件的洗礼。发达国家一直使用的，天然安全的雨生红球藻提取物天然虾青素（英文称ASTAXA
6、NTHIN，简称ASTA）经过天然虾青素行业几年不懈的努力，雨生红球藻于在2010年11月11日“中华人民共和国卫生部第17号公告”中获得“准生证”。从此在抗氧化剂行业，天然虾青素的生产及其研发将进入快车道，天然虾青素将对氧化应激类疾病，如糖尿病、痛风、高血压等的防治产生革命性的改变810。13虾青素的功能131超强的抗氧化性天然虾青素是迄今为止人类发现自然界最强的抗氧化剂11，其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂，其清除自由基的能力是天然VE的1000倍，天然胡萝卜素的10倍。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羟基酮，这些结构都具有比
7、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清除自由基，从而起到抗氧化作用12。132抗癌作用虾青素具有很强的抗癌作用13，研究表明，给实验大鼠和小鼠饲喂虾青素100500MGKG，能显著抑制化学物诱导的初期癌变，对暴露于致癌物质中的上皮细胞具有抗增殖作用和强化免疫功能的作用，而且这种效应存在剂量效应关系。因此推测虾青素具有显著的抗癌特性。最近，科研人员提出了虾青素的抗癌机制，认为它与细胞膜的稳定性和蛋白质基因表达有关，通过改变膜稳定性和基因表达数量来调节细胞间通讯，从而提高细胞间的平衡能力，维持细胞的正常功能。133增强免疫能力虾青素能显著影响动物的免疫功
8、能14，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，它能增强特异性体液免疫反应。另外，虾青素还可以增强小鼠释放白细胞介素I和肿瘤坏死因子的能力，其作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。134缓解运动疲劳当机体运动时肌肉会释放自由基，这些自由基若不被抗氧化剂及时处理，就会产生氧化压力，致使肌肉酸痛或肌肉组织的损伤。研究表明，虾青素可以作为一种抗氧化剂抑制自由基对
9、机体的氧化损害作用。另外，口服虾青素还可以强化需氧代谢，增加肌肉力量和肌肉耐受力，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。135预防心血管疾病动脉硬化及相关心血管疾病的临床研究表明，低密度脂蛋白（LDL）的氧化是导致动脉硬化的重要原因。人体中LDL浓度越高，加之血小板沉积使血管变细阻碍血流速度，人体患动脉硬化的风险就越大。而血液中高密度脂蛋白（HDL）则有相反的作用，它可以阻止动脉硬化的发生。有动物研究表明，虾青素在体内具有显著升高HDL和降LDL的功效，因此推测虾青素能减轻载脂蛋白的氧化，可用来预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤15。136防紫外线辐射众所周知，紫外线辐射是导致
10、表皮光老化和皮肤癌的重要原因。研究表明，虾青素对谷氨酰胺转胺酶具有特殊作用，能够在皮肤受光照时消耗腐胺，口服虾青素对腐胺积累的抑制作用比口服维生素A更强。因此，虾青素的强抗氧化性可能使它成为潜在的光保护剂，有效清除引起皮肤老化的自由基，保护细胞膜和线粒体膜免受氧化损伤，用于阻止皮肤光老化。137促进生长繁殖作用水生动物的卵子中虾青素的含量很高，这种高含量的虾青素可削弱鱼对光的敏感度，促进鱼类的生长繁殖，它作为激素能促进鱼卵受精，减少胚胎发育的死亡率，加快个体生长，增加成熟速度和生殖力。虾青素还能提高家禽的产蛋率。138着色作用虾青素是类胡萝卜素合成的终点，它进入动物体后可以不经修饰或生化转化而
11、直接贮存在组织中，使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色，使禽蛋及禽的羽毛、皮肤、脚、项均呈现健康的金黄色或红色。虾青素也可以作为天然色素添加入食品，使之呈现诱人的颜色，相比于其他人工合成的色素有无可比拟的优势1618。16虾青素的提取方法161碱提法甲壳加工下脚料中的虾青素是以结合蛋白的形式存在的。当用酸溶解甲壳上的CACO3后，再用碱法NAOHNA2CO3煮下脚料时，其中的蛋白质溶出，而与蛋白质结合的虾青素也随之溶出，从而达到提取虾青素的目的。162有机溶剂萃取法1621食用油萃取法食用油为高沸点的酯类有机化合物。从虾青素的分子结构来看，虾青素为非极性化合物，故虾青素具有良好的脂溶
12、性。此外，虾青素在油中还具有较好的热稳定性。1622低沸点有机溶剂萃取法低沸点有机溶剂是一类提取虾青素的有效溶剂。由于选择的萃取剂沸点低，故可借助蒸馏技术将溶剂回收而循环利用，并可得到浓度较大的虾青素油。常见的溶剂有丙酮、乙醇、氯仿、二氯甲烷等，不同的溶剂提取效果不同。163超临界CO2萃取法超临界液体萃取由于其提取的产品具有纯度高、溶剂残留少、无毒副作用等优点，越来越受到人们的关注19。2发展前景虾青素作为其中的一个次要的类胡萝卜素,在自然界中是普遍存在的20。随着经济的发展，人们对健康的关注，特别是老年性退行性疾病的增加,对提高抗氧化和免疫力的类胡萝卜素功能配料有更多的需求，虾青素也被作为
13、食品配料和膳食补充剂有了越来越多地应用。在抗氧化功能食品配料中，国内对胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素比较和知，而虾青素了解和研发较少。由于从虾蟹壳中提取成本高昂，且造成环境污染，因而在国内外，均大力开发用雨生红球藻生产天然虾青素。美、日等发达国家均有大规模机械化雨生红球藻养殖和天然虾青素提取工业，我国也有天然虾青素生产，但规模不大2122。2004年全球类胡萝卜素销售额887亿美元，其中虾青素占234亿美元，在国际市场上天然虾青素的售价约为每公斤25003000美元。我国生产的虾青素，大多是未深加工的粗粉，含量1O20，价格为每公斤100200美元。当前，雨生红球藻被公认为自然界中生产天
14、然虾青素的最好生物，因此，利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景，已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点2324。虾青素作为一种现下流行的功能食品配料，各国研究人员在不多断的研究和开发含有虾青素的食品，像果汁、胶囊、果冻等25。对虾青素饮料的研究中，菠萝汁、西红柿汁、西瓜汁等中添加虾青素的研究很多，其中以西瓜汁为最好。这些果汁本身营养丰富，原料易获取，既解渴消暑又有强身健体，预防心血管疾病等功能2627。参考文献1陈波两种微型绿藻营养生理及原生质体制备与杂交育种的研究D暨南大学,200016182刘昕,袁建平,陈峰等雨生红球藻海水放养技术及虾青素的生理功能J食品工业科技,2002,0
15、13张展雨生红球藻生物学特性的高密度效应D中国科学院研究生院（海洋研究所）,2003264刘伟雨生红球藻规模化培养工艺的构建及相关生物学特性的研究D中国科学院研究生院（海洋研究所）,2006135赵立艳,赵广华,胡小松等利用高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素含量J食品工业科技,2006,05386裘晖,朱晓立虾青素的结构与功能J食品工程,2007,0116187魏东,臧晓南大规模培养雨生红球藻生产天然虾青素的研究进展和产业化现状J中国海洋药物,2001,05258陈勇,李德发,韩雅珊等测定雨生红球藻中虾青素及其它色素含量的高效液相色谱法J分析测试学报,2003,04279陈兴才,黄伟光,欧阳
16、琴雨生红球藻中虾青素酯的皂化及游离虾青素的纯化分离J福州大学学报自然科学版,2005,021310欧阳琴,陈兴才,黄亚治雨生红球藻虾青素提取工艺条件研究J福建轻纺,2003,12161911耿华田虾青素简介J化学教育,2007,035712陈晋明,王世平,李倩等虾青素抗氧化活性研究J营养学报,2007,02152013滕长英,张立,秦松虾青素的生理功能、生物安全性及应用潜力J湖北农业科学,2006,06171914王菊芳,吴振强,梁世中虾青素的生理功能及其应用J食品与发酵工业,2000,02172015HIROSHIYOSHIDA,HIDEKATSUYANAI,KUMIEITO,YOSHIHA
17、RUTOMONO,TAKASHIKOIKEDA,HIROKITSUKAHARA,NORIOTADAADMINISTRATIONOFNATURALASTAXANTHININCREASESSERUMHDLCHOLESTEROLANDADIPONECTININSUBJECTSWITHMILDHYPERLIPIDEMIAJATHEROSCLEROSIS,20090121416张晓丽,刘建国虾青素的抗氧化性及其在营养和医药应用方面的研究J食品科学,2006,0117祝美云,王艳萍,王成章等虾青素的生物功效及其应用J安徽农业科学,2006,246517651818林莉,阮晓峰,杨左海虾青素药理作用的研究进
18、展J国外医学药学分册,2006,0213914219刘宏超,杨丹从虾壳中提取虾青素工艺及其生物活性应用研究进展J化学试剂,2009,31210510820CAIMINGGANG,LIZHE,QIANXIANGEFFECTSOFIRONELECTROVALENCEANDSPECIESONGROWTHANDASTAXANTHINPRODUCTIONOFHAEMATOCOCCUSPLUVIALISJCHINESEJOURNALOFOCEANOLOGYANDLIMNOLOGY,20092121于孝东,姚维志,栾会妮虾青素应用前景广阔J北京水产,2005,02172522滕长英,张立,屈慧鸽等虾青素的应用及生产来源J安徽农业科学,2007,08353723刘子贻,沈奇桂虾青素的生物活性及开发应用前景J中国海洋药物,1997,03404324朱明军,宗敏华,梁世中等虾青素研究进展J食品工业科技,200681025田龙,杜敏华富含猕猴桃果水溶多糖营养型保健果冻的研制J安徽农业科学，2007，3582401240226胡荣锁，杨劲松，杨瑞虾青素果汁饮料的研究J安徽农业科学，2010，38290690793927李琴梅,戚勃琼脂的物化特性及其在食品工业中的应用J中国食品添加剂,2009,170174
