虾青素的成分,三种不同结构状态功效完全不一样

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来源:虾青素品牌网 2019-08-15

虾青素,英文称之为 astaxanthin,简称ASTA,呈紫色晶状粉末,不溶于水,易溶于二甲亚砜、丙酮、氯仿等溶剂。虾青素极不稳定,遇光、遭热易降解。1938年科学家从龙虾中首次分离出这种天然抗氧化剂,并取名为虾青素。在随后的几十年里,科学家们弄清楚了这种抗氧化剂的结构和生物活性,其化学名称为:3,3′-二羟基-4,4′-二酮基一β,β′-胡萝卜素,分子式C40H52O4,分子量为596.86。

为什么虾青素可以使三文鱼、蛋黄、虾、蟹等呈现红色?

虾青素也是一种色素,可以赋予观赏鱼、三文鱼、虾和火烈鸟粉红的颜色。其化学结构类似于β-胡萝卜素,类胡萝卜素的一种。也是类胡萝卜素合成的最高级别产物,β-胡萝卜素、叶黄素、角黄素、番茄红素等都不过是类胡萝卜素合成的中间产物,因此在自然界,虾青素具有最强的抗氧化性,它的效果被确认是维生素C功效的6000倍;是维生素E的1000倍。

自然界虾青素是由藻类、细菌和浮游植物产生的。一些水生物种,包括虾、蟹在内的甲壳类动物都食用这些藻类和浮游生物,然后把这种色素储存在壳中,于是它们的外表呈现红色。这些贝壳类动物又被鱼(三文鱼、鳟鱼、加利鱼)和鸟(火烈鸟,朱鹭)、鸡、鸭捕食,然后把色素储存在皮肤和脂肪组织中,这就是三文鱼和其他一些动物呈现红色的原因。

华中农业大学教授也研究证实:天然红芯鸭蛋的红色成分也是天然虾青素。

虾青素可以用化学方法从胡萝卜素制得。这是鱼饲料中虾青素的最主要来源,全球有能力合成生产的是BASF、DSM、新和成公司。其他方法有:虾蟹废料提取、特定菌种发酵,天然的虾青素主要来自雨生红球藻。虾青素的生产具有人工合成和生物获取两种方式,人工合成虾青素同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著。

1.在结构方面

由于两端的羟基(-OH)旋光性原因,虾青素具有3S-3S、3R-3′S、3R-3'R(也称为左旋、内消旋、右旋)这三种异构型态,其中人工合成虾青素为三种结构虾青素的混合物(左旋占25%,右旋占25%,内消旋50%左右),极少抗氧化活性,与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构——3S-3S型为主)截然不同。酵母菌源的虾青素是100%右旋(3R-3R),有部分抗氧化活性;上述两种来源虾青素主要用在非食用动物和物质的着色上。只有藻源的虾青素是100%左旋(3S-3S)结构,具有最强的生物学活性, CYANOTECH、FUJ、 YAMAHA这样的大企业经过了多年的研究,用来作为人类的保健食品、高档化妆品、药品。

图1虾青素的三种结构状态

2.在生理功能方面

人工合成虾青素的稳定性和抗氧化活性亦比天然虾青素低。由于虾青素分子两端的羟基(-OH)可以被酯化导致其稳定性不一样,天然虾青素90%以上酯化形式存在,因此较稳定,合成虾青素以游离态存在,因此稳定性不一样,合成虾青素必须要进行包埋才能稳定。合成虾青素由于只有1/4左右的左旋结构,因此其抗氧化性也只有天然的1/4左右。

3.在应用效果上

人工虾青素的生物吸收效果也较天然虾青素差,喂食浓度较低时,人工虾青素在虹鳟鱼血液中浓度明显低于天然虾青素,且在体内无法转化为天然构型,其着色能力和生物效价更比同浓度的天然虾青素低的多。

4.在生物安全方面

利用化学手段合成虾青素时将不可避免的引入杂质化学物质,如合成过程中产生的非天然副产物等,将降低其生物利用安全性。

随着天然虾青素的兴起,世界各国对化学合成虾青素的管理也越来越严,如美国食品与药物管理局(FDA)已禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场。目前,虾青素的生产一般倾向于开发天然虾青素的生物(植物)来源,并由此进行大规模生产。目前有能力商业化养殖雨生红球藻生产天然虾青素的只有涉及5个国家的7家公司,其余一些国家和企业大都处于研发阶段。

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