虾青素的最佳来源—密闭式培养的雨生红球藻

雨生红球藻虾青素新资源以雨生红球藻虾青素新资源为题，本文将探讨雨生红球藻虾青素作为一种新的资源的潜力和应用价值。

第一部分：介绍雨生红球藻虾青素雨生红球藻虾青素是一种天然的红色素，由雨生红球藻中提取得到。

这种红球藻是一种微型藻类，生长在淡水环境中。

雨生红球藻虾青素具有独特的化学结构和生物活性，是一种重要的生物活性物质。

第二部分：雨生红球藻虾青素的特性雨生红球藻虾青素具有良好的热稳定性和光稳定性，可以在高温和强光照射下保持其色素活性。

它还具有较强的抗氧化性能，可以有效清除自由基，减少氧化应激对细胞的损伤。

此外，雨生红球藻虾青素还具有抗炎、抗肿瘤和免疫调节等多种生物活性。

第三部分：雨生红球藻虾青素的应用价值1. 食品工业：雨生红球藻虾青素可以作为一种天然食品着色剂，用于糕点、果汁、乳制品等食品的着色。

相比传统的合成着色剂，它更安全、更健康，符合现代消费者对食品安全和健康的要求。

2. 医药领域：雨生红球藻虾青素具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等多种生物活性，可以作为药物的原料，用于制备抗氧化剂、抗炎剂和抗肿瘤药物等。

此外，它还可以作为一种天然食品补充剂，用于预防和治疗一些慢性疾病。

3. 化妆品工业：雨生红球藻虾青素具有良好的抗氧化性能和保湿性能，可以用于化妆品的抗衰老和保湿功能。

它可以减少自由基对皮肤的损伤，增强皮肤的保湿能力，延缓皮肤的衰老过程。

4. 动物饲料：雨生红球藻虾青素可以作为一种天然的饲料添加剂，用于改善动物的生长性能和免疫功能。

它可以提高动物的抗氧化能力，增强免疫功能，提高动物的生产性能和抗病能力。

第四部分：雨生红球藻虾青素的研究进展近年来，雨生红球藻虾青素的研究受到了广泛关注。

研究人员通过提高雨生红球藻的培养技术，优化提取工艺，开发了一系列高效纯化和提取技术，提高了雨生红球藻虾青素的产量和质量。

此外，研究人员还通过基因工程技术改良雨生红球藻的生产能力，提高了雨生红球藻虾青素的产量和稳定性。

结论：雨生红球藻虾青素作为一种新的资源具有广阔的应用前景。

雨生红球藻提取虾青素永远健康2010年10月，中华人民共和国卫生部发布第17号公告，批准雨生红球藻为新资源食品，雨生红球藻作为添加剂，开始正式进入中国的食品、保健以及日化行业。

雨生红球藻中的虾青素是类胡萝卜素的一种，也是迄今发现的类胡萝卜素合成的最高级别产物，在自然界具有最强的抗氧化性，因此被誉为21世纪抗氧化的革命性产品。

为什么我们会对大家讲一大堆雨生红球藻的东西，大家一定很疑问，其实呀也就是为了大家更深一步的了解天然虾青素。

天然虾青素世界第一品牌益康臻品艾诗特虾青素软胶囊是全球最畅销的人类营养用天然虾青素品牌，它是一款优质的膳食补充剂，具有超强抗氧化性和对人体的众多健康益处。

并且天然虾青素是如今最理想的抗氧化清除自由基的新能源食品，艾诗特(益康臻品)系列虾青素由中国国内生产。

荣获国家药监局批准的唯一蓝帽子。

其生产微藻类产品已有27年的历史了，这期间不断优化生产技术，再加上优越的地理位置——夏威夷Kona岛岸边(洁净的天空、清洁的水源、长年稳定的光照、相对温和的气候都是微藻类最理想的天然培育厂)，这种环境下才能生产出单藻种、无污染的微藻产品。

雨生红球藻的地位以及品质，更不要说他对我们人体的作用和功效了。

下面我们一起来看下：天然虾青素对人体有8大强效作用:(一)对心脑血管的预防作用天然虾青素在体内具有明显的提升好胆固醇,降低坏胆固醇的作用天然虾青素在体内具有明显的提升好胆固醇,降低坏胆固醇的作用。

(二)抑制糖尿病肾病虾青素是迄今为止发现的唯一可以有效阻止糖尿病肾病损的物质,研究证实:8mg天然虾青素,8周时间可显著减少尿蛋白30%。

(三)廷缓衰老天然虾青素又被称为“超级维生素E”,天然虾青素可保护皮肤免受紫外线辐射并能减少皮肤细纹的产生,同时提升皮肤的新陈代谢以及锁住皮肤的水分,让您的皮肤犹如婴儿般的幼滑、更有弹性、张力和润泽感以及延缓细胞衰老。

(四)缓解关节炎,关节疼痛关节疼痛和关节炎通常是自由基导致的氧化损伤所致。

雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术【摘要】虾青素是一种强氧化剂，能够广泛的应用于医药，食品，保健及水产养殖等领域中。

雨生红球藻经过特殊的条件处理可积累大量的虾青素，是天然虾青素的最好生物来源。

大规模的培养雨生红球藻，从雨生红球藻中提取纯化虾青素，已成为生产天然虾青素的重要途径。

【关键词】雨生红球藻；虾青素；大规模培养；提取虾青素是近年来走入国际研发领域的类胡萝卜素。

它广泛存在于自然界中，也是海洋动物体内最主要的类胡萝卜素之一。

研究表明，虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，其抗氧化性是类胡萝卜素的10 倍，是维生素 E 的550 倍，被誉为“超级抗氧”。

鉴于虾青素的抗氧化功能，且对人体的绝对安全性，在国外已被广泛应用于医药，食品，保健及水产养殖业中。

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）在特定的条件下可积累本身干重的1%以上的虾青素，是天然虾青素“浓缩品”和最好的生物来源。

雨生红球藻是一种淡水单细胞微藻，属绿藻门、绿藻纲、团藻目、红球藻科、红球藻属。

其具有特殊的生物学性质，即在弱光及营养丰富的条件下，以游动的绿色营养细胞存在，而在不利于其生长的条件下，以不动厚壁孢子存在，同时在体内积累大量的虾青素。

鉴于雨生红球藻此生长特点，目前国际上成功的生产模式都采用了两阶段生产方式，即先采用封闭式光生物反应器培养系统实现细胞的高密度营养生长、克服污染问题，再采用流行的开放池系统在胁迫条件下使细胞积累虾青素。

本项目旨在利用雨生红球藻的培养及虾青素的提取实验中获得的方法，结合现实生产条件，将技术应用到生产实际中，进一步的推广雨生红球藻的大规模培养和虾青素的提取技术。

一、雨生红球藻的大规模培养目前雨生红球藻的培养主要分为两个阶段：细胞生长繁殖阶段和虾青素的积累阶段。

1、细胞生长繁殖阶段雨生红球藻的生长繁殖阶段采用逐级扩大培养的方式。

各级培养所需淡水取自程海湖，营养液配制与补充均采用MAV 母液。

《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》一、引言雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是一种单细胞绿藻，因其能够在特定条件下积累高浓度的虾青素（astaxanthin）而备受关注。

虾青素是一种强效的抗氧化剂，具有广泛的应用价值，包括在食品、化妆品和医药等领域。

因此，研究培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控具有重要的理论和实践意义。

本文旨在探讨不同培养条件对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响，为优化其培养过程提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料本研究所用雨生红球藻购自某生物试剂公司，其他试剂均为分析纯。

2. 方法（1）培养条件设置本实验设置了不同光照强度、温度、pH值、营养盐浓度等条件，以探究各因素对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响。

（2）样品处理与测定在各个实验条件下，定期收集藻样，通过显微镜观察其生长情况，并采用分光光度法测定虾青素的含量。

同时，记录各实验组的生长曲线和虾青素含量变化。

（3）数据分析采用SPSS软件对实验数据进行统计分析，包括单因素方差分析（ANOVA）和t检验等。

三、结果与分析1. 光照强度对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响实验结果表明，在适宜的光照强度下，雨生红球藻的生长速度和虾青素积累量达到最佳。

过强或过弱的光照均会抑制其生长和虾青素的积累。

在光照强度为XX lx的条件下，雨生红球藻的生长速度最快，虾青素积累量最高。

2. 温度对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响温度是影响雨生红球藻生长及虾青素积累的重要因素。

实验结果显示，在XX℃至XX℃的温度范围内，雨生红球藻的生长速度和虾青素积累量随着温度的升高而增加，但当温度超过XX℃时，其生长受到抑制。

这表明存在一个最适温度范围，使得雨生红球藻能够最大限度地生长和积累虾青素。

3. pH值对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响pH值对雨生红球藻的生长和虾青素积累也有显著影响。

在pH值为XX至XX的范围内，雨生红球藻的生长速度和虾青素积累量达到最佳。

《细菌纤维素固定化雨生红球藻积累虾青素及其机制研究》一、引言近年来，随着人们对健康饮食的追求和对天然抗氧化剂的需求增加，虾青素作为一种天然的抗氧化剂和营养补充剂受到了广泛关注。

虾青素主要由雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）等微藻类生物合成，具有强大的抗氧化和抗炎作用。

然而，雨生红球藻的生长和虾青素的积累受到多种环境因素的影响，如光照、温度、营养等。

为了更好地提高虾青素的产量和效率，研究者们不断探索新的技术和方法。

其中，利用细菌纤维素（BC）固定化雨生红球藻成为一种新兴的技术手段。

本文旨在研究细菌纤维素固定化雨生红球藻在积累虾青素方面的效果及其机制。

二、材料与方法2.1 材料实验所使用的细菌纤维素由特定的菌种培养获得，雨生红球藻购买自特定供应商。

实验中所用的试剂和培养基均购自合格供应商，且均符合实验要求。

2.2 方法（1）细菌纤维素的制备：采用特定的菌种进行发酵培养，收集细菌纤维素。

（2）雨生红球藻的培养与固定化：将雨生红球藻与细菌纤维素混合，制备成固定化雨生红球藻。

（3）实验设计：设置对照组（未固定化的雨生红球藻）和实验组（固定化雨生红球藻），在相同的环境条件下培养，观察其生长和虾青素积累情况。

（4）虾青素含量的测定：采用分光光度法或高效液相色谱法等方法测定虾青素含量。

（5）数据分析：收集实验数据，采用适当的统计方法进行分析和处理。

三、实验结果3.1 细菌纤维素固定化对雨生红球藻生长的影响实验结果显示，经过细菌纤维素固定化的雨生红球藻在生长速度和生物量上均有所提高。

这可能是由于细菌纤维素提供的三维结构为雨生红球藻提供了更好的生长环境，有利于其生长和繁殖。

3.2 细菌纤维素固定化对虾青素积累的影响实验组中，经过细菌纤维素固定化的雨生红球藻在虾青素积累方面表现出更高的效率。

与对照组相比，实验组中的虾青素含量显著增加。

这表明细菌纤维素的固定化作用有助于提高雨生红球藻的虾青素积累能力。

大自然的瑰宝-雨生红球藻不知道大家有没有听说过雨生红球藻，大部分人对这个名字会比较陌生，很少听说过，但是提到虾青素大家可能会熟悉一些。

今天我们就来了解一下大自然带给我们人类的瑰宝，雨生红球藻。

雨生红球藻是一种淡水单细胞绿藻，属于绿藻门、团藻目、红球藻属。

因为能够大量累积虾青素而呈现红色，因此而得名红球藻，又称雨生红球藻。

是一种富含营养价值和药用价值的藻类，也是公认的在自然界中生产天然虾青素的最理想来源。

被广泛应用于美容类产品、保养类产品、还有一些抗衰产品、亮肤祛斑产品等。

（比如honorlady红参元气果冻含有大量雨生红球藻，有效对抗皮肤粗糙衰老和气血不足问题）
认识完雨生红球藻，我们来了解一下他的功效。

首先是抗衰功效，因为含有大量虾青素，通常可以起到抗氧化的作用，被人类加入到护肤品和保养品中，能够延缓皮肤衰老，改善皮肤质量；其次是可以清除皮肤自由基，改善皮肤干燥粗糙问题，为肌肤提供营养；同时雨生红球藻对白色念珠藻和金黄色葡萄球菌能够起到抑制作用,因此也可以起到抗菌作用，但不能完全代替抗菌药物进行治疗。

最后雨生红球藻含有多种对肝脏有益的营养成分，可以改善肝脏功能，预防和治疗肿瘤。

爱美的女士为了延缓肌肤衰老日常可以用一些含有雨生红球藻的护肤品或保养品，平时要注意保证充足睡眠。

需要提醒的是雨生红球藻的营养价值丰富，但是并不能代替药物治疗。

使用前建议咨询医生或专业人士后再进行使用。

㊀㊀第３８卷第２期２０１９年４月中国野生植物资源ＣｈｉｎｅｓｅＷｉｌｄＰｌａｎｔＲｅｓｏｕｒｃｅｓＶｏｌ.３８Ｎｏ.２Ａｐｒ.２０１９㊀㊀ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－９６９０.２０１９.０２.０１６收稿日期:２０１８－０４－２１基金项目: 十二五 国家科技支撑计划(２０１２ＢＡＤ３６Ｂ０１)ꎮ雨生红球藻中虾青素的研究与应用张广伦ꎬ肖正春ꎬ张锋伦ꎬ张卫明(南京野生植物综合利用研究院ꎬ江苏南京２１１１１１)摘㊀要㊀雨生红球藻是单细胞微藻ꎬ其中的虾青素具有抗氧化㊁抗肿瘤㊁预防心脑血管疾病等多种生物活性ꎬ在食品㊁医药㊁保健品㊁化妆品及养殖业有诸多用途ꎮ概述了雨生红球藻虾青素含量影响因素ꎬ雨生红球藻培养方法㊁虾青素的提取方法及其应用领域等最新研究成果ꎬ为虾青素的开发利用提供帮助ꎮ关键词㊀雨生红球藻ꎻ虾青素ꎻ抗氧化ꎻ抗肿瘤ꎻ应用中图分类号:Ｑ９４９㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００６－９６９０(２０１９)０２－００７２－０６ＳｔｕｄｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｓｔａｘａｎｔｈｉｎｉｎＨａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓｐｌｕｖｉａｌｉｓＺｈａｎｇＧｕａｎｇｌｕｎꎬＸｉａｏＺｈｅｎｇｃｈｕｎꎬＺｈａｎｇＦｅｎｇｌｕｎꎬＺｈａｎｇＷｅｉｍｉｎｇ(ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＷｉｌｄＰｌａｎｔｓꎬＮａｎｊｉｎｇ２１１１１１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓｐｌｕｖｉａｌｉｓｉｓａｋｉｎｄｏｆｍｉｃｒｏａｌｇａｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌꎬｃａｐａｂｌｅｔｏａｃｃｕｍｕｌａｔｅｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆａｓｔａｘａｎｔｈｉｎꎬｗｈｉｃｈｐｏｓｓｅｓｓｅｓａｖａｒｉｅｔｙｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎬｓｕｃｈａｓａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔꎬａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒａｎｄｃｅｒｅｂｒｏｖａｓｃｕｌａｒｄｉｓｅａｓｅｓꎬｅｔｃꎬａｎｄｆｉｎｄｓｍａｎｙｕｓｅｓｉｎｆｏｏｄｓꎬｍｅｄｉｃｉｎｅꎬｈｅａｌｔｈｐｒｏｄｕｃｔｓꎬｃｏｓｍｅｔｉｃｓａｎｄａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｎｄｉｎｇｓａ￣ｂｏｕｔｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆａｓｔａｘａｎｔｈｉｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎＨ.ｐｌｕｖｉａｌｉｓꎬｃｕｌｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆＨ.ｐｌｕｖｉａｌｉｓꎬｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆａｓｔａｘａｎｔｈｉｎａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬｔｏｏｆｆｅｒａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｓｔａｘａｎｔｈｉｎｉｎＨ.ｐｌｕ￣ｖｉａｌｉｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＨａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓｐｌｕｖｉａｌｉｓＦｌｏｔｏｗꎻａｓｔａｘａｎｔｈｉｎꎻａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔꎻａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒꎻａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀雨生红球藻(ＨａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓｐｌｕｖｉａｌｉｓＦｌｏｔｏｗ)是一种单细胞淡水微藻ꎬ属绿藻门(Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ)㊁团藻目(Ｖｏｌｖｏｃａｌｅｓ)㊁红球藻科(Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃａｃｅａｅ)㊁红球藻属(Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ)ꎮ生活史中细胞具有多样性ꎬ主要有营养细胞和厚壁孢子两种形态ꎮ在弱光㊁氮磷丰富的环境中以游动的绿色营养细胞存在ꎬ在此状态下雨生红球藻生长旺盛ꎬ细胞内虾青素含量很低ꎮ在不利生存条件下(高光照㊁高温㊁高盐或营养盐饥饿)下失去鞭毛ꎬ以不动的厚壁孢子形态存在ꎬ并积累大量虾青素[１]ꎮ天然虾青素的生物来源主要有虾㊁蟹等水产品的废弃物㊁红发夫酵母和雨生红球藻ꎮ其中ꎬ虾㊁蟹等水产品的废弃物中虾青素不仅含量低ꎬ而且提取费用高ꎬ天然红发夫酵母中虾青素的平均含量仅０.４％ꎮ雨生红球藻是天然虾青素的理想生物来源[２]ꎮ本文主要概述了雨生红球藻中虾青素的积累规律㊁虾青素含量变化的影响因素ꎬ提取方法㊁雨生红球藻的培养方法以及虾青素的生物活性及其应用等内容ꎬ希望有助于雨生红球藻的开发利用ꎮ１㊀虾青素积累过程中雨生红球藻的形态和生理变化雨生红球藻为单细胞微藻ꎬ生活史主要分为两个阶段:绿色营养细胞(ＧＶ)阶段和不动细胞阶段ꎮ绿色营养细胞有两条鞭毛ꎬ能运动ꎬ在光下进行光合作用ꎬ在黑暗中营异养生活ꎮ不动细胞根据颜色和形态特征ꎬ又分为绿色不动细胞(ＧＲ)㊁桔黄色不动细胞(ＯＲ)和红色孢囊(ＲＣ)ꎮＯＲ细胞处于营养饥饿状态ꎬ是快速积累虾青素的时期ꎮ环境胁迫诱导形成孢囊ꎬ随着孢囊细胞成熟ꎬ类胡萝卜素大量积累ꎮ虾青素可达到细胞干重的４％~６％ꎮ通过显微观察ꎬＯＲ细胞叶绿体中类囊体的膜解２７第２期张广伦ꎬ等:雨生红球藻中虾青素的研究与应用体成碎片状ꎬ积累大量的虾青素酯㊁淀粉和脂质体ꎬ这和ＧＶ细胞有很大不同ꎮ但ＯＲ细胞保留了大部分光合色素ꎬ如紫黄素(ｖｉｏｌａｘａｎｔｈｉｎ)ꎬ玉米黄素(ａｎ￣ｔｈｅｒａｘａｎｔｈｉｎ)和新黄素(ｎｅｏｘａｎｔｈｉｎ)ꎬ仍能进行一定程度的光合作用ꎬ但光合效率明显下降ꎮ光合系统Ｉ和光合系统ＩＩ中ꎬ能量分配类型更倾向于光合系统Ｉ(ＰＳＩ)ꎮ通过ＯＲ细胞和ＧＶ细胞类囊体的蛋白质组比较分析ꎬ两者的调节蛋白均参与光合作用ꎬ但ＯＲ细胞类囊体蛋白与胁迫响应有关ꎬ而ＧＶ细胞的类囊体蛋白参与生物量积累ꎮ这些研究结果为ＯＲ细胞中虾青素的合成提供了生理依据[３]ꎮ虾青素在雨生红球藻中是通过类异戊二烯途径合成的ꎬ合成在叶绿体外进行ꎮ起始物质为乙酰－ＣｏＡꎬ经茄红素㊁番茄红素㊁ζ－胡萝卜素㊁角黄素等中间物ꎬ最后合成为虾青素ꎮ虾青素合成后ꎬ在３ －羟基酯化ꎬ增加其在细胞环境中的溶解性和稳定性ꎮ２㊀虾青素及其生物活性虾青素(ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ)又名虾红素ꎬ在体内可与蛋白质结合而呈青色㊁蓝色ꎮ化学名称为３ꎬ３ －二羟基－βꎬβ －胡萝卜素－４ꎬ４ 二酮ꎬ分子式:Ｃ４０Ｈ５２Ｏ４ꎬ相对分子质量:５９６.８２ꎮ除了雨生红球藻和红发夫酵母(ＸａｎｔｈｏｐｈｙｌｌｏｍｙｃｅｓｄｅｎｄｒｏｒｈｏｕｓꎬＰｈａｆｆｉａｒｈｏｄｏｚｙｍａ)外ꎬ近年来ꎬ发现一些绿藻也含有虾青素:如Ｃｏｅｌａｓｔｒｅｌｌａｓｔｒｉｏｌａｔａ㊁单针藻Ｍｏｎｏｒａｐｈｉｄｉｕｍｓｐ.㊁斜生珊藻Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓｏｂｌｉｑｕｕｓ㊁小球藻Ｃｈｌｏｒｅｌｌａｚｏｆ￣ｉｎｇｉｅｎｓｉｓ等ꎮ此外ꎬ虾青素也存在于虾㊁蟹以及一些贝类动物体内ꎮ雨生红球藻虾青素含量较高ꎬ是提取虾青素的好原料ꎮ虾青素具有多种生物活性[４－５]: (１)抗氧化虾青素具有长的共轭双键ꎬ末端酮基和羟基的活泼电子易提供电子给自由基或吸引自由基的未配对电子ꎬ从而清除自由基ꎬ起到抗氧化作用ꎮ虾青素的抗氧化作用比其它类型的类胡萝卜素更强ꎬ清除自由基的能力和淬灭单线态氧的活性比维生素Ｅ强５００多倍ꎬ比玉米黄质㊁番茄红素㊁叶黄素㊁角黄素以及β－胡萝卜素高１０倍ꎬ是花青素的１７倍ꎬ被称为 超级维生素Ｅ ꎮ虾青素强抗氧化性和清除自由基的能力ꎬ对人体健康起着极其重要的作用ꎮ(２)增强机体免疫力虾青素可增强Ｔ细胞ꎬ刺激人体内血细胞产生免疫球蛋白ꎬ显著增强机体的免疫功能ꎬ增加对病毒㊁细菌等的抵抗力ꎮ此外ꎬ其在抗原入侵初期增强特异性体液免疫反应的效果优于ζ－胡萝卜素等物质ꎮ(３)抗衰老㊁抗老化虾青素可强化机体需氧代谢ꎬ增强肌肉力量和耐受力ꎬ起到抗衰老作用ꎮ虾青素的抗氧化活性使其成为光的高效保护剂ꎬ可阻止皮肤老化ꎬ作用效果优于维生素Ａ㊁β－胡萝卜素和叶黄素ꎮ虾青素脂溶性好ꎬ对细胞膜有亲和力ꎬ用虾青素开发防晒霜ꎬ不仅可防止光辐射ꎬ还有抗细胞老化的效果ꎮ此外ꎬ虾青素有抗癌活性ꎮ３㊀雨生红球藻中虾青素含量影响因素培养雨生红球藻时ꎬ影响虾青素含量的因素是多方面的ꎬ如温度㊁光照强度㊁ｐＨ值㊁培养基种类以及藻种品系等ꎬ这些因素往往是协同起作用的ꎮ(１)培养基种类㊁品系的影响采用ＢＢＭ㊁ＨＧＺ两种培养基培养雨生红球藻结果表明:ＢＢＭ培养基比ＨＧＺ培养基更适合营养生长ꎮ３个品系(Ｈ１７㊁ＨＰＭ㊁ＨＰＢ)的平均生长速率分别提高５７.２％㊁２８.９７％㊁１８.１％ꎮ培养１０ｄꎬ叶绿素含量增加２０１.９％~２８８.２％ꎬ干重增加３８.８％~１１４.３％ꎻ而ＨＧＺ培养基更适合虾青素积累ꎮ在强光和缺氮条件培养１５ｄ后ꎬ用ＨＧＺ培养基培养的３个红球藻品系细胞的虾青素累积为ＢＢＭ培养基的２.０~２.５倍[６]ꎮ邱保胜等对传统培养基作了改良ꎬ保持了绿色游动细胞培养期ｐＨ值的相对稳定ꎬ可培养出高密度绿色营养细胞[７]ꎮ(２)接种密度㊁ｐＨ值将ｐＨ值控制在偏碱性条件下(７.７５ʃ０.１０)ꎬ有利于藻细胞生长ꎻ较高的接种密度(２.３ˑ１０４个/ｍＬ)能缩短营养培养周期(７ｄ)ꎬ接种密度变化对胁迫周期长短无明显影响(均为４ｄ)ꎬ所以选用较高的接种密度可望降低花青素工业生产的成本ꎮ(３)氮磷等营养因素在ＢＢＭ培养基中ＮａＮＯ３浓度减半时(０.１３ｇ/Ｌ)ꎬ细胞增殖及色素累积都相对有利ꎮ在高光强下实施氮㊁磷饥饿ꎬ红球藻细胞分裂明显受抑ꎬ但色素的累积作用增强ꎬ培养９ｄꎬ细胞内次生类胡萝卜素的含量分别比对照组提高１４１.０％和６０.５％ꎬ色素的累积高峰也比对照组提前２~４ｄꎮ因此ꎬ在培养适当时机控制氮磷的量ꎬ特别是氮素ꎬ对提高虾青素含量有利[８]ꎮ氮素种类对雨生红球藻生长和虾青素积累的影３７中国野生植物资源第３８卷响也有不同ꎮ雨生红球藻７９７株以ＮＨ４＋－Ｎ培养的生长速率明显高于ＮＯ３－－Ｎ培养ꎬ平均生长速率分别为０.２７９ｍ/ｄ和０.１９０ｍ/ｄꎬ且ＮＨ４＋－Ｎ培养所消耗的Ｎ㊁Ｐ营养盐比ＮＯ３－－Ｎ培养消耗的少ꎮ两种氮源下强光照处理１ｄ和７ｄ均导致雨生红球藻细胞数减少而静细胞比例增加ꎮ在虾青素合成阶段ꎬ藻液Ｎ含量急剧下降而Ｐ含量基本保持稳定ꎬ说明虾青素合成对Ｎ的需要量大而对Ｐ的需要小ꎮ在ＮＨ４＋－Ｎ培养下ＳＯＤ活性下降而虾青素含量升高ꎬ而在ＮＯ３－－Ｎ培养下ＳＯＤ活性与虾青素含量同时升高ꎮ(４)光照和碳源不同光照强度及添加不同葡萄糖量进行混合培养对雨生血球藻虾青素产量的影响研究表明ꎬ单位体积培养液虾青素产量随光照强度和葡萄糖添加量变化ꎬ在光照强度为２５００ｌｘ以及葡萄糖添加量为３ｇ/Ｌ时ꎬ虾青素产量最高ꎮ光照强度和葡萄糖添加浓度对虾青素产量有交互影响ꎮ通过中心组合试验ꎬ混合培养条件下最高虾青素产量所需要的葡萄糖添加量及光照强度分别为３.１６１６ｇ/Ｌ和２６０５.６６ｌｘꎮ此时的虾青素产量为４１.０６ｍｇ/Ｌꎬ是自养培养时的２.０２倍[９]ꎮ(５)温度在环形培养池模拟系统培养雨生红球藻ꎬ观察温度对雨生红球藻生物量及虾青素产量的影响ꎮ结果表明ꎬ在１５ħ~２５ħ的范围内ꎬ不同温度下雨生红球藻生物量和虾青素含量及产量都经历了一个上升－最高－下降的过程ꎮ２５ħ与２２ħ时红球藻的虾青素产量㊁虾青素含量(干重)均显著高于其他温度(Ｐ<０.０１)ꎮ１５ħ时ꎬ红球藻生物量㊁虾青素含量和虾青素产量均最低ꎬ分别为１.４ｇ㊁０.５４％和２.４９ｍｇ/Ｌꎻ２５ħ时ꎬ红球藻生物量和虾青素产量最高ꎬ分别为２.６８ｇ和１３.５３ｍｇ/Ｌꎻ２２ħ时ꎬ虾青素含量最高ꎬ为１.５２％[１０]ꎮ(６)光照光照是诱导虾青素积累的重要因子ꎮ高光照强度有利于虾青素积累而不利于生长ꎬ但光照过强会导致红球藻大量死亡ꎮ一般认为ꎬ２ｋｌｘ以下的弱光有利于红球藻营养细胞的生长ꎬ最佳光强为１.１~１.３ｋｌｘꎮ红光可促进雨生红球藻的生长ꎮ虾青素积累的最适光强范围为３４.４~３６.６ｋｌｘꎬ雨生红球藻置于１０~１２ｋｌｘ光强下ꎬ营养细胞迅速由绿色变为红色ꎮ蓝光比红光更有利于红球藻合成虾青素[１１]ꎮ也有试验认为ꎬ光照强度１０~１２ｋｌｘ有利于绿色营养细胞转化为红色细胞[１２]ꎮ(７)碳氮比在低Ｃ/Ｎ的营养培养基中雨生红球藻营养生长期延长ꎬ长势旺盛ꎬ而高Ｃ/Ｎ的培养基中易形成孢囊ꎬ虾青素含量也高[１３]ꎮ４㊀雨生红球藻培养方法根据雨生红球藻的不同存在形式ꎬ一般将虾青素的生产分成微藻培育和虾青素积累两个阶段ꎮ第一阶段让营养细胞高密度生长ꎮ第二阶段中ꎬ通过高温㊁增加光强度㊁提高盐浓度等手段ꎬ促使营养细胞转变成厚壁孢子ꎬ达到积累虾青素的目的ꎮ雨生红球藻的培养主要有以下方式:分批培养(ｂａｔｃｈｃｕｌｔｕｒｅ)ꎮ用少量藻液接种ꎬ培养一段时间ꎬ当细胞生长繁殖达到较高的密度ꎬ进行采收或进一步扩大培养ꎮ将收获的的培养物胁迫处理获得虾青素ꎮ分批培养是传统培养方式ꎬ耗时长㊁产量低ꎬ不适合大规模培养ꎮ半连续培养(ｓｅｍｉ－ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｕｌｔｕｒｅ)ꎮ在分批培养的基础上ꎬ当藻细胞达到一定浓度后ꎬ每次收获一部分藻液ꎬ同时补充等量的培养液ꎬ继续培养ꎮ待培养物达到一定浓度后ꎬ再次收获并补充培养液ꎬ如此循环ꎮ根据雨生红球藻生长特点ꎬ采用连续异养－光合自养培养法对雨生红球藻进行培养ꎬ可得到高产量的虾青素ꎮ方法是先用异养方法培养细胞ꎬ使其达到很高的细胞浓度ꎬ再采用光培养积累虾青素ꎮ异养阶段生物量形成的最适ｐＨ值为８ꎬ温度为２５ħꎮ醋酸盐在１０~３０ｍｍｏｌ/Ｌ的浓度范围内变化对细胞的比生长速率没有明显影响ꎮ但高浓度的醋酸盐抑制细胞生长ꎮ因此异养培养阶段以醋酸盐为有机碳源时ꎬ可用流加培养法保持ｐＨ值稳定ꎬ可获得质量浓度高达７ｇ/Ｌ的细胞ꎮ异养培养期间由于细胞从营养到孢囊转变ꎬ要想得到更高浓度的细胞似乎不大可能ꎮ但反复流加培养ꎬ可让细胞维持在生长型ꎬ获得２倍多的数量的细胞ꎮ用连续异养－光合自养培养法可获得１１４ｍｇ/Ｌ的虾青素ꎬ生产率为４.４ｍｇ/(ｄＬ)[１４]ꎮ利用红发夫酵母细胞吸收利用雨生红球藻代谢过程中产生的ＮＨ４＋的特点ꎬ可让两者混合培养ꎬ稳定ｐＨ值在７.０左右ꎬ使雨生红球藻碳代谢在虾青素合成方向占优势ꎬ提高虾青素产量[１５]ꎮ目前ꎬ光生物反应器已普遍应用于微藻培养ꎬ有开放式和封闭式两大类ꎮ封闭式光生物反应器有管４７第２期张广伦ꎬ等:雨生红球藻中虾青素的研究与应用道式㊁平板式㊁柱状气升式㊁搅拌式等ꎬ主要用于雨生红球藻原藻液培养和扩种培养ꎮ开放式具有投资少㊁成本低㊁技术要求简单的特点ꎬ用于雨生红球藻规模化绿色细胞高密度培养和虾青素积累期孢子培养ꎮ据报道ꎬ在最佳培养条件下ꎬ雨生红球藻细胞接种１ｄ后即进入指数生长阶段ꎬ在胁迫阶段仅需４ｄ即达到虾青素含量的峰值[１６－１７]ꎮ５㊀虾青素的提取方法虾青素在雨生红球藻红色孢囊内ꎬ壁厚且坚硬ꎬ需经研磨法㊁微波法㊁高压均质等方法破壁处理ꎮ根据虾青素脂溶性的特点ꎬ用乙酸乙酯㊁乙醇㊁丙酮等有机溶剂提取ꎮ考察匀浆法等５种破壁方法对虾青素提取率影响的结果表明ꎬ对雨生红球藻最佳破壁条件:匀浆法破壁时间２２ｍｉｎꎬ水为介质ꎻ冻融温差法破壁温度为－７０ħꎬ时间为１２ｈꎬ冻融２次ꎬ水为介质ꎻ超声功率４００Ｗꎬ每次超声时间５ｓꎬ共超声２５ｍｉｎꎻ直接研磨法研磨时间１ｍｉｎꎻ加液氮低温研磨法破壁２次ꎬ每次时间０.５ｍｉｎꎻ虾青素的提取率依次为０.７６％㊁０.９３％㊁１.０３％㊁１.５１％和３.２１％ꎮ加液氮低温研磨法在破壁过程中不添加化学试剂ꎬ不产生污染ꎬ能最大限度地保留虾青素的生理活性ꎬ是所选方法中最好的[１８]ꎬ但所需成本较高ꎮ陈兴才等研究了几种物理破壁法对雨生红球藻厚壁孢子细胞破壁率及虾青素提取率的影响ꎬ确定了高压均质处理㊁超声波法和反复冻融法的最适工艺条件ꎮ试验结果表明:高压均质处理最适合于雨生红球藻厚壁孢子的破碎和虾青素的提取ꎮ优化条件为:４０ＭＰａꎬ室温ꎬ循环３次ꎬ破壁率可达９１.４％ꎬ虾青素提取率为２８.０２μｇ/ｍｇ(细胞干重)ꎬ而未经破壁的虾青素提取率仅为１７.９２μｇ/ｍｇ(细胞干重)ꎬ提取率提高了５６.３％[１９]ꎮ对微波萃取研究结果表明:萃取时间４.５ｍｉｎꎬ萃取功率５４０Ｗꎬ液料比２２０:１的条件下ꎬ虾青素的提取率最佳ꎬ可达１.０２０％[２０]ꎮ(１)溶剂提取法ꎮ以冻干的雨生红球藻粉为原料ꎬ采用乙醇和乙酸乙酯混合溶剂进行虾青素酯的提取ꎮＬ９(３３)正交试验筛选获得虾青素酯的最佳条件:温度２５ħꎬ提取时间为６ｈꎬ乙酸乙酯和乙醇的配比为１:２ꎬ固液比为１:１２０(ｇ/ｍＬ)ꎮ对提取的虾青素酯进行皂化ꎬ分别研究了４ħ和４０ħ时碱的浓度及皂化时间对提取效果的影响ꎮ结果表明:０.０６ｍｏｌ/ＬＫＯＨ－甲醇溶液于４ħ皂化１２ｈ效果最好ꎬ从１００ｍｇ藻粉可以得到(５７５.８６ʃ５.６８)μｇ虾青素单体[２１]ꎮ(２)超临界流体萃取法ꎮ以雨生红球藻粉为原料ꎬ采用超临界ＣＯ２萃取技术ꎬ萃取雨生红球藻浸膏ꎬ最佳工艺条件为:萃取压力４４.６ＭＰａꎬ萃取温度６４.２ħꎮＣＯ２流速７.１Ｌ/ｈꎬ萃取时间３.５ｈꎬ在此条件下获得的虾青素提取率可达１.０２８％[１１]ꎮ６㊀虾青素的应用雨生红球藻在自然界生活在池塘湖泊中ꎬ是鱼㊁虾㊁蟹㊁贝类等水产的天然食物来源ꎬ参与生态系统的物质循环和能量代谢ꎮ通过培养雨生红球藻ꎬ获得的虾青素可应用于食品㊁保健品㊁化妆品㊁医药等多领域ꎮ６.１㊀食品添加剂虾青素有很强的抗氧化作用ꎬ可用于食品保鲜ꎬ延长食品货架期ꎮ对南湾鳙鱼油抗氧化性能测试结果表明:鱼油中添加虾青素可明显抑制酸价和过氧化值上升ꎮ虾青素抗氧化性能优于油溶性茶多酚ꎬ并优于维生素Ｅꎮ虾青素联合茶多酚抗氧化作用更为明显ꎬ对南湾鳙鱼油的抗氧化作用与ＴＢＨＱ(叔丁基对苯二酚)相当ꎮ０.０２％虾青素＋０.０２％茶多酚的复合抗氧化剂可使南湾鳙鱼油在２０ħ条件下的预期贮藏期从２０ｄ延长到１２０ｄꎮ虾青素作为新型天然抗氧化剂用于食品越来越受到青睐[２２]ꎮ６.２㊀在保健品中的应用[２３－２４]虾青素可用于多种功能保健品的开发ꎬ如增强免疫力ꎬ抗氧化㊁缓解视疲劳㊁保护胃粘膜等ꎮ(１)虾青素能防止脂质过氧化ꎬ是单线态氧的淬灭剂ꎬ清除自由基ꎬ延缓衰老ꎮＴｉｎｋｌｅｒ等研究了几种类胡萝卜素对体外血细胞淬灭单线态氧的效率ꎬ其中虾青素比β－胡萝卜素高ꎬ仅次于番茄红素ꎮ虾青素清除自由基的效率比β－胡萝卜素和玉米黄质高５０％ꎮ(２)虾青素可增强动物的免疫功能ꎮ促进脾细胞产生抗体ꎬ增强Ｔ细胞刺激下人体内血细胞免疫球蛋白的产生ꎮ动物试验表明ꎬ虾青素能增强小鼠释放白细胞介素－１α和肿瘤坏死因子αꎬ其作用比β－胡萝卜素和角黄素强ꎮ(３)虾青素对视力有保护作用ꎬ可预防和减轻眼疲劳ꎮＪｙｏｎｏｙｃｈｉ等报道虾青素可有效防止人视网膜氧化和感光细胞损伤ꎬ改善视网膜功能[２５]ꎮＬｅｎｎｉｋｏｖ用小鼠实验表明虾青素可预防或治疗紫外线诱导的角膜炎[２６]ꎮＣｏｒｔ也证实虾青素对高眼压 ５７中国野生植物资源第３８卷大鼠视网膜有保护作用[２７]ꎮ(４)对慢性胃炎研究表明ꎬ虾青素提取物通过抗氧化作用能保护小鼠的胃黏膜免受损伤ꎬ对溃疡形成有抑制作用ꎮＢｅｎｎｅｄｓｅｎ等证实虾青素可减少细菌侵入ꎬ减轻胃炎症ꎬ并通过淋巴细胞释放因子抗小鼠幽门螺旋菌感染[２８]ꎮ此外ꎬＬｉｎｇｎｅｌｌ等研究发现口服虾青素可明显增强人的肌肉力量和耐受力ꎮ６.３㊀在医药领域的应用[２３－２４](１)抗癌动物实验模型证实ꎬ虾青素能显著抑制肿瘤生长㊁诱导细胞凋亡㊁抑制癌细胞转移ꎮ其作用机制不仅与其抗氧化作用有关ꎬ还可能通过活化过氧化物酶体增殖物激活受体γ(ＰＰＡＲγ)ꎬ抑制ＮＦ－κＢ激活等调控多种信号分子实现其抑癌作用ꎮ虾青素可有效抑制胃癌㊁肝癌等[２９]ꎮ(２)防治心脑血管疾病Ｃｈｏｉ等观察了虾青素对肥胖人群的血脂和氧化应激的影响:服用虾青素后低密度脂蛋白㊁载脂蛋白Ｂ等指标都显著降低ꎮＳａｓａｋｉ等用大鼠所做的实验证实虾青素具有抗血栓和抗高血压的作用ꎮ因此ꎬ虾青素可用于防止心脑血管疾病ꎮ(３)预防糖尿病及肾病Ｃｈａｎ研究表明虾青素能减弱糖尿病所导致的血凝㊁氧化应激以及炎症反应ꎮＮａｉｔｏ等研究了虾青素对小鼠肾病的预防效果ꎬ结果显示虾青素的抗氧化作用减少了肾病的氧化应激并能防止肾细胞损伤ꎮ虾青素有望用于糖尿病和肾病治疗ꎮ６.４㊀化妆品虾青素脂溶性好ꎬ对细胞膜具有亲和力ꎬ抗氧化活性强于维生素Ｅꎬ可用于新型化妆品的开发ꎮ目前ꎬ不少品牌的化妆品均把雨生红球藻提取物作为配方成分ꎬ包括日本品牌高丝(ＫＯＳＥ)㊁芳凯(Ｆａｎｃｌ)㊁姿姿(ＪＵＪＵ)等都推出了雨生红球藻提取物系列保湿霜㊁抗皱眼霜㊁面膜等ꎮ我国用虾青素为原料生产的抗氧化眼霜㊁眼贴㊁洁面乳等产品也已问世ꎮ６.５㊀饲料多数动物都不能合成类胡萝卜素ꎬ虾青素作为饲料添加剂能显著改善动物的体色ꎬ促进生长ꎬ增强机体免疫力ꎬ提高营养价值和商品价值ꎮ北极红点鲑饲料中添加虾青素ꎬ肌肉的红色程度与添加虾青素的量呈正相关ꎮ虹鳟鱼饲料中添加１００ｍｇ/Ｌ的虾青素可使肌肉中的类胡萝卜素含量大幅度升高ꎮ雨生红球藻虾青素对血鹦鹉观赏鱼的生长㊁着色及抗氧化能力试验结果表明:喂食添加虾青素饲料的实验组鱼体增重３００％ꎬ较对照组提高５０％ꎻ鱼皮肤中虾青素㊁类胡萝卜素含量分别是实验前的１７４％㊁１８４％ꎻ鳞片中虾青素㊁类胡萝卜素含量为实验前的２０７％㊁２５６％ꎬ鱼肌肉总抗氧化能力显著高于对照组ꎮ用虾青素喂养鸡鸭ꎬ可生产出天然色素红心蛋ꎮ７㊀展㊀望虾青素卓越的抗氧化性能令人瞩目ꎬ目前已有日本的ＹＡＭＡＨＡ集团㊁ＦＵＪＩ化学集团㊁Ｂｉｏｇｅｎｉｃ公司㊁美国Ｃｙａｎｏｔｅｃｈ公司㊁印度ＢｉｏＰｒｅｘ公司㊁以色列Ａｌｇａｔｅｃｈ公司规模化养殖红球藻生产天然虾青素ꎮ我国在商业化养殖红球藻也取得突破ꎮ湖北一家公司在荆州已建成２.４万ｍ２的雨生红球藻培养池ꎬ年产虾青素含量２.０％以上雨生红球藻粉１０~２５ｔ[３０]ꎮ２０１０年卫生部批准雨生红球藻为新资源食品之一ꎮ除了含有类胡萝卜素外ꎬ雨生红球藻还含有蛋白质(２３.６２％)㊁碳水化合物(３８.０％)㊁脂肪(１３.８０％)ꎬ铁㊁镁㊁钙等矿物质以及叶酸㊁烟酸㊁泛酸等维生素ꎬ本身就有较高的营养价值[３１]ꎮ可根据产品功能定位和消费人群的不同ꎬ直接加工成藻粉或深加工成虾青素提取物ꎮ对雨生红球藻培养废水综合利用也是一项重要课题ꎬ如从中提取活性胞外多糖等ꎮ在挪威斯瓦尔巴特(Ｓｖａｌｂａｒｄ)群岛已发现在４~１０ħ生长的耐寒新品系[３２]ꎬ加强雨生红球藻低温品种的引种培育ꎬ让更广阔的地区实现其规模化生产已刻不容缓ꎮ参考文献:[１]㊀胡章立ꎬ吴玉荷ꎬ罗杏桃.雨生红球藻细胞类型转化影响因子的协同作用[Ｊ].深圳大学学报(理工版)ꎬ２００２ꎬ１９(３):８－１２. 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虾青素是一种强效的天然类胡萝卜素抗氧化剂，可以从多种生物来源进行提取。

以下是对虾青素主要提取部位的详细分析：
1.甲壳类动物：
o虾壳：虾青素大量存在于虾的外壳中，特别是甲壳部分。

虾壳主要由几丁质构成，其中结合了虾青素和其他脂溶性物质。

提取过
程通常包括虾壳的预处理（如清洗、粉碎、酸处理以去除钙
质）、有机溶剂或超临界二氧化碳萃取等步骤。

2.鱼类：
o鱼类脂肪组织：某些鱼类，尤其是鲑鱼、鳟鱼等富含虾青素，它们在肌肉和皮肤组织中积累，可以通过精炼鱼油或者直接从鱼肉
中提取得到。

3.藻类：
o雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）：这是一种单细胞绿
藻，当环境条件不利时，会形成大量的虾青素酯储存于胞内以保
护自身免受氧化应激伤害，因此是目前商业上最常用的虾青素生
产来源之一。

通过培养这种微藻并诱导其积累虾青素，随后采用
物理或化学方法破壁，再用适宜的溶剂浸提或超声辅助提取。

4.其他生物体：
o红法夫酵母（Phaffia rhodozyma）：这是一种能够产生虾青素的
酵母菌种，通过发酵技术培养该菌株，收获后进行破壁、浸提和
纯化步骤，即可获得虾青素。

综上所述，虾青素的提取部位主要包括甲壳类动物的外壳、鱼类的肌肉和皮肤组织以及特定的微生物和藻类。

其中，由于环境友好和可持续性等因素，藻类和酵母来源的虾青素提取越来越受到重视，并且已成为商业化生产的重要途径。