虾青素

一、化学结构与理化性质

虾青素（astaxanthin）是发现于某些水生动物体内的一种类胡萝卜素，又名虾黄素。虾青素的化学名为3，3'-二羟基-4，4'-二酮基－β，β'-胡萝卜素。它是一种酮式类胡萝卜素，含有2个羟基和2个酮基，其天然产物多数以酯的形式存在。它的分子式为C40H52O4，分子量为596.86，CAS号为472-61-7。

虾青素的化学结构

常见的虾青素颜色为粉红色，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。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  虾青素在自然界广泛存在，如虾蟹外壳、牡蛎、鲑鱼及藻类、真菌均含有大量的虾青素，雨生红球藻中虾青素含量为1.5%～3.0%。

生产制备方法  虾青素的生产方法主要有2种，即天然提取和化学合成。虾青素的天然提取又分为从动物及其副产品中提取，从藻类中提取和采用酵母培养生产。化学合成需经多步化学和生物催化反应才能完成，其中生物催化的作用是选择确定合成过程中中间体碳原子的立体构型或氧原子的取代位置。

三、生理功能及作用

抗氧化作用  研究表明，虾青素对谷氨酰胺转胺酶（transglutaminase）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，用于阻止皮肤的光老化。

抗炎作用  研究表明，给小鼠饲喂富含虾青素的雨生红球藻粉，能够激活T淋巴细胞的应答，从而降低幽门螺杆菌对胃的附着和感染。

调节免疫力  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10mol/L,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-Iα和肿瘤坏死因子α的能力，其作用比β-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。

其他  Tanaka等的研究表明，给大鼠和小鼠饲喂虾青素100～500mg/kg,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。与对照组相比，高剂量组（500mg/kg）的肿瘤发生率和肿瘤大小明显低于对照组和低剂量组。因此推测虾青素具有显著的抗癌特性。虾青素还能诱导肝中的转移酶，显著抑制小鼠膀胱癌、大鼠口腔癌和结肠癌、胃癌，其作用效果要比β-胡萝卜素更为明显。另外，虾青素还能预防黄曲霉毒素的致癌性，对减少黄曲霉毒素诱导的肝肿瘤细胞的数量和体积效果良好。

眼和中枢神经系统的保护作用、预防心血管疾病、缓解运动疲劳，增强机体能量代谢、降血糖等。

四、安全性研究

人群资料  虾青素在24h内迅速代谢，每日摄入高达5mg虾青素胶囊不会导致体内虾青素滞留。人体安全性临床试验主要是对雨生红球藻粉的虾青素临床试验，33名志愿者每日服用3.85mg或19.25mg虾青素共29d,两个剂量组志愿者的血、尿检查结果均无任何异常。

代谢情况  未査见相关文献资料。

急性毒性  小鼠急性经口毒性试验以10 000mg/kg灌胃小鼠，连续观察14d，未见明显中毒症状，无死亡 情况发生。结果表明，受试物虾青素小鼠急性经口毒性LD50 >10 000mg/kg。

遗传毒性  Ames试验：试验设每皿5000μg、1000μg、200μg、40μg, 8μg5个剂量组、自发回复突变组、溶剂对照组和阳性对照组。阳性剂为叠氮化钠、2-氨基芴。结果显示，受试物各剂量组回变菌落数均未超过自发回变菌落数的2倍，亦无剂量-效应关系。鼠伤寒沙门菌TA97、TA98、TA100, TA102试验菌株，无论在加与不加S9时，均未表现出诱发测试菌株回复突变的能力。

小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验：健康小鼠50只，随机分成5组，雌雄各半。各组剂量分别为5 000mg/kg,2 500mg/kg, 1 250mg/kg。另设阴性和阳性（环磷酰胺40mg/kg）对照组。各剂量组不同性别动物骨髓嗜多染红细胞微核细胞率与阴性对照组比较均差异无统计学意义 （P>0.05）,且无剂量-效应关系，PCE/RBC均大于0.1。阳性对照组与阴性对照组相比差异有统计学意义（P < 0.01）。表明受试物在最高剂量5 000mg/kg下，没有诱发小鼠骨髓微核细胞率增高的作用。

小鼠精子畸形试验：健康雄性小鼠25只，随机分成5组，每组5只，试验组剂量分别为5 000mg/kg、2 500mg/kg和1 250mg/kg,同时设阴性和阳性对照组 （环磷酰胺40mg/kg）。连续5d经口染毒，至第35d处死动物，各剂量组动物精子畸形率与阴性对照组比较差异均无统计学意义（P>0.05），且无剂量-效应关系。

亚慢性毒性   Wistar大鼠100只，随机分为5组（1个阴性对照组和4个剂量组），每组20只，雌雄各半，以灌胃的方式给予受试物，灌胃量5ml/kg,以5%虾青素原液为最高剂量，其他剂量用红花油稀释，对照组同时给予红花油。虾青素剂量分别为0.06g/kg、0.12g/kg、0.18g/kg, 0.24g/kg,相当于最大人体推荐量（12mg/d）的300倍、600倍、900倍和1200倍。结果发现试验组与对照组相比无差异。

慢性毒性与致癌性  未査见相关文献资料。

生殖与发育毒性  未查见相关文献资料。

其他  皮肤过敏试验：对兔的皮肤进行过敏试验，参照（67/548/EEC，Method B4）。可看见非常轻微的红斑，未见皮肤水肿和其他的皮肤改变。

五、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  目前，在国外虾青素也已被用作食品添加剂用于食品的着色、保鲜及营养。虾青素为脂溶性，具艳丽红色和强抗氧化性能，对于食品尤其是含脂类较多的食品，既有着色效果又可起到保鲜作用。Bjerkeng等的试验表明，虾青素有助于鳟鱼片的保鲜。在日本，将含虾青素的红色油剂用于蔬菜、海藻和水果的腌溃已申请专利，用于饮料、面条、调料的着色也均有专利报道。

保健食品  全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。

其他  可作为普通的抗生物过氧化剂，可用作抗癌剂，预防动脉硬化及有关疾病，防治眼科疾病，虾青素有近似维生素A的特性，维生素A是眼球中的视黄酸的供应源，视黄酸又是人的暗视觉所需的视紫质的来源，可防治神经科疾病。

调查/推荐摄入量

调查摄入量  未査见相关文献资料。

推荐摄入量  有报道作为抗氧化剂的使用量，建议每日3mg,作为降血脂用，推荐每天10～12mg。

六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  批准虾青素作为饲料中的添加剂，GB/T23745-2009饲料添加剂10%虾青素。批准为新资源食品（2007 第 0011 号）。

美国  批准虾青素二甲基琥珀酸盐为新的色彩添加剂；批准雨生红球藻提取物（天然虾青素）作为食品的营养补充剂及水产品饲料添加剂，已批准虾青素用于饲料和食品添加剂。

欧盟  批准虾青素作为鱼饲料中的添加剂EC828/2007。依据70/524EEC的指示，鱼饲料中虾青素的浓度不得超过100mg/kg[9]。

澳/新  未查见相关文献资料。

其他  加拿大FIA （食品监察局）已批准虾青素用于水产品饲料添加剂。

七、注意事项和禁忌

不适宜人群  未査见相关文献资料。

禁忌  未查见相关文献资料。

与药物相互作用  未査见相关文献资料。

其他  食物中的类胡萝卜素可影响虾青素的吸收。