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雨生红球藻中天然虾青素的应用研究
时间:2024-01-18 来源:admin
雨生红球藻

虾青素又名虾黄素、龙虾壳色素,是一种含氧类胡萝卜素衍生物,化学结构相似于β-胡萝卜素,分子式为C4oH52o,中文名称为3,3’羟基4,4-二酮基-β,β-胡萝卜素,相对分子质量为596.86。虾青素的化学结构为四个异戊二烯单位以共扼双键方式连接,两端各接1个异戊二烯单位组成的六节环结构。虾青素结构中的碳骨架主要由中央多聚烯链和位于两端的芳香环构成,并且每个芳香环中均有1个氢基和1个酮基。


本文主要总结了对雨生红球藻的养殖技术、虾青素提取工艺以及虾青素衍生物产品方面的研究成果,对天然虾青素的更广、更大范围应用提供帮助。

雨生红球藻形态变化


雨生红球藻的生活史中出现4种细胞类型:微小细胞、游动细胞、不动细胞以及不动孢子


微小细胞是直径小于10μm的细胞,带有鞭毛,具有快速游动的能力。游动细胞是直径为20-50μm ,比微小细胞大,呈椭圆形或梨形,也同样具有两条鞭毛,通常情况下呈绿色。微小细胞和游动细胞也称为绿色营养细胞主要在有利的环境生长。当环境或培养条件变得不利于生长时,如强光、高温、高盐、营养成分缺乏(氮、磷等缺乏),细胞尺寸增大,同时失去鞭毛,形成球形的不动细胞,当生存环境继续恶化时,不动细胞发展成为具有厚实细胞壁的不动孢。不动孢子呈鲜红色或深红色,合成和积累虾青素。


虾青素生物活性

1 抗氧化活性

天然虾青素中拥有活泼的电子效应分子结构,可以为自由基带来电子,或者吸引自由基的末端配对电子,进而使自由基重新稳定下来变回正常原子,而不再去损伤肌体细胞虾青素的分子中, 主要包括了共轭双键、羟基,及其连接于共轭双键链末端的不饱和酮基,其中羟基和酮基原则构成a-羟基酮,这些结构都具有比较活泼的电子效应。


因此能够更加有效的猝灭氧化性很高的单线态活性氧,以及环境中的其他自由基。虾青素对清除自由基的效果是辅酶Q10的800倍,是维生素C的6000倍,是维他命E的500倍,被称为超级维他命E。


2 增强免疫功能

金泽大学医药保健研究中心的研究人员给小鼠喂食引起非酒精性脂肪肝的高胆固醇食物3个月,并将它们与那些在高胆固醇食物中混合虾青素喂食的进行比较。结果表明,与不混合虾青素组相比,混合虾青素组减少了肝脏脂肪沉积约50%,不易患上脂肪肝。另外,研究人员还认为,由于脂类聚集而形成的脂质过氧化被抑制80%以上,通过引起炎症的巨噬细胞由炎性巨噬细胞转变为抗炎性巨噬细胞,能抑制脂肪肝到非酒精性脂肪肝炎。


3 心脏健康

血液中高低密度脂蛋白胆固醇水平与动脉硬化的风险增加有关。血浆中的低密度脂蛋白并没有被充分氧化,但是低密度脂蛋白的氧化被认为促使了动脉硬化的形成,所以通过补充虾青素会导致血浆中高密度脂蛋白的浓度提高,而增加了血浆中低密度脂蛋白和高密度脂蛋白胆固醇的浓度,这也有助于心脏健康。


4 保护视力

导致视力障碍和失明的二种常见原因是年龄相关性黄斑变性和老年性白内障。这两类疾病,都和由人体眼部内光诱导的氧化作用有关。一项动物实验表明虾青素能够通过血脑屏障,积累在哺乳动物的视网膜中,对眼部视力作出有效的保护,从而避免紫外线伤害眼部和视网膜细胞中的氧化。[1]



发展展望


研究表明,很多种类的藻类如衣藻、裸藻、伞藻等都含有虾青素,其中生红球藻对虾青素的积累量可达到细胞干重的4%,是目前公认生产天然虾青素最好的生物来源。洞察到虾青素的优越性,以云南绿A生物工程有限公司为代表的多家企业也将其列为主要的研发方向。2010年10月,雨生红球藻也被中国卫生部批准为新资源食品。正式拉开了虾青素时代的帷幕。



引用文献出处:

[1] 陈涛,沼泽彻,杨福梅等.雨生红球藻中天然虾青素的应用研究[J].农业工程技术,2023,43(15)76-77.DOI10.16815j.


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