蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）知識(shí)介紹
蝦青素（ASTA又名蝦紅素）
蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）它是1938年從龍蝦中首次被分離出來的一種超強(qiáng)的天然胞外抗氧化劑。它可以淬滅單形態(tài)氧，清除自由基以及有效的結(jié)束過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，防止氧原子作用于細(xì)胞膜、亞細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸，從而保護(hù)細(xì)胞及DNA免受氧化反應(yīng)的傷害。由于他的脂溶性特性，可以中和細(xì)胞內(nèi)（尤其是線粒體內(nèi)）由新陳代謝產(chǎn)生的自由基，保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，使細(xì)胞更有效的新陳代謝，使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)更好的酶反應(yīng)和參與運(yùn)輸功能。
蝦青素，3，3′-二羥基-4，4′-二酮基-β，β′-胡蘿卜素，分子式C40H52O4，分子量596.86，是一種萜烯類不飽和化合物，呈粉紅色，是600多種類胡蘿卜素中的一種。蝦青素易溶于氯仿、丙酮、苯和二硫化碳等有機(jī)溶劑。蝦青素易于氧化，氧化后變?yōu)槲r紅素(astacene)。
由于蝦青素不是維生素A原，所以以前認(rèn)為它不具備生理活性。然而近年的研究表明，蝦青素具有抗氧化、抗腫瘤和增強(qiáng)免疫力等許多重要的生理和生物學(xué)功能。因而在食品添加劑、水產(chǎn)養(yǎng)殖、化妝品、保健品和醫(yī)藥工業(yè)方面有廣闊的應(yīng)用前景。
人工合成的蝦青素不但價(jià)格貴($2000/kg)，而且大多數(shù)為順式結(jié)構(gòu)。美國FDA已批準(zhǔn)人工合成的反式結(jié)構(gòu)的蝦青素用作水產(chǎn)養(yǎng)殖的添加劑。瑞士F Hoffman-La Roche已成功合成全反式蝦青素。生物合成的蝦青素大多數(shù)為反式結(jié)構(gòu)，因此開發(fā)蝦青素的生物來源成為蝦青素研究的一項(xiàng)重要課題。本文將介紹蝦青素的生物學(xué)功能、生物來源及應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展。
蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）的生物學(xué)功能
抗氧化性能
蝦青素是海洋動(dòng)物中主要的類胡蘿卜素之一，具有極強(qiáng)的淬滅單線態(tài)氧和清除自由基能力。Lee等人研究了葉黃素、玉米黃素、番茄紅素、異玉米黃素和蝦青素(雙鍵數(shù)分別是10，11，11，11和13)等五種類胡蘿卜素在豆油光氧化作用中淬滅活性氧能力。它們淬滅單線態(tài)氧速率常數(shù)分別為5.72×109，6.79×109，6.93×109，7.39×109和9.79×109。表明它們淬滅活性氧能力隨著共軛雙鍵數(shù)的增加而增加，以蝦青素的淬滅能力為最強(qiáng)Miki研究了葉黃素、玉米黃素、金槍魚黃素、角黃素、β-胡蘿卜素、α-生育酚和蝦青素等類胡蘿卜素淬滅單線態(tài)氧和清除自由基能力。各類胡蘿卜素和α-生育酚清除自由基的半數(shù)效應(yīng)劑量如表1所示。研究結(jié)果表明，類胡蘿卜素具有清除自由基和淬滅活性氧的活性，這種活性與維生素E相似，其中以蝦青素活性最強(qiáng)，比維生素E強(qiáng)百倍以上，作者將其稱為“超級(jí)維生素E”。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)蝦青素具有抑制脂過氧化的作用。Woodall等人也發(fā)現(xiàn)蝦青素具有降低脂質(zhì)過氧化作用，能保護(hù)磷脂酰膽堿脂質(zhì)免受氧化。Nakagawa等人也發(fā)現(xiàn)蝦青素具有顯著降低脂質(zhì)過氧化物累積的作用。
類胡蘿卜素和α-生育酚作為自由基清除劑的ED50值
清除劑 ED50(nM)
蝦青素 200
玉米黃素 400
角黃素 450
葉黃素 700
金槍魚黃素 780
β-胡蘿卜素 960
α-生育酚 2940
抗腫瘤和增強(qiáng)免疫作用
Tanaka等人通過小鼠試驗(yàn)觀察到蝦青素對(duì)膀胱癌有化學(xué)預(yù)防作用。在小鼠飲水中加入250mg/kg N-丁基-N-(4-羥丁基)-亞硝胺(OH-BBN)持續(xù)20周，間隔1周后飲水中加入50mg/kg蝦青素，再持續(xù)20周，發(fā)現(xiàn)蝦青素組膀胱癌發(fā)生率顯著降低。Tanaka等人在用硝基喹啉-1-氧化物誘發(fā)大鼠口腔癌的類似實(shí)驗(yàn)中，觀察到蝦青素能顯著降低口腔腫瘤的發(fā)生率。
Nashino研究了各種類胡蘿卜素的抗癌作用，發(fā)現(xiàn)蝦青素具有極強(qiáng)的抗癌作用。Gradelet等人以鼠研究了蝦青素等類胡蘿卜素對(duì)肝癌的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)蝦青素和β-胡蘿卜素在抑制肝癌方面有顯著效果，而番茄紅素則無效。Savoure等通過裸鼠表皮試驗(yàn)說明蝦青素抑制腫瘤發(fā)生的效應(yīng)在于對(duì)腫瘤增殖的抑制。Jyonouchi等人通過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蝦青素能顯著促進(jìn)胸腺依賴抗原(TD-Ag)刺激時(shí)的抗體產(chǎn)生，分泌IgM和IgG的細(xì)胞數(shù)增加。
蝦青素（astaxanthin又名蝦紅素）到底是什么？為什么它可以使三文魚呈現(xiàn)紅色？
ASTA蝦青素是一種紅色素，可以賦予三文魚、蝦和火烈鳥粉紅的顏色。其化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于 β - 胡蘿卜素（存在于胡蘿卜中）和維生素A 。蝦青素是類胡蘿卜組的一部分。
ASTA蝦青素是由幾種藻類和浮游生物產(chǎn)生的。一些水生物種，包括蝦在內(nèi)的甲殼類動(dòng)物都食用這些藻類和浮游生物，然后把這種色素儲(chǔ)存在殼中，于是它們的外表呈現(xiàn)粉紅色。這些貝殼類動(dòng)物又被魚（三文魚，鱒魚）和鳥（火烈鳥，朱鷺）捕食，然后把色素儲(chǔ)存在皮膚和脂肪組織中。這就是三文魚和其他一些動(dòng)物呈現(xiàn)紅色的原因。蝦青素沒有被漂白，因此這些動(dòng)物可以保留粉紅色。
與水產(chǎn)動(dòng)物相關(guān)的蝦青素的作用還不十分清楚。不過和維生素 E 比起來它是一種很有潛力的抗氧化劑。它也可以抗紫外線。
只有藻類可以產(chǎn)生蝦青素，更高等的動(dòng)物不能轉(zhuǎn)化出這種化學(xué)結(jié)構(gòu)。
龍蝦為什么這樣紅？
龍蝦和螃蟹都是餐桌上人們競相舉箸品嘗珍饈美味，可你有沒有注意過，生的龍蝦螃蟹是藍(lán)黑色的，而蒸鍋里呆上幾分鐘就立刻變成十分鮮艷奪目的紅色，令人食欲大開。這到底是怎么回事呢？這看似簡單的問題，卻難倒了眾多科學(xué)家，時(shí)至今日，荷蘭的化學(xué)家的研究成果才令全世界的人茅塞頓開。
以前，一些化學(xué)家發(fā)現(xiàn)，龍蝦和螃蟹被煮熟時(shí)，它們殼里面的一種蛋白質(zhì)－蝦青蛋白會(huì)受熱分解，釋放出一種類似于胡蘿卜素的色素物質(zhì)，叫蝦青素。蝦青素就能使熟透的龍蝦呈現(xiàn)出誘人的鮮紅色。可是，一直懸而未決的問題時(shí)，活的龍蝦螃蟹為什么是藍(lán)黑色的呢？這可讓人百思不得其解。去年，荷蘭萊頓大學(xué)的科學(xué)家弗朗西斯科·布達(dá)（Francesco Buda）教授和他的實(shí)驗(yàn)小組成員，通過精確的量子計(jì)算手段發(fā)現(xiàn)，蝦青蛋白中成對(duì)存在的蝦青素分子會(huì)發(fā)生干涉，就好像兩根相鄰的電線，它們傳輸?shù)碾娦盘?hào)會(huì)互相干擾一樣，這些小分子也會(huì)互相干擾，這而改變蝦青素分子的量子能態(tài)。因?yàn)檫@種量子能態(tài)的改變，就導(dǎo)致它們所能吸收光的波長的改變，所以就能改變龍蝦的顏色。他們的這一成果發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)雜志》，這是轟動(dòng)了化學(xué)學(xué)科。
布達(dá)對(duì)他的理論的解釋是，紅色素吸收光譜中的藍(lán)色和綠色部分，所以才能反射出紅色光。當(dāng)蝦青素與蝦青蛋白結(jié)合時(shí)，蝦青素的光吸收頻率范圍增加了，一直能到波長更長的部分（就是更靠近紅色的部分），也就是說蝦青素能吸收更多的可見光，所以，活龍蝦呈現(xiàn)出藍(lán)黑色，正是因?yàn)檫@個(gè)神奇的量子化光譜的變化。而當(dāng)龍蝦被煮熟了，蝦青素的光的吸收能力弱了，光譜吸收范圍窄了，龍蝦就變得通體通紅了。在此之前的理論一致認(rèn)為是蝦青蛋白分子扭曲了蝦青素分子的結(jié)構(gòu)，從而使其光吸收范圍擴(kuò)大。布達(dá)小組的研究人員這次精確計(jì)算出的ASTA蝦青素量子能態(tài)公式，發(fā)現(xiàn)分子形狀的改變只能引起三分之一波長范圍的移動(dòng)，從而徹底否定了這一理論，而讓真正的原因大白于天下。
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