抗氧化 防晒 调血脂 虾青素市场开发探寻切入点

访中国食品添加剂和配料协会名誉理事长尤新 尤新教授介绍说，虾青素是一种抗氧化活力较高的天然类胡萝卜素，过去主要用在养殖业。但随着经济的发展，人们对健康的关注，特别是老年性退行性疾病的增加,对提高抗氧化和免疫力的类胡萝卜素功能配料有更多的需求，虾青素也被作为食品配料和膳食补充剂有了越来越多地应用。在抗氧化功能食品配料中，国内对β-胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、玉米黄素比较熟知，而虾青素了解和研发较少。由于从虾蟹壳中提取成本高昂，且造成环境污染，因而在国内外，均大力开发用雨生红球藻生产天然虾青素。美、日等发达国家均有大规模机械化雨生红球藻养殖和天然虾青素提取工业，我国也有天然虾青素生产，但规模不大。 2004年全球类胡萝卜素销售额8.87亿美元，其中虾青素占2.34亿美元，在国际市场上天然虾青素的售价约为每公斤2500—3000美元。我国生产的虾青素，大多是未深加工的粗粉，含量1.O％—2.0％，价格为每公斤100—200美元。 在类胡萝卜素中，虾青素的抗氧化活性位列第三，仅次于番茄红素和γ-胡萝卜素。虾青素作为抗氧化剂，和其他类胡萝卜素不同的一个特点是可以通过血脑屏障，因此可以保护大脑和神经避免氧化损伤。 在虾青素抗氧化的衍生作用中，研究最多的是抗炎性、防晒护肤与心脏健康。 抗炎性能和抗氧化化性密切相关。动物试验发现，经常摄取虾青素，对风湿性关节炎之类的炎症疾患有效。有试验表明，关节炎患者服用虾青素，经服用四周后疼痛程度下降35%。 研究表明，在防止脂质紫外线光氧化，保护皮肤免受紫外线的伤害方面，虾青素比β-胡萝卜素和叶黄素具有更为显著的效果。具有保护细胞膜内部和细胞膜外表面防止氧化的能力。 人体皮肤受阳光暴晒紫外线刺激,皮肤明显变红，或称太阳斑。因而市场上有很多防晒霜、护肤霜应市。美国亚娅诺泰克公司主持了一个口服虾青素防晒剂的研究。受试者在服用虾青素之前,首先测定其皮肤变红所确需的紫外线强度剂量，然后连续两周每天服用虾青素4mg。两周后再作皮肤形成太阳斑的所需紫外线强度测试结果，表明所需紫外线剂量，比服用虾青素之前，明显增强。 日本进行了虾青素保护皮肤试验，试验对平均年龄40岁的女性，分三组，受试组每天服用2mg虾青素和维生素E的混合物，共服用四周。四周后检测，服用组在皮肤张力、湿润度、色调、弹性、光滑度等方面，均比试验前有明显提高。而其他两组未有改善的效果。 血浆中低密度脂蛋白被氧化，是导致血黏度增加促使动脉硬化的重要原因。很多临床资料表明，摄取外源性抗氧化剂，可预防心血管疾病的发生。有试验表明，每天摄取3.6毫克虾青素，连续两个星期，可预防低密度脂蛋白的氧化，增加高密度脂蛋白的浓度。因此，虾青素可通过改变血液中脂蛋白胆固醇的构成而对心脏健康有利。 尤新告诉记者，虾青素的生产方法包括天然提取、发酵法和合成法三类。其中，天然提取又包括来源于甲壳类和微藻类两种。国内外较早地利用虾蟹加工甲壳类废弃物，提取虾青素，但含量很低，甲壳中的灰分和甲壳质也限制了虾青素的提取。因而成本高，污染重,所以目前此方法已不占主导地位。雨生红球藻是所有已知含虾青素的生物体中积累量最高的，可达细胞干重的4％，被认为是安全、经济、功能好的生产方法。发酵法主要是采用红法夫酵母生产，国内各菌种保藏单位保存的红法夫酵母菌株，虾青素积累量一般为细胞干重的0.1％以下。江南大学、华南理工大学、浙江大学等单位，均开展了红发夫酵母提取虾青素的研发工作，杭州商学院采用基因工程法夫酵母,提取虾青素完成了中间试验，通过发酵、分离菌体、加抗氧剂、破碎细胞、溶剂萃取获得虾青素产品。合成法生产虾青素是通过化学原料反应形成的，产品多数为顺式结构，在体内不能转化成反式结构，动物对化学合成的虾青素吸收能力弱，着色能力和生物效价比天然品要低得多。目前有合成虾青素并投放市场，虾青素含量约5％—10％。美国食品与药物管理局(FDA)批准合成虾青素仅用于水产养殖的添加剂，不允许化学合成产品进入保健食品市场。2000年起，红法夫酵母发酵生成的虾青素也被允许用于人类营养领域，但限制摄入量为每天2毫克以下且不允许儿童使用。对天然藻类提取的虾青素则没有此限制。天然提取获得的虾青素与化学合成及发酵生成的虾青素的构成有差别，天然藻类提取获得的虾青素的虾青素酯类的含量很高，游离的虾青素含量较少，容易吸收，抗氧化能力强；化学合成及发酵生成的虾青素往往着色性和抗氧化能力弱。因此，雨生红球藻制备虾青素是前景看好的生产工艺路线。 1985年以色列Bacolio大学在以色列南部沙漠,开展了微藻红球藻富集虾青素的研究工作，经十年获成功。该地气温高、阳光强、地下水丰富，年日照320—330天，适于微藻培养，比通常虾青素的浓度高3倍。1999年日本武田株式会社和以色列Bacolio大学联合组成虾青素公司,在以色列南部建成当时世界最大的虾青素微藻培养装置，并用超临界萃取虾青素，提取物浓度可达10%—15%。产品商品名为ASTOTS，分成三种规格。一种超临界萃取品，纯度2.5%—20%，可用于化妆品和健康食品；一种为粉剂，纯度0.1%—1.5%，可用于片剂、颗粒剂等健康食品；一种为乳剂，纯度0.6%，提供给清凉饮料、果汁、乳制品、糖果甜食、化妆品及食品着色等使用。 2008年3月的FIC展会期间，美国西娅诺泰克公司展出了雨生红球藻天然虾青素，并设专场新技术报告会。该公司于夏威夷海岸有80英亩（约合480亩）天然养殖场，是目前世界最大和最先进水平的雨生红球藻养殖基地之一。该天然养殖场呈长条形分格的封闭式养殖池，用自然水养殖海水调温，在中性的水中生长繁殖，随着生长期的不同，各池呈现不同程度的绿色，深绿色，直到最终成熟时,养殖池呈鲜艳深红色。由绿转红要5—7天，此时有专用的机械及时收获。经清洗、干燥，然后用超临界萃取装置，从雨生红球藻提取天然虾青素。其产品有5%虾青素油、1.35%虾青素微胶囊粉以及软胶囊，主要应用于功能食品、保健食品等。该公司的雨生红球藻提取天然虾青素已获得美国农业部非动物原料认证,亦获得了欧盟的认证。 我国微藻提取虾青素的研发单位早期有中国农业大学、农业部饲料中心、浙江大学生物环境学院、厦门大学海洋环境学院等。主要用于水产养殖，少量精品，也用于化妆品及医药。湖北荆州天然虾青素公司已建成120亩的雨生红球藻养殖基地，形成年产50吨红球藻，虾青素含量达2％—2.5％，相当于能提取1吨天然虾青素的规模。目前生产有不同规格天然虾青素，包括食用级、饲用级、油状及粉剂。据介绍，海南三亚阳关海洋生物公司近年也建有世界较大的天然虾青素的生产基地。 虽然随着对虾青素功能研究的深入，虾青素的应用逐渐转向食品、饮料和美容品市场，但从消费量统计，用作鱼类、虾蟹及家禽的饲料添加剂，仍是国际虾青素最大的市场。 虾青素可与肌红蛋白非特异性结合，因而，鱼类和甲壳类对虾青素的吸收和积累要比其他类胡萝卜素如角黄质、叶黄素和玉米黄素有效得多。在家禽饲料中添加虾青素，可使鸡蛋黄增加色素含量。虾青素还能够增加鱼类的风味。2006年，国内对虾青素需求，达6000公斤，占世界总需求6.82%。截至2005年底，全球的天然虾青素总产量不到4吨。目前仅鲑鱼饲料的年市场容量就超过1.85亿美元，并以每年8％的速率递增。 浙江新和成公司推出的新产品合成虾青素，主要用于高档水产养殖业，项目年产500吨虾青素微囊，总投资1.84亿元，预计建成投产之后，可实现年均销售4.41亿元，利税8245万元。 利用生物富集，瑞典Kronagge公司开发了使用天然虾青素饲养蛋鸡生产的鸡蛋,称为“金色鸡蛋”,包装上标示有“独特的功能食品含天然虾青素的鸡蛋”的说明。 不过，尤新表示，未来创造虾青素市场价值的领域已转为高级营养保健食品、化妆品和药品。在化妆品中添加虾青素可以起到抗衰老、防晒的效果，用于唇膏可长时间保持着色且有利于皮肤健康。日本已有利用虾青素的抗光敏作用生产化妆品的专利。美国加州Natural Bodycare公司开发了加有天然虾青素的防晒霜。 在美国市场有不少天然虾青素的保健品、膳食补充剂，如Twinlab公司的缓解腕管综合症胶囊，Aquasearch公司的保护心血管胶囊，Cyanotech公司的缓解运动疲劳胶囊。在我国，新的食品原料和保健食品的准入审批制度是比较严格的。2007年，美国西娅诺泰克公司申报的百奥斯汀虾青素通过了我国卫生部的新资源食品的审查。依据新的《新资源食品管理办法》的“实质等同”原则，其他企业用的等同工艺生产提取的天然虾青素也将有望作为新资源用于各种食品中。这无疑为我国开发丰富多样的虾青素食品打开了一条通道。