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天然虾青素:抗衰老市场的革命

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1944年英国生物化学家梯舍(Tisher)首次研究确认雨生红球藻细胞中的红色物质是虾青素。虾青素是一种类胡萝卜素,自上世纪90年代至今,国内外科学界对此引起高度关注并做了大量的实验研究。现有的研究结果表明:虾青素是迄今为止发现的最强天然抗氧化剂,其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂。

虾青素的推出导致抗氧化剂市场的革命,有人甚至说:21世纪将是抗氧化剂的世纪。天然藻源的虾青素及其提取物在欧美、日本、东南亚等发达国家已经得到广泛应用。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。尤其是在韩国最为受到欢迎的健康产品,近年来虾青素成为韩国最火爆的健康产品。东南亚包括日本、台湾、新加坡深受其影响。我国也有一些企业相继跟进。

虾青素的生产具有人工合成和生物获取两种方式。人工合成虾青素不仅价格昂贵,而且同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著。天然虾青素的生物来源一般有3种:水产品加工工业的废弃物、红发夫酵母(Phaffiarhodozyma)和微藻(雨生红球藻)。其中,废弃物中虾青素含量较低,且提取费用较高,不适于进行大规模生产。天然的红发夫酵母中虾青素平均含量也仅为0.40%。相比之下,雨生红球藻中虾青素含量为1.5%~3.0%,被看作是天然虾青素的“浓缩品”。

随着天然虾青素的兴起,世界各国对化学合成虾青素的管理也越来越严,如美国食品与药物管理局(FDA)已禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场.虾青素的生产一般倾向于开发天然虾青素的生物(植物)来源,并由此进行大规模生产。目前有能力商业化养殖雨生红球藻生产天然虾青素的只有5个国家的7家公司(美国Cyanotech公司、日本FUJI化学集团控制的瑞典、夏威夷两家工厂、YAMAHA集团、Biogenic公司、中国荆州市天然虾青素有限公司、印度Bioprex公司、以色列Algatech公司),其余一些国家和企业大都处于研发阶段。

国内外大量研究表明,虾青素可有效清除肌细胞中因运动产生的自由基,强化需氧代谢,具有显著的抗疲劳和延缓衰老的作用;能显著提高人体免疫力;是惟一能通过血脑屏障的类胡萝卜素,具有对眼睛抗氧化保护优势,具有多种重要而独特的保健功能特性。还能以新型功能性食品添加剂的身份,作为食品着色剂、抗氧化剂等,提升食品品质,增强食品的感观。

抗衰老食品 在抗衰老功能食品中的应用机体衰老主要是由线粒体中链式氧化反应中产生的大量自由基引起,若不及时清除将导致线粒体氧化损伤,加速机体细胞的衰老。虾青素具有极强的抗氧化活性,可以高效的清除氧自由基,其效率是VE的100多倍。虾青素不仅保持了强抗氧化能力,还能减缓与年龄有关的功能衰退,帮助抵抗衰老。因此,将虾青素添加入到功能食品中,将有助于预防器官衰老引起的一系列疾病,改善人们的健康状况。目前,国外已开展虾青素抗衰老功能性食品研发,例如美国Cyanotech公司推出的DermaAstin(黛玛)天然虾青素胶囊等。此外虾青素还与美容因子组合搭配,生产抗衰老的美容食品,与化妆品搭配使用,增强其抗衰老效果。据调查,90%国际一线化妆品品牌都推出了含虾青素的美容食品,如资生堂的“活颜 G+C”。

增强免疫功能食品 在增强免疫功能食品中的应用虾青素能在有抗原存在时显著促进脾细胞产生抗体的能力,增强 T 细胞刺激人体内血细胞免疫球蛋白的产生。在抗原入侵初期,虾青素还能增强特异性体液免疫反应。虾青素具有最佳诱导细胞分裂的活性,能提高人体免疫球蛋白的产生,具有重要的免疫调节作用。虾青素可以作为免疫调节剂发挥巨大效用。因此,将虾青素应用于增强机体免疫保健食品中,是开发虾青素重要方向。日本已经推出多种虾青素产品,如Fancl品牌的“虾青素30日”等增强免疫功能营养产品。日本Suntory公司应用虾青素与其他功能提取物组配的方法,生产出多种功能性作用更高的新产品。如虾青素与其它类胡萝卜素组配,以强化其免疫力。

护眼功能食品 在护眼功能食品中的应用引起视觉伤害甚至失明的主要疾病为与年龄相关的视黄斑退化(AMD)和老年白内障,这两种疾病都与眼睛内部光氧化过程有关,人类视网膜中含有的多不饱和脂肪酸和高浓度氧比其它任何组织都高, 当高能量蓝光作用于视网膜时, 由光氧 化产生的单线态氧和氧自由基就将会对视网膜产生过氧化损伤。对于人和其他动物而言,膳食中的类胡萝卜素是保护眼睛健康所必需的,可将这些损伤性的活性氧淬灭,帮助视 网膜抵抗氧化损伤。研究表明,虾青素能通过血脑屏障,有效防止视网膜的氧化和感光器细胞的损伤,说明虾青素在预防和治疗“年龄相关性黄斑变性”、改善视网膜功能方面具有良好效果。因此,虾青素应用于保护视力,维护眼睛健康的功能食品是当前国内外研究的热点课题。如日本将虾青素与蓝莓提取物组配,以强化对视力的保护效果;美国已开发出天然虾青素胶囊等产品面世,致力于保护视力,改善衰老性视网膜黄斑变性。

在功能性食品添加剂中的应用在食品工业中,虾青素不仅可以作为免疫增强剂、抗衰老剂等功能成分添加入食品,还能够有效的起到保鲜、保色、保味、保质等作用,作为食品的着色剂、抗氧化剂等。用以保持食品的原有营养成分不受破坏损失或改善感官性状,增强食品对消费者的吸引力。虾青素系脂溶性色素,呈艳丽的红色,自然逼真,具有极强的色素沉积能力,着色力强,安全无毒,用量少,无异味,口感好。可以用于很多保健品的着色以及药片糖衣、胶囊的着色。也可直接用于食品,如食用油脂、人造奶油、冰淇淋、糖果、糕点、挂面、调料等尤其是含脂类较多的食品,既有良好的着色效果又有显著的保质作用。也可用于饮料着色,特别是对含 VC的果汁最适用。在日本,虾青素作为功能性食品添加剂的使用已比较普遍,含虾青素的红色油剂广泛用于蔬菜、海藻和水果的腌渍,在饮料、面条、调料着色等也有报道。

国内外大量研究证明,虾青素在人体中具有潜在的特殊保健功效,使得虾青素越来越受到人们的青睐。目前,虾青素主要来源包括化学合成和天然提取两种。化学合成虾青素同天然虾青素在结构、性质、应用及安全性等方面均有一定的差异,其稳定性、抗氧化性、着色性等重要性质明显低于天然虾青素,天然虾青素的高效提取制备是今后虾青素发展的重点,特别是利用酵母、藻类等微生物工业化发酵生产虾青素,生产周期短,前景广阔。有关数据预测,2015年全球虾青素市场有望达到2亿美元规模。

因此,筛选高产菌株,改进发酵工艺,适时引入基因改良技术,提高产量,降低成本,将极 大有助于虾青素的进一步开发应用。 虾青素在功能食品领域的应用,国外主要将其功效定位于强化免疫、抗癌、抗衰老、保护视网膜、抗炎、预防血液低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C) 的氧化损伤等方面,研发生产了许多含有虾青素的保健营养食品、膳食补充剂等。而我国仍 处于初级起步阶段。随着对虾青素功能性质研究的深入、生产技术的提高完善,同时结合我 国传统“药食同源”的理念,利用虾青素开发功能性营养食品,将具有极好的应用前景和深 远的发展意义。

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