利用雨生紅球藻生產天然色素——蝦青素(1 / 3)

利用雨生紅球藻生產天然色素——蝦青素

天然色素是從天然原料中取得並加以精製的產品,主要作為食品添加劑,使食品具有更好的自然新鮮色。天然食用色素的原料都是再生資源,不受資源枯竭的限製,而且許多天然色素本身就是或含有人體需要的某種營養物質;有的天然色素如蝦青素,還對某些疾病具有一定的療效。

目前廣大消費者對於肉雞膚色和蛋黃顏色有著嚴格的要求,黃色幾乎成了衡量肉雞和雞、鴨蛋質量的最重要指標。為了滿足廣大消費者的消費心理,飼養者對飼料生產者提出了新的要求,希望提供“雙黃”飼料。因此飼料著色劑有著廣闊的發展前景。鑒於目前對使用合成色素的限製越來越嚴格,而消費者的營養、安全和健康意識逐漸增強,在許多國家都已立法禁止人工色素的使用,所以天然色素的使用將越來越普及。

蝦青素屬於類胡蘿卜素,是甲殼類動物,如蝦、蟹、和三文魚的主要色素。人工合成的蝦青素作為食品添加劑雖然已由美國的食品和藥品管理局(FDA)批準,但價格十分昂貴,每千克達2000~2500美元;此外,人工合成蝦青素的過程可能被其它有害物質汙染,產品中還含有非天然的異構體,因此人們對天然蝦青素的興趣很高。目前比較有前景的天然蝦青素的生產來源是甲殼類動物的殼、酵母菌和微藻類(雨生紅球藻Haematococcuspluvialis)。酵母菌細胞內的蝦青素的含量(0.05%細胞幹重)遠低於紅球藻(2%細胞幹重),因此利用紅球藻進行蝦青素的工業化生產,引起了各國科學家的高度重視。

蝦青素的生理功能

蝦青素具有很強的抗氧化功能,能清除體內由紫外線照射產生的自由基,調節降低由光化學引起的危害,對紫外線引起的皮膚癌有很好的療效。蝦青素的抗氧化功能高於斑蝥黃質(Canthaxanthin)、玉米黃質(Zeaxanthin)等其它類胡蘿卜素,能抑製生物膜被氧化。蝦青素還能顯著促進淋巴結抗體的產生,特別是能促進與體內T細胞有關的抗原的抗體的產生。蝦青素與脂肪酸結合形成的酯比脂肪酸與其它類胡蘿卜素形成的酯穩定,不易被氧化。

蝦青素在某些條件下對抗脂肪氧化的保護作用比β-胡蘿卜素高10倍,比維生素E高100倍,故又稱超級維生素E。蝦青素對魚類的生長繁殖有重要作用,促進魚卵受精,減少胚胎發育的死亡,促進個體生長,增加成熟速度和生殖力。

科學家在高原的雪地藻類中發現次生類胡蘿卜素有光保護功能,這些次生類朗蘿卜素與蛋白質結合形成複合體,能減少強光的傷害。同樣蝦青素對紅球藻本身也有保護作用,使得紅球藻能適應某些極端環境,如高溫、營養缺乏等條件。紅球藻在強光照射下,其中的蝦青素顆粒由原來的細胞核附近移到細胞壁周圍;在強光照射被取消時則回到細胞核附近。若長時間強光照射,蝦青素則迅速積累。

蝦青素的應用

蝦青素目前主要用作三文魚的飼料添加劑。三文魚的鮮紅的肉色是非常重要的質量指標,但三文魚自身並不能合成蝦青素,必須從其食物中獲得。人工養殖的三文魚如不添加蝦青素,則肉成白色,品質下降。

二十世紀八十年代,主要應用人工合成的斑蝥黃質作為三文魚養殖的飼料添加劑。研究表明,用蝦青素作為三文魚的著色劑,效果明顯優於其它色素,能更有效地被三文魚利用。蝦青素除了影響三文魚的肉色外.還能改善三文魚的生理功能,對三文魚的生長具有明顯的促進作用。Nakano等發現,用添加蝦青素的飼料來喂三文魚,其體內維生素A的含量比沒喂的高20倍以上,不但增加了三文魚的營養價值,而且有利於提高三文魚的抗病能力。